JP2882402B2 - Method and apparatus for mass spectrometry - Google Patents

Method and apparatus for mass spectrometry

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JP2882402B2
JP2882402B2 JP9292041A JP29204197A JP2882402B2 JP 2882402 B2 JP2882402 B2 JP 2882402B2 JP 9292041 A JP9292041 A JP 9292041A JP 29204197 A JP29204197 A JP 29204197A JP 2882402 B2 JP2882402 B2 JP 2882402B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は質量分析の方法およ
び装置、特に大気圧下でイオンを生成し、質量分析する
質量分析の方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for mass spectrometry, and more particularly to a method and an apparatus for mass spectrometry for generating ions under atmospheric pressure and performing mass spectrometry.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体クロマトグラフ(LC)から流出す
る試料成分と溶媒成分を含む流体を質量分析するために
大気圧イオン化(API)が多用される。この大気圧イ
オン化によれば、試料分子に過剰なエネルギーを与えぬ
ソフトなイオン化が行われ、このためイオン化の際の試
料の分解が少なく、分子イオンを観測し易い。また、高
圧(大気圧)下でのイオン化のため、イオン化ポテンシ
ャルの低い物質でも高いイオン化率でイオン化され、し
たがって、高感度質量分析が期待できる。大気圧イオン
化に関してはアナリティカル・ケミストリー(Analitic
al Chemistry),1990年第62巻第13号第713
A〜725A頁に詳述がなされている。
2. Description of the Related Art Atmospheric pressure ionization (API) is frequently used for mass spectrometry of a fluid containing a sample component and a solvent component flowing out of a liquid chromatograph (LC). According to this atmospheric pressure ionization, soft ionization that does not give excessive energy to the sample molecules is performed, so that the sample is less decomposed at the time of ionization and molecular ions are easily observed. Further, due to ionization under a high pressure (atmospheric pressure), even a substance having a low ionization potential is ionized at a high ionization rate, and thus high sensitivity mass spectrometry can be expected. Regarding atmospheric pressure ionization, Analytical Chemistry
al Chemistry), 1990 Vol. 62, No. 13, No. 713
Details are given on pages A to 725A.

【0003】大気圧下で生成したイオンを質量分析する
ためにはイオンを真空中に導入しなければならない。大
気圧下で生成したイオンを直ちに高真空室に導いて質量
分析するとその高真空室の汚れなどの問題があることか
ら、大気圧と高真空との間に徐々に圧力勾配をつけるべ
く、大気圧と高真空間に低真空室と中間真空室を設け、
それらの室を別々の排気ポンプを用いてそれぞれ独立に
排気することが多い。
[0003] In order to perform mass spectrometry on ions generated under atmospheric pressure, the ions must be introduced into a vacuum. Immediately introducing ions generated under atmospheric pressure into a high vacuum chamber and performing mass spectrometry have problems such as contamination of the high vacuum chamber. Provide a low vacuum chamber and an intermediate vacuum chamber between atmospheric pressure and high vacuum,
The chambers are often independently evacuated using separate evacuation pumps.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、そのように低
真空室と中間真空室をそれぞれ独立した別々の排気系を
用いて差動排気する場合は、排気系が複雑,高価にな
る。また、排気ポンプの脈動が直接に低真空室(中間真
空室)に伝わり、これらの室の圧力が不安定になる。
However, when the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber are differentially evacuated using separate and independent exhaust systems, the exhaust system becomes complicated and expensive. Further, the pulsation of the exhaust pump is directly transmitted to the low vacuum chamber (intermediate vacuum chamber), and the pressure in these chambers becomes unstable.

【0005】本発明の第1の目的は排気系を簡略化する
ことができる質量分析の方法および装置を提供すること
にある。また、第2の目的は室を安定に維持して分析で
きる質量分析の方法および装置を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a mass spectrometry method and apparatus capable of simplifying an exhaust system. It is a second object of the present invention to provide a method and apparatus for mass spectrometry capable of performing analysis while maintaining a stable chamber.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の特徴は、大気圧下で試料をイオン化し、低真
空室を前記大気圧より低い圧力に設定し、中間真空室を
前記低真空室より低い圧力に設定し、高真空室を前記中
間真空室より低い圧力に設定し、前記低真空室と前記中
間真空室の間に開口を有する開口部材を設け、前記生成
した試料イオンを前記低真空室、前記開口及び前記中間
真空室を介して前記高真空室に導いて質量分析し、前記
開口とは異なる通気部を介して前記低真空室と前記中間
真空室を接続し、少なくとも前記試料イオンの分析時は
前記通気部を介して前記低真空室を排気するようにした
ことである。また更には、大気圧下で試料をイオン化
し、高圧側真空室を第1の排気手段により前記大気圧よ
り低い圧力に設定し、低圧側真空室を第2の排気手段に
より前記高圧側真空室よりさらに低い圧力に設定し、前
記大気圧下でイオン化された試料イオンを前記低圧側真
空室に導いて質量分析する質量分析方法において、前記
高圧側真空室は、前記大気圧下でイオン化された試料イ
オンを導入する第1の室と、前記第1の排気手段が接続
される排気路を有する第2の室、及び前記第1の室と前
記第2の室の間を接続する通気部を有し、少なくとも前
記試料イオンの分析時は、前記第1の排気手段によって
前記通気部を介して前記第1の室の排気を行うようにし
たことである。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
The feature of the present invention is that the sample is ionized under atmospheric pressure,
The vacant chamber is set at a pressure lower than the atmospheric pressure, and the intermediate vacuum chamber is
The pressure is set lower than the low vacuum chamber, and the high vacuum chamber is
Between the low vacuum chamber and the middle
Providing an opening member having an opening between the vacuum chambers,
The sample ions are transferred to the low vacuum chamber, the opening, and the middle.
Introduced to the high vacuum chamber through a vacuum chamber and analyzed for mass,
The low vacuum chamber and the intermediate portion through a ventilation part different from the opening
Connect a vacuum chamber and at least when analyzing the sample ions
The low vacuum chamber is evacuated through the ventilation section
That is. Furthermore, the sample is ionized under atmospheric pressure.
Then, the high-pressure side vacuum chamber is maintained at the atmospheric pressure by the first exhaust means.
Lower pressure, and the low pressure side vacuum chamber as the second exhaust means
The pressure is set lower than that of the high-pressure side vacuum chamber,
The sample ions ionized under the atmospheric pressure are transferred to the low-pressure side
In a mass spectrometry method for conducting mass spectrometry by leading to an empty room,
The high-pressure side vacuum chamber is provided for the sample ionized under the atmospheric pressure.
The first chamber for introducing the ON and the first exhaust means are connected
A second chamber having an exhaust passage, and a first chamber in front of the first chamber.
Having a vent connecting between the second chambers, at least
When analyzing the sample ions, the first exhaust means
The first chamber is evacuated through the ventilation section.
That is.

【0007】本発明は、低真空室と中間真空室は共通の
排気系で排気されるので、排気系の簡略化が図られ、し
たがってまた低廉化が図られる。また更には、上記構成
により、ダンパーの役割を持たせることができるので、
室の圧力変動が抑制される。
In the present invention , since the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber are evacuated by a common exhaust system, the exhaust system can be simplified, and the cost can be reduced. Still further, the above configuration
It makes it possible to have the role of the dampers,
The pressure fluctuation in the chamber is suppressed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施例の説明に先立って
本発明の背景や基礎となるところをまず説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of the embodiments of the present invention, the background and the basis of the present invention will be described first.

【0009】大気圧下で生成したイオンを質量分析する
ためには、先ずイオンを真空中に導入しなければならな
い。更に高感度測定のためには、大気圧下で生じたイオ
ンの損失をできるだけ少なく(効率良く)高真空の質量
分析計(MS)に導くことが必要である。そのため液体
クロマトグラフ(LC)と直結した質量分析計すなわち
LC/MSのインターフェースで最初に考慮されなけれ
ばならない項目は真空排気である。この排気方式として
は大きく二つの方式がある。図2に示すように第1の方
式は、一つの細孔3を有する隔壁で大気圧部2と真空部
8を隔離し、この細孔3を通して生成したイオンをサン
プリングする方法である。第2の方式は図3または図4
に示すように細孔3,スキマー5,7などを有する複数
の隔壁を用いた数段の差動排気系を通してMS部8にイ
オンを導入する方法である。第1の方式において、MS
として必要とされる真空を得るために細孔径d(m)と
真空ポンプの排気速度S(m3/s)は以下のようにして
求まる。ここでMSの作動真空度は10-3〜10-4Pa
とする。細孔径d(m)の粘性流領域における気体のコ
ンダクタンスC1 は(数1)式で求まる。
In order to perform mass spectrometry on ions generated under atmospheric pressure, the ions must first be introduced into a vacuum. For higher sensitivity measurement, it is necessary to guide the loss of ions generated under atmospheric pressure to a high vacuum mass spectrometer (MS) as little (efficiently) as possible. Therefore, the first item that must be considered in the interface of a mass spectrometer or LC / MS directly connected to a liquid chromatograph (LC) is evacuation. There are two major exhaust systems. As shown in FIG. 2, the first method is a method in which the atmospheric pressure part 2 and the vacuum part 8 are separated by a partition having one pore 3, and the ions generated through the pore 3 are sampled. The second method is shown in FIG. 3 or FIG.
In this method, ions are introduced into the MS section 8 through several stages of differential evacuation systems using a plurality of partitions having pores 3, skimmers 5, 7, and the like as shown in FIG. In the first scheme, MS
In order to obtain the required vacuum, the pore diameter d (m) and the pumping speed S (m 3 / s) of the vacuum pump are determined as follows. Here, the operating vacuum degree of MS is 10 −3 to 10 −4 Pa
And The conductance C 1 of the gas in the viscous flow region having the pore diameter d (m) is obtained by the following equation (1).

【0010】[0010]

【数1】 C1≒157d1 2 …(数1) MS部の真空ポンプの排気速度をS1(m3/s)とする
とMS部の真空P1 は(数2)式で求まる。また大気圧
0 は約105Paである。
C 1 1157 d 1 2 (Equation 1 ) Assuming that the evacuation speed of the vacuum pump in the MS section is S 1 (m 3 / s), the vacuum P 1 in the MS section can be obtained by the equation (2). The atmospheric pressure P 0 is about 10 5 Pa.

【0011】[0011]

【数2】 P1=C1(P0−P1)/S1 …(数2) (数2)式はP0≫P1であるから更に(数2′)と近似
できる。
P 1 = C 1 (P 0 −P 1 ) / S 1 (Equation 2) Equation (2) can be approximated to (Equation 2 ′) since P 0 ≫P 1 .

【0012】[0012]

【数3】 P1≒C1・P0/S1 =C1×105/S1 …(数3) 今MS部の真空ポンプを排気速度1000リットル/s
=1m3/s の油拡散ポンプとして、MS部の真空度1
-4Paを得るためには細孔の径dは以下のようにして
求まる。(数1),(数3)式から
[Expression 3] P 1 ≒ C 1 · P 0 / S 1 = C 1 × 10 5 / S 1 (Equation 3) The vacuum pump in the MS section is now evacuated at a rate of 1000 liter / s.
= 1m 3 / s oil diffusion pump, the degree of vacuum in the MS section is 1
In order to obtain 0 -4 Pa, the diameter d of the pore is determined as follows. From equations (1) and (3)

【0013】[0013]

【数4】 (Equation 4)

【0014】すなわち約2.5μmの直径の細孔とな
る。真空ポンプの排気速度を10000リットル/sのクラ
イオポンプとしても細孔の径は7.9μm になるにすぎ
ない。このように小さな径の細孔でイオンを大気中から
サンプリングしようとすると、空気中のゴミなどにより
細孔の詰まりが頻繁に起きる。また細孔の径が小さいた
めイオンを多量に導入できず、高感度測定が困難にな
る。さらに、クライオポンプは極めて高価である点も問
題である。図2にこの方式による模式図を示す。大気圧
高電界中2で噴霧ノズル1から噴霧し生成したイオンは
細孔3を経てMS部8へ入る。中性分子はクライオポン
プの冷却フィン16にトラップされる。一方イオンは直
進し、四重極MS9で質量分散を受け検出器10に到着
する。
That is, the pores have a diameter of about 2.5 μm. Even if a cryopump with a pumping speed of 10,000 liters / s is used, the diameter of the pores is only 7.9 μm. When trying to sample ions from the atmosphere through such small pores, clogging of the pores due to dust in the air frequently occurs. In addition, since the diameter of the pore is small, a large amount of ions cannot be introduced, making high-sensitivity measurement difficult. Another problem is that the cryopump is extremely expensive. FIG. 2 shows a schematic diagram of this method. The ions generated by spraying from the spray nozzle 1 under the atmospheric pressure and high electric field 2 enter the MS section 8 through the pores 3. Neutral molecules are trapped in the cooling fins 16 of the cryopump. On the other hand, the ions travel straight, undergo mass dispersion in the quadrupole MS 9, and arrive at the detector 10.

【0015】直接細孔一つでイオンをサンプリングする
のではなく、細孔を二つ以上直列同軸上に配置し、各細
孔を有する隔壁間を独立のポンプで排気する方式(図
3)の場合、MS部8の真空は以下のようにして求ま
る。大気圧をP0 ,MS部8の真空度をP2 とする。差
動排気系部とMS部の真空ポンプの排気速度をそれぞれ
1,S2とする。第1細孔3,第2細孔5の気体のコン
ダクタンスをそれぞれC1,C2とする。また第1,第2
細孔の径をd1,d2とする。
Rather than sampling ions directly with one pore, two or more pores are arranged in series and coaxially, and the space between the partitions having each pore is evacuated by an independent pump (FIG. 3). In this case, the vacuum of the MS unit 8 is obtained as follows. The atmospheric pressure is P 0 , and the degree of vacuum of the MS unit 8 is P 2 . The pumping speeds of the vacuum pumps of the differential pumping section and the MS section are S 1 and S 2 , respectively. The conductance of the gas in the first pore 3 and the second pore 5 is C 1 and C 2 , respectively. The first and second
The diameters of the pores are d 1 and d 2 .

【0016】差動排気室4の圧力P1 は次式で求まる。The pressure P 1 in the differential exhaust chamber 4 is obtained by the following equation.

【0017】[0017]

【数5】 P1=C1(P0−P1)/S1 ≒C10/S1 …(数5) またMS部の圧力P2 も次式によって求まる。P 1 = C 1 (P 0 −P 1 ) / S 1 ≒ C 1 P 0 / S 1 (Equation 5) Further, the pressure P 2 of the MS section is also obtained by the following equation.

【0018】[0018]

【数6】 P2=C2(P1−P2)/S2 ≒C2・P1/S2 …(数6) なぜならP0≫P1≫P2 であるからである。P 2 = C 2 (P 1 −P 2 ) / S 2 ≒ C 2 · P 1 / S 2 (Equation 6) Because P 0 ≫P 1 ≫P 2 .

【0019】(数5),(数6)式からFrom equations (5) and (6),

【0020】[0020]

【数7】 P2=C1・C2・P0/(S1・S2) …(数7) が求まる。P 2 = C 1 · C 2 · P 0 / (S 1 · S 2 ) (Equation 7) is obtained.

【0021】またC1 は(数1)式により求まる。Further, C 1 is obtained by the following equation (1).

【0022】[0022]

【数8】 C1=157d1 2 …(数8) 分子流領域のコンダクタンスC2 は次式により求まる。C 1 = 157d 1 2 (Equation 8) The conductance C 2 in the molecular flow region is obtained by the following equation.

【0023】[0023]

【数9】 C2=116×A …(数9) ただしAは細孔の面積である。これは更にC 2 = 116 × A (Equation 9) where A is a pore area. This is more

【0024】[0024]

【数10】 C2=116×π(d2/2)2 …(数10) ゆえに(数7)式はEquation 10] C 2 = 116 × π (d 2/2) 2 ... ( number 10) Therefore Equation 7 Equation

【0025】[0025]

【数11】 P2=157d1 2×116×π(d2/2)20/(S1×S2) …(数11) となる。Equation 11] becomes P 2 = 157d 1 2 × 116 × π (d 2/2) 2 P 0 / (S 1 × S 2) ... ( Equation 11).

【0026】今MS部8を排気速度1000リットル/
sの油拡散ポンプで、また差動排気系部4を16.7リ
ットル/s のメカニカルブースタポンプで排気すると
する。第1細孔3の直径を200μm,第2細孔5の直
径を400μmとする。差動排気系部4,MS部8の真
空P1,P2はそれぞれ(数5)式,(数11)式から
The MS section 8 is now evacuated at a pumping speed of 1000 liters /
s and the differential evacuation system 4 is evacuated by a 16.7 liter / s mechanical booster pump. The diameter of the first pore 3 is 200 μm, and the diameter of the second pore 5 is 400 μm. The vacuums P 1 and P 2 of the differential pumping system section 4 and the MS section 8 are calculated from equations (5) and (11), respectively.

【0027】[0027]

【数12】 P1=37.6(Pa) P2=5.6×10-4(Pa) …(数12) が得られる。MS部8の真空は質量分析に充分なもので
ある。一つの小さな細孔と大排気量真空ポンプによる第
1の方式に比して、複数の細孔と差動排気システムによ
る第2の方式は、大きな細孔が使用でき、かつ安価な真
空ポンプが使用できると言う長所を有している。そのた
め多くの真空装置に広く利用されている。更に図4に示
すように差動排気3段システムも同様に利用されてい
る。この差動排気方式は大気圧下で生成したイオンを効
率良くMS部へ導く点で優れた方法である。一般に2
段,3段の差動排気系がLC/MSに用いられている。
P 1 = 37.6 (Pa) P 2 = 5.6 × 10 −4 (Pa) (Equation 12) is obtained. The vacuum in the MS section 8 is sufficient for mass spectrometry. Compared to the first method using a single small pore and a large displacement vacuum pump, the second method using a plurality of pores and a differential pumping system allows a large pore to be used and an inexpensive vacuum pump. It has the advantage of being usable. Therefore, it is widely used in many vacuum devices. Further, as shown in FIG. 4, a differential exhaust three-stage system is similarly used. This differential pumping method is an excellent method in that ions generated under atmospheric pressure are efficiently guided to the MS section. Generally 2
A three-stage and three-stage differential pumping system is used for LC / MS.

【0028】またLC/MSインターフェースには真空
以外に考慮すべきことがある。大気圧下で生成したイオ
ンを真空中に導入すると、急激な断熱膨張が起き、導入
されたイオンや分子は急激に冷却される。そのためイオ
ンとともに真空中に導入された水やアルコールなどの分
子が生成したイオンに付加し、クラスタイオンを生成す
る。特に試料イオンの電荷数が多い場合や極性の高い官
能基を数多く有するイオンの場合、多くの水分子やアル
コール分子を付加したクラスタイオンが生成する。例え
ば水が付加する場合次式のように表される。
There are other considerations for the LC / MS interface other than vacuum. When ions generated under atmospheric pressure are introduced into a vacuum, rapid adiabatic expansion occurs, and the introduced ions and molecules are rapidly cooled. Therefore, molecules such as water and alcohol introduced into the vacuum together with the ions are added to the generated ions to generate cluster ions. In particular, when the sample ion has a large number of charges or an ion having many highly polar functional groups, cluster ions to which many water molecules or alcohol molecules are added are generated. For example, when water is added, it is expressed by the following equation.

【0029】[0029]

【数13】 MH++n・(H2O)→(冷却)→{MH・n(H2O)}+ …(数13) クラスタイオンはイオンに数多くの極性分子が付加した
ものである。しかし、付加する分子の種類や数は一定で
はない。そのためこのクラスタイオンから試料分子の分
子量の情報をMSで直接得ることはできない。また一つ
のイオンが数多くのクラスタイオンとして広く分布する
ため、検出イオン電流値も小さくなる。そのため付加し
た分子をクラスタイオンから取り除く脱溶媒(desolvat
ion )が必要となる。その方法として以下の方法及びそ
れらの組み合わせ方式が提案されている。いずれもクラ
スタイオンに極性分子の付加エネルギーを上回るだけの
エネルギーを外部から与え、極性分子をイオンから脱離
させるものである。外部から与えるエネルギーが過剰の
場合クラスタイオンは分解し、分子量情報を与えない。
また逆に低くすぎる場合は付加分子の脱離が不十分とな
り、やはり分子量情報を与えない。そのためクラスタイ
オンに与えるエネルギーは付加分子の脱離に必要なエネ
ルギーをぎりぎり上回るものに制御し、繰り返しイオン
にエネルギーを注入することが必要である。
MH + + n · (H 2 O) → (cooling) → {MH · n (H 2 O)} + + (Formula 13) Cluster ions are ions obtained by adding many polar molecules to ions. However, the type and number of molecules to be added are not constant. Therefore, information on the molecular weight of the sample molecule cannot be directly obtained by MS from the cluster ions. Further, since one ion is widely distributed as many cluster ions, the detected ion current value is also small. Therefore, the desolvation (desolvat) that removes the added molecule from the cluster ion
ion) is required. The following methods and their combination methods have been proposed as such methods. In each of the methods, external energy is applied to the cluster ions in excess of the added energy of the polar molecules, and the polar molecules are eliminated from the ions. If an externally applied energy is excessive, the cluster ions are decomposed and do not give molecular weight information.
On the other hand, if it is too low, the elimination of the added molecule becomes insufficient, and the molecular weight information is not given. For this reason, it is necessary to control the energy given to the cluster ions to a value that exceeds the energy required for desorption of the added molecule, and to repeatedly inject the energy into the ions.

【0030】(1)カウンターガスとの衝突 (2)マッハディスク面での断熱圧縮 (3)加熱 (4)イオン加速,衝突 (1)カウンターガスとの衝突 図5にこの方式の模式図を示す。加熱(〜70℃)され
た不活性ガス、例えば乾燥窒素中にクラスタイオンを通
し、窒素分子とクラスタイオンを衝突させ、熱を窒素分
子からクラスタイオンに絶えず伝達して付加分子をイオ
ンから脱離させる。乾燥窒素はイオンサンプリング細孔
3の周辺にイオンの流れと逆方向24に流す。そのため
イオンとともに流れてくる中性溶媒分子(水など)は乾
燥窒素でイオンサンプリング細孔3と逆方向23に押し
戻される。一方イオン22は細孔3と噴霧ノズル1の間
に印加された電位で加速され、乾燥窒素分子と衝突し、
脱溶媒して細孔3に入射する。これによりまた真空室内
に余分な極性分子が入ることがなくなり真空室内で衝突
再結合の可能性を小さくできる。完全な脱溶媒はこのカ
ウンターガスとの衝突だけでは達成できないが、本方式
は真空室中に中性の極性分子などの入射を制限できる良
い方法である。そのため単独で用いるより以下の方式と
の組み合わせで脱溶媒をより効率的に達成することがで
きる。
(1) Collision with counter gas (2) Adiabatic compression on Mach disk surface (3) Heating (4) Ion acceleration and collision (1) Collision with counter gas FIG. 5 shows a schematic diagram of this method. . Cluster ions are passed through a heated (-70 ° C.) inert gas, for example, dry nitrogen, so that the nitrogen molecules collide with the cluster ions, and the heat is constantly transferred from the nitrogen molecules to the cluster ions to desorb additional molecules from the ions. Let it. Dry nitrogen flows around the ion sampling pores 3 in the direction 24 opposite to the flow of ions. Therefore, the neutral solvent molecules (such as water) flowing along with the ions are pushed back in the direction 23 opposite to the ion sampling pores 3 by the dry nitrogen. On the other hand, the ions 22 are accelerated by the potential applied between the pore 3 and the spray nozzle 1 and collide with dry nitrogen molecules,
The solvent is removed and the light enters the pores 3. This also prevents extra polar molecules from entering the vacuum chamber and reduces the possibility of collision recombination in the vacuum chamber. Although complete desolvation cannot be achieved only by collision with the counter gas, this method is a good method that can limit the incidence of neutral polar molecules into the vacuum chamber. Therefore, desolvation can be more efficiently achieved in combination with the following method than when used alone.

【0031】(2)マッハディスク面での断熱圧縮 大気圧から細孔を通し入射した気体分子は超音速の分子
流となる。そのため図6に示すような真空室の圧力に依
存する衝撃波17,マッハディスク18が生ずる。細孔
3の外2の圧力をP0 ,真空室4の圧力をP1 とし、細
孔直径をdとするとき、マッハディスクは細孔4からの
距離XM 上に生成する。
(2) Adiabatic compression on the Mach disk surface Gas molecules incident from the atmospheric pressure through the pores become supersonic molecular flows. Therefore, a shock wave 17 and a Mach disk 18 depending on the pressure in the vacuum chamber are generated as shown in FIG. When the pressure of the outside 2 of the pore 3 is P 0 , the pressure of the vacuum chamber 4 is P 1 , and the diameter of the pore is d, a Mach disk is generated at a distance X M from the pore 4.

【0032】[0032]

【数14】 [Equation 14]

【0033】例えば0.3mm の径の細孔の前後の圧力を
105Pa(大気圧),100Paとすると、マッハディ
スクは
For example, assuming that the pressure before and after a pore having a diameter of 0.3 mm is 10 5 Pa (atmospheric pressure) and 100 Pa, the Mach disk becomes

【0034】[0034]

【数15】 (Equation 15)

【0035】すなわち細孔から高真空部へ向かって6.
3mm の所にマッハディスクが生成する。マッハディス
ク面では断熱圧縮が行われるためクラスタイオンも急激
に加熱され、結果として脱溶媒が行われる。第1細孔3
の後方7mm以上離れた所に第2細孔5が位置するように
配置すると、クラスタイオンは必ずマッハディスク面を
通過し、断熱圧縮による加熱で脱溶媒が促進される。こ
の方式は外部から特別のエネルギーの供給もなく脱溶媒
が達成できる良い方法である。しかしマッハディスクの
後では分子の流れは全く不規則となり、第2細孔5に入
射するイオンの流れが一定とならず、そのためイオンの
サンプリング収率が上がらなくなると言う欠点がある。
一般にイオンサンプリング収率を向上させるためにはマ
ッハディスクの前の方向の定まった分子流領域(Silent
Zone)27でのサンプリングが良く行われている。しか
し、分子流領域27でサンプリングすれば、当然なが
ら、マッハディスクによる断熱圧縮,脱溶媒は行われな
い。単に方向がそろった分子流を多量にサンプリングし
ているにすぎない。
That is, from the pores toward the high vacuum section.
A Mach disk is created at 3mm. Since adiabatic compression is performed on the Mach disk surface, cluster ions are also rapidly heated, and as a result, desolvation is performed. First pore 3
When the second pores 5 are arranged so as to be located at a position 7 mm or more behind the cluster ions, the cluster ions always pass through the Mach disk surface, and desolvation is promoted by heating by adiabatic compression. This method is a good method in which desolvation can be achieved without supplying special energy from the outside. However, after the Mach disk, the flow of molecules is completely irregular, and the flow of ions incident on the second pores 5 is not constant, so that there is a disadvantage that the ion sampling yield does not increase.
Generally, in order to improve the ion sampling yield, a fixed molecular flow region in front of the Mach disk (Silent
Zone) 27 is well sampled. However, if sampling is performed in the molecular flow region 27, adiabatic compression and desolvation by a Mach disk are not performed. It simply samples a large amount of aligned molecular flows.

【0036】(3)加熱 大気圧から真空中に拡散した気体は断熱膨張で急激に冷
される。導入する気体をあらかじめ加熱し、更に細孔を
含むインターフェースを加熱しておくと、断熱冷却をあ
る程度カバーでき、水などの付加を防ぐことができる。
しかし完全な脱溶媒を加熱のみで達成することは困難で
ある。これは、一般にこのインターフェースを通過する
大半の有機化合物のイオンは加熱により容易に熱分解を
受けやすいからである。そのため脱溶媒のためを目的と
した高温の加熱は不可能である。 (4)イオン加速衝突 圧力が100Pa〜10Paになると気体分子の平均自
由行程も0.06mm から0.6mm 程度となる。このよう
な圧力下で電界を印加すると気体中に存在するイオンは
電界の方向へ加速され中性分子と衝突をする。イオンが
電界中を飛行する間加速,衝突を繰り返す。平均自由行
程が0.1mm(〜66Pa)のとき100V/cmの電界の
中においてイオンは約1eVの加速が行われる。ここで
eはイオンの電価数である。衝突により、この運動エネ
ルギーの一部が内部エネルギー(熱エネルギー)に変換
される。この内部エネルギーの値が水分子などの付加エ
ネルギー(数kJ/mol〜数10kJ/mol=0.01e
V〜0.1eV)を上回れば水分子などを脱離させるこ
とができる。この脱溶媒の方式で重要な要素は加速衝突
させる場合の真空度と電界強度である。一般に図8に示
すように、第1細孔3,第2細孔5間、または第2細孔
5,第3細孔7及び両者間などに電位を印加しイオンを
加速,中性分子に衝突させる。印加する電圧V1,V2
制御することで脱溶媒の程度を変化させることができ
る。この方法は脱溶媒に対し極めて有効な方法である。
しかし、イオン加速衝突部4,6の圧力に直接影響を受
ける点が欠点といえる。また、イオンを加速するため一
部の運動エネルギーが衝突によって消費されず、そのま
まイオンに付与されてしまう危険がある。そのため、高
真空のMS部8へ入ったイオンに速度の広がりが生じて
しまう。これは直接質量分析における分解能,感度の低
下を招くことになる。速度の広がりが1eVを超えると
四重極MSの場合1試料単位以上の分解能達成が困難に
なり、またイオンの透過率も低下する。二重収束質量分
析計の場合は電場で大きくエネルギー分散が行われ、感
度の低下,分解能の低下を招くことになる。
(3) Heating The gas diffused from the atmospheric pressure into a vacuum is rapidly cooled by adiabatic expansion. If the gas to be introduced is heated in advance and the interface including the pores is further heated, adiabatic cooling can be covered to some extent, and addition of water or the like can be prevented.
However, it is difficult to achieve complete desolvation only by heating. This is because most organic compound ions generally passing through this interface are easily susceptible to thermal decomposition by heating. Therefore, high-temperature heating for the purpose of removing the solvent is impossible. (4) Ion Acceleration Collision When the pressure becomes 100 Pa to 10 Pa, the mean free path of gas molecules also becomes about 0.06 mm to about 0.6 mm. When an electric field is applied under such a pressure, ions existing in the gas are accelerated in the direction of the electric field and collide with neutral molecules. The ions repeatedly accelerate and collide while flying in the electric field. When the mean free path is 0.1 mm (up to 66 Pa), ions are accelerated by about 1 eV in an electric field of 100 V / cm. Here, e is the valence of the ion. Due to the collision, part of this kinetic energy is converted into internal energy (thermal energy). The value of this internal energy is the additional energy of water molecules or the like (several kJ / mol to several tens kJ / mol = 0.01 e).
V-0.1 eV), water molecules and the like can be eliminated. Important factors in this desolvation method are the degree of vacuum and the electric field strength in the case of accelerated collision. In general, as shown in FIG. 8, a potential is applied between the first pore 3 and the second pore 5 or between the second pore 5 and the third pore 7 and between them to accelerate ions and convert them into neutral molecules. Make them collide. The degree of desolvation can be changed by controlling the applied voltages V 1 and V 2 . This method is a very effective method for desolvation.
However, a disadvantage is that the pressure is directly affected by the pressures of the ion acceleration collision sections 4 and 6. In addition, there is a risk that some kinetic energy is not consumed by the collision due to the acceleration of the ions, but is directly imparted to the ions. Therefore, the velocity of ions entering the high vacuum MS unit 8 is spread. This causes a decrease in resolution and sensitivity in direct mass spectrometry. If the velocity spread exceeds 1 eV, in the case of quadrupole MS, it becomes difficult to achieve a resolution of one sample unit or more, and the ion transmittance also decreases. In the case of a double focusing mass spectrometer, energy is greatly dispersed in an electric field, which causes a decrease in sensitivity and a decrease in resolution.

【0037】大気圧(〜105Pa)から103Paまで
の窒素分子の平均自由行程それぞれ約5×10-5mm〜5
×10-3mm程度である。これら圧力下では100V/mm
の電界を印加してもイオンの受ける運動エネルギーは5
×10-3eVから5×10-1eVで1eVを大幅に下回
っている。この圧力領域では衝突が頻繁におきるため電
界を印加してもイオンの移動方向は変えられるが、イオ
ンを加速することはできない。即ちこの圧力下でイオン
を加速しても運動エネルギーの広がりを1eV以下に抑
えることができる。一方103Pa から1Paにおいて
は、窒素分子の平均自由行程が約5×10-3mmから5mm
となる。この圧力下で100V/mmの電界を印加すると
イオンが平均自由行程内で受ける運動エネルギーは5×
10-1eVから5×102eV にもなり、大きな運動エ
ネルギー(速度)の広がりの原因となる。一方0.1P
a から10-4Paの真空となると平均自由行程は50m
mから50mとなり、加速されたイオンは、加速場内で
中性分子と衝突する確率が小さくなり、運動エネルギー
の広がりは小さくなる。イオンを加速,衝突解離を行わ
せる際には、この運動エネルギーの広がりも併せ考慮す
る必要がある。以上イオンの加速は低真空(103Pa以
上)か、高真空(10-1Pa以下)で行えば、イオンの
速度の広がりは無視できる。大気圧下で生成したイオン
を高真空のMSに取り込むため差動排気系を利用する方
式の真空排気上の利点は前述した。この差動排気系細孔
間に電位を印加することでイオンを収束させ、効率良く
MS導入することができる。更に同時に加速衝突解離に
よる脱溶媒ができる。しかし、この脱溶媒の過程でイオ
ンの速度の広がりを作ったのでは逆効果である。
The mean free path of nitrogen molecules from atmospheric pressure (〜1010 5 Pa) to 10 3 Pa is about 5 × 10 -5 mm to 5
It is about × 10 −3 mm. Under these pressures, 100V / mm
The kinetic energy received by the ions is 5 even when an electric field of
It is significantly lower than 1 eV from × 10 −3 eV to 5 × 10 −1 eV. In this pressure region, collisions occur frequently, so that the moving direction of ions can be changed by applying an electric field, but the ions cannot be accelerated. That is, even if the ions are accelerated under this pressure, the spread of the kinetic energy can be suppressed to 1 eV or less. On the other hand, from 10 3 Pa to 1 Pa, the mean free path of the nitrogen molecule is about 5 × 10 −3 mm to 5 mm.
Becomes When an electric field of 100 V / mm is applied under this pressure, the kinetic energy received by the ions in the mean free path is 5 ×
From 10 −1 eV to 5 × 10 2 eV, which causes a large spread of kinetic energy (velocity). On the other hand, 0.1P
When a vacuum of 10 -4 Pa is reached from a, the mean free path is 50 m
From 50 m to 50 m, the accelerated ions are less likely to collide with neutral molecules in the acceleration field, and the spread of kinetic energy is reduced. When accelerating ions and performing collisional dissociation, it is necessary to consider the spread of kinetic energy. If the acceleration of the ions is performed in a low vacuum (10 3 Pa or more) or a high vacuum (10 -1 Pa or less), the spread of the ion velocity can be ignored. The advantages of vacuum pumping using a differential pumping system to take in ions generated under atmospheric pressure into a high vacuum MS have been described above. By applying a potential between the pores of the differential evacuation system, ions can be converged and MS can be efficiently introduced. At the same time, desolvation by accelerated collision dissociation can be achieved. However, creating an ion velocity spread in the process of desolvation is counterproductive.

【0038】図7のような大気圧から直接イオンをMS
部へ取り込む方式の場合、イオンサンプリング細孔3か
らMS部8のイオン飛行方向へ向けて真空は暫時良くな
ってくる。イオンサンプリング細孔3とイオン引き出し
電極20の間が充分ある場合、イオンはこの二つの間で
加速され中間圧力領域(103Pa〜1Pa)を必ず通過
する。高圧力部(105〜103Pa)ではイオンはエネ
ルギーの広がりを見せない。一方圧力が102 から1P
aの領域ではイオンは加速され、エネルギーの広がりを
与える。エネルギー(速度)の広がりをできるだけ低く
抑えるためにはイオン引き出し電極20をイオンサンプ
リング細孔3に接近させ、高圧力部(105〜103
a)内でイオンを加速することである。しかしこの領域
ではクラスタイオンを充分に加速することができず脱溶
媒に必要なエネルギーをクラスタイオンに与えることは
できない。そのため、この領域での脱溶媒は期待できな
い。図3の差動排気系の場合も同様で差動排気系部での
イオンの加速は中間圧力領域(103〜1Pa)の加速と
なりエネルギーの広がりを与えてしまう。このエネルギ
ーの広がりを避けるためには次のような施策が必要であ
る。複数の差動排気系を使用し、圧力差を段階的にかつ
精密に制御する。更に102Pa 以下の真空で加速脱溶
媒を行わせ102〜1Pa の中間圧力下ではイオン加速
をできるだけ低いレベルに抑え、高真空で一気に加速す
る。これには圧力制御の困難さと、図8のような複雑で
高価な差動排気系が必要である。図8において、第1真
空室4の圧力を103〜102Paに保ち、イオン加速電
圧V1 を100〜200Vに保つ。第2真空室は10〜
1Paに保ちイオン加速電圧V2 は10〜20Vに押さ
える。このようにイオンの速度に影響を与えない低真空
領域ではイオン加速電圧を上げて衝突解離を促進させ、
イオンの速度に影響を与える領域は、イオン加速電圧を
低く抑えれば良い。しかし圧力とイオン加速電圧を常時
制御することは決して容易なことではない。また、脱溶
媒を促進するために中間圧力下(103〜1Pa)で高電
圧を印加すると、容易にグロー放電が開始してしまう。
放電が一旦開始するとインターフェースに導入されたイ
オンは消滅する。そのため、放電が起きず、脱溶媒が達
成できる圧力は限定される。一般に5×103Pa 〜5
0Paが脱溶媒に適した圧力である。
MS ions are directly generated from the atmospheric pressure as shown in FIG.
In the case of the method of taking into the part, the vacuum is temporarily improved from the ion sampling pore 3 toward the ion flight direction of the MS part 8. If there is sufficient space between the ion sampling pore 3 and the ion extraction electrode 20, the ions are accelerated between the two and always pass through the intermediate pressure region (10 3 Pa to 1 Pa). In the high pressure part (10 5 to 10 3 Pa), the ions do not show energy spread. On the other hand, pressure is 10 2 to 1P
In the region a, the ions are accelerated to give an energy spread. To suppress the spread of energy (velocity) as low as possible, the ion extraction electrode 20 is brought close to the ion sampling pore 3, and the high pressure part (10 5 to 10 3 P
a) Accelerating the ions within. However, in this region, the cluster ions cannot be sufficiently accelerated and the energy required for desolvation cannot be given to the cluster ions. Therefore, desolvation in this region cannot be expected. Similarly, in the case of the differential pumping system shown in FIG. 3, the acceleration of ions in the differential pumping system is accelerated in the intermediate pressure region (10 3 to 1 Pa), thereby giving an energy spread. To avoid this energy spread, the following measures are necessary. The pressure differential is controlled stepwise and precisely using multiple differential pumping systems. Further suppressed to as low a level as possible the ion acceleration under 10 2 Pa or less the intermediate pressure of 10 2 to 1 Pa was vacuum perform acceleration desolvation and once accelerated in a high vacuum. This requires difficulty in pressure control and a complicated and expensive differential exhaust system as shown in FIG. In FIG. 8, the pressure in the first vacuum chamber 4 is maintained at 10 3 to 10 2 Pa, and the ion acceleration voltage V 1 is maintained at 100 to 200 V. The second vacuum chamber is 10 ~
The ion acceleration voltage V2 is kept at 1 Pa and the ion acceleration voltage V2 is kept at 10 to 20 V. In this way, in a low vacuum region that does not affect the velocity of ions, the ion acceleration voltage is increased to promote collision dissociation,
In the region that affects the ion velocity, the ion acceleration voltage may be kept low. However, it is not easy to constantly control the pressure and the ion acceleration voltage. Further, if a high voltage is applied under an intermediate pressure (10 3 to 1 Pa) in order to promote the desolvation, glow discharge starts easily.
Once the discharge starts, the ions introduced into the interface disappear. Therefore, no discharge occurs and the pressure at which desolvation can be achieved is limited. Generally 5 × 10 3 Pa to 5
0 Pa is a pressure suitable for desolvation.

【0039】本発明は以下の技術により具現化される。The present invention is embodied by the following technology.

【0040】圧力が高い領域(大気圧105Pa〜103
Pa)では、電界中においてもイオンの運動は著しく制
限されている。そのためイオンの運動方向の制御は電界
によって達成でき、かつイオンの速度の広がりは生じな
い。102Pa〜1Pa の領域においては、イオンは加
速され中性分子と衝突を繰り返す。その結果イオンの速
度に大きな広がりを生ずる。また1Pa以下の高真空に
おいては、加速されたイオンと残留分子との衝突の確率
は小さくなり結果として速度の広がりも小さくなる。即
ち、圧力が高い場合と、真空が高い場合の中間領域(1
2〜1Pa)においてイオンを加速すると速度の広が
りを招くことになる。そのため、真空の中間領域と高圧
力,高真空部をオリフィス付の隔壁で物理的に分離し、
各真空室において、イオン加速に必要な電圧を印加す
る。インターフェース部を大気圧から順に圧力を下げる
よう室を設け、大気圧に隣接する室は独立のポンプによ
らずに、次段の高真空部へ開口したバイパス穴から排気
すれば、この室の圧力はこの孔のコンダクタンスにより
圧力は容易に設定できる。これにより真空ポンプ,排気
ダクト,制御電源などの簡略化が図れる。
High pressure region (atmospheric pressure of 10 5 Pa to 10 3
In Pa), the movement of ions is significantly restricted even in an electric field. Therefore, the control of the movement direction of the ions can be achieved by the electric field, and the velocity of the ions does not spread. In the range of 10 2 Pa to 1 Pa, ions are accelerated and repeatedly collide with neutral molecules. The result is a large spread in ion velocity. In a high vacuum of 1 Pa or less, the probability of collision between accelerated ions and residual molecules is reduced, and consequently the spread of velocity is reduced. That is, an intermediate region (1) between a case where the pressure is high and a case where the vacuum is high.
When the ions are accelerated at a pressure of 0 2 to 1 Pa), the velocity spreads. Therefore, the middle area of the vacuum and the high-pressure, high-vacuum area are physically separated by a partition with an orifice.
In each vacuum chamber, a voltage required for ion acceleration is applied. The interface section is provided with a chamber to reduce the pressure in order from atmospheric pressure.The chamber adjacent to atmospheric pressure is evacuated from the bypass hole opened to the next high vacuum section without using an independent pump. The pressure can be easily set by the conductance of this hole. This simplifies the vacuum pump, exhaust duct, control power supply, and the like.

【0041】単一ないしは共通の排気系で異なった室ご
とに異なった圧力を保つことは容易にできる。103
ら102Paの圧力に保たれた室において200から1
00V/5mm の電界によりイオンの加速を行う。これ
によりエネルギーの広がりを1eV以下に抑えながら脱
溶媒に必要なエネルギーと衝突回数を与えることができ
る。102 から1Paの室においてはイオンを収束させ
るに充分な電位(10から20V/5mm程度)を与え
る。これによりこの領域でのエネルギーの広がりを1e
V以下にすることができる。
It is easy to maintain different pressures for different chambers with a single or common exhaust system. 200 to 1 in a chamber maintained at a pressure of 10 3 to 10 2 Pa
The ions are accelerated by an electric field of 00 V / 5 mm. Thereby, the energy required for desolvation and the number of collisions can be given while suppressing the spread of energy to 1 eV or less. In a chamber of 10 2 to 1 Pa, a potential (10 to 20 V / 5 mm) sufficient to converge ions is applied. As a result, the energy spread in this region is reduced by 1e.
V or less.

【0042】図1を参照して本発明の実施例を説明す
ESI(高電界中での液体噴霧によるイオン化すな
わちエレクトロスプレイイオン化)インターフェースは
高電圧V0 が印加された噴霧ノズル1,カウンターガス
導入室25,第1細孔(イオンサンプリング細孔)3,
第1真空室4,第2細孔5,第2真空室6,第3細孔7
及びイオン加速電源21,ヒータ14,加熱電源15な
どで構成される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . The ESI (ionization by liquid spray in a high electric field, ie, electrospray ionization) interface includes a spray nozzle 1 to which a high voltage V 0 is applied, a counter gas introduction chamber 25, a first pore (ion sampling pore) 3,
First vacuum chamber 4, second pore 5, second vacuum chamber 6, third pore 7
And an ion acceleration power supply 21, a heater 14, a heating power supply 15, and the like.

【0043】LCから送り込まれた溶離液は噴霧ノズル
1に達し、大気中2に噴霧される。噴霧された液滴表面
には多くの電荷が滞電している。この液滴は大気中2を
飛行しながら、液滴表面から溶媒を蒸発させ小さくなっ
ていく。表面に滞電した同極性の電荷の反撥が表面張力
を上回ったとき、液滴は一気に細分化する。最終的にイ
オンが液相から大気中2(気相)に移動したことにな
る。この液滴の細分化を助けるため、及びインターフェ
ース内に中性極性分子(水など)が入射するのを防ぐた
め、カウンターガスをガスシリンダ13からニードルバ
ルブ12を経て第1細孔3付近から大気中2にイオンの
飛行方向と逆に流してやる。カウンターガスは一般に6
0〜70℃に加熱しておき、液滴から溶媒の蒸発を促進
させる。イオンは電界の助けによりカウンターガスの流
れに逆らって進み、第1細孔3から第1真空室4に入
る。イオンは次に第1真空室の第1細孔3,第2細孔5
を有する隔壁に印加された電圧V1 で加速され、中性気
体分子と衝突し脱溶媒を受ける。イオンは更に第2細孔
5を経て第2真空室6に入る。ここでイオンは電圧V2
で加速収束を受け第3細孔7に入る。第3細孔7を経て
MS部8に入ったイオンは第3細孔7とイオン加速電極
20に印加された加速電圧で加速され四重極MS9で質
量分散を受け、検出器10で検出され直流増幅器11を
経てマススペクトルを与える。第1,第2,第3細孔は
一般的にスキマー構造とし、拡散した中性分子を次の真
空室に入射させないようにする。第1真空室4は独立し
た真空ポンプを有せず、第2細孔5の下部に設けられた
バイパス孔26から第2真空室6を経て真空ポンプ1で
排気される構造となっている。MS部は独立の真空ポン
プ2で排気されている。なお、9は四重極、21はイオ
ン加速電源である。
The eluent sent from the LC reaches the spray nozzle 1 and is sprayed into the atmosphere 2. Many electric charges are accumulated on the surface of the sprayed droplet. The droplets become smaller by evaporating the solvent from the droplet surface while flying in the atmosphere 2. When the repulsion of charges of the same polarity on the surface exceeds the surface tension, the droplet is subdivided at once. Eventually, the ions have moved from the liquid phase to the atmosphere 2 (gas phase). In order to assist the fragmentation of the droplets and to prevent neutral polar molecules (such as water) from entering the interface, a counter gas is supplied from the gas cylinder 13 through the needle valve 12 through the vicinity of the first pore 3 to the atmosphere. I'm going to flow in the opposite direction to the flight direction of the ions. Counter gas is generally 6
Heat to 0-70 ° C. to promote evaporation of the solvent from the droplets. The ions travel against the flow of the counter gas with the help of the electric field and enter the first vacuum chamber 4 through the first pores 3. The ions are then passed through the first pore 3 and the second pore 5 of the first vacuum chamber.
Is accelerated by the voltage V 1 applied to the partition wall having the above, and collides with the neutral gas molecules to undergo desolvation. The ions further enter the second vacuum chamber 6 via the second pore 5. Where the ions are at voltage V 2
, And enters the third pore 7. The ions entering the MS section 8 via the third pore 7 are accelerated by the third pore 7 and the acceleration voltage applied to the ion accelerating electrode 20, undergo mass dispersion in the quadrupole MS 9, and are detected by the detector 10. A mass spectrum is given through the DC amplifier 11. The first, second, and third pores generally have a skimmer structure to prevent diffused neutral molecules from entering the next vacuum chamber. The first vacuum chamber 4 does not have an independent vacuum pump, and is configured to be evacuated by the vacuum pump 1 through the second vacuum chamber 6 from a bypass hole 26 provided below the second pore 5. The MS section is evacuated by an independent vacuum pump 2. In addition, 9 is a quadrupole and 21 is an ion acceleration power supply.

【0044】インターフェース部は加熱電源15,ヒー
タ14で加熱され断熱膨張による冷却を防いでいる。
The interface section is heated by a heating power supply 15 and a heater 14 to prevent cooling due to adiabatic expansion.

【0045】今第1及び第2,第3細孔の径をそれぞれ
200μm,400μm,500μmとし、第2細孔下
部のバイパス孔の径を5mmとする。真空ポンプ1及び2
の排気速度を16.7リットル/S ,1000リットル
/Sとする。このときの第1,第2真空室及びMS部の
真空度をP1,P2,P3 とする。第1細孔3の排気コン
ダクタンスをC1 とすると、それは(数1)式、従って
以下のように求まる。
Now, assume that the diameters of the first, second and third pores are 200 μm, 400 μm and 500 μm, respectively, and the diameter of the bypass hole below the second pore is 5 mm. Vacuum pumps 1 and 2
Pumping speed is 16.7 L / S and 1000 L / S. At this time, the degree of vacuum in the first and second vacuum chambers and the MS section is defined as P 1 , P 2 , and P 3 . Assuming that the exhaust conductance of the first fine hole 3 is C1, it is obtained by the following equation (1) and therefore as follows.

【0046】[0046]

【数16】 C1=157d2 =157×(0.2×10-3)2 =6.3×10-6(m3/s) …(数16) 第2細孔5の排気コンダクタンスをC2′ ,下部バイパ
ス孔26の排気コンダクタンスをC2″ とする。C2
≪C2″であるから、第1真空室4から第2真空室6へ
の合計の排気コンダクタンスC2
## EQU16 ## C 1 = 157d 2 = 157 × (0.2 × 10 −3 ) 2 = 6.3 × 10 -6 (m 3 / s) ... ( Equation 16) the exhaust conductance of the second pores 5 C 2 ', .C 2 of the exhaust conductance of the lower bypass hole 26 and C 2 "'
Since {C 2 ″, the total exhaust conductance C 2 from the first vacuum chamber 4 to the second vacuum chamber 6 is

【0047】[0047]

【数17】 C2=C2′+C2″ ≒C2″ …(数17) と近似できる。C 2 = C 2 ′ + C 2 ″ ≒ C 2 ″ (Expression 17)

【0048】分子流領域のコンダクタンスC2 は以下の
ようにして求まる。
The conductance C 2 in the molecular flow region is obtained as follows.

【0049】[0049]

【数18】 C2=116×0.834×A =116×0.834×3.14×(2.5×10-3)2 =1.9×10-3(m3/s) …(数18) ここで係数0.834 は厚みのある細孔のコンダクタン
ス補正項である。
C 2 = 116 × 0.834 × A = 116 × 0.834 × 3.14 × (2.5 × 10 -3 ) 2 = 1.9 × 10 −3 (m 3 / s) (Equation 18) Here, the coefficient 0.834 is a conductance correction term of a thick pore.

【0050】第1細孔3を通して流入するガスの流量を
1 とし、第1真空室4から第2真空室6に流入するガ
スの流量Q2 とするとき両者は等しくなる。
When the flow rate of the gas flowing through the first pores 3 is Q 1 and the flow rate of the gas flowing from the first vacuum chamber 4 to the second vacuum chamber 6 is Q 2 , both are equal.

【0051】[0051]

【数19】 Q1=C1(P0−P1)≒C10 =6.3×10-6×105 =0.63(Pa・m3/s) …(数19) Q 1 = C 1 (P 0 −P 1 ) ≒ C 1 P 0 = 6.3 × 10 −6 × 10 5 = 0.63 (Pa · m 3 / s) (Equation 19)

【0052】[0052]

【数20】 Q2=1.9×10-31 …(数20) Q1=Q2であるから第1真空室の圧力P1 (Equation 20) Q 2 = 1.9 × 10 −3 P 1 (Equation 20) Since Q 1 = Q 2 , the pressure P 1 of the first vacuum chamber is

【0053】[0053]

【数21】 P1=0.63/(1.9×10-3) =0.33×103 =0.33(Pa) …(数21) 第2真空室6の圧力P2 P 1 = 0.63 / (1.9 × 10 −3 ) = 0.33 × 10 3 = 0.33 (Pa) ... (Equation 21) the pressure P 2 of the second vacuum chamber 6

【0054】[0054]

【数22】 P2=C21/S1 =1.9×10-3×330/(16.7×10-3) =37.5(Pa) …(数22) となる。P 2 = C 2 P 1 / S 1 = 1.9 × 10 −3 × 330 / (16.7 × 10 −3 ) = 37.5 (Pa) (Equation 22)

【0055】第1真空室に比して第2真空室は約1桁良
い真空が得られる。MS部の真空P3 は更に以下のよう
にして求まる。
The second vacuum chamber provides a vacuum approximately one order better than the first vacuum chamber. The vacuum P 3 in the MS section is further obtained as follows.

【0056】[0056]

【数23】 P3=C32/S2 =116×π×(200×10-6)2×38/(103×10-3) =5.5×10-4(Pa) …(数23) この真空は質量分析に充分なものである。P 3 = C 3 P 2 / S 2 = 116 × π × (200 × 10 −6 ) 2 × 38 / (10 3 × 10 −3 ) = 5.5 × 10 −4 (Pa) (Equation 23) This vacuum is sufficient for mass spectrometry. is there.

【0057】この条件下での各部のパラメータを整理し
たものを以下に示す。
The following is a summary of the parameters of each section under these conditions.

【0058】 第1細孔径 :200μm 第2細孔径 :400μm 第3細孔径 :500μm バイパス孔径:5mm ポンプ1(例えばメカニカルブースターポンプ)の排気
速度:16.7 リットル/s ポンプ2(例えば油拡散ポンプ)の排気速度
:1000リットル/s 第1真空室圧力 :330Pa 第2真空室圧力 :38Pa MS部真空室圧力:5.5×10-4Pa バイパス孔径を5mmから2.5mm にすると、第1真空室
の圧力P1 は330×(5/2.5)2=1320Pa、
また逆に8mmとすると、330×(5/8)2=129P
aとなる。
First pore diameter: 200 μm Second pore diameter: 400 μm Third pore diameter: 500 μm Bypass pore diameter: 5 mm Pumping speed of pump 1 (for example, mechanical booster pump): 16.7 liter / s Pump 2 (for example, oil diffusion pump) ) Pumping speed
: 1000 liter / s First vacuum chamber pressure: 330 Pa Second vacuum chamber pressure: 38 Pa MS section vacuum chamber pressure: 5.5 × 10 -4 Pa When the bypass hole diameter is changed from 5 mm to 2.5 mm, the pressure of the first vacuum chamber P 1 is 330 × (5 / 2.5) 2 = 1320 Pa,
Conversely, if it is 8 mm, 330 × (5/8) 2 = 129P
a.

【0059】また孔径5mmのバイパス孔を2個に増やす
と330/2=165Paとなる。この様にバイパス孔
径又はその数を変えることで簡単に第1真空室の圧力を
設定できる。この例の場合は差動排気系2段の排気シス
テム図8と同等になる。即ち、油回転ポンプ(排気速度
120リットル/min)及びメカニカルブースターポン
プ(排気速度1000リットル/min)及び油拡散ポンプ
(排気速度1000リットル/s)の3段差動排気シス
テムと同等になる。図1に示したインターフェースは
油回転ポンプ及び配管,排気シーケンスなどが不要とな
り、機構大幅簡素化が可能となる。第1細孔3,第
2細孔5間に100V,第2,第3細孔7間に、10V
を印加したとする。第1,第2,第3細孔間の距離をそ
れぞれ5mmとする。第1真空室4の圧力は330Pa、
第2真空室6の圧力は38Paであるから第1真空室
4内で平均自由行程内で0.02×20=0.4(e
V)、第2真空室6内では0.17×2=0.34(e
V)のエネルギーでイオンは平均的に加速される。両室
間での合計でも最大0.4+0.34=0.74(eV)の
加速エネルギーの広がりが予測される。これは1eVを
下回り、四重極MS,磁場形MSでどちらでも充分な感
度,分解能が得られる範囲となる。第1真空室4では、
5/0.02=250 、即ち250回のイオンと中性分
子(窒素など)の衝突が行われる。これら多数の衝突に
より、衝突のエネルギーは振動などの内部エネルギーに
変換され(加熱されたものと同等)付加した分子を解
離するのに充分なエネルギーとなる。これにより高い効
率の脱溶媒を可能にする。一方図9に示すような1段
の差動排気系の場合、イオン加速電圧V1100Vの加
速を行い、第1真空室4の圧力を38Paとすると最大
0.17×100/5=3.4(eV)の速度の広がりを
生ずることとなり、もはや高い分解能,感度を求めるこ
とができなくなる
When the number of bypass holes having a hole diameter of 5 mm is increased to two, 330/2 = 165 Pa. Thus, the pressure of the first vacuum chamber can be easily set by changing the diameter of the bypass hole or the number thereof. In this case, the exhaust system is the same as that shown in FIG. That is, it is equivalent to a three-stage differential pumping system including an oil rotary pump (pumping speed: 120 l / min), a mechanical booster pump (pumping speed: 1000 l / min), and an oil diffusion pump (pumping speed: 1000 l / s). Interface shown in FIG. 1,
Oil rotary pump and piping, etc. exhaust sequence is not required, it is possible to greatly simplify the mechanism. 100 V between the first pore 3 and the second pore 5 and 10 V between the second and third pores 7
Is applied. The distance between the first, second and third pores is 5 mm, respectively. The pressure of the first vacuum chamber 4 is 330 Pa,
Since the pressure in the second vacuum chamber 6 is 38 Pa, 0.02 × in the mean free path in the first vacuum chamber 4 20 = 0.4 (e
V), 0.17 × 2 = 0.34 (e) in the second vacuum chamber 6
At an energy of V), the ions are accelerated on average. A maximum of 0.4 + 0.34 = 0.74 (eV) is expected to spread in acceleration energy between the two chambers. This is below 1 eV, which is a range in which sufficient sensitivity and resolution can be obtained in both quadrupole MS and magnetic field type MS. In the first vacuum chamber 4,
5 / 0.02 = 250, that is, 250 collisions of ions with neutral molecules (such as nitrogen) are performed. Due to these numerous collisions, the energy of the collision is converted into internal energy such as vibration (equivalent to heated one) , which is sufficient energy to dissociate the added molecules. This enables highly efficient desolvation. On the other hand , in the case of a one-stage differential evacuation system as shown in FIG. 9, when acceleration is performed at an ion acceleration voltage V 1 of 100 V and the pressure in the first vacuum chamber 4 is 38 Pa, the maximum is 0.17 × 100/5 = 3. will be caused the rate of spread of .4 (eV), longer high resolution, such can be obtained sensitivity Kunar.

【0060】図10には、第1真空室4の排気が専ら第
2細孔5を経て行われる例を示す。第2細孔は径を数mm
から5mm程度に設定すれば図1の実施例と同等となる。
FIG. 10 shows an example in which the evacuation of the first vacuum chamber 4 is performed exclusively through the second pores 5. The second pore has a diameter of several mm
If the distance is set to about 5 mm, it is equivalent to the embodiment of FIG.

【0061】図11には本発明の別の実施例を示す。イ
オンサンプリングを細孔に依らずキャピラリー(内径
0.5〜0.2m,長さ100mm〜200mm)に依るもの
である。キャピラリーは石英製でも、ステンレススチー
ルなど金属性でもかまわない。しかし石英製の場合は両
端に銀メッキなどを施しイオン加速電位が印加できるよ
うにする必要はある。またこのキャピラリーを加熱し脱
溶媒を助けることは可能である。しかし第1真空室はバ
イパス孔26を経てポンプ1で排気される点は実施例1
と同等である。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention. The ion sampling depends on the capillary (inner diameter: 0.5 to 0.2 m, length: 100 mm to 200 mm) without depending on the pore. The capillary may be made of quartz or metallic such as stainless steel. However, in the case of quartz, it is necessary to apply silver plating to both ends so that an ion accelerating potential can be applied. It is also possible to heat the capillary to help remove the solvent. However, the first vacuum chamber is evacuated by the pump 1 through the bypass hole 26 in the first embodiment.
Is equivalent to

【0062】図12には図9に示した従来方式で取得し
たインシュリン(Insuline)(分子量5734.6)マス
スペクトルである。試料導入量は1μgである。マスス
ペクトル上には意味あるピーク(多価イオン)は出現し
ていない。この測定には二重収束質量分析計を用い加速
電圧は4kVであった。
FIG. 12 shows an insulin (molecular weight: 5734.6) mass spectrum obtained by the conventional method shown in FIG. The sample introduction amount is 1 μg. No significant peak (polyvalent ion) appears on the mass spectrum. For this measurement, a double focusing mass spectrometer was used, and the acceleration voltage was 4 kV.

【0063】図13は本発明(図1)の実施例によって
得た牛インシュリン(Insuline)のマススペクトルであ
る。試料導入料は10ngである。前述の1/100の
試料導入にもかかわらず、Insulineの多価イオン(M+
6H)6+,(M+5H)5+, (M+4H)4+ が明瞭に出
現している。これは前述の方式によれば脱溶媒が不完全
で、多価イオンはノイズとして広いマス領域に不規則に
出現したり、二重収束質量分析計の電場で補足されてし
まったと考えられる。本発明の実施例によれば多価イオ
ンの脱溶媒が充分に行われ、マススペクトル上に明瞭に
マスピークを与えている。またクラスタイオンによるマ
ススペクトル上のノイズも少なくなっている。
FIG. 13 is a mass spectrum of bovine insulin obtained according to the embodiment of the present invention (FIG. 1). The sample introduction fee is 10 ng. Despite the aforementioned 1/100 sample introduction, the multiply-charged ions of Insuline (M +
6H) 6 +, (M + 5H) 5 +, and (M + 4H) 4 + clearly appear. This is considered to be due to the incomplete removal of the solvent according to the above-mentioned method, and that the multiply-charged ions appeared irregularly as noise in a wide mass region or were captured by the electric field of the double focusing mass spectrometer. According to the embodiment of the present invention, the desolvation of polyvalent ions is sufficiently performed, and a mass peak is clearly given on a mass spectrum. Also, noise on the mass spectrum due to cluster ions is reduced.

【0064】このように多価イオン,擬分子イオンを充
分に脱溶媒し、感度良く測定できるようにすることがで
きる。
As described above, polyvalent ions and pseudomolecular ions can be sufficiently removed from the solvent, and measurement can be performed with high sensitivity.

【0065】大気圧イオン化としてエレクトロスプレイ
イオン化(ESI)で説明を行ったが、大気圧化学イオ
ン化(APCI)や、流体補助ESIなどでも同じ効果
が得られる。また本発明はLC/MSのみ適用されるの
ではなく、超臨界クロマトグラフィ(SFC)/MS,
CZE(Capillary Zone Electrophoresis)/MSなど
大気圧下でイオン化する手法に適用可能である。
Although the description has been made on the electrospray ionization (ESI) as the atmospheric pressure ionization, the same effect can be obtained by the atmospheric pressure chemical ionization (APCI), the fluid assisted ESI, and the like. Further, the present invention is not limited to LC / MS only, but is applied to supercritical chromatography (SFC) / MS,
The present invention is applicable to a method of ionizing under atmospheric pressure such as CZE (Capillary Zone Electrophoresis) / MS.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明の構成によれば、差動排気系が簡
単になり、安価な装置を提供することが可能となる。ま
更に、本発明の排気系の構成は、ダンパーの役割を
持たせることができるので、室の圧力変動を抑制でき
る。
According to configuration of the present invention, a differential pumping system is simplified, it is possible to provide an inexpensive apparatus. Furthermore , the structure of the exhaust system of the present invention plays the role of a damper.
Since it can be provided, the pressure fluctuation of the chamber can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に基づく一実施例を示す液体クロマトグ
ラフ/質量分析計の全体構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire configuration of a liquid chromatograph / mass spectrometer showing one embodiment according to the present invention.

【図2】従来技術によるLC/MS装置の概念図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an LC / MS device according to the related art.

【図3】従来技術によるLC/MS装置の概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an LC / MS device according to the related art.

【図4】従来技術によるLC/MS装置の概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram of an LC / MS device according to the related art.

【図5】カウンターガス方式のイオン化によるLC/M
S装置の概念図である。
FIG. 5: LC / M by ionization using a counter gas method
It is a conceptual diagram of S apparatus.

【図6】大気圧下から真空へ導入された超音速流体によ
る衝撃波の模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a shock wave caused by a supersonic fluid introduced into a vacuum from under atmospheric pressure.

【図7】速度の広がりを抑えるためのイオン引き出し電
極を備えたLC/MS装置の概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram of an LC / MS device provided with an ion extraction electrode for suppressing the spread of velocity.

【図8】差動排気系3段によるLC/MSの概念図であ
る。
FIG. 8 is a conceptual diagram of LC / MS using three stages of a differential pumping system.

【図9】差動排気系2段のLC/MSの概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of a two-stage LC / MS of a differential pumping system.

【図10】本発明の他の実施例を示すLC/MS装置の
概念図である。
FIG. 10 is a conceptual diagram of an LC / MS apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施例を示すLC/MS装置の
概念図である。
FIG. 11 is a conceptual diagram of an LC / MS apparatus showing another embodiment of the present invention.

【図12】従来の方式で得たInsulineのマススペクトル
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a mass spectrum of Insuline obtained by a conventional method.

【図13】本発明の実施例により得られたInsulineのマ
ススペクトルを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a mass spectrum of Insuline obtained according to an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…噴霧ノズル、2…大気圧領域、3…イオンサンプリ
ング細孔(第1細孔)、4…第1真空室、5…第2細
孔、6…第2真空室、7…第3細孔、8…MS部、9…
四重極、10…検出器、11…直流増幅器、12…ニー
ドルバルブ、13…ガスシリンダ、14…ヒータ、15
…ヒータ電源、16…クライオポンプ冷却ファン、17
…衝撃波、18…マッハディスク、19…スキマー、2
0…イオン加速電極、21…イオン加速電源、22…イ
オンビーム、23…中性分子の流れ、24…カウンター
ガス流、25…カウンターガス室、26…バイパス孔。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spray nozzle, 2 ... Atmospheric pressure area, 3 ... Ion sampling pore (first pore), 4 ... First vacuum chamber, 5 ... Second pore, 6 ... Second vacuum chamber, 7 ... Third fine Hole, 8 ... MS part, 9 ...
Quadrupole, 10 detector, 11 DC amplifier, 12 needle valve, 13 gas cylinder, 14 heater, 15
... heater power supply, 16 ... cryopump cooling fan, 17
... Shock wave, 18 ... Mach disk, 19 ... Skimmer, 2
0: ion accelerating electrode, 21: ion accelerating power supply, 22: ion beam, 23: neutral molecule flow, 24: counter gas flow, 25: counter gas chamber, 26: bypass hole.

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】大気圧下で試料をイオン化し、低真空室を
前記大気圧より低い圧力に設定し、中間真空室を前記低
真空室より低い圧力に設定し、高真空室を前記中間真空
室より低い圧力に設定し、前記低真空室と前記中間真空
室の間に開口を有する開口部材を設け、前記生成した試
料イオンを前記低真空室、前記開口及び前記中間真空室
を介して前記高真空室に導いて質量分析し、前記開口と
は異なる通気部を介して前記低真空室と前記中間真空室
を接続し、少なくとも前記試料イオンの分析時は前記通
気部を介して前記低真空室を排気することを特徴とする
質量分析方法。
A sample is ionized under atmospheric pressure, a low vacuum chamber is set at a pressure lower than the atmospheric pressure, an intermediate vacuum chamber is set at a pressure lower than the low vacuum chamber, and a high vacuum chamber is set at the intermediate vacuum. The pressure is set lower than the chamber, an opening member having an opening is provided between the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber, and the generated sample ions are passed through the low vacuum chamber, the opening and the intermediate vacuum chamber. Introduced to a high vacuum chamber for mass spectrometry, and connected the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber through a ventilation section different from the opening, and at least when analyzing the sample ions, the low vacuum chamber through the ventilation section. A mass spectrometric method characterized by evacuating a chamber.
【請求項2】前記低真空室と前記中間真空室の間の隔壁
に前記通気部を設けたことを特徴とする請求項1に基づ
く質量分析方法。
2. The mass spectrometry method according to claim 1, wherein said ventilation portion is provided in a partition wall between said low vacuum chamber and said intermediate vacuum chamber.
【請求項3】大気圧下で試料をイオン化し、高圧側真空
室を第1の排気手段により前記大気圧より低い圧力に設
定し、低圧側真空室を第2の排気手段により前記高圧側
真空室よりさらに低い圧力に設定し、前記大気圧下でイ
オン化された試料イオンを前記低圧側真空室に導いて質
量分析する質量分析方法において、 前記高圧側真空室
は、前記大気圧下でイオン化された試料イオンを導入す
る第1の室と、前記第1の排気手段が接続される排気路
を有する第2の室、及び前記第1の室と前記第2の室の
間を接続する通気部を有し、少なくとも前記試料イオン
の分析時は、前記第1の排気手段によって前記通気部を
介して前記第1の室の排気を行うことを特徴とする質量
分析方法。
3. A sample is ionized under atmospheric pressure, and a high pressure side vacuum is applied.
The chamber is set to a pressure lower than the atmospheric pressure by a first exhaust means , and the low pressure side vacuum chamber is set to a high pressure side by a second exhaust means.
Set to a lower pressure than the vacuum chamber, b under the atmospheric pressure
The ionized sample ions are led to the low-pressure side vacuum chamber to
In the mass spectrometric method for mass spectrometry, the high-pressure side vacuum chamber
Introduces the sample ions ionized under the atmospheric pressure.
A first chamber and an exhaust path to which the first exhaust unit is connected
And a second chamber having the first chamber and the second chamber.
A vent that connects between them, and at least at the time of analysis of the sample ions, the vent is provided by the first exhaust unit.
Exhausting the first chamber through the mass spectrometer.
【請求項4】大気圧下で試料をイオン化するイオン生成
手段と、大気圧より低い圧力に設定された低真空室と、
前記低真空室より低い圧力に設定された中間真空室と、
前記中間真空室より低い圧力に設定された高真空室と、
前記低真空室と前記中間真空室の間に設けられ開口を有
する開口部材とを有し、前記試料イオンを前記低真空
室、前記開口及び前記中間真空室を介して前記高真空室
に導いて質量分析する質量分析装置において、前記開口
とは異なる通気部を介して前記低真空室と前記中間真空
室を接続し、少なくとも前記試料イオンの分析時は前記
通気部を介して前記低真空室を排気することを特徴とす
る質量分析装置。
4. An ion generating means for ionizing a sample under atmospheric pressure, a low vacuum chamber set at a pressure lower than atmospheric pressure,
An intermediate vacuum chamber set at a lower pressure than the low vacuum chamber,
A high vacuum chamber set at a lower pressure than the intermediate vacuum chamber,
An opening member provided between the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber and having an opening; and guiding the sample ions to the high vacuum chamber through the low vacuum chamber, the opening and the intermediate vacuum chamber. In the mass spectrometer for mass spectrometry, the low vacuum chamber and the intermediate vacuum chamber are connected via a ventilation part different from the opening, and at least at the time of analyzing the sample ions, the low vacuum chamber is connected through the ventilation part. A mass spectrometer characterized by evacuating.
【請求項5】 請求項において、前記高真空室を排気す
る排気口を有し、前記排気口は前記開口よりも大きく設
定されていることを特徴とする質量分析装置。
5. The method of claim 4, an exhaust port for exhausting the high vacuum chamber, said exhaust port mass spectrometer, characterized by being larger than said opening.
【請求項6】 請求項において、前記低真空室でのイオ
ンの運動エネルギーの広がりは1eV以下であることを特
徴とする質量分析装置。
6. The method of claim 4, a mass spectrometer, wherein the spread of the ion kinetic energy in the low vacuum chamber is less than 1 eV.
【請求項7】 請求項において、少なくとも前記低真空
室の一部を挟むように第1の電極及び第2の電極を設
け、前記第1の電極と前記第2の電極に電圧を印加する
ことを特徴とする質量分析装置。
7. The method according to claim 4 , wherein a first electrode and a second electrode are provided so as to sandwich at least a part of the low vacuum chamber, and a voltage is applied to the first electrode and the second electrode. A mass spectrometer characterized in that:
【請求項8】 請求項において前記試料イオンを前記
低真空室に導くキャピラリーを有し、前記キャピラリー
を加熱することを特徴とする質量分析装置。
8. The method of claim 4, comprising a capillary for guiding the sample ions in said low vacuum chamber, the mass spectrometer, which comprises heating the capillary.
【請求項9】 請求項において、前記キャピラリーは金
属製であることを特徴とする質量分析装置。
9. The mass spectrometer according to claim 8 , wherein said capillary is made of metal.
【請求項10】 請求項において、前記開口は前記排気
路の断面積より小さいことを特徴とする質量分析装置。
10. The mass spectrometer according to claim 4 , wherein the opening is smaller than a cross-sectional area of the exhaust path.
【請求項11】 大気圧下で試料をイオン化するイオン生
成手段と、大気圧より低い圧力に設定された高圧側真空
室と、当該高圧側真空室よりさらに低い圧力に設定され
低圧側真空室と、前記高圧側真空室を排気する第1の
排気手段と、前記低圧側真空室を排気する第2の排気手
段とを備え、前記イオン生成手段によって生成された
料イオンを前記低圧側真空室に導いて質量分析する質量
分析装置において、前記高圧側真空室は、前記イオン生成手段により生成さ
れた試料イオンを導入する第1の室と、前記第1の排気
手段が接続される排気路を有する第2の室から なり、 前記第1の室と前記第2の室の間には、当該第1の室を
前記第1の排気手段によって排気するための通気部を有
する ことを特徴とする質量分析装置。
11. An ion generating means for ionizing a sample under atmospheric pressure, a high-pressure side vacuum chamber set to a pressure lower than the atmospheric pressure, and a low-pressure side vacuum chamber set to a pressure lower than the high- pressure side vacuum chamber. And a first exhausting the high-pressure side vacuum chamber.
Exhaust means and a second exhaust means for exhausting the low-pressure side vacuum chamber
A mass spectrometer that mass-analyzes the sample ions generated by the ion generating means to the low-pressure side vacuum chamber, the high-pressure side vacuum chamber being generated by the ion generating means. Sa
A first chamber for introducing the extracted sample ions, and the first exhaust
A second chamber having an exhaust passage to which the means is connected , wherein the first chamber is provided between the first chamber and the second chamber.
Having a ventilation part for exhausting by the first exhaust means.
Mass spectrometer, characterized by.
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