JP2607698B2 - 大気圧イオン化質量分析計 - Google Patents
大気圧イオン化質量分析計Info
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- JP2607698B2 JP2607698B2 JP1251924A JP25192489A JP2607698B2 JP 2607698 B2 JP2607698 B2 JP 2607698B2 JP 1251924 A JP1251924 A JP 1251924A JP 25192489 A JP25192489 A JP 25192489A JP 2607698 B2 JP2607698 B2 JP 2607698B2
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- mass spectrometer
- water
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J49/02—Details
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
- H01J49/0468—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample
- H01J49/049—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample with means for applying heat to desorb the sample; Evaporation
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- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大気圧イオン化（Atomospheric Pressore Io
nization）あるいは化学イオン化など分子反応を利用し
たイオン化機能を有する大気圧イオン化質量分析計に係
り、特にマスマーカーのキヤリブレーシヨンに関する。
nization）あるいは化学イオン化など分子反応を利用し
たイオン化機能を有する大気圧イオン化質量分析計に係
り、特にマスマーカーのキヤリブレーシヨンに関する。
大気圧イオン化（以下、APIと省略する）を利用した
液体クロマトグラフ直結形質量分析計（以下、LC/API質
量分析計と略称する）は、従来の電子衝撃形イオン化
（以下、EIと省略する）を利用したガスクロマトグラフ
直結形質量分析計（以下、GC質量分析計と略称する）に
比べ、そのイオン化機構において衝撃の少ない穏やかな
イオン化手段を用いているため、試料をイオン化する際
分解することが少なく、分子イオンが観察しやすい特徴
を有し、GC質量分析計では得られない多くの知見を与え
る。
液体クロマトグラフ直結形質量分析計（以下、LC/API質
量分析計と略称する）は、従来の電子衝撃形イオン化
（以下、EIと省略する）を利用したガスクロマトグラフ
直結形質量分析計（以下、GC質量分析計と略称する）に
比べ、そのイオン化機構において衝撃の少ない穏やかな
イオン化手段を用いているため、試料をイオン化する際
分解することが少なく、分子イオンが観察しやすい特徴
を有し、GC質量分析計では得られない多くの知見を与え
る。
第１図はLC/API質量分析計の概略を示す。液体クロマ
トグラフ１（以下、LCと略称する）より液出する試料お
よび移動相は、テフロンパイプ２を通して露化部３に送
られ、ここで熱を加えられながら霧化される。霧化され
た試料および移動相は脱溶媒室10において気化され分子
状態となる。分子状態となつた試料および移動相はイオ
ン化室４に入り、針電極５より発生するコロナ放電によ
つてイオン化される。イオン化された移動相分子は試料
分子と分子反応を起こし、イオン化がまだされていない
試料分子ヘプロトンを移すことによつて試料分子をイオ
ン化する。この分子反応によつて試料分子は隠やかに且
つほぼすべての分子がイオン化される。イオン化された
試料分子は第１細孔電極６を通り、更に第２細孔電極７
を通つて質量分析部８に送られ質量分析される。
トグラフ１（以下、LCと略称する）より液出する試料お
よび移動相は、テフロンパイプ２を通して露化部３に送
られ、ここで熱を加えられながら霧化される。霧化され
た試料および移動相は脱溶媒室10において気化され分子
状態となる。分子状態となつた試料および移動相はイオ
ン化室４に入り、針電極５より発生するコロナ放電によ
つてイオン化される。イオン化された移動相分子は試料
分子と分子反応を起こし、イオン化がまだされていない
試料分子ヘプロトンを移すことによつて試料分子をイオ
ン化する。この分子反応によつて試料分子は隠やかに且
つほぼすべての分子がイオン化される。イオン化された
試料分子は第１細孔電極６を通り、更に第２細孔電極７
を通つて質量分析部８に送られ質量分析される。
質量分析計でマススペクトルを得る場合、得られるマ
ススペクトルの質量数を正しく知る必要がある。そのた
めに現在の質量分析計にはマスマーカーという機能があ
り、そのマスマーカーを読み取ることにより、得られる
マススペクトルの質量数がいくつであるかが分かるよう
になつている。しかしながらこのマスマーカーは常に正
しい値を表示する訳ではないため、測定を始める前には
マスマーカーが正しいか否かを確認する必要がある。そ
の確認方法としては既知の試料を測定し、そのマススペ
クトルに表示されるマスマーカーが正しいか否かによつ
て行う。正しくない場合にはその補正いわゆるマスキヤ
リブレーシヨンを行う必要がある。
ススペクトルの質量数を正しく知る必要がある。そのた
めに現在の質量分析計にはマスマーカーという機能があ
り、そのマスマーカーを読み取ることにより、得られる
マススペクトルの質量数がいくつであるかが分かるよう
になつている。しかしながらこのマスマーカーは常に正
しい値を表示する訳ではないため、測定を始める前には
マスマーカーが正しいか否かを確認する必要がある。そ
の確認方法としては既知の試料を測定し、そのマススペ
クトルに表示されるマスマーカーが正しいか否かによつ
て行う。正しくない場合にはその補正いわゆるマスキヤ
リブレーシヨンを行う必要がある。
この様に一般の質量分析計に限らずLC/API質量分析計
においてもマスキヤリブレーシヨンを行う必要があり、
マスキヤリブレーシヨンを行う場合は必ず既知のサンプ
ルを測定する必要がある。しかし現在使用されている既
知のサンプルには、得られるマススペクトルの範囲に限
界があること、したがつて確認する質量数の範囲によつ
て既知の試料を変更しなくてはならないこと、又、得ら
れるマススペクトルの間隔が広いこと、更には何よりも
既知の試料を準備しなくてはならないという欠点があつ
た。
においてもマスキヤリブレーシヨンを行う必要があり、
マスキヤリブレーシヨンを行う場合は必ず既知のサンプ
ルを測定する必要がある。しかし現在使用されている既
知のサンプルには、得られるマススペクトルの範囲に限
界があること、したがつて確認する質量数の範囲によつ
て既知の試料を変更しなくてはならないこと、又、得ら
れるマススペクトルの間隔が広いこと、更には何よりも
既知の試料を準備しなくてはならないという欠点があつ
た。
本発明の目的は、既知の試料を準備する必要がなく、
低質量域から高質量域までマススペクトルが得られ、し
かも従来よりも狭い間隔でマスキヤリブレーシヨンが可
能な大気圧質量分析計を提供することにある。
低質量域から高質量域までマススペクトルが得られ、し
かも従来よりも狭い間隔でマスキヤリブレーシヨンが可
能な大気圧質量分析計を提供することにある。
本発明の特徴は水のクラスターイオンを用いてマスキ
ヤリブレーシヨンを行うようにしたものである。
ヤリブレーシヨンを行うようにしたものである。
水のクラスターイオンを利用すると、低質量範囲から
高質量範囲までの検出が可能となり、また、特に標準試
料を用意する必要がない。
高質量範囲までの検出が可能となり、また、特に標準試
料を用意する必要がない。
第２図にLC/APIインターフエイスの脱溶媒室10をヒー
ター12によつて加熱する手段と、ドリフト電圧をデータ
処理装置９より可変する手段を有する大気圧質量分析計
の一実施例を示す。第１図と同じまたは同等のものには
同じ符号をもつけてある。
ター12によつて加熱する手段と、ドリフト電圧をデータ
処理装置９より可変する手段を有する大気圧質量分析計
の一実施例を示す。第１図と同じまたは同等のものには
同じ符号をもつけてある。
脱溶媒室10には温度検出器13が取付けられており、こ
れによつて温度を検出すると共に脱溶媒室温度設定ダイ
ヤル14によつて室温から400℃まで任意の温度に設定す
ることが可能である。通常、試料を測定する場合は400
℃に設定されるが、本発明の場合は50℃から150℃の間
に設定することが特徴であつて、50℃より低く設定する
と水のクラスターイオンは壊れにくくなり、ドリフト電
圧を高く、例えば300Vに設定しても感度よく検出するこ
とができない。反対に150℃より高く設定すると、水の
クラスターイオンは壊れ易くなり、ドリフト電圧を低
く、例えば50Vに設定しても高質量域のイオンを検出で
きなくなつてしまう。したがつて脱溶媒室10の温度は、
50℃から150℃の間に設定することが重要なポイントと
なる。
れによつて温度を検出すると共に脱溶媒室温度設定ダイ
ヤル14によつて室温から400℃まで任意の温度に設定す
ることが可能である。通常、試料を測定する場合は400
℃に設定されるが、本発明の場合は50℃から150℃の間
に設定することが特徴であつて、50℃より低く設定する
と水のクラスターイオンは壊れにくくなり、ドリフト電
圧を高く、例えば300Vに設定しても感度よく検出するこ
とができない。反対に150℃より高く設定すると、水の
クラスターイオンは壊れ易くなり、ドリフト電圧を低
く、例えば50Vに設定しても高質量域のイオンを検出で
きなくなつてしまう。したがつて脱溶媒室10の温度は、
50℃から150℃の間に設定することが重要なポイントと
なる。
ドリフト電圧は、質量分析部８のマススペクトル測定
の掃引操作に同期し、0Vから300Vまでデータ処理装置９
より任意の値に設定される。本発明の場合は、100Vから
250Vまでの範囲を、例えば10V或いは20Vずつ上げ、その
都度水のクラスターイオンのマススペクトル測定を行
う。本来、ドリフト電圧の目的は次の理由により設けら
れている。LC1より溶出される試料、移動相は、霧化器
３によつて霧化される。霧化された移動相がイオン化室
４によつてイオン化され、第１細孔電極６の穴を通つて
中間圧力部に導入される際、移動相のクラスターイオン
が生成される。このクラスターイオンは試料を測定する
とき、バツクグランドスペクトルとなるため、試料のマ
ススペクトルの見分けを難かしくさせてしまう。そのた
め、第１細孔電極６と第２細孔電極７の間に電圧（この
電圧をドリフト電圧と云う）を印加し、クラスターイオ
ンを加速させることによつて中性粒子と衝突させ、試料
と比較した場合結合力の弱い移動相のクタスターイオン
を壊し、マススペクトルを単純化させる。これがドリフ
ト電圧を印加する目的である。
の掃引操作に同期し、0Vから300Vまでデータ処理装置９
より任意の値に設定される。本発明の場合は、100Vから
250Vまでの範囲を、例えば10V或いは20Vずつ上げ、その
都度水のクラスターイオンのマススペクトル測定を行
う。本来、ドリフト電圧の目的は次の理由により設けら
れている。LC1より溶出される試料、移動相は、霧化器
３によつて霧化される。霧化された移動相がイオン化室
４によつてイオン化され、第１細孔電極６の穴を通つて
中間圧力部に導入される際、移動相のクラスターイオン
が生成される。このクラスターイオンは試料を測定する
とき、バツクグランドスペクトルとなるため、試料のマ
ススペクトルの見分けを難かしくさせてしまう。そのた
め、第１細孔電極６と第２細孔電極７の間に電圧（この
電圧をドリフト電圧と云う）を印加し、クラスターイオ
ンを加速させることによつて中性粒子と衝突させ、試料
と比較した場合結合力の弱い移動相のクタスターイオン
を壊し、マススペクトルを単純化させる。これがドリフ
ト電圧を印加する目的である。
本発明は、この２つの機能を活用し、マスキヤリブレ
ーシヨン用マススペクトルとして水のクラスターイオン
を用い、低質量域（例えば質量数19）から高質量域（例
えば質量数991）まで広範囲に、高感度でしかも大気中
に含まれる無限の水の分子を利用して行うものである。
脱溶媒室10を50℃から150℃に設定する目的は、大気中
に含まれる水の分子がイオン化室４でイオン化され、第
１細孔電極６を通り抜ける際に生じるクラスターイオン
に対し、適当な熱エネルギーを与えることにあり、更に
ドリフト電圧をマススペクトル測定の掃引操作に同期さ
せ、100Vから250Vまで可変することによつて水のクラス
ターイオンを適度に壊わすことが可能となり、低質量域
から高質量域まで容易にしかも高感度で生成することが
可能となる。
ーシヨン用マススペクトルとして水のクラスターイオン
を用い、低質量域（例えば質量数19）から高質量域（例
えば質量数991）まで広範囲に、高感度でしかも大気中
に含まれる無限の水の分子を利用して行うものである。
脱溶媒室10を50℃から150℃に設定する目的は、大気中
に含まれる水の分子がイオン化室４でイオン化され、第
１細孔電極６を通り抜ける際に生じるクラスターイオン
に対し、適当な熱エネルギーを与えることにあり、更に
ドリフト電圧をマススペクトル測定の掃引操作に同期さ
せ、100Vから250Vまで可変することによつて水のクラス
ターイオンを適度に壊わすことが可能となり、低質量域
から高質量域まで容易にしかも高感度で生成することが
可能となる。
第３図はドリフト電圧を100Vに設定したときの水のク
ラスターイオンのマススペクトルを示す。質量数200か
ら質量数1000まで感度よく検出されているのが分る。第
４図はドリフト電圧を250Vに設定したときの水のクラス
ターイオンのマススペクトルを示す。質量数19から質量
数350まで感度よく検出されている。第５図は本発明の
方法によつてデータ処理装置９に水のクラスターイオン
のマススペクトルを取り込み、出力した例を示す。質量
数19から質量数1000まで感度よく収集が行われているこ
とが分る。水のクラスターイオンのマススペクトルは、
質量数19に（Ｍ＋Ｈ）＋としてまで観測され、その後は として観測される。いわゆる質量数18毎に観測されるこ
ととなる。高質量域は質量数1500付近まで観測すること
が可能である。従来方法の既試料を使つた場合は、例え
ばポリエチレングリコール（以下、PEGと略称する）400
では質量数250から700、PEG600では質量数400から1000
の範囲であり、しかもいずれの場合もマススペクトルの
間隔は44毎に出現する。本発明によれば、測定する水は
大気中に無限にあり、したがつて試料を準備する必要は
全くない。又、得られるマススペクトルの範囲は質量数
19から1000まで感度よく検出が可能であり、しかもマス
スペクトルの間隔は18毎に出現するため、マスキヤリブ
レーシヨンを行うためには最も適した方法といえる。
ラスターイオンのマススペクトルを示す。質量数200か
ら質量数1000まで感度よく検出されているのが分る。第
４図はドリフト電圧を250Vに設定したときの水のクラス
ターイオンのマススペクトルを示す。質量数19から質量
数350まで感度よく検出されている。第５図は本発明の
方法によつてデータ処理装置９に水のクラスターイオン
のマススペクトルを取り込み、出力した例を示す。質量
数19から質量数1000まで感度よく収集が行われているこ
とが分る。水のクラスターイオンのマススペクトルは、
質量数19に（Ｍ＋Ｈ）＋としてまで観測され、その後は として観測される。いわゆる質量数18毎に観測されるこ
ととなる。高質量域は質量数1500付近まで観測すること
が可能である。従来方法の既試料を使つた場合は、例え
ばポリエチレングリコール（以下、PEGと略称する）400
では質量数250から700、PEG600では質量数400から1000
の範囲であり、しかもいずれの場合もマススペクトルの
間隔は44毎に出現する。本発明によれば、測定する水は
大気中に無限にあり、したがつて試料を準備する必要は
全くない。又、得られるマススペクトルの範囲は質量数
19から1000まで感度よく検出が可能であり、しかもマス
スペクトルの間隔は18毎に出現するため、マスキヤリブ
レーシヨンを行うためには最も適した方法といえる。
更に本発明の中で、『脱溶媒室10の温度を50℃から15
0℃の間に設定する』とあるが、通常試料の測定を行う
場合、霧化部３は200℃から300℃に、脱溶媒室10は400
℃に設定するため、これらの温度に室温よりするために
は脱溶媒室10は通過する温度であり、この間に水のクラ
スターイオンを測定すれば良い訳で、特別な操作を行う
必要はない。したがつて本発明の操作は非常に容易に行
える操作でもある。尚、霧化部３の温度は、室温であつ
ても300℃であつても本発明の測定操作に対し何ら影響
はない。更に本発明は、API法を用いたインターフエイ
スであるために以上の様な方法が可能なのであつて、サ
ーモスプレイ法やFRIT・FAB法等では不可能であること
を付け加えておく。
0℃の間に設定する』とあるが、通常試料の測定を行う
場合、霧化部３は200℃から300℃に、脱溶媒室10は400
℃に設定するため、これらの温度に室温よりするために
は脱溶媒室10は通過する温度であり、この間に水のクラ
スターイオンを測定すれば良い訳で、特別な操作を行う
必要はない。したがつて本発明の操作は非常に容易に行
える操作でもある。尚、霧化部３の温度は、室温であつ
ても300℃であつても本発明の測定操作に対し何ら影響
はない。更に本発明は、API法を用いたインターフエイ
スであるために以上の様な方法が可能なのであつて、サ
ーモスプレイ法やFRIT・FAB法等では不可能であること
を付け加えておく。
本発明によれば無限にある大気中の水の分子をイオン
化し、そのクラスターイオンをマススペクトルとして利
用することから、マスキヤリブレーシヨン用としての試
料を準備する必要がなくなる。又、得られるマススペク
トルは質量数19から高質量域、例えば質量数991まで広
範囲に検出することが可能であるため、従来のように測
定する試料によつてマスキヤブリレーシヨン用既知試料
を変更する必要がない。更に質量数18毎にマススペクト
ルが得られることから、従来より正確なマスキヤリブレ
ーシヨンを行うことができる。
化し、そのクラスターイオンをマススペクトルとして利
用することから、マスキヤリブレーシヨン用としての試
料を準備する必要がなくなる。又、得られるマススペク
トルは質量数19から高質量域、例えば質量数991まで広
範囲に検出することが可能であるため、従来のように測
定する試料によつてマスキヤブリレーシヨン用既知試料
を変更する必要がない。更に質量数18毎にマススペクト
ルが得られることから、従来より正確なマスキヤリブレ
ーシヨンを行うことができる。
又、本発明は脱溶媒室の温度を50℃から150℃の間に
保ち、ドリフト電圧を100Vから250Vまで、マススペクト
ル測定掃引操作に同期させて可変することによりマスペ
クトルを得ることができることから、非常に簡単な操作
で行うことが可能となる。
保ち、ドリフト電圧を100Vから250Vまで、マススペクト
ル測定掃引操作に同期させて可変することによりマスペ
クトルを得ることができることから、非常に簡単な操作
で行うことが可能となる。
第１図は通常の大気圧質量分析計の既略図、第２図は本
発明の一実施例を示す大気圧質量分析計の概略図、第３
図はドリフト電圧を100Vに設定したときの水のクラスタ
ーイオンのマススペクトル、第４図はドリフト電圧を25
0Vに設定したときの水のクラスターイオンのマススペク
トル、第５図は本発明にもとづいてデータ処理装置にと
り込み出力した水のクラスターイオンのマススペクトル
である。 １……液体クロマトグラフ、３……霧化器、４……イオ
ン化室、５……針電極、６……第１細孔電極、７……第
２細孔電極、８……質量分析部、９……データ処理装
置、10……脱溶媒室、11……ドリフト電源、12……ヒー
タ、13……温度検出器、14……脱溶媒室温度設定ダイヤ
ル。
発明の一実施例を示す大気圧質量分析計の概略図、第３
図はドリフト電圧を100Vに設定したときの水のクラスタ
ーイオンのマススペクトル、第４図はドリフト電圧を25
0Vに設定したときの水のクラスターイオンのマススペク
トル、第５図は本発明にもとづいてデータ処理装置にと
り込み出力した水のクラスターイオンのマススペクトル
である。 １……液体クロマトグラフ、３……霧化器、４……イオ
ン化室、５……針電極、６……第１細孔電極、７……第
２細孔電極、８……質量分析部、９……データ処理装
置、10……脱溶媒室、11……ドリフト電源、12……ヒー
タ、13……温度検出器、14……脱溶媒室温度設定ダイヤ
ル。
Claims (2)
- 【請求項１】大気圧あるいはそれに近い圧力で動作する
イオン化部を備え、二段階の差動排気を用いて上記イオ
ン化部で生成したイオンを、中間圧力領域を経て分析部
に導入しうる大気圧イオン化質量分析計において、水の
クラスターイオンを用いてマスキャリブレーションを行
うことを特徴とする大気圧イオン化質量分析計。 - 【請求項２】前記水のクラスターイオンは、大気中に含
まれる水の分子をイオン化して得られたイオンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の大気圧イオ
ン化質量分析計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251924A JP2607698B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 大気圧イオン化質量分析計 |
| GB9020871A GB2237444B (en) | 1989-09-29 | 1990-09-25 | An atmospheric pressure ionization type mass spectrometer |
| US07/589,592 US5051583A (en) | 1989-09-29 | 1990-09-27 | Atmospheric pressure ionization type mass spectrometer |
| DE4030742A DE4030742C2 (de) | 1989-09-29 | 1990-09-28 | Massenspektrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1251924A JP2607698B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 大気圧イオン化質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03116646A JPH03116646A (ja) | 1991-05-17 |
| JP2607698B2 true JP2607698B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17229998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1251924A Expired - Lifetime JP2607698B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 大気圧イオン化質量分析計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5051583A (ja) |
| JP (1) | JP2607698B2 (ja) |
| DE (1) | DE4030742C2 (ja) |
| GB (1) | GB2237444B (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675390B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1994-09-21 | 株式会社島津製作所 | 質量分析計イオン源装置 |
| JP2671657B2 (ja) * | 1991-04-22 | 1997-10-29 | 富士電機株式会社 | 高分子センサ |
| US5259254A (en) * | 1991-09-25 | 1993-11-09 | Cetac Technologies, Inc. | Sample introduction system for inductively coupled plasma and other gas-phase, or particle, detectors utilizing ultrasonic nebulization, and method of use |
| FR2685977A1 (fr) * | 1992-01-07 | 1993-07-09 | Air Liquide | Electrode d'interface et ensemble d'analyse de gaz a spectrometre de masse comportant une telle electrode. |
| US5304796A (en) * | 1992-03-25 | 1994-04-19 | The Boc Group, Inc. | Atmospheric pressure ionization mass spectroscopy method including a silica gel drying step |
| JPH10500247A (ja) * | 1994-03-08 | 1998-01-06 | アナリチカ オブ ブランフォード，インコーポレーテッド | 電気噴霧及び大気圧化学イオン化源の改良 |
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