JP5253923B2 - ガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源 - Google Patents

Description

本発明は、ガスクロマトグラフ質量分析装置のイオン源に関し、より詳しくは、ガスクロマトグラフ質量分析装置に容易に着脱可能なイオン化室を備えたイオン源に関する。

図１は、従来のガスクロマトグラフ質量分析装置におけるガスクロマトグラフ装置と質量分析装置の接続部を示したものである。

ガスクロマトグラフ質量分析装置において、イオン化室７の汚れを洗浄したり、イオン化室７を交換したりする場合、真空に置かれていたイオン源部を大気圧に戻し、イオン源フランジを開け、ガスクロマトグラフ装置のカラム端部８と標準試料ガスをイオン源に導入する標準試料ガス導入部９の合わせて２ヶ所の接続を解除し、更に図示しない電気配線接続部を外し、図示しないイオン化室取り付けネジを外してから、イオン化室７を取り出していた。

電子衝撃イオン化（ＥＩ）法を用いる場合に較べ、化学イオン化（ＣＩ）法を用いる場合は、イオン化室７に気密接続が要求されるため、漏れに対して確実な接続方式が要求される。このため、接続部は図１に示すように、球面とテーパー面を組み合わせたものが実用化されている。

実開昭６０−１１４９５８号公報。

その場合、イオン化室の交換時には、接続部の球面とテーパー面を外したり取り付けたりするのに、図２に示すように、専用の工具を用いて、イオン源ブロックを取り外す前に自在継手を外すなどの煩雑な工程が必要となり、ガス接続部の取り付けや解除に長い時間がかかっていた。

本発明は、上述した点に鑑み、イオン化室の交換時に、ガス接続部の取り付けや解除作業の煩雑さをなくし、工具等を使用せずとも、いっぺんにイオン化室を交換できる構造を持ったガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源を提供するものである。

この目的を達成するため、本発明にかかるガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源は、
イオン源ブロックを固定支持する支柱を有するベースチャンバーを備え、該ベースチャンバーの支柱に該イオン源ブロックが着脱可能に取り付けられたガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源において、
該イオン源ブロックは、イオン化室、前記支柱を受け入れる縦穴、および前記支柱と交差する向きに突き出しているガスクロマトグラフ接続部と標準試料ガス導入接続部の２つの自在継手を受け止めるために設けられた２つの受け部を備え、
前記イオン源ブロックを前記ベースチャンバーに固定する際に、所定の扇角で突き出している前記２つの自在継手と２つの受け部を当接させて、該当接部位を支点にして前記ベースチャンバーに対し円弧を描くように前記イオン源ブロックを動かして前記ベースチャンバーに接近させた時に、前記支柱の先端部が前記イオン源ブロックの縦穴の入口に進入し得る先端形状を有していることを特徴としている。

また、前記自在継手の扇角は１２０°以下であることを特徴としている。

また、前記自在継手の扇角は２０°〜８０°であることを特徴としている。

また、前記支柱は、前記縦穴と容易に嵌合できるようテーパ状になった先端部と、前記イオン源ブロックを固定支持できるように前記縦穴の内径とほぼ同じ太さに加工された非テーパ部とを備えていることを特徴としている。

本発明のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源によれば、
イオン源ブロックを固定支持する支柱を有するベースチャンバーを備え、該ベースチャンバーの支柱に該イオン源ブロックが着脱可能に取り付けられたガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源において、
該イオン源ブロックは、イオン化室、前記支柱を受け入れる縦穴、および前記支柱と交差する向きに突き出しているガスクロマトグラフ接続部と標準試料ガス導入接続部の２つの自在継手を受け止めるために設けられた２つの受け部を備え、
前記イオン源ブロックを前記ベースチャンバーに固定する際に、所定の扇角で突き出している前記２つの自在継手と２つの受け部を当接させて、該当接部位を支点にして前記ベースチャンバーに対し円弧を描くように前記イオン源ブロックを動かして前記ベースチャンバーに接近させた時に、前記支柱の先端部が前記イオン源ブロックの縦穴の入口に進入し得る先端形状を有していることを特徴としているので、
イオン化室の交換時に、ガス接続部の取り付けや解除作業の煩雑さをなくし、工具等を使用せずとも、いっぺんにイオン化室を交換できる構造を持ったガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源を提供することが可能になった。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

［実施例１］
図３は、本発明にかかるガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源の一実施例である。図中１は、イオン化室である。このイオン化室１は、電子衝撃イオン化（ＥＩ）法用のイオン化室であっても、化学イオン化（ＣＩ）法用のイオン化室であっても良い。

イオン化室１には、バネとテーパー面と球面の組み合わせから成る第１の自在継手で構成されるガスクロマトグラフ接続部２と、同じくバネとテーパー面と球面の組み合わせから成る第２の自在継手で構成される標準試料ガス導入接続部３が設けられている。両者の扇角はおおよそ１２０°以内であり、より好ましくは２０°〜８０°である。

イオン化室１は、４本の支柱４をイオン化室１に穿設された４つの縦穴に嵌め込むことにより、イオン源に固定されている。支柱４は、前記縦穴と容易に嵌合できるようテーパ状になった先端部と、イオン源ブロックをしっかりと固定支持できるように前記縦穴の内径とほぼ同じ太さに加工された非テーパ部とを備えている。

図４は、このイオン化室の取り付け手順を示したものである。まず、中央にイオン化室１が設けられたイオン源ブロック５を斜めに傾けて、７０°前後の扇角で突き出しているガスクロマトグラフ接続部２と標準試料ガス導入接続部３の２つの自在継手をイオン源ブロック５のガスクロマトグラフ用と標準試料ガス導入用の２つの開口（絶縁受けの凹部）に押し当てる。

すると、２つの自在継手は、内蔵されたバネによって引っ込みながら、先端のテーパー凸面がイオン源ブロック開口側の窪んだ２つの球面（絶縁受けの凹部）に当接する。

この状態で、前記ガスクロマトグラフ用／標準試料ガス導入用開口（絶縁受けの凹部）と直交する向きに穿設されたイオン源ブロック５の４つの縦穴のうち、前記開口側に位置する２つの縦穴の口を、レンズ群を備えたベースチャンバー６に設けられた４本の支柱４のうち、前記開口側に位置する２本の支柱の先端に宛がう。

次に、２つの自在継手と２つの球面（絶縁受けの凹部）の当接部位を２ヶ所同時に支点にして、該２つの当接部位を結ぶ直線を回転軸としながら、ベースチャンバー６に対し大きく円弧を描くようにイオン源ブロック５を動かして、前記宛がわれた開口側の２本の支柱と２つの縦穴ばかりでなく、開口と反対側に位置する残り２本の支柱と２つの縦穴同士をも嵌め合わせる。

これにより、ベースチャンバー６に設けられた４本の支柱は、イオン源ブロック５に設けられた４つの縦穴すべてに嵌合され、イオン源ブロック５をベースチャンバー６にワンタッチでセットさせることができる。

その後、図示しない電気配線部を接続して真空引きすれば、イオン化室のイオン源への取り付けは完了する。

一方、イオン化室のイオン源からの取り外し作業は、以上の工程を逆に進めることにより行なう。すなわち、まずイオン源を大気圧にしてから、電気配線接続部を外す。次にイオン化室を４本の支柱から引き離して外す。すると、ガスクロマトグラフ接続部２と標準試料ガス導入接続部３の２つの自在継手は、同時に自動的に接続が解除される。

以上のように、取り付け作業および取り外し作業はきわめて簡単で確実である。

尚、本実施例では、自在継手を受ける球面部を絶縁受けとしたが、これは、イオン源の電位設定に依存するものであり、例えば、イオン源をアース電位とし、質量分析計本体をマイナス電位に設定する場合には、自在継手を受ける球面部は、必ずしも絶縁体である必要はない。

［実施例２］
上記実施例では、ガス導入系はガスクロマトグラフ接続部２と標準試料ガス導入接続部３の２つのみであったが、これは３系統以上であっても良い。

［実施例３］
上記実施例では、支柱の数は４本であったが、この数は、最低２本まで減らすことができる。

［実施例４］
上記実施例では、イオン源ブロック側に球面の凹部、自在継手側にテーパ状の凸部を設けたが、球面とテーパの組み合わせであれば、逆の配置であっても良い。

ガスクロマトグラフ質量分析装置に広く利用できる。

従来のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源の一例を示す図である。 従来のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源の取り外し方の一例を示す図である。 本発明にかかるガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源の一実施例を示す図である。 本発明にかかるガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源の取り付け方の一実施例を示す図である。

符号の説明

１：イオン化室、２：ガスクロマトグラフ接続部、３：標準試料ガス導入部、４：支柱、５：イオン源ブロック、６：ベースチャンバー、７：イオン化室、８：カラム端部、９：標準試料ガス導入部

Claims (4)

1. イオン源ブロックを固定支持する支柱を有するベースチャンバーを備え、該ベースチャンバーの支柱に該イオン源ブロックが着脱可能に取り付けられたガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源において、
   該イオン源ブロックは、イオン化室、前記支柱を受け入れる縦穴、および前記支柱と交差する向きに突き出しているガスクロマトグラフ接続部と標準試料ガス導入接続部の２つの自在継手を受け止めるために設けられた２つの受け部を備え、
   前記イオン源ブロックを前記ベースチャンバーに固定する際に、所定の扇角で突き出している前記２つの自在継手と２つの受け部を当接させて、該当接部位を支点にして前記ベースチャンバーに対し円弧を描くように前記イオン源ブロックを動かして前記ベースチャンバーに接近させた時に、前記支柱の先端部が前記イオン源ブロックの縦穴の入口に進入し得る先端形状を有していることを特徴とするガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源。
2. 前記自在継手の扇角は１２０°以下であることを特徴とする請求項１記載のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源。
3. 前記自在継手の扇角は２０°〜８０°であることを特徴とする請求項２記載のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源。
4. 前記支柱は、前記縦穴と容易に嵌合できるようテーパ状になった先端部と、前記イオン源ブロックを固定支持できるように前記縦穴の内径とほぼ同じ太さに加工された非テーパ部とを備えていることを特徴とする請求項１記載のガスクロマトグラフ質量分析装置用イオン源。

Images