JP4577280B2 - 液体クロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、大気圧イオン化インターフェイスを備えた液体クロマトグラフ質量分析装置に関し、特に、チューニングのために標準試料を導入する標準試料導入部の構成に関する。

液体クロマトグラフ質量分析装置（以下、ＬＣ／ＭＳと略記する）では、質量分析部のチューニングのために所定流量の標準試料を導入する必要がある。チューニングとは、質量分析部の分解能調整、感度調整、質量校正、イオン化プローブの最適温度設定などを行うことである。

従来、標準試料を導入する方式として、シリンジポンプ方式とガス圧方式とがある。
シリンジポンプ方式は、例えば特許文献１において提案されているように、シリンジポンプと３方、４方または６方バルブを組み合わせて、シリンジポンプで所定流量の標準試料を加圧して送液するものである。
一方、ガス圧方式は、標準試料容器に収めた標準試料の液面より上の容器内空間に連通する加圧管を通して加圧ガスを導入することにより容器内の液面下に連通する送液管から標準試料を送り出すものである。

図３にガス圧方式による従来の標準試料導入部の構成例を示す。
大気圧イオン化インターフェイスを備えたＬＣ／ＭＳでは、イオン化プローブにおいて試料を噴霧するためのネブライザガス、或いは、噴霧された液滴中の溶剤の揮発を促進させるためのドライイングガスとして窒素ガスを供給する必要がある。
同図において、１はネブライザガス／ドライイングガスの供給源となるボンベ等のガス源、２はこれらのガスの流量を制御するガスコントロール部であって、流量制御弁２１、圧力ゲージ２２、流路抵抗２３等で構成される。３は調圧弁であって、ネブライザガス／ドライイングガスとガス源１を共有する加圧ガスの圧力を所定圧に調整するものである。４は、３つのポートａ、ｂ、ｃを有する３方電磁弁であって、非励磁状態ではポートｂ−ｃ間が連通し、励磁されるとポートａ−ｃ間が連通するように動作する。なお、ポートｂは大気に通じている。５は、標準試料５３を収容する標準試料容器であって、その内部は液面上空間Ａに連通する加圧管５１と液面下に連通する送液管５２とを介してのみ外部と連通している。７は、過剰な圧力から標準試料容器５を保護する安全弁である。

このような構成において、標準試料導入は以下のように行われる。
通常分析時はガス源１から供給された窒素ガスが、ネブライザガスまたはドライイングガスとしてガスコントロール部２で例えば圧力３００ｋＰａ程度に調節されてイオン化部へ流れている。流量は、ネブライザガスの場合は１．５Ｌ／ｍｉｎ程度、ドライイングガスの場合は２０Ｌ／ｍｉｎ程度である。一方、同じガス源１から分岐された加圧ガスは非励磁状態にある３方電磁弁４の入口（ポートａ）で止められている。

標準試料５３を送液するときは、３方電磁弁４に通電する。これによりポートａ−ｃ間が連通し、調圧弁３で１００ｋＰａ程度に調圧された加圧ガスが加圧管５１を経て標準試料容器５内の液面上空間Ａに導入され、これに押されて標準試料５３が送液管５２を通って図示しないイオン化プローブに向けて送液され、そこでイオン化されて図示しない質量分析部に導入される。
送液を止めるには、３方電磁弁４の通電を停止する。これによりポートｂ−ｃ間が連通するので標準試料容器５内の圧力が大気圧となることで送液が止まる。送液流量は調圧弁３の圧力設定により調節され、通常は５０μＬ／ｍｉｎ程度であり、チューニングにはおよそ３０分を要するから、送液量は１回のチューニング当たり約１．５ｍＬとなる。

特開平９−１５９６６１号公報

上記のように、大気圧イオン化インターフェイスを備えたＬＣ／ＭＳでは、ネブライザガス／ドライイングガスの供給のためにガスの供給源が既に備えられているから、ガス圧方式の場合は加圧ガスのガス源を新たに準備する必要がないこともあって、一般にシリンジポンプ方式よりも低コストで標準試料導入部を構成できる利点がある。
本発明は、さらなるコスト低減のために、従来のガス圧方式と同等の機能を有しながら更に少ない部品点数で構成可能な標準試料導入部を備えたＬＣ／ＭＳを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、ガス圧方式の標準試料導入部において、加圧ガス流路を、ネブライザガス／ドライイングガスの供給流路からその流量制御弁の下流側で分岐し、開閉弁を介して標準試料容器の加圧管に通じるように構成する。
このように構成することにより、少ない部品数で従来と変わらない標準試料導入機能を実現することができる。

本発明は上記のように構成されているので、従来構成に比べてコスト削減が可能となる。

本発明が提供するＬＣ／ＭＳ装置は次のような特徴を有する。即ち、第１の特徴は標準試料導入のための加圧ガス流路をネブライザガス／ドライイングガスの供給流路からその流量制御弁の下流側で分岐するように構成した点にあり、第２の特徴はこの加圧ガス流路を開閉弁を介して標準試料容器の加圧管に通じるように構成した点である。
従って、最良の形態の基本的な構成は、上記２点の特徴的構成を具備するＬＣ／ＭＳ装置である。

図１に本発明の一実施例を示す。同図において図３と同一物については図３と同符号を付してあるので再度の説明は省く。
本実施例が図３の従来例と相違する点は、加圧ガスの流路が、ネブライザガス／ドライイングガスの供給流路からその流量制御弁２１の下流側で分岐され、２方電磁弁６を介して標準試料容器５の加圧管５１に通じるように構成されている点である。

このように構成された本実施例において、標準試料導入は以下のように行われる。
通常分析時は、従来と同様に、ガス源１から供給された窒素ガスが、ネブライザガスまたはドライイングガスとしてガスコントロール部２で調節されてイオン化部へ流れており、流量制御弁２１の下流側で分岐された加圧ガスは非励磁状態にある２方電磁弁６の入口で止められている。
標準試料５３を送液するときは、まず流量制御弁２１の設定圧を送液のための所定圧力（例えば１００ｋＰａ程度）に変更し、続いて２方電磁弁６に短時間（例えば１０秒間）だけ通電して開き、すぐに閉じる。この間に調圧された加圧ガスが加圧管５１を経て標準試料容器５内の液面上空間Ａに導入され、その圧力は２方電磁弁６が閉じた後も蓄えられ、この蓄えられた圧力（蓄圧）により継続的に標準試料５３が送液される。

一方、２方電磁弁６が閉じると共に流量制御弁２１の設定をガス供給のための所定圧に戻すことによりネブライザガス／ドライイングガスを正規の流量で供給し、この状態でチューニングを行う。前述したように、チューニングには約３０分を要するが、この間、標準試料容器５内の液面上空間Ａに蓄えられた加圧ガスの圧力低下は、例えば送液流量が５０μＬ／ｍｉｎで液面上空間Ａの容積が３００ｍＬの場合、０．５％程度に過ぎない。
チューニングが終わると、流量制御弁２１を閉止し、次に２方電磁弁６を開く。ネブライザガス／ドライイングガスの流路の末端は大気圧であるから、これにより液面上空間Ａに蓄えられた加圧ガスの残圧が抜け、標準試料５３の送液が止まる。

図２に本発明の他の実施例を示す。同図において図１と同一物については図１と同符号を付してあるので再度の説明は省く。
本実施例が実施例１と相違する点は、２方電磁弁６と加圧管５１との間の加圧ガスの流路中に調圧弁３を設けたことである。この調圧弁３により、加圧ガスの圧力が一定に保たれるのでチューニング期間中の標準試料５３の送液流量が安定化する。本実施例は、特に送液流量を高精度に保つ必要がある場合に好適であるが、一方、調圧弁３を必要とするので部品点数が増し、コストダウン効果は限定的である。

本実施例における標準試料導入の手順は実施例１の場合とほぼ同様であるが、ただ流量制御弁２１で加圧ガスの圧力を設定する際に、調圧弁３の制御幅を見込んで送液最適圧よりも少し高い圧力に設定すべき点が実施例１の場合と異なる。
また、チューニング終了後、蓄えられた加圧ガスの残圧を抜く際には、調圧弁３をガスが逆流する必要があるが、一般的に調圧弁３はその構造上、入口圧が出口圧よりも低いときは弁が全開状態となるので、ガスの逆流が可能である。

なお、上記の実施例１および２における２方電磁弁６は、電磁弁に限らず流路をオン−オフ的に開閉する他のタイプの弁で置き換えることができる。
また、２方電磁弁６以降の加圧ガス流路の内容積（液面上空間Ａの容積を含む）を大きくすれば送液精度が向上し、送液可能な時間を延ばすこともできるから、この部分の流路中に適当な容積を持つ蓄圧タンクを設けるように構成してもよい。

本発明はＬＣ／ＭＳに利用できる。

本発明の一実施例を示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。 従来の構成例を示す図である。

符号の説明

１ ガス源
２ ガスコントロール部
３ 調圧弁
４ ３方電磁弁
５ 標準試料容器
６ ２方電磁弁
７ 安全弁
２１ 流量制御弁
２２ 圧力ゲージ
２３ 流路抵抗
５１ 加圧管
５２ 送液管
５３ 標準試料
Ａ 液面上空間

Claims (2)

1. 液体クロマトグラフ部と質量分析部が大気圧イオン化インターフェイス部を介して連結されて構成され、ガス源から流量制御弁を通して前記大気圧イオン化インターフェイス部にガスを供給するガス供給流路を有すると共に、チューニング時には液体を収めた標準試料容器内の液面上空間に連通する加圧管を通して加圧ガスを前記液面上空間に導入することにより前記標準試料の液面下に連通する送液管から前記標準試料を前記大気圧イオン化インターフェイス部に向けて送給するように構成された液体クロマトグラフ質量分析装置において、前記加圧ガスの流路が、前記流量制御弁の下流側で前記ガス供給流路から分岐され、分岐された一方の流路は開閉弁を介して前記加圧管に通じ、分岐された他方の流路は開閉弁を介さずにイオン化部に通じるように構成されていることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
2. チューニング期間中に入口側の圧力が出口側の圧力よりも高いときは出口側の圧力を所定圧に調圧し、チューニング終了後に入口側の圧力が出口側の圧力よりも低いときは弁が全開状態となる調圧弁を、前記開閉弁と前記加圧管との間の前記加圧ガスの流路中に設けることを特徴とする請求項１ に記載の液体クロマトグラフ質量分析装置。

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