JP2720034B2 - クロマトグラフー質量分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクロマトグラフ−質量分析装置に係り、特に
大きい分子量を有する有機物質の分析に好適なクロマト
グラフ−質量分析装置に関する。 〔従来の技術〕 従来のグロマトグラフ−質量分析装置は、液体クロマ
トグラフ、ガスクロマトグラフ等の種々のクロマトグラ
フと質量分析装置とを組み合わせたものから構成されて
いる。すなわち従来の装置は、クロマトグラフによつて
試料成分を各種成分ごとに分析した後、分析された試料
成分をイオン化し、このイオン化された成分を電場、次
いで磁場に導入して試料成分ごとのマススペクトルを検
出していた。試料成分のイオン化は、針電極部において
コロナ放電を形成し、このコロナ放電中に分離された試
料成分を導入することによりおこなつていた。針電極の
圧力は１気圧であり、第１細孔と第２細孔の間（中間圧
力部）には、ドリフト電圧と呼ばれる電圧（約50V〜200
V）が印加されており、クラスターイオンの解離を制御
している。 従来上記の分析装置では、無機物の分析がおこなわれ
ていたが、最近大きい分子量をもつ有機物質の分析の要
請が高まつてきている。このような有機物質の分析にお
いては、ドリフト電圧を調整して、マスクペクトルにお
けるフラグメントピークと分子ピークを検出するように
なつている。 しかし、ドリフト電圧を大きくするとフラグメントピ
ークが得られる反面、分子量を測定するのに必要な分子
ピークが得られないことになる。一方、この電圧を小さ
くしてやると分子ピークが得られる反面、重要な情報を
与えるフラグメントピークが得られない欠点がある。そ
こで、イオン源でイオン化された試料成分を針電極部か
ら引き出して加速するためのドリフト電圧を手動で高い
値と低い値に変化させたフラグメントピークと分子ピー
クを得るようにしていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、上記手動でドリフト電圧を変化させる従来例
では、２度以上の測定をおこなわなければ、フラグメン
トピークと分子ピークを得ることができないという問題
点があつた。すなわち、従来のクロマトグラフ−質量分
析装置では、フラグメントピークと分子ピークとを得る
ためには、長時間の測定を要していたことになる。 本発明は係る問題点を解決するために、短時間でフラ
グメントピークと分子ピークとを得ることのできるクロ
マトグラフ−質量分析装置を提供することを目的とす
る。 〔問題点を解決するための手段〕 このような目的を達成するために本発明は、クロマト
グラフと、クロマトグラフによって分離された試料成分
をイオン化するイオン化手段と、イオンに電圧を印加す
るドリフト電源と、イオンが導入される電場と、電場か
ら出たイオンが導入される質量分離手段と、質量分離手
段を掃引する質量分離手段掃引電源と、ドリフト電源の
ドリフト電圧を質量分離手段の質量掃引電圧の掃引に同
期させて掃引する制御装置とが設けられているクロマト
グラフ−質量分析装置である。 〔作用〕 上記本発明によれば、磁場電流掃引と同期させてドリ
フト電圧を掃引することにより、磁場電流の低いときは
フラグメントピークの出やすい高いドリフト電圧とする
ことができ、磁場電流が高いときは分子ピークの出やす
い低いドリフト電圧とすることができる結果、ひとつの
マススペクトル状に分子ピークとフラグメントピークと
を同時に検出することができる。したがつて、短時間の
測定でフラグメントピークと分子ピークとを同時に得る
ことができる。 〔実施例〕 次に本発明に係るクロマトグラフ−質量分析装置の一
実施例を添付図面にしたがつて説明する。第１図はその
実施例の構成を示す構成図である。 まず本実施例の構成について説明する。 液体クロマトグラフ１にはジエツト噴霧器２が接続さ
れている。この噴霧器２は脱溶媒室３に隣接しており、
この脱溶媒室３に隣接してはり電極20を有する電極部４
が設けられている。この電極部４には、第１細孔を有す
る引出し電極５が接続されている。この引出し電極５上
には第２細孔を有する引出し電極６が設けられている。
引出し電極5,6にはそれぞれドリフト電圧掃引電源８が
接続されている。 引出し電極６上には静電レンズ７が設けられている。 一方、質量分析装置部分の構成について説明する。こ
の部分は、電場10と磁場11から構成されている。さらに
コレクタスリツト12およびコレクタ13が設けられてい
る。一方、磁場11には磁場掃引電源15が接続されてい
る。この磁場掃引電源15と前記ドリフト電圧掃引電源８
はそれぞれ、cpu14に接続されている。 次にこの実施例の動作について説明する。 液体クロマトグラフ１では、LC溶媒（アセトニトリ
ル，メタノール、水−メタノール等）により溶質分子が
展開される。液体クロマトグラフ１から流出した成分
は、パイプを通つてジエツト噴霧器２に導かれる。この
ジエツト噴霧器２では、温度が約300゜〜400℃となつて
いる。この温度とLCの圧力によつて溶媒分子は蒸発し霧
状になる。この際に溶媒分子と溶質分子とが真空の脱溶
媒室３において分離される。分離された溶質分子は電極
部４に至る。この電極部４では、はり電極20に高電圧
（10KV程度）が印加されている。このため電極部４内で
はコロナ放電が生じている。コロナ放電により溶媒の一
時イオン化がおこなわれ、次いで溶媒イオンのイオン分
子反応により溶質分子がイオン化される。 イオン化された溶媒イオンは、引出し電極5,6および
静電レンズ７を通つてイオンビーム９となり電場10に導
入される。引出し電極5,6にはドリフト電源８が接続さ
れているために、この引出し電極５と６の間にドリフト
電圧が印加される。このドリフト電圧は高電圧であるた
めに、溶質イオンは引出し電極中に設けられた細孔を通
つて引き出され、前記電場10に導かれる。引出し電極か
ら引出された溶質イオンは、静電レンズ７で収束されて
電場10に至る。電場10では方向収束を受けて磁場11に至
る。磁場11から出たイオンビーム９はコレクタスリツト
12を介してコレクタ13に至る。この結果マススペクトル
として分子ピークやフラグメントピークを得ることがで
きる。 前記電極部４の圧力は、１気圧程度であり、ドリフト
電圧が約50V〜200V印加されている。コレクタスリツト1
2を通りコレクタ上にイオンビームが至ることにより、
コレクタ13上にマススペクトルを描き、その結果がcpu1
4に記録される。 上記電極5,6間にドリフト電圧をかけることにより試
料イオンが電界方向にドリフトし、質量分析装置へ導か
れる。ドリフト電圧を高電圧にすると溶質の中性分子に
衝突し、フラグメントのみのスペクトルとなる。また、
ドリフト電圧が80V程度と比較的低い電圧であると、分
子イオンピークが感度よく検出される。本実施例では、
磁場電流掃引に同期させてドリフト電圧を掃引する。こ
の掃引は、磁場掃引電源15からの信号をcpu14で検出
し、一方ドリフト電源からのドリフト電圧の信号をcpu1
4で検出することにより、このcpuにおいて両者を同期さ
せて制御する。第２図に磁場電流とドリフト電圧を同期
させて掃引する一例を示す、第２図は、磁場電流とドリ
フト電圧との関係を示すグラフである。第２図からわか
るように磁場電流の低いときはフラグメントピークの出
やすい高いドリフト電圧とする。一方、磁場電流が大き
くなり、試料からの分子イオンピークの検出領域となつ
たときは、分子イオンピークの出やすい比較的低いドリ
フト電圧となるように磁場掃引と同期させてドリフト電
圧を掃引する。本実施例ではドリフト電圧の掃引を低い
約80Vから高い約200Vまで制御している。このドリフト
電圧の制御の幅は、溶質分子によつて適宜選択される。
例えば分子量が高い有機物質の場合は、このドリフト電
圧が制御される幅を高くすることにより、フラグメント
ピークから分子ピークまでをひとつのスペクトル上に検
出することができる。 本実施例では磁場電流の掃引に同期させてドリフト電
圧を連続的に調整しているが、磁場電流の掃引に同期さ
せてドリフト電圧を段階的な値に制御することもでき
る。 次に具体的に実施例について説明する。第３図は、ド
リフト電圧を一定値に固定した場合のマススペクトル
と、上記本実施例により磁場電流に掃引させてドリフト
電圧を掃引したマススペクトルである。第３図（Ａ）
は、ドリフト電圧が80V程度と低い電圧のマススペクト
ルである。一方、第３図（Ｂ）は、ドリフト電圧が200V
程度と高い電圧におけるマススペクトルである。第３図
（Ｃ）は上記本実施例のように磁場電流に同期させてド
リフト電圧を高い値から低い値へと掃引させた場合のマ
ススペクトルである。この第３図の例では、磁場電流を
0.6秒間の間に低い値から高い値に掃引し、それと同期
してドリフト電圧を0.6秒幅に高い値から低い値に掃引
している。その後0.4秒間の間をおいて再び同様な掃引
をおこなつている。これを順次繰り返してドリフト電圧
が掃引している。 本実施例では、液体クロマトグラフとしてODS3056を
用い、使用する溶媒としては0.05M酢酸アンモニウム水
溶液30％にメタノール70％混合したものを用いた。展開
された溶質分子としてはフエニールブタゾンを用いた。 第３図（Ａ）からわかるように、ドリフト電圧が低い
場合には、分子イオンピークが感度よく検出されている
ことがわかる。しかしスペクトル解析に必要なフラグメ
ントピークが検出されていない。一方第３図（Ｂ）で
は、ドリフト電圧が高い結果、フラグメントピークが検
出されていることがわかるが、最も重要な情報源である
分子イオンピークがほとんど検出されていない。これら
に対して第３図（Ｃ）によれば、フラグメントピークか
ら分子イオンピークまでをひとつのマススペクトル上に
感度よく検出されていることがわかる。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、磁場電流掃引に
同期してドリフト電圧が掃引されている結果、ひとつの
マススペクトル上にフラグメントピークから分子ピーク
までを検出することができるので、短時間で分析がおこ
なえるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るクロマトグラフ−質量分析装置の
一実施例構成図、第２図は、磁場電流とドリフト電圧と
の関係を示すグラフ、第３図はドリフト電圧によるマス
スペクトルの変化を示すグラフである。 １……液体クロマトグラフ、２……ジエツト噴霧器、３
……脱溶媒室、４……電極部、5,6……引き出し電極、
８……ドリフト電源、11……磁場、14……cpu、15……
磁場掃引電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−125056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304564（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−44432（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．クロマトグラフと、該クロマトグラフによって分離
   された試料成分をイオン化するイオン化手段と、該イオ
   ンに電圧を印加するドリフト電源と、該イオンが導入さ
   れる電場と、該電場から出たイオンが導入される質量分
   離手段と、該質量分離手段を掃引する質量分離手段掃引
   電源と、前記ドリフト電源のドリフト電圧を前記質量分
   離手段の質量掃引電圧の掃引に同期させて掃引する制御
   装置と、が設けられていることを特徴とするクロマトグ
   ラフ−質量分析装置。