JP2003203599A - 質量分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】液体クロマトグラフと静電噴霧イオン源とを直
結して、高い流量を導入しても安定してイオンを観測で
きる静電噴霧イオン源を備えた液体クロマトグラフ・質
量分析計を提供する。 【解決手段】試料溶液を静電噴霧するための噴霧細管１
１の中心軸と、生成したイオンを真空部に取り込むため
のイオン導入細孔１５ａの中心軸とを傾けて配置し、噴
霧により生成した液滴のうち特に粒径の小さなものだけ
を真空部に取り込む。 【効果】静電噴霧イオン源に毎分数百マイクロリットル
の試料溶液を導入でき、液体クロマトグラフと質量分析
計とを直結して使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に蛋白質などの
難揮発性物質の分離分析に重要な液体クロマトグラフと
質量分析計とを結合した装置、すなわち液体クロマトグ
ラフ・質量分析計におけるインターフェースに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、分析の分野では液体クロマトグラ
フ・質量分析計の開発が重要視されている。液体クロマ
トグラフは混合物の分離に優れるが物質の同定ができ
ず、一方質量分析計は感度も高く物質の同定能力に優れ
るが混合物の分析は困難である。そこで、液体クロマト
グラフの検出器として質量分析計を用いる液体クロマト
グラフ・質量分析計は、混合物の分析に対して大変有効
である。

【０００３】参考のために、従来の液体クロマトグラフ
・質量分析計の全体の構成を示すブロック図を図１４に
示す。液体クロマトグラフから溶出してくる試料溶液は
配管２によりイオン源に導入される。イオン源はイオン
源用電源４により信号ライン５ａを介して制御されてい
る。イオン源で生成した試料分子に関するイオンは、質
量分析部に導入されて質量分析される。この質量分析部
は排気系により真空に排気される。質量分析されたイオ
ンはイオン検出器８で検出され、検出信号は信号ライン
５ｂを介してデータ処理装置に送られる。

【０００４】さて、このように液体クロマトグラフ・質
量分析計の原理は簡単であるが、液体クロマトグラフは
溶液中の試料を扱うのに対して、質量分析計は高真空中
のイオンを扱うという相性の悪さから、この方法の開発
は非常に困難なものとなっている。この問題を解決する
ためにいくつかの方法が開発されている。なかでも有力
視されているのは、液体クロマトグラフからの溶出液を
噴霧し、生成した液滴中に含まれる試料分子をイオン化
して質量分析部へと取り込む噴霧イオン化法である。

【０００５】噴霧イオン化法の例として、非特許文献１
に記載されている静電噴霧法について説明する。図１５
に静電噴霧イオン源を備えた液体クロマトグラフ・質量
分析計の構造を示す断面図を示す。液体クロマトグラフ
１から溶出してくる試料溶液を、配管２、コネクタ１０
を介して噴霧細管１１に導入する。この噴霧細管１１と
対向電極１２との間に数ｋＶの電圧を印加すると、噴霧
細管１１の先端で試料溶液がコーン状態になりその先端
から微小液滴が生成する、いわゆる静電噴霧現象が起こ
る。静電噴霧法では、噴霧用ガス噴出口１３を設け、噴
霧細管１１のまわりから窒素などのガスを流し微小液滴
の気化を促進させる。さらに、生成した微小液滴に向け
て、窒素などのガスを対向電極１２側に設けられた気化
用ガス噴出口１４から吹き付け、微小液滴の気化を促進
させる。以上のような過程を経て生成したイオンは、イ
オン導入細孔１５から直接真空中に導入され、高真空下
の質量分析部６で質量分析される。

【０００６】特許文献１には、加熱して試料溶液の噴霧
を行なう際に噴霧細管の位置はプロセスに無関係であ
り、細管をオリフィス板に対して９０°にしてもよいと
の記載がある。しかし、細管を加熱しない場合に、噴霧
細管の中心線を細孔の中心線に対して傾斜することによ
って得られる顕著な効果を示唆するような記載は存在し
ない。また、特許文献２には、噴霧ノズルを二つに分け
て噴霧を行なうことが示されている。しかし、液適の方
向は細孔の中心軸に対して直角であり、また、イオン放
電は電極を用いて行なっており、本発明とは全く別のも
のである。

【０００７】

【特許文献１】米国特許第４，９３５，６２４号明細書

【特許文献２】特開平３−２３５０５５号公報

【非特許文献１】アナリティカル ケミストリー １９
８７年、５９巻、２６４２頁（Analytical Chemistry
59 (1987) 2642）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の方法には
次のような課題があった。静電噴霧イオン源に導入でき
る試料溶液の流量は、毎分１０マイクロリットル程度に
限られており、これを超える流量をイオン源に導入する
とイオンを安定して観測することができなかった。これ
は、試料溶液の流量が増すとともに、静電噴霧により生
成される液滴の直径が大きくなり、液滴を気化し液滴中
に含まれるイオンを取り出すことが困難となるためであ
る。一方、通常用いられる液体クロマトグラフの流量は
毎分２００マイクロリットルから毎分１０００マイクロ
リットルである。この、液体クロマトグラフと静電噴霧
イオン源との流量の不適合のために、液体クロマトグラ
フと静電噴霧イオン源とを直接結合することが不可能で
あった。従来は、液体クロマトグラフから溶出してくる
試料溶液をスプリッターを用いて分離し、試料溶液のご
く一部だけを静電噴霧イオン源に導入する方法が採られ
ていた。スプリッターを用いて液体クロマトグラフと静
電噴霧イオン源とを結合する構成図を図１６に示す。液
体クロマトグラフから溶出してくる試料溶液を、配管２
ａを通してスプリッター１６に導入する。試料溶液はス
プリッター１６により分割され、ごく一部だけが配管２
ｂによりイオン源３に導入されるが、大部分の溶液は配
管２ｃより排出される。

【０００９】しかしながら、図１６に示したような構成
では、分離比１／１００といった、分離比の高いスプリ
ッターを用いなければならなかった。分割比の高いスプ
リッターは安定に動作させることが困難であり、観測さ
れるイオン強度も安定しない。さらに、イオン源３に試
料溶液を導入する配管２ｂ内の流量が少ないと、配管２
ｂ内での拡散の問題も無視できなくなる。従って、スプ
リッターを用いずに液体クロマトグラフと静電噴霧イオ
ン源とを直結できるような、高い流量でも安定して動作
可能な静電噴霧イオン源の開発が望まれていた。

【００１０】本発明の目的は、高い流量の試料溶液を導
入することができる静電噴霧イオン源を提供することで
あり、これにより液体クロマトグラフと静電噴霧イオン
源を直結し、安定して使用可能にすることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的、すなわち、静
電噴霧イオン源を高い流量でも安定して動作可能とする
ため、液体クロマトグラフから送られてくる試料溶液を
噴霧細管の一端に導入し噴霧細管の他端から静電噴霧さ
せイオンを生成するための静電噴霧イオン源、生成した
イオンを真空部に導入するためのイオン導入細孔、及び
導入されたイオンを質量分析するための質量分析部を備
えた質量分析計において、噴霧細管の中心軸をイオン導
入細孔の中心軸に対し傾けて、所定の角度を有するよう
に配置する。より詳細には、噴霧細管より試料溶液を静
電噴霧し生成した噴流に向けて、イオン導入細孔の中心
軸に対して噴霧細管の中心軸を傾けた方向とは逆の方向
から溶媒分子の分圧を下げ液滴の気化を促進させるとと
もに微粒化した液滴を前記イオン導入細孔の方向に押し
戻すためのガス（クロスフローガス）を吹きかける。ま
た、静電噴霧により生成した液滴を、摂氏５０度から２
５０度に加熱したイオン導入細孔を通して真空部へ導入
する。静電噴霧イオン源の他の部分とは独立して、イオ
ン導入細孔を有する電極を加熱する。さらに、試料溶液
の流量を測定する機構を設け、測定された流量に応じ
て、噴霧細管の角度、噴霧細管の位置、噴霧用ガスの流
量、クロスフローガスの流量、イオン導入細孔の温度の
うち少なくとも一つを制御する機構を設ける。また、試
料溶液の電気伝導度を測定する機構を設け、試料溶液の
電気伝導度に応じて噴霧細管に印加する電圧を制御する
機構を設ける。

【００１２】噴霧細管の中心軸をイオン導入細孔の中心
軸に対し傾けて配置するので、静電噴霧により生成した
微小液滴のうち特に粒径の小さなものだけを選択的にイ
オン導入細孔に導入し、真空部に取り込み質量分析する
ことができる。加熱したイオン導入細孔を通すので、イ
オン導入細孔内で液滴の気化が促進される。試料溶液の
流量を測定する機構を設け、流量に応じて、噴霧細管の
角度、噴霧細管の位置、噴霧用ガスの流量、クロスフロ
ーガスの流量、イオン導入細孔の温度を制御する、さら
に試料溶液の電気伝導度を測定する機構を設け、電気伝
導度に応じて噴霧細管に印加する電圧を制御するので、
液体クロマトグラフと静電噴霧イオン源とを直結して、
毎分数百マイクロリットルというような高い流量の試料
溶液を導入しても、安定してイオンを観測できる液体ク
ロマトグラフ・質量分析計が可能となる。又、液体クロ
マトグラフから送られてくる試料溶液を噴霧細管の一端
に導入し、この噴霧細管の他端から静電噴霧させイオン
を生成するための静電噴霧イオン源、この生成されたイ
オンを真空部に導入するためのイオン導入細孔、および
この導入されたイオンを質量分析するための質量分析部
を備えた質量分析計において、前記噴霧細管の先端が前
記イオン導入細孔から所定の距離をおいて配置され、前
記噴霧細管の先端が前記イオン導入細孔の中心軸から所
定の距離の範囲内にあり、かつ前記噴霧細管の中心軸と
前記噴霧細管の先端を通る前記イオン導入細孔の中心軸
と平行な直線とが所定の角度をなしている。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による実施例を図１から図
１３により説明する。図１は、本発明による第１の実施
例である静電噴霧イオン源を示す。液体クロマトグラフ
から溶出してくる試料溶液は、配管２、コネクタ１０を
介して噴霧細管１１に導入される。噴霧細管１１の中心
軸の角度は、対向電極１２に開口するイオン導入細孔１
５ａの中心軸に対して傾けることができる。ここで述べ
る角度とは、噴霧細管１１の中心軸と、噴霧細管１１の
先端を通りかつイオン導入細孔１５ａの中心軸と平行な
直線とのなす角度を意味する。また、噴霧細管１１の先
端の位置は、イオン導入細孔１５ａに対して移動させる
ことができる。噴霧細管１１先端とイオン導入細孔１５
ａとの間の距離は、近すぎると放電が起きやすくなり、
遠すぎるとイオンが強く観測できないので、３mmから２
０mmの間が望ましい。細管１１先端の、イオン導入細孔
１５ａの中心軸に対するずれは、０mmから２０mmの間が
望ましい。試料溶液は噴霧細管１１と対向電極１２との
間に高電圧を印加することにより静電噴霧されるが、同
時に噴霧用ガス噴出口１３より噴霧用ガスを流すことに
より噴霧が容易となる。この噴霧用ガスは加熱してもよ
い。

【００１４】保護電極１７は外界の電場の影響を遮蔽す
るために設けられているが、電源１８ａを用いて対向電
極１２との間に電圧を印加することにより、静電噴霧で
生成されたイオンをイオン導入細孔１５ａの方向にドリ
フトさせることができる。また、この電極１７を絶縁材
に置き換え、噴霧細管１１の先端と対向電極１２との間
に電界を集中させてもよい。得られたイオンは、イオン
導入細孔１５ａ、差動排気部１９、イオン導入細孔１５
ｂを通して、質量分析部６に取り込まれ、質量分析され
る。イオン導入細孔１５ａとイオン導入細孔１５ｂとの
間には、電源１８ｂにより数十ボルトのドリフト電圧を
印加する。このドリフト電圧は、イオンの透過率を向上
させるとともに、差動排気部１９において溶媒分子の付
着したイオンと残留ガスとを衝突させ、イオンから溶媒
分子を取り除く効果がある。イオン導入細孔を有する対
向電極１２には、大気圧側あるいは中間圧力側のいずれ
かにヒーター２０が設けられており、イオン導入細孔１
５ａを通して気体が断熱膨張する際に温度が下がり、溶
媒分子が再び凝集することを防ぐと同時に、イオン導入
細孔１５ａの内部及びその周辺部における汚れを軽減し
ている。

【００１５】図１に示したように、噴霧細管１１とイオ
ン導入細孔１５ａの中心軸との間の角度を傾けることに
より、静電噴霧により生成した液滴の中で噴流の外周部
に存在する特に粒径の小さい液滴だけをイオン導入細孔
１５ａから取り込むことができる。しかも、イオン導入
細孔１５ａの軸と噴霧細管１１の軸とが平行である場合
には、噴霧細管１１から生成した噴流が対向電極１２で
はね返り、流れが不安定になるのに対して、イオン導入
細孔１５ａの軸と噴霧細管１１との軸が平行でない場合
には、噴流が対向電極１２に沿って流れるため流れが安
定し、質量分析部６で観測されるイオン強度の安定性が
向上した。噴霧細管１１とイオン導入細孔１５ａの中心
軸との間の角度は、イオン源に導入する試料溶液の流量
により最適な角度は異なるので、１０°から９０°の間
で流量に応じて調節する。

【００１６】静電噴霧により得られた微小液滴を含む噴
流に対し、噴霧細管１１を傾けた方向とは逆の方向から
クロスフローガス２１を当て、高い流量の場合にも十分
なイオン強度を得ることができる。このクロスフローガ
ス２１は加熱してもよい。クロスフローガス２１には、
溶媒分子の分圧を下げることにより液滴の気化を促進さ
せる効果とともに、微粒化した液滴をイオン導入細孔１
５ａの方向に押し戻す効果がある。クロスフローガスの
種類は、希ガス、窒素ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガ
ス、ＳＦ₆ガス、あるいはこれらのガスの混合ガスが好
ましい。

【００１７】対向電極１２側に気化用ガス噴出口１４を
設け、クロスフローガス２１とともに気化用ガスを液滴
に吹き付け、さらに液滴の気化を促進させる第２の実施
例を図２に示す。また、図２に示した構造の場合、対向
電極１２にヒーター２０ｃを取り付け、噴流の中心付近
に存在する粒径の大きな粒子を対向電極１２に当てるこ
とにより消滅させ、かつ噴流の外周部に存在する粒径の
小さな液滴だけをイオン導入細孔１５ａより真空中に取
り込むことにより、噴霧細管１１の軸とイオン導入細孔
１５ａの中心軸とのなす角を必ずしも１０°から９０°
の間にせず、１０°より少ない角度でもイオン源に高い
流量を導入することができる。

【００１８】高い流量の試料溶液を噴霧すると、噴流が
イオン導入細孔１５ａに当ることによりイオン導入細孔
１５ａの周囲が局所的に冷却され、液滴の気化が十分行
なわれなくなり、質量分析可能なイオン量が減少する場
合がある。これを避けるためには、図３に示す第３の実
施例ように、イオン導入細孔付電極２２とイオン導入細
孔支持電極２３とを断熱部２４を用いて熱的に分離し、
ヒーター２０ａによりイオン導入細孔付電極２２を独立
して加熱する。ヒーター２０ａは電界を乱さないようセ
ラミック製が望ましい。イオン導入細孔の温度が低すぎ
るとイオンが得られにくくなり、高すぎると蛋白質等の
熱解離しやすい試料が分解する恐れがある。このような
場合、イオン導入細孔付電極２２に熱伝対２５などの温
度計を接続しておき、温度を適温に保つようにヒーター
２０ａの発熱量を制御して、安定にイオンを得ることが
できる。イオン導入細孔付電極２２の温度は、５０度か
ら２５０度程度が望ましい。静電噴霧により生成した液
滴のうち、噴流の中心部分に存在する粒径の大きな液滴
は、ヒーター２２ｂにより加熱されているイオン導入細
孔支持電極２３に接触し消滅する。イオン導入細孔付電
極２２の電位は、イオン導入細孔支持電極２３と同電位
でもよいが、電源１８ｃを用いて独立に変化させてもよ
い。なお、イオン導入細孔支持電極２３はイオン導入細
孔付電極２２を支持する部分である。

【００１９】より効果的に液滴を気化するために、加熱
した長いイオン導入細孔を通して液滴を取り込む第４の
実施例を図４に示す。静電噴霧により生成した微小液滴
を、ヒーター２０ａにより加熱されている長いイオン導
入細孔１５ｃを通して差動排気部１９に導入する。液滴
が長いイオン導入細孔１５ｃ内を通過する際に熱エネル
ギーを得て、液滴の気化が促進される。イオン導入細孔
１５ｃの長さは、液滴の気化に限れば長いほど効果的だ
が、長くなるにつれてイオン導入細孔内部のクリーニン
グが困難となる。従って、イオン導入細孔１５ｃの長さ
は、イオン導入細孔１５ｃの内径の１０倍から１０００
倍の間が好ましい。図１、図２、図３、図４に示した構
造において、噴霧細管先端１１の位置をイオン導入細孔
１５に対して移動させるのが困難な場合には、図５に示
すように、噴霧細管先端１１の位置をイオン導入細孔１
５の中心軸上の一点に固定し、この固定点を中心に噴霧
細管１１のイオン導入細孔１５の中心軸に対する角度を
変えることにより、噴霧細管１１に導入可能な試料溶液
の流量として毎分数マイクロリットルから毎分数百マイ
クロリットルまでの間で幅広く設定することができる。

【００２０】図６に、図４に示した静電噴霧イオン源の
イオン導入細孔付近の拡大図を示す。真空シールはＯリ
ング２６により行う。粒径の大きな液滴は、熱容量の大
きなイオン導入細孔支持電極２３に触れて消滅するの
で、イオン導入細孔付電極２２とイオン導入細孔支持電
極２３との間の熱伝達を悪くしておけば、図６に示した
断熱部２４を特に設けなくともイオン導入細孔１５ｃの
温度が急に変化することはない。図７に示すように、イ
オン導入細孔付電極２２とイオン導入細孔支持電極２３
とを独立の構造体とし、電極間の隙間に生ずる気層２７
により断熱を行なってもよい。図７に示した構造の場
合、イオン導入細孔付電極２２はイオン導入細孔支持電
極２３に取り付けられたヒーター２０ｂにより加熱され
るので、イオン導入細孔付電極用ヒーター２０ａは必ず
しも必要ではない。

【００２１】図４、図６、図７に示した長いイオン導入
細孔を有するイオン導入細孔付電極２２は、金属ブロッ
クに穴を開けることにより製造されるが、加工が困難な
場合には、図８に示すように、金属ブロック２８にイオ
ン導入細管３２を埋め込み、ロウ付け等の手段により金
属ブロック２８とイオン導入細管３２を熱的に接触させ
ても良い。イオン導入細孔付電極２２に取り付けられる
ヒーター２０ａが気体の流れを乱さないように、図９に
示すように、イオン導入細孔付電極２２にヒーター２０
ａを埋め込んでもよい。また、図１０に示すように、イ
オン導入細孔付電極２２は先端がシャープな形状でもよ
い。

【００２２】図１１に、図４に示した静電噴霧イオン源
を用いて測定した、静電噴霧イオン源に導入する試料溶
液の流量と観測されるイオンの強度との関係を示す。試
料溶液として、蛋白質であるチトクロームＣ溶液（濃度
１０^-6mol/l（リットル）、水／メタノール／５％酢
酸）を用い、試料分子にプロトンの付加した１５価のイ
オンを観測した。噴霧細管とイオン導入細孔の中心軸と
のなす角度は、０度、３０度、４５度として測定を行な
った。イオン強度は、イオン源に毎分５０マイクロリッ
トルを導入したときに観測される強度を基準とした相対
強度を表す。イオン源に導入する溶液の流量が毎分５０
マイクロリットルの場合には、噴霧細管とイオン導入細
孔の中心軸とのなす角を変えても、観測されるイオン強
度は実験誤差の範囲内でほとんど変わらなかった。しか
し、角度が０度の場合には、溶液の流量を増すととも
に、観測されたイオン強度は減少した。噴霧細管１１を
イオン導入細孔１５ｃの中心軸より４５度傾けた方向に
配し、かつ、加熱した長いイオン導入細孔１５ｃを通し
て液滴を取り込むことにより、試料溶液の流量を毎分５
０マイクロリットルから毎分２００マイクロリットルま
で変化させても、観測されるイオンの強度はほとんど変
化しない。この時、イオン導入細孔径は０．２５ミリメ
ートル、イオン導入細孔の長さは３０ミリメートル、温
度は約１００度、噴霧用ガスの流量は毎分１．５リット
ルであった。

【００２３】また、クロスフローガスの流量は、試料溶
液の流量が毎分５０マイクロリットルの場合には毎分０
〜２リットル、毎分１００〜１５０マイクロリットルの
場合には毎分１〜４リットル、毎分２００マイクロリッ
トルの場合には毎分３〜５リットルの範囲においてイオ
ンが強く観測された。このように、イオン導入細孔の中
心軸から傾けた方向から試料溶液を噴霧し、かつ加熱し
た噴霧細管を通して真空中に液滴を導入し、さらにクロ
スフローガスを用いることにより、イオン源に導入する
試料溶液の流量を増してもイオンが強く観測された。

【００２４】本発明の結果、静電噴霧イオン源に毎分数
百マイクロリットルの流量を導入してもイオンが強く観
測された。その結果、液体クロマトグラフと静電噴霧イ
オン源の直結が可能となった。

【００２５】また、図１１より明らかなように、イオン
源に導入する試料溶液の流量によって、イオン強度が最
も強く得られる噴霧細管とイオン導入細孔の中心軸との
角度が異なる。そこで、図１２に示したように、液体ク
ロマトグラフとイオン源を連結する配管２の途中に流量
計を配し、この流量計からの信号を信号ライン５ｃによ
りイオン源制御部に送り、イオン源制御部により、
（１）噴霧細管の中心軸のイオン導入細孔の中心軸に対
する角度、（２）噴霧細管の先端のイオン導入細孔から
の距離、（３）噴霧用ガスの流量、（４）クロスフロー
ガスの流量、（５）イオン導入細孔の温度、のいずれか
の条件、あるいは複数の条件を自動的に制御することに
より、常に最高のイオン強度を得ることができる。

【００２６】また、静電噴霧イオン源に導入する試料溶
液の組成、とくに溶液の電気伝導度により、試料溶液を
静電噴霧させるために噴霧細管に印加する電圧の最適値
が異なる。図１３に示すように、溶媒をイオン源３に導
入するための流路の一部に溶媒の電気伝度を測定する装
置３１を設け、その信号を信号ライン５ｄによりイオン
源用電源に送り、噴霧細管に印加する電圧を自動調節す
ることにより、安定にイオンを得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、静電噴霧により生成し
た液滴の中でも特に粒径の小さいものだけを真空部へと
導入できる。液体クロマトグラフと静電噴霧イオン源と
を直結して、従来の数十倍の流量の試料溶液を導入して
も、安定してイオンを観測できる液体クロマトグラフ・
質量分析計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である、噴霧細管の中心
軸とイオン導入細孔の中心軸とを傾けて配置した静電噴
霧イオン源の断面図。

【図２】本発明の第２の実施例である、クロスフローガ
スとともに気化用ガスを液滴に吹き付ける静電噴霧イオ
ン源の断面図。

【図３】本発明の第３の実施例である、ヒーターにより
イオン導入細孔付電極を独立して加熱する静電噴霧イオ
ン源の断面図。

【図４】本発明の第４の実施例である、加熱した長いイ
オン導入細孔を通して液滴を取り込む質量分析計の断面
図。

【図５】本発明の第５の実施例である、噴霧細管の先端
をイオン導入細孔の中心軸上に配し、噴霧細管の先端を
中心にして噴霧細管の中心軸とイオン導入細孔の中心軸
とのなす角を可変とする静電噴霧イオン源の断面図。

【図６】第４の実施例のイオン導入部分の拡大断面図。

【図７】イオン導入細孔付電極とイオン導入細孔支持電
極とを独立の構造体としたイオン導入部分の拡大断面
図。

【図８】金属ブロックに噴霧細管を埋め込み製造した長
いイオン導入細孔を有するイオン導入細孔付電極の断面
図。

【図９】ヒーターが埋め込まれたイオン導入細孔付電極
の断面図。

【図１０】先端がシャープな形状のイオン導入細孔付電
極の断面図。

【図１１】第４の実施例の静電噴霧イオン源を用いて測
定した、イオン源に導入する試料溶液の流量と観測され
たイオン強度との関係を示す図。

【図１２】試料溶液の流量を測定し、イオン源を制御す
るための構成図。

【図１３】試料溶液の電気伝導度を測定し、イオン源を
制御するための構成図。

【図１４】従来の液体クロマトグラフ・質量分析計の構
成を示すブロック図。

【図１５】従来の静電噴霧イオン源を備えた液体クロマ
トグラフ・質量分析計の構造を示す断面図。

【図１６】従来のスプリッターを用いて液体クロマトグ
ラフと静電噴霧イオン源とを結合する構成を示す図。

【符号の説明】

１…液体クロマトグラフ、２、２ａ、２ｂ、２ｃ…配
管、３…イオン源、４…イオン源用電源、５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄ…信号ライン、６…質量分析部、７…排気
系、８…イオン検出器、９…データ処理装置、１０…コ
ネクタ、１１…噴霧細管、１２…対向電極、１３…噴霧
用ガス噴出口、１４…気化用ガス噴出口、１５、１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ…イオン導入細孔、１６…スプリッ
ター、１７…保護電極、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…電
源、１９…差動排気部、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ
…ヒーター、２１…クロスフローガス、２２…イオン導
入細孔付電極、２３…イオン導入細孔支持電極、２４…
断熱部、２５…熱伝対、２６…Ｏリング、２７…気層、
２８…金属ブロック、２９…流量計、３０…イオン源制
御部、３１…電気伝導度測定装置、３２…イオン導入細
管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 集 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5C038 GG08 GH05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の流量を測定する手段と、測定さ
   れた前記流量に応じて、前記噴霧細管の中心軸の前記イ
   オン導入細孔の中心軸に対する角度を制御する手段とを
   有し、前記噴霧細管はその中心軸が前記イオン導入細孔
   の中心軸に対して傾いているように配置されていること
   を特徴とする質量分析計。
2. 【請求項２】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の流量を測定する手段と、測定さ
   れた前記流量に応じて、前記噴霧細管の先端の前記イオ
   ン導入細孔からの距離を制御する手段とを有し、前記噴
   霧細管はその中心軸が前記イオン導入細孔の中心軸に対
   して傾いているように配置されていることを特徴とする
   質量分析計。
3. 【請求項３】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の流量を測定する手段と、測定さ
   れた前記流量に応じて、前記イオン導入細孔の温度を制
   御する手段とを有し、前記噴霧細管はその中心軸が前記
   イオン導入細孔の中心軸に対して傾いているように配置
   されていることを特徴とする質量分析計。
4. 【請求項４】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の流量を測定する手段と、測定さ
   れた前記流量に応じて、前記噴霧細管に流す噴霧用ガス
   の流量を制御する手段とを有し、前記噴霧細管はその中
   心軸が前記イオン導入細孔の中心軸に対して傾いている
   ように配置されていることを特徴とする質量分析計。
5. 【請求項５】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の流量を測定する手段と、測定さ
   れた前記流量に応じて、前記静電噴霧により得られる微
   小液滴を含む噴流に対し、前記噴霧細管を傾けた方向と
   は逆の方向から流す所定のクロスフローガスの流量を制
   御する手段とを有し、前記噴霧細管はその中心軸が前記
   イオン導入細孔の中心軸に対して傾いているように配置
   されていることを特徴とする質量分析計。
6. 【請求項６】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段と、前記試料溶液の電気伝導度を測定する手段と、
   測定された前記電気伝導度に応じて、前記噴霧細管に印
   加する電圧を制御する手段とを有し、前記噴霧細管はそ
   の中心軸が前記イオン導入細孔の中心軸に対して傾いて
   いるように配置されていることを特徴とする質量分析
   計。
7. 【請求項７】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段とを有し、前記噴霧細管の先端位置を前記イオン導
   入細孔の中心軸上の一点に固定して、該固定点を中心に
   前記噴霧細管の中心軸の前記イオン導入細孔の中心軸に
   対する角度を変化させ、前記角度に応じて、前記噴霧細
   管に導入する前記試料溶液の流量が設定され、前記噴霧
   細管はその中心軸が前記イオン導入細孔の中心軸に対し
   て傾いているように配置されていることを特徴とする質
   量分析計。
8. 【請求項８】試料溶液を静電噴霧する噴霧細管と、該静
   電噴霧により生成されたイオンが通過するイオン導入細
   孔を備えた電極と、前記イオンを質量分析する質量分析
   部と、前記イオン導入細孔を備えた前記電極を加熱する
   手段とを有し、前記噴霧細管はその中心軸が前記イオン
   導入細孔の中心軸に対して傾いているように配置されて
   いることを特徴とする質量分析計。
9. 【請求項９】試料溶液を噴霧細管の一端に導入し前記噴
   霧細管の他端から静電噴霧させイオンを生成するための
   静電噴霧イオン源と、前記イオンを真空部に導入するた
   めのイオン導入細孔を備えた電極と、前記真空部に導入
   された前記イオンを質量分析する質量分析部とを備え、
   前記噴霧細管の中心軸を前記イオン導入細孔の中心軸に
   対し傾けて配置することを特徴とする質量分析計。