JP2003107054A - 液体クロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

液体クロマトグラフ質量分析装置

Info

Publication number
JP2003107054A
JP2003107054A JP2001305366A JP2001305366A JP2003107054A JP 2003107054 A JP2003107054 A JP 2003107054A JP 2001305366 A JP2001305366 A JP 2001305366A JP 2001305366 A JP2001305366 A JP 2001305366A JP 2003107054 A JP2003107054 A JP 2003107054A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ions
pipe
mass
desolvation
inner diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001305366A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasufumi Tanaka
靖文 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2001305366A priority Critical patent/JP2003107054A/ja
Publication of JP2003107054A publication Critical patent/JP2003107054A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い質量範囲に亘って高い感度を得る。 【解決手段】 試料液を大気圧下で噴霧する霧化室とそ
の後段の中間真空室との間を連通する脱溶媒管23は、
内径が相違する第1、第2金属管231、232を接触
状態で並設したものとする。また、両管231、232
の流れ抵抗がほぼ揃うように、内径が大きな方は管長を
長くする。同一の印加電圧の下では、内径の小さな管中
では相対的に高い質量のイオンが多く通過し、他方、内
径の大きな管中では相対的に低い質量のイオンが多く通
過する。そのため、本脱溶媒管23の構成によれば、低
質量域から高質量域まで片寄ることなく多くのイオンを
後段へと輸送することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ質量分析装置(以下「LC/MS」と称す)に関し、
更に詳しくは、液体クロマトグラフ部と質量分析部とを
接続するために利用される大気圧イオン化インタフェイ
スに関する。 【0002】 【従来の技術】図3は、一般的なLC/MSの一例を示
す概略構成図である。液体クロマトグラフ(LC)部1
0のカラム11から時間的に分離して溶出する液体試料
は大気圧イオン化インタフェイス部(以下、単に「イン
タフェイス部」という)20に導入され、ノズル21か
ら霧化室22内に噴霧されてイオン化される。発生した
イオンは、その前方に位置している加熱された脱溶媒管
23を通ってMS部30へと送り込まれる。 【0003】MS部30は、第1中間室31、第2中間
室32及び分析室33の三室から成り、霧化室22と第
1中間室31との間に上記脱溶媒管23が、第1中間室
31と第2中間室32との間に極小径の通過孔を有する
スキマー35がそれぞれ設けられている。霧化室22内
はほぼ大気圧に維持され、第1中間室31はロータリー
ポンプによって約1Torr程度まで排気され、第2中間室
32及び分析室33はターボ分子ポンプによってそれぞ
れ約10−3〜10−4Torr程度及び約10 〜10
−6Torr程度まで排気されるというように、霧化室22
から分析室33に向かって段階的に真空度が高くなって
いる。 【0004】上述のように脱溶媒管23の両端には圧力
差があるから、これによって、霧化室22から脱溶媒管
23を通って第1中間室31に流れ込む空気流が生じて
いる。主としてこの空気流によって、霧化室22内で発
生したイオンは脱溶媒管23に吸い込まれる。脱溶媒管
23を通過したイオンは、デフレクタ電極34によりス
キマー35の通過孔に収束され、その孔を通って第2中
間室32に導入される。そして、イオンレンズ36によ
り収束及び加速されて分析室33へ送られ、特定の質量
数(質量m/電荷z)を有する目的イオンのみが分析室
33内に配置された四重極質量フィルタ37を通り抜け
て検出器38に到達する。検出器38では到達したイオ
ン数に応じた電流が外部へと取り出される。 【0005】上記構成においてインタフェイス部20
は、液体試料を加熱、高速気流、高電界等によって霧化
させることで気体イオンを生成するものであって、大気
圧化学イオン化法(APCI)やエレクトロスプレイイ
オン化法(ESI)が最も広く使用されている。APC
Iでは、ノズル21先端の前方に針電極を配置してお
き、ノズル21において加熱により霧化した液体試料の
液滴に、針電極からのコロナ放電により生成したキャリ
アガスイオン(バッファイオン)を化学反応させてイオ
ン化を行なう。一方、ESIでは、ノズル21の先端部
に数kV程度の高電圧を印加して強い不平等電界を発生
させる。液体試料はこの電界により電荷分離し、クーロ
ン引力により引きちぎられて霧化する。そして、周囲の
空気に触れて液滴中の溶媒は蒸発し、気体イオンが発生
する。 【0006】APCI又はESIのいずれの方法でも、
霧化室22内のみで完全にイオン化が行われるわけでは
なく、発生したイオンを含む微細液滴が脱溶媒管23の
中に飛び込み、第1中間室31へ輸送される間に液滴中
の溶媒の蒸発が進む。このように液滴のサイズが小さく
なるとクーロン反発による自発的な液滴破壊が一層進行
するので、脱溶媒管23を通過する過程で目的イオンの
発生が促進される。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】こうしたLC/MSに
おける大きな課題の一つは分析感度の向上である。上記
構成のLC/MSにおいて分析感度を向上させるために
は、インタフェイス部20で液体試料を効率的にイオン
化すること、及び、生成したイオンを無駄なく四重極質
量フィルタ37(又は他の質量分析器)へ導入すること
が重要である。そのためには、インタフェイス部20や
MS部30における各種パラメータ(例えば各部の加熱
温度や印加電圧など)を適切に設定する必要があり、こ
のような観点より従来各種の提案がなされている。 【0008】分析感度を左右する上記パラメータの1つ
として、細径の金属管である脱溶媒管23に印加される
電圧値がある。従来のLC/MSでは、例えば特定の成
分を含む標準試料を導入した際に検出器38に到達する
イオン数が最も多くなるように、具体的には、その特定
の成分に対応するマススペクトルのピークが最も高くな
るように上記電圧値(及び他のパラメータ)が調整され
る。しかしながら、実際には脱溶媒管23で最も効率よ
くイオンを通過させる電圧というのは、そのイオンの質
量数に依存している。そのため、所定の質量範囲に亘っ
てスキャン測定を行う場合に、脱溶媒管23は必ずしも
イオンの通過に最適な状態とはなっておらず、これが検
出感度や検出精度を劣化させる一つの要因となってい
た。特に分析対象の質量範囲を広げたい場合に、その範
囲の端部に近い領域では充分な感度が得られなくなると
いう問題が顕著になる。 【0009】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、広い質
量範囲に亘って分析を行う場合でも、その質量範囲に含
まれるイオンを効率的に質量分析部に導入することによ
り、検出感度や検出精度の改善を図ることができる液体
クロマトグラフ質量分析装置を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段、及び効果】本願発明者ら
は脱溶媒管のイオン通過効率に関して各種の検討を行う
過程で、或る一定電圧を印加した場合に、脱溶媒管を通
過して質量分析部に到達するイオンの質量分布が脱溶媒
管の内径に依存していることを見い出した。すなわち、
内径が小さい場合には高質量のイオン通過効率が相対的
に高く、内径が大きい場合には逆に低質量のイオンの通
過効率が相対的に高くなる。こうした知見より、広い質
量範囲に亘って高いイオンの通過効率を確保するため
に、内径の相違する複数の導電体管を並設し、この複数
の管を通してイオンが混じった微小液滴を後段へと送る
構成とすることに想到した。 【0011】すなわち、本発明は、液体クロマトグラフ
部から与えられる液体試料を略大気圧にある霧化室中に
噴霧してイオン化し、そのイオンを中間真空室を通して
高真空下に置かれた質量分析部に搬送するインタフェイ
スを備えた液体クロマトグラフ質量分析装置において、
霧化室から次段の中間真空室へイオンを含む微細液滴を
輸送するための加熱された脱溶媒管を備え、該脱溶媒管
は、内径が相違する少なくとも二本の導電体管で、且つ
その管長は内径の大きいほうが小さいほうよりも長く、
該二本の導電体管を電気的に接触した状態で並設してな
るものであることを特徴としている。 【0012】霧化室中に噴霧された試料液滴は内径の相
違する二本の導電体管の中に飛び込み、並行してその導
電体管中を進行する間に加熱によって脱溶媒化が進んで
イオンの発生が促進される。その際、内径の小さな導電
体管中では相対的に高い質量のイオンが多く通過し、他
方、内径の大きな導電体管中では相対的に低い質量のイ
オンが多く通過する。そのため、両者を合わせることに
よって、低質量域から高質量域まで片寄ることなく多く
のイオンを後段へと輸送することができる。ここで、内
径の大きい導電体管の管長を他方よりも長くしているの
は、両導電体管の流れ抵抗をほぼ揃えるためであり、そ
れによって微小液滴が流れ抵抗の小さな一方の導電体管
に片寄って流入することを避けることができる。また、
二本の導電体管を電気的に接触させることにより、1つ
の加熱電流源により両導電体管を加熱するとともに、両
導電体管の印加電圧をほぼ同一にすることができる。 【0013】したがって、本発明に係る液体クロマトグ
ラフ質量分析装置によれば、広い質量範囲に亘って、そ
の質量数に関係なく質量分析部へのイオンの導入効率を
向上させることができる。その結果、広い質量範囲にお
いて高い感度で質量分析を行うことができる。 【0014】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例によるL
C/MSを図面を参照して説明する。本実施例のLC/
MSの構成は基本的には図3に示した従来の一般的な装
置と同様であるが、脱溶媒管23の構成が従来とは全く
相違しているので、その点について詳細に説明する。 【0015】図1は本実施例のLC/MSにおける脱溶
媒管23の外観図で、(a)は正面図、(b)は右側面
図である。図1に示すように、脱溶媒管23は、内径が
r1、長さがL1である第1金属管231と、内径がr
2、長さがL2である第2金属管232との二本の金属
管から成り、イオン及び液滴の入射側端面である左端面
が略面一になるようにした状態で両金属管231、23
2の外周面を接触させている。ここで、内径の関係はr
1>r2、管長の関係はL1>L2である。すなわち、
内径が第2金属管232よりも大きな第1金属管231
は、管長も第2金属管232よりも大きくしてある。 【0016】r1、r2、L1、L2の関係は、第1金
属管231と第2金属管232との流れ抵抗がほぼ等し
くなるように定める。両者の流れ抵抗の差が大きいと、
流れ抵抗の小さな方の金属管を通して霧化室22から第
1中間室31へと向かって流れる空気の量が他の金属管
よりも大きくなり、上述したような液滴の吸い込み量に
も差ができる。そこで、両金属管231、232の流れ
抵抗がほぼ同じになるようにサイズを調整することによ
り、霧化室22に噴霧された液滴の吸い込み量がほぼ同
じになるようにしている。 【0017】本例では、第1、第2金属管231、23
2は直接外面を接触して並設されているが、電気的に接
触していさえすればよく、充分に電気抵抗が小さな導体
を介挿して接続してもよい。ここで、両金属管231、
232を電気的に接触させる理由は、1つの加熱電流源
から両金属管231、232に並列に加熱電流を流し、
オーム加熱によって温度を上昇させるためである。両金
属管231、232を直接接触させておけば、互いの熱
伝導も良好になるので、両金属管231、232の温度
が揃うという利点もある。また、1つの電圧源から両金
属管231、232に同一の電圧を印加することによ
り、電圧条件も同一とすることができる。 【0018】図4(a)、(b)は上記脱溶媒管23を
構成する第1、第2金属管231、232をそれぞれ単
独で脱溶媒管として利用した場合の同一試料に対するマ
ススペクトルの一例である。この測定時には脱溶媒管の
サイズ以外の条件は全く同一である。図4(a)に示す
ように、内径の大きな第1金属管231では、相対的に
低質量域のイオンが多く通過し、高質量域のイオンの量
は少ないことがわかる。他方、図4(b)に示すよう
に、内径の小さな第2金属管232では、逆に相対的に
高質量域のイオンが多く通過し、低質量域のイオンの量
は少ないことがわかる。 【0019】上記のような特性を有する二本の金属管2
31、232を並設して用い、しかも両方の流れ抵抗を
ほぼ揃えることにより、脱溶媒管23では低質量のイオ
ンから高質量のイオンまで片寄ることなく第1中間室3
1へと送り込まれる。すなわち、これによって得られる
マススペクトルは、図4(a)及び(b)を加算したよ
うな形状となる(但しピーク強度自体は相対的に低下す
る可能性がある)。 【0020】なお、上記実施例は一例であって、脱溶媒
管23の形状や材質などは本発明の趣旨の範囲で適宜変
更や修正を行うことができる。例えば、図2は脱溶媒管
23をL字状に屈曲した管で構成した場合の外観図であ
り、(a)は左側面図、(b)は正面図、(c)は右側
面図である。このような屈曲管は大きな液滴を途中で排
除することができるので、スペクトルのベースラインを
下げるのに有効である。また、内径の相違する金属管を
三本以上並設した構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の一実施例のLC/MSにおける脱溶
媒管の外観図。 【図2】 本発明の他の実施例による脱溶媒管の外観
図。 【図3】 一般的なLC/MSの一例を示す概略構成
図。 【図4】 図1に示す脱溶媒管を構成する第1、第2金
属管をそれぞれ単独で脱溶媒管として利用した場合の同
一試料に対するマススペクトルの一例。 【符号の説明】 10…LC部 11…カラム 20…インタフェイス部 21…ノズル 22…霧化室 23…脱溶媒管 231…第1金属管 232…第2金属管 30…MS部 31…第1中間室 32…第2中間室 33…分析室 34…デフレクタ電極 35…スキマー 36…イオンレンズ 37…四重極質量フィルタ 38…検出器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 液体クロマトグラフ部から与えられる液
    体試料を略大気圧にある霧化室中に噴霧してイオン化
    し、そのイオンを中間真空室を通して高真空下に置かれ
    た質量分析部に搬送するインタフェイスを備えた液体ク
    ロマトグラフ質量分析装置において、霧化室から次段の
    中間真空室へイオンを含む微細液滴を輸送するための加
    熱された脱溶媒管を備え、 該脱溶媒管は、内径が相違する少なくとも二本の導電体
    管で、且つその管長は内径の大きいほうが小さいほうよ
    りも長く、該二本の導電体管を電気的に接触した状態で
    並設してなるものであることを特徴とする液体クロマト
    グラフ質量分析装置。
JP2001305366A 2001-10-01 2001-10-01 液体クロマトグラフ質量分析装置 Pending JP2003107054A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001305366A JP2003107054A (ja) 2001-10-01 2001-10-01 液体クロマトグラフ質量分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001305366A JP2003107054A (ja) 2001-10-01 2001-10-01 液体クロマトグラフ質量分析装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003107054A true JP2003107054A (ja) 2003-04-09

Family

ID=19125169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001305366A Pending JP2003107054A (ja) 2001-10-01 2001-10-01 液体クロマトグラフ質量分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003107054A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9103783B2 (en) 2008-03-17 2015-08-11 Shimadzu Corporation Ionization method and apparatus including applying converged shock waves to a spray
US10335123B2 (en) 2009-05-27 2019-07-02 Micromass Uk Limited System and method for identification of biological tissues

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9103783B2 (en) 2008-03-17 2015-08-11 Shimadzu Corporation Ionization method and apparatus including applying converged shock waves to a spray
US10335123B2 (en) 2009-05-27 2019-07-02 Micromass Uk Limited System and method for identification of biological tissues

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6949739B2 (en) Ionization at atmospheric pressure for mass spectrometric analyses
US7462824B2 (en) Combined ambient desorption and ionization source for mass spectrometry
US5223226A (en) Insulated needle for forming an electrospray
JP5106616B2 (ja) 多モードイオン化源、およびこれを用いてイオンを生じる方法ならびに多モードイオン化質量分析計
CA1218472A (en) Method and apparatus for the mass spectrometric analysis of solutions
US8704170B2 (en) Method and apparatus for generating and analyzing ions
US7411186B2 (en) Multimode ion source with improved ionization
CA2192915C (en) Electrospray and atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometer and ion source
US6586731B1 (en) High intensity ion source apparatus for mass spectrometry
US7365315B2 (en) Method and apparatus for ionization via interaction with metastable species
JP2778689B2 (ja) 放電イオン化質量分析計
JP2020506524A (ja) フーリエ変換質量分析計
WO2006065520A2 (en) Atmospheric pressure ionization with optimized drying gas flow
US7126115B2 (en) Method and apparatus for a nanoelectrosprayer for use in mass spectrometry
US6969848B2 (en) Method of chemical ionization at reduced pressures
JP4415490B2 (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置
JP6620896B2 (ja) イオン化装置及び質量分析装置
US20030062474A1 (en) Electrospray ion source for mass spectrometry with atmospheric pressure desolvating capabilities
JP2003215101A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析計
JP2003107054A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置
WO2018100621A1 (ja) イオン化装置及び質量分析装置
US20060038122A1 (en) Ion source with adjustable ion source pressure combining ESI-, FI-, FD-, LIFDI- and MALDI-elements as well as hybrid intermediates between ionization techniques for mass spectrometry and/or electron paramagnetic resonance spectrometry
JP7306575B2 (ja) イオン化装置及び質量分析装置
Bruins ESI source design
JPH1164289A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置