JP2002198006A - 交換可能な毛管を備えた毛管組立体 - Google Patents

交換可能な毛管を備えた毛管組立体

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JP2002198006A JP2001330200A JP2001330200A JP2002198006A JP 2002198006 A JP2002198006 A JP 2002198006A JP 2001330200 A JP2001330200 A JP 2001330200A JP 2001330200 A JP2001330200 A JP 2001330200A JP 2002198006 A JP2002198006 A JP 2002198006A
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    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0404Capillaries used for transferring samples or ions

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  • Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査、洗浄および交換のため、毛管のヒータ
から容易かつ迅速に取り外すことができる加熱形毛管組
立体を提供する。 【解決手段】 本発明は、大気圧イオン化源と低圧質量
分析器システムとを連結する加熱形毛管組立体であっ
て、毛管支持組立体のボアを通って配置されかつ該ボア
に対して着脱可能に固定される毛管を備えた加熱形毛管
組立体に関する。また、本発明の質量分光器システム
は、軸線方向ボアを備えた支持組立体と、前記軸線方向
ボアを通って延びる着脱可能な毛管と、該毛管の一端を
支持組立体の一端に対してシール可能に係合および固定
させる固定組立体とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは、大気圧イ
オン化チャンバを低圧質量分析器組立体に連結する毛管
組立体に関し、より詳しくは、着脱可能な毛管を備えた
毛管組立体に関する。
【0002】
【発明の背景】エレクトロスプレー(electrospray:E
S)または大気圧イオン化 (atmospheric pressure ionization:APCI)源等
の大気圧イオン化 (atmospheric pressure ionization:API)源が質
量分光器システムに取り付けられるとき、大気圧イオン
化チャンバから質量分光器の真空システム内へのガス流
は、使用される真空ポンプの吐出能力に一致するように
設定されなくてはならない。小径オリフィスおよび毛管
は、大気圧スプレーチャンバから質量分光器の真空シス
テム内へのガス流を制限するのに最も多く使用されてい
る2つの方法である。これらの毛管は、該毛管を通る溶
媒和イオンに熱エネルギを付与すべくしばしば加熱さ
れ、これによりこれらのイオンは脱溶媒和される。
【0003】質量分光器システムにより分析される試料
からの不揮発性物質は、これらの毛管の入口または内部
ボアに蓄積される。これらの不揮発性物質は、大気圧イ
オン化源内に噴霧される液体移動相からの塩で形成され
る。これらの不揮発性物質はまた、プラスマ(血漿)ま
たは尿等の生物学的流体から抽出後の試料溶液中に残留
するタンパク質、脂質または塩で形成できる。これらの
毛管への不揮発性物質の蓄積は、イオン移送量の低下お
よび信号の低下をもたらす。
【0004】このため、使用者は、毛管を洗浄するか、
新しい毛管と交換する必要がある。毛管のメインテナン
スまたは交換は、一般に、錯体試料については数ヶ月
毎、清浄な試料については1年毎に行われる。メインテ
ナンスの頻度の如何に拘わらず、システムが通気される
という事実は依然として存在する。メインテナンスおよ
び質量分光器システムをオンラインに戻すには、約1日
を要する。これは、試料処理能力が低いこと、従って研
究所の収益損失をもたらすことを意味する。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、検査、洗浄および交換
のため、毛管のヒータから容易かつ迅速に取り外すこと
ができる加熱形毛管組立体を提供することにある。本発
明の他の目的は、毛管の取外し時および交換時に、質量
分析器システムの通気が制限される構成の交換可能な毛
管を備えた加熱形毛管組立体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、大気圧イオン化チャンバが、着脱可能な毛管を
備えた毛管組立体を介して質量分析器の低圧領域と、毛
管の取外しおよび交換時に低圧領域の通気を防止するシ
ステムとに連結される構成のシステムにより達成され
る。すなわち、本発明は、イオン化チャンバと、低圧質
量分光器システムと、イオン化チャンバと低圧質量分光
器システムとを連結してイオンおよびガスがイオン化チ
ャンバから低圧質量分光器システムに流れることを可能
にする毛管組立体とを有する質量分光器システムにおい
て、軸線方向ボアを備えた支持組立体と、前記軸線方向
ボアを通って延びる着脱可能な毛管と、該毛管の一端を
支持組立体の一端に対してシール可能に係合および固定
させる固定組立体とを有することを特徴とする。
【0007】本発明の質量分光器システムでは、支持組
立体のマウントがヒータ組立体であるのが好ましい。ま
た、本発明の質量分光器システムでは、前記毛管は、こ
れに電流を通すことにより直接加熱されるのが好まし
い。また、本発明の質量分光器システムでは、前記毛管
がヒータ組立体のボアから取り外されたときに、低圧質
量分光器システムの通気を防止する手段を有するのが好
ましい。
【0008】更に、本発明は、質量分析器システムのイ
オン化チャンバと低圧チャンバとを連結する加熱形毛管
組立体において、軸線方向ボアを備えたヒータ組立体
と、前記軸線方向ボアを通って延びている着脱可能な毛
管と、該毛管の一端をヒータ組立体の一端に対してシー
ル可能に係合および固定させる固定組立体とを有するこ
とを特徴とする。
【0009】本発明の加熱形毛管組立体は、前記毛管が
取り外されたときに、ガスがイオン化チャンバからヒー
タ組立体のボアを通って低圧チャンバに流れることを制
限する手段を有するのが好ましい。また、本発明の加熱
形毛管組立体では、前記制限手段は、ヒータ組立体の他
端に取り付けられたフラップを有するのが好ましい。ま
た、本発明の加熱形毛管組立体では、前記制限手段は、
毛管が取り外されたときにヒータ組立体のボア内に落下
するボールを有するのが好ましい。
【0010】また、本発明の加熱形毛管組立体では、前
記固定組立体は、ヒータ組立体の一端にねじ締めして受
け入れられるナットを有するのが好ましい。また、本発
明の加熱形毛管組立体は、前記ナットを締めたときに毛
管およびヒータ組立体に対して押圧される、ナットとヒ
ータ組立体との間のシーリング部材を有するのが好まし
い。また、本発明の加熱形毛管組立体では、前記シーリ
ング部材はフェルールであるのが好ましい。また、本発
明の加熱形毛管組立体は、前記ナットとヒータ組立体の
一端との間に配置され、ナットが緊締されたときにヒー
タ組立体および毛管に対して押圧されてシールを形成す
るОリングを有するのが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の上記および他の目的は、
添付図面を参照して述べる以下の詳細な説明からより明
瞭に理解されよう。図1を参照すると、ここには、イオ
ン透過組立体を介して質量分析器12に連結された、プ
ローブ11を備えたイオン化源を有する従来技術の質量
分光器が示されている。当業者には、イオン源が、大気
圧以下の圧力から大気圧以上の圧力までの圧力範囲で作
動されることは明白である。四極子(quadrupole)質量
分析器12が例示されているが、当業者ならば、質量分
析器は、経過時間(time offlight:TOF)、四極
子、フーリエ変換(Fourier transform:FTMS)、
イオントラップ、磁気セクタまたはハイブリッド質量分
析器で構成できる(但し、これらに限定されない)こと
は明白であろう。
【0012】例えば、イオン源は、大気圧イオン源(at
mospheric pressure ion source:API)でも形成で
きる。より詳しくは、イオン源は、エレクトロスプレー
イオン源(electrospray ion source:ES)または大
気圧化学的イオン化源(atmospheric pressure chemica
l ionization source:APCI)でも形成できる。い
ずれにせよ、イオン源は、イオンスプレー13を形成す
るイオンプローブ11を有している。イオン化機構は、
大気圧での、ESまたはAPCIプローブにより形成さ
れた微細荷電粒子からのイオンの脱着を有している。
【0013】試料液体は、液体クロマトグラフィポン
プ、シリンジポンプ、重力フィード容器、加圧容器およ
び/または吸気フィード容器により(但し、これらに限
定されるものではない)、プローブ11に供給される。
試料はまた、液体クロマトグラフィまたは毛管電気泳
動、毛管電気泳動クロマトグラフィ等の自動インジェク
タ分離システムおよび/またはAPIプローブに連結さ
れた手動噴射弁を用いて導入できる。
【0014】イオン透過組立体は連続チャンバ16、1
7、18を有し、これらのチャンバは連続的に圧力が低
くなるように維持され、質量分析器12が最低圧力チャ
ンバとなっている。第1チャンバ16は、毛管22を介
して大気圧イオン化チャンバ21に連通している。毛管
の端部でのポテンシャルにより、イオンは毛管に向かっ
て移動される。このため、チャンバ16とチャンバ21
との間の圧力差により、イオンおよびガスが毛管のオリ
フィス23に進入しかつ毛管通路を通ってチャンバ16
内に流入する。
【0015】毛管の他端部は、イオンガイド八極子レン
ズ組立体32を収容するチャンバ17からチャンバ16
を分離するスキマー31に対向している。米国特許第5,
157,266号に開示されているように、チューブレンズ3
6が毛管22の端部と協働して、イオンを、毛管から出
てスキマー31に向かって移動する拡散イオン流の中心
に指し向ける。八極子レンズ組立体32の後には、第2
スキマー34およびレンズ35を含むイオン光学系が続
いており、該イオン光学系は、イオンを、分析チャンバ
18および適当な質量分析器12内に指し向ける。毛管
22、スキマー31、レンズ32、スキマー34および
レンズ35の組合せが、イオン透過組立体を形成する。
以上、特定のイオン透過システムについて説明したが、
毛管からのイオンは、他のイオンガイドシステムにより
質量分析器内に案内することもできる。
【0016】前述のように、試料からの不揮発性物質
は、毛管の入口または内部ボアに蓄積される。これらの
不揮発性物質は、大気圧チャンバ21内に噴霧される液
体移動相からの塩で形成されることがある。不揮発性物
質はまた、プラスマまたは尿等の生物学的流体から抽出
後に試料溶液中に残留するタンパク質、脂質または塩で
あることもある。毛管上または毛管内でのこれらの不揮
発性物質の蓄積は信号の低下を引き起こし、このため、
使用者は毛管を洗浄するか新しい毛管と交換する必要が
ある。
【0017】本発明によれば、毛管組立体、例えば図1
に示すような源チャンバ21を領域16のような質量分
光器の低圧領域に連結する加熱形毛管組立体が提供され
る。本発明の毛管組立体は、毛管が、検査、洗浄または
交換のためにそのマウントから容易に取り外されかつ再
び整合位置において組立体内に挿入できるように構成さ
れている。これは、低圧領域の通気が最小になるように
して、従って質量分光器システムの休止時間をかなり短
縮させかつ日毎処理能力を増大させて行われる。
【0018】図2および図3には、加熱形毛管組立体2
2が示されている。毛管組立体22は、ヒータワイヤ4
2を介して電気的に加熱される円筒状ヒータ41を有し
ている。毛管43は、ヒータを通って軸線方向に延びて
いる。ヒータの端部はねじボア部分44を有し、該ねじ
ボア部分44はナット46の協働ねじを受け入れる。よ
り詳しくは、ナット46は、該ナットを工具で緩めまた
は締め付け可能にするレンチ掴み部47を有している。
毛管ヒータ41の係合面に当接する肩部48は、ナット
46とヒータ41との間の距離、従ってシーリングОリ
ングの圧縮量を正確に決定する。圧縮可能フィッティン
グ51がナット46により圧縮されかつ毛管43および
ヒータ41に対して押圧されて、シールを形成する。
【0019】かくして、毛管は、ナットを緩め、かつヒ
ータ組立体の軸線方向ボアに沿って毛管を摺動させるこ
とにより、取外し、検査および交換を容易に行うことが
できる。例えば、毛管は、ヒータ本体の係合ボア内に押
し込められる鋼製の毛管で形成できる。ヒータ本体は、
毛管とヒータ本体とのかじりまたは焼付きを防止するた
め、アルミニウムまたは青銅合金等の別の金属で形成す
るのが好ましい。ナットのねじには、ヒータ本体へのね
じのかじりを防止するため、銀またはニッケル等の別の
金属をめっきすることができる。鋼製の毛管について説
明したが、毛管は、チタンまたはニッケルをコーティン
グしたもの、または、例えば、ガラスをライニングした
もの、または、当業界で知られている他の形式の毛管で
形成できる。ヒータ本体が毛管を加熱すると説明した
が、毛管は、円筒状本体内に取り付けられた毛管に沿っ
て電流を流すことにより直接的に抵抗加熱することもで
きる。
【0020】図4に示すように、ヒータ組立体の端部に
は、例えばねじ53によりヒータ組立体に固定されるフ
ラップすなわちシール52が設けられている。フラップ
52は弾性材料で作られており、このため、毛管が引き
出されるとフラップ52がヒータ組立体の端部を閉じ、
従って、隣接する低圧チャンバ内への高圧ガスの通気を
最小にする。
【0021】図5には、本発明の他の実施形態が示され
ている。ヒータ本体41は、大気圧チャンバと低圧チャ
ンバとの間の壁54により、スリーブ56を介して支持
されている。本体41の端部には雄ねじ57が設けられ
ており、該雄ねじ57はナット58を受け入れることが
できる。毛管43は、本体41内に軸線方向に挿入され
る。圧縮フィッティングすなわちフェルール61が毛管
43上を摺動でき、フェルールおよびナットの傾斜面が
協働してフェルールを毛管に対して押し付け、毛管のシ
ールを形成する。毛管43は、ナット58を緩め、毛管
を本体41から引き抜き、次に、洗浄した毛管または交
換用毛管を再び挿入してナットを緊締することにより、
取り外されるか交換される。
【0022】図6には別のシール組立体が示されてい
る。この実施形態では、ヒータ本体41の内部ボアに、
圧縮可能なシールリングすなわちフェルール63を受け
入れるための傾斜部62が設けられており、フェルール
63はナット64を締めることにより毛管に対して押圧
される。
【0023】図7には本発明の他の実施形態が示されて
おり、この実施形態では、壁71およびシールド72が
加熱形毛管組立体を支持している。ヒータ本体73は、
シールド72により支持される一端74と、壁71によ
り支持される中央部とを有している。温度センサ76
が、ばね77によりヒータ本体73に対して保持されて
いる。ヒータ本体73は、毛管78を受け入れている。
毛管78は、ばね組立体79によりヒータ本体73に対
して押圧されている。毛管78の一端は、ヒータ71の
端部の雌ねじ内に受け入れられる雄ねじを備えたナット
すなわちフィッティング81に固定されている。
【0024】かくして、一体フィッティング81を備え
た毛管がヒータ本体73内にねじ込まれ、かつОリング
82を圧縮してシールを形成する。ヒータ組立体はシー
リングボール83を有し、該シーリングボール83は、
ねじ87によりヒータ73に固定されたばね押圧形フィ
ッティング86によりヒータ組立体内に形成された凹部
84内に保持されている。かくして、毛管78が取り外
されると、ボール83がヒータのボアをシールして、低
圧チャンバの通気を防止する。
【0025】毛管を支持組立体またはヒータ組立体の端
部に固定する幾つかの構成を説明したが、差込み形フィ
ッティングまたはスナップ形フィッティング等の他のア
タッチメントを使用できることは明らかである。以上の
ように、洗浄または交換のために毛管を容易に取り外す
ことができる毛管組立体が提供された。
【0026】本発明の特定の実施形態についての上記説
明は、例示および説明のためのものである。上記説明は
本発明の完全な説明または限定を意図するものではな
く、上記教示から多くの変更が可能である。本発明の実
施形態は、本発明の原理およびその実用的用途を最も良
く説明するために選択されかつ説明したものであり、従
って、当業者ならば、本発明および種々の変更がなされ
た種々の実施形態を、意図する特定用途に最も適したも
のとして使用することができるであろう。本発明の範囲
は、特許請求の範囲の記載およびその均等物により定め
られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】毛管組立体を介して質量分光器に連結された従
来技術によるAPIプローブを示す図面である。
【図2】本発明の一実施形態による毛管組立体を示す図
面である。
【図3】図2の線3−3で囲む領域の拡大図である。
【図4】質量分析器システムの通気を防止するフラップ
を備えた毛管組立体の端部を示す拡大図である。
【図5】本発明の他の実施形態による毛管組立体の入力
端を示す部分図である。
【図6】本発明の更に別の実施形態による毛管組立体を
示す拡大図である。
【図7】本発明の更に別の実施形態による毛管組立体を
示す拡大図である。
【符号の説明】
22 加熱形毛管組立体 41 ヒータ 43 毛管 46 ナット 49 Оリング 51 圧縮可能フィッティング 52 フラップ(シール) 61 圧縮可能フィッティング 63 シールリング(フェルール) 83 シーリングボール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年1月29日(2002.1.2
9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】図7には本発明の他の実施形態が示されて
おり、この実施形態では、壁71およびシールド72が
加熱形毛管組立体を支持している。ヒータ本体73は、
シールド72により支持される一端74と、壁71によ
り支持される中央部とを有している。温度センサ76
が、ばね77によりヒータ本体73に対して保持されて
いる。ヒータ本体73は、毛管78を受け入れている。
毛管78は、ばね組立体79によりヒータ本体73に対
して押圧されている。毛管78の一端は、ヒータ本体7
3の端部の雌ねじ内に受け入れられる雄ねじを備えたナ
ットすなわちフィッティング81に固定されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニゲル ピー ゴア アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95125 サン ホセ ウェストゲイト ア ヴェニュー 2389 (72)発明者 ムクル コースラ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サン ホセ オリーヴ ブランチ レーン 1138 (72)発明者 イアイン ミルチリースト アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95020 ギルロイ ランチョ ヒルズ ド ライヴ 9486 (72)発明者 ケジ タン アメリカ合衆国 ワシントン州 99352 リッチランド ジョージ ワシントン ウ ェイ 2500 #238 (72)発明者 エリック ビー ジョンソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94901 サン ラファエル ブロディー ウェイ 99 Fターム(参考) 5C038 GG08 GH13

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン化チャンバと、低圧質量分光器シ
    ステムと、イオン化チャンバと低圧質量分光器システム
    とを連結してイオンおよびガスがイオン化チャンバから
    低圧質量分光器システムに流れることを可能にする毛管
    組立体とを有する質量分光器システムにおいて、 軸線方向ボアを備えた支持組立体と、 前記軸線方向ボアを通って延びる着脱可能な毛管と、 該毛管の一端を支持組立体の一端に対してシール可能に
    係合および固定させる固定組立体とを有することを特徴
    とする質量分光器システム。
  2. 【請求項2】 前記支持組立体のマウントがヒータ組立
    体であることを特徴とする請求項1記載の質量分光器シ
    ステム。
  3. 【請求項3】 前記毛管は、これに電流を通すことによ
    り直接加熱されることを特徴とする請求項1記載の質量
    分光器システム。
  4. 【請求項4】 前記毛管がヒータ組立体のボアから取り
    外されたときに、低圧質量分光器システムの通気を防止
    する手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいず
    れか1項記載の質量分光器システム。
  5. 【請求項5】 質量分析器システムのイオン化チャンバ
    と低圧チャンバとを連結する加熱形毛管組立体におい
    て、 軸線方向ボアを備えたヒータ組立体と、 前記軸線方向ボアを通って延びている着脱可能な毛管
    と、 該毛管の一端をヒータ組立体の一端に対してシール可能
    に係合および固定させる固定組立体とを有することを特
    徴とする加熱形毛管組立体。
  6. 【請求項6】 前記毛管が取り外されたときに、ガスが
    イオン化チャンバからヒータ組立体のボアを通って低圧
    チャンバに流れることを制限する手段を有することを特
    徴とする請求項5記載の加熱形毛管組立体。
  7. 【請求項7】 前記制限手段は、ヒータ組立体の他端に
    取り付けられたフラップを有することを特徴とする請求
    項6記載の加熱形毛管組立体。
  8. 【請求項8】 前記制限手段は、毛管が取り外されたと
    きにヒータ組立体のボア内に落下するボールを有するこ
    とを特徴とする請求項6記載の加熱形毛管組立体。
  9. 【請求項9】 前記固定組立体は、ヒータ組立体の一端
    にねじ締めして受け入れられるナットを有することを特
    徴とする請求項5記載の加熱形毛管。
  10. 【請求項10】 前記ナットを締めたときに毛管および
    ヒータ組立体に対して押圧される、ナットとヒータ組立
    体との間のシーリング部材を有することを特徴とする請
    求項9記載の加熱形毛管組立体。
  11. 【請求項11】 前記シーリング部材はフェルールであ
    ることを特徴とする請求項10記載の加熱形毛管組立
    体。
  12. 【請求項12】 前記ナットとヒータ組立体の一端との
    間に配置されており、ナットが緊締されたときにヒータ
    組立体および毛管に対して押圧されてシールを形成する
    Оリングを有することを特徴とする請求項9記載の加熱
    形毛管組立体。
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Cited By (4)

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