JP5601370B2 - 大気圧イオン化質量分析装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液体クロマトグラフ質量分析装置のように、液体試料を略大気圧雰囲気の下でイオン化して高真空雰囲気の下で質量分析する大気圧イオン化質量分析装置に関する。
液体クロマトグラフ(LC)と質量分析装置(MS)とを組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS)では、液体試料から気体イオンを生成するためにエレクトロスプレイイオン化法(ESI)や大気圧化学イオン化法(APCI)などによる大気圧イオン源が一般に利用される。このような大気圧イオン源を用いた大気圧イオン化質量分析装置においては、イオンを生成するイオン化室は略大気圧雰囲気であるが、四重極質量フィルタなどの質量分析器や検出器が設置された分析室は高真空状態に維持する必要がある。そこで、イオン化室と分析室との間に1乃至複数の中間真空室を設け、段階的に真空度を上げる多段差動排気系の構成が採用されている。
大気圧イオン化質量分析装置において、イオン化室の次段の中間真空室にはイオン化室からほぼ連続的に大気や気化溶媒が流れ込むため、真空雰囲気ではあるもののそのガス圧は比較的高い(一般的には100[Pa]程度のガス圧)。このような比較的高いガス圧の下でイオンを効率よく後段に輸送するために、例えば、イオン光軸方向に互いに分離して配列された複数の電極板を1本の仮想ロッド電極とし、この仮想ロッド電極をイオン光軸を取り囲むように複数配設した構成のイオンガイドが利用されている(特許文献1〜3参照)。こうしたイオンガイドは、ガス圧が高い条件の下でもイオンを効率的に収束させつつ後段へと輸送することが可能であり、質量分析の感度向上に有用である。
ところで、上記のような多段差動排気系の構成において1段目の中間真空室内でイオンを加速すると、エネルギーを付与されたイオンが残留ガスと衝突してフラグメントイオンを生成することが一般に知られている。これはインソース衝突誘起解離(CID)と呼ばれる機能であり、インソースCIDで生成したフラグメントイオンを質量分析に供することにより物質の構造解析などが容易に行える。
インソースCIDでは、第1段中間真空室内でイオンの進行方向に離れて配設された第1電極と第2電極との間に直流的な電位差が生じるように各電極に電圧を印加し、その電位差をもった電場の作用でイオンを加速する手法が一般的である。インソースCIDにおけるイオンの解離効率はイオンが付与されるエネルギーに依存する。そのため、従来、大気圧イオン化質量分析装置においてインソースCIDを行う場合、目的とするイオンの強度が最大となるように各電極への印加電圧を調整するようなチューニングが行われている。また、大気圧イオン化質量分析装置においてインソースCIDを行わない場合(フラグメントイオンを生成したくない場合)には、第1段中間真空室内でイオンの加速を行わないように各電極への印加電圧を制御するのが一般的である。
しかしながら、こうした従来の装置では次のような問題がある。
即ち、略大気圧雰囲気であるイオン化室から例えば細径のキャピラリや微小径のオリフィスなどを介して第1段中間真空室内にイオンを導入すると、断熱膨張によってイオンが冷却され、複数のイオンがファン・デル・ワールス力により結合してクラスタイオン(イオンの集合体)を生成し易い。クラスタイオンが発生するとマススペクトルに意図せぬピークが現れ、マススペクトルのピークパターンが複雑になって解析に支障をきたす。また、断熱膨張に伴いサンプル由来のイオンと移動相溶媒分子とが結合することによってマススペクトルのピークパターンが複雑になるほか、移動相溶媒イオンの2量体、3量体などが生成され、これがバックグラウンドノイズとなってクロマトグラムの質の低下を引き起こすこともある。
従来の大気圧イオン化質量分析装置では、上記のように第1段中間真空室内で生成されるクラスタイオンなどに起因するバックグラウンドノイズの影響は殆ど考慮されておらず、こうしたノイズを積極的に低減させる試みも行われていない。特にインソースCIDのために目的とするイオンの強度が最大となるように各電極への印加電圧を調整した場合、解離効率は良好であっても、同時にクラスタイオンの生成量が比較的多い状態となっていることが多く、そのためにマススペクトルやクロマトグラムの質が下がり、目的物質の定性分析や構造解析を困難にしているおそれがある。
特開2000−149865号公報 特開2001−101992号公報 特開2001−351563号公報
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、クロマトグラム等におけるバックグラウンドノイズの原因となるクラスタイオンの生成を抑えつつ、インソースCIDの場合にはフラグメントイオンの生成量を増加させて感度を向上させることができる大気圧イオン化質量分析装置を提供することにある。
多段差動排気系の構成を有する大気圧イオン化質量分析装置において、略大気圧雰囲気であるイオン化室の次段の中間真空室内部におけるクラスタイオンの発生やインソースCIDによるフラグメントイオンの生成は、従来、中間真空室内全体という巨視的な観点でしか捉えられていなかった。これに対し本願発明者は、中間真空室内におけるより狭い領域でのイオンの挙動に着目し、クラスタイオンが主として生成される領域と、フラグメントイオンが主として生成される領域とが相違していることを実験的に見い出した。
具体的には、クラスタイオンが生成される領域は主としてイオン化室から次の中間真空室へイオン(通常、微小液滴が入り混じったイオン)を導入する導入部の出口端とイオン輸送光学系(例えば上記イオンガイド)との間の領域であるのに対し、CIDによりフラグメントイオンが生成される領域は主として上記イオン輸送光学系と第1段中間真空室から次の中間真空室へイオンを導入する導入部の入口端との間の領域であることが判明した。同じ中間真空室内であってもクラスタイオンが生成される領域とフラグメントイオンが生成される領域とが空間的に分かれていることにより、それぞれのイオンの生成のし易さを独立に制御することが可能である。本願発明はこうした知見に基づいてなされたものである。
上記課題を解決するために成された本発明は、大気圧雰囲気の下でイオンを生成するイオン化室と、高真空雰囲気の下でイオンを質量分離して検出する分析室との間に、1乃至複数の中間真空室を設けた多段差動排気系の構成の大気圧イオン化質量分析装置において、
前記イオン化室と次の第1段中間真空室との間を隔てる隔壁又は両室を連通するイオン導入部の出口端を第1電極とするとともに、第1段中間真空室と次の中間真空室又は分析室との間を隔てる隔壁又は両室を連通するイオン輸送部の入口端を第2電極とし、さらに第1段中間真空室内にイオンを収束させつつ輸送する電場を形成するイオン輸送用電極を配設し、
a)前記第1段中間真空室内でのクラスタイオンの生成が少なくなるように、前記第1電極と前記イオン輸送用電極との間の直流的な電位差を調整するべく、それら各電極への印加電圧をそれぞれ設定する第1電圧設定手段と、
b)フラグメントイオンの生成の要否に応じて、前記イオン輸送用電極と前記第2電極との間の直流的な電位差を調整するべく、それら各電極への印加電圧をそれぞれ設定する第2電圧設定手段と、
を備えることを特徴としている。
ここで、イオン導入部及びイオン輸送部はそれぞれ、例えば細径のキャピラリやパイプ、又はオリフィスが形成されたスキマーなどである。
また、イオン輸送用電極は、一般に、高周波電場によりイオンを収束させるイオンガイド又はイオンレンズであるが、様々な形態が考えられる。例えば、イオン光軸を取り囲むように複数のロッド電極が配置された多重極(例えば四重極、八重極など)イオンガイドや、これをさらに改良した上記特許文献1−3に記載の仮想ロッド型多重極イオンガイドを用いることができる。また、第1電極、イオン輸送用電極、及び第2電極によるイオン光軸は必ずしも直線である必要はなく、例えば中性粒子などを除去するための軸ずらしの構造をとるものでもよい。イオンを収束させるために高周波電場を形成する場合には、高周波電圧に直流電圧が重畳されてイオン輸送用電極に印加される。
本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置では基本的に、第1電圧設定手段により、第1電極とイオン輸送用電極との間の空間にイオンが加速されるような電場を形成するべく第1電極とイオン輸送用電極とにそれぞれ適宜の直流電圧を印加する。イオン導入部を経てイオン化室から相対的にガス圧の低い第1段中間真空室に導入されたイオンは、上記加速電場により加速されることでかたまりにくくなり、クラスタイオンの生成が抑制される。これにより、バックグラウンドノイズとなるクラスタイオンの量を減らし、マススペクトルやクロマトグラムの質を向上させることができる。
一方、インソースCIDを行いたい場合には、第2電圧設定手段により、イオン輸送用電極と第2電極との間の空間にイオンが加速されるような電場を形成するべくイオン輸送用電極と第2電極とにそれぞれ適宜の直流電圧を印加する。イオン輸送用電極で収束されたイオンは上記加速電場により加速され、エネルギーを付与されて残留ガスに衝突し、効率よく開裂してフラグメントイオンを生じる。これにより、フラグメントイオンの量を増やすことで、その検出感度を向上させることができる。
本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置では、標準試料等の分析結果を用いてユーザ(オペレータ)が第1電極、イオン輸送用電極、及び第2電極にそれぞれ印加される電圧を決めるようにしてもよいが、設定電圧を複数段階に変化させながら標準試料等に対する分析を実行し、その分析結果(例えば特定の質量電荷比のピーク強度など)に基づいて自動的に最も適切な電圧を決定する調整手段を備えるようにしてもよい。
本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置によれば、インソースCIDを行わない場合、つまりフラグメントイオンを生成したくない場合には、フラグメントイオンの生成をできる限り抑えつつクラスタイオンの生成も抑え、バックグラウンドノイズの少ない質のよいマススペクトルやクロマトグラムを取得することができる。それにより、定性分析の精度を上げることができるとともに、マススペクトルが複雑化することなく解析が容易になる。
本発明の一実施例である大気圧イオン化質量分析装置の全体構成図。 図1中の第1段中間真空室を中心とする詳細図(A)及びイオン光軸上の直流ポテンシャルの例を示す図。 電圧印加条件を変えたときに得られるトータルイオンクロマトグラムの実測例。 電圧印加条件を変えたときに得られる特定時刻でのマススペクトルの実測例。 電圧印加条件を変えたときに得られる特定時刻でのマススペクトルの実測例。
以下、本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置の一実施例について、添付図面を参照して説明する。
図1は本実施例の大気圧イオン化質量分析装置の要部の概略構成図、図2(A)は図1中の第1段中間真空室を中心とする詳細図である。
この質量分析装置は、例えば図示しないLCのカラム出口端から液体試料が供給される噴霧ノズル2が配設されたイオン化室1と、四重極質量フィルタ13及び検出器14が内設された分析室12との間に、それぞれ隔壁で隔てられた第1段及び第2段なる2つの中間真空室6、9が設けられている。イオン化室1と第1段中間真空室6とは、ブロックヒータ4により加熱される細径の脱溶媒管(キャピラリ)3を通して連通している。また、第1段中間真空室6と第2段中間真空室9は、スキマー8の頂部に穿設された極小径の通過孔(オリフィス)8aを通して連通している。第1段中間真空室6内には、イオン光軸C方向に互いに分離した状態で配設された複数の電極板から1本の仮想ロッド電極が構成され、イオン光軸Cを囲むように複数本の仮想ロッド電極が配設されてなる第1イオンガイド7が設置されている。また、第2段中間真空室9内には、それぞれがイオン光軸C方向に延伸し、該イオン光軸Cを囲むように配設された複数本(例えば8本)のロッド電極からなる第2イオンガイド10が配設されている。
イオン源であるイオン化室1の内部は、噴霧ノズル2から連続的に供給される液体試料の気化溶媒分子によりほぼ大気圧雰囲気(約105[Pa])である。次の第1段中間真空室6内はロータリーポンプ15により約102[Pa]の低真空状態まで真空排気される。その次の第2段中間真空室9内は、ターボ分子ポンプ16により約10-1〜10-2[Pa]の中真空状態まで真空排気される。最終段の分析室12内は別のターボ分子ポンプにより約10 -3〜10-4[Pa]の高真空状態まで真空排気される。即ち、この質量分析装置には、イオン化室1から分析室12に向かって各室毎に真空度を段階的に高くした多段差動排気系の構成が採用されている。
この大気圧イオン化質量分析装置による質量分析動作を概略的に説明する。
液体試料は噴霧ノズル2の先端から、電荷を付与されつつイオン化室1内に噴霧(エレクトロスプレイ)され、液滴中の溶媒が蒸発する過程で試料分子はイオン化される。液滴が入り混じったイオンは、イオン化室1と第1段中間真空室6との差圧により、脱溶媒管3中に引き込まれる。脱溶媒管3は高温に加熱されているため、脱溶媒管3を通過する過程で溶媒気化がさらに促進されイオン化が進む。
脱溶媒管3の出口端から第1段中間真空室6内に吐き出されたイオンは、第1イオンガイド7に印加されている高周波電圧により形成される高周波電場の作用によって収束されつつ輸送され、スキマー8のオリフィス8a近傍に収束されて効率良くオリフィス8aを通過する。第2段中間真空室9に導入されたイオンは第2イオンガイド10により収束されつつ輸送され分析室12へと送られる。分析室12では、四重極質量フィルタ13に印加された電圧に応じた特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極質量フィルタ13を通り抜け、それ以外の質量電荷比を持つイオンは途中で発散する。そして、四重極質量フィルタ13を通り抜けたイオンは検出器14に到達し、検出器14ではそのイオン量に応じたイオン強度信号をデータ処理部18に出力する。
四重極質量フィルタ13への印加電圧を所定の範囲で走査すると該フィルタ13を通過するイオンの質量電荷比が走査されるから、その走査に伴って得られるデータをデータ処理部18が処理することでマススペクトルが作成される。また、質量走査を繰り返すことで得られるデータをデータ処理部18が処理することで、トータルイオンクロマトグラムやマスクロマトグラムが作成される。
図2(A)に示すように、脱溶媒管3の入口端3aはイオン化室1内にあって、出口端3bは第1段中間真空室6内にある。両端には差圧があるため、イオン化室1内の大気は脱溶媒管3を通って連続的に第1段中間真空室6内に流れ込む。イオンや試料液滴はこの流れに乗って脱溶媒管3を通るが、出口端3bから第1段中間真空室6内にはき出されると急に冷却されるため、断熱膨張によってクラスタイオンが発生し易い。クラスタイオンはバックグラウンドノイズとなるため、その生成をできるだけ抑制することが好ましい。一方、インソースCIDの場合には、第1段中間真空室6内に多く残る大気ガスを利用し、エネルギーを付与したイオンを残留大気ガスに衝突させることでイオンを開裂させてフラグメントイオンの量を増やす必要がある。
クラスタイオンを減らすには加速電場によりイオンを加速することが有効であるものの、上述のように、加速されるとイオンのエネルギーが高くなり、インソースCIDを行わない場合でもフラグメントイオンが増加してしまって、目的とするイオンのピーク強度が十分に得られない、マススペクトルが複雑になる、といった不都合が生じる。そこで、この実施例の大気圧イオン化質量分析装置では、次のようにして上記問題を解決している。
上記装置において、脱溶媒管3の出口端3b(本発明における第1電極に相当)、第1イオンガイド7(本発明におけるイオン輸送用電極に相当)、スキマー8(本発明における第2電極に相当)にそれぞれ印加する電圧を変化させたときの、標準試料の分析結果を示して説明する。なお、第1イオンガイド7の各仮想ロッド電極はイオン光軸C方向に分離された複数の電極板からなるが、ここでは、それら電極板には同一の直流電圧を印加するようにしている。また、第1イオンガイド7の各仮想ロッド電極には、直流電圧のみでなくイオンを収束させるための高周波電圧を印加するが、ここでは、直流電圧のみに着目する。
スキマー8への印加電圧を0V(接地電位)一定とし、脱溶媒管3の出口端3bへ印加される直流電圧VDL、及び第1イオンガイド7に印加される直流電圧VQDCを、(VDL,VQDC)=(0V,0V)、(−100V,0V)、(−60V,−60V)、に変化させたときの実測トータルイオンクロマトグラム(TIC)を図3に示す。サンプルはエリスロマイシン(Erythromycin)であり、イオン化モードは負イオン化モードである。なお、3つのTICの横軸(時間軸)は同じであるが、縦軸(強度軸)は相違する((c)は(a)、(b)の1/10の強度である)。
図3の(b)及び(c)では4本のピークが明瞭に現れているのに対し、(a)では特に1本目のピークが不明瞭である。また、バックグラウンドノイズが全般的に高いことが分かる。(b)と(c)とを比較すると、4本のピークの検出感度は(b)のほうが数倍程度高い。こうしたことから、TICの質は(b)が最もよく、(c)、(a)の順に悪くなると言うことができる。
図4は図3に示したTICの1.81[min]におけるクロマトピーク(図3中の太矢印のピーク)の実測マススペクトルである。図4において、質量電荷比m/z778に現れるピークは目的分子関連イオンピークである。(a)ではこの分子関連イオンピークが明瞭に現れているが、m/z91に蟻酸の2量体によるバックグラウンドイオンピークが観察されている。(b)では上記の分子関連イオンピークが明瞭に現れており、質の高いマススペクトルであると言える。(c)では上記の分子関連イオンピークは不明瞭で、その代わりに、m/z732、498などのフラグメントイオンピークが多く観察され、マススペクトルが複雑であることが分かる。
これらのことから、図3におけるTICの質はバックグラウンドノイズの多少に依存していることが分かり、(b)の条件ではバックグラウンドノイズの除去効果が高いためにTICの質がよいことが分かる。
図5は図3に示したTICの0.5[min]、つまり特有のピークが観察されない時間における実測マススペクトルである。m/z45は蟻酸の1量体、m/z91は蟻酸の2量体によるバックグラウンドイオンである。図5の(a)ではm/z91のバックグラウンドイオンピークが高いが、(b)ではこのバックグラウンドピークが除去されていることが分かる。(c)ではm/z45、m/z91ともに減少しているが、これはフラグメントイオンの生成により、さらに低m/zのイオンに分解されたためであると推測できる。
図2(Ba)、(Bb)、(Bc)はそれぞれ上記の(VDL,VQDC)=(0V,0V)、(−100V,0V)、(−60V,−60V)におけるイオン光軸上の直流ポテンシャルを示す図である。
(VDL,VQDC)=(−100V,0V)では、図2(Bb)に示すように、脱溶媒管3の出口端3bと第1イオンガイド7入口との間付近の領域Aに負イオンを加速させる加速電場が形成されており、これに対して第1イオンガイド7出口とスキマー8との間付近の領域Bには電場は存在しない。上述したように、この状態では、TICのバックグラウンドノイズが低く、マススペクトルにはフラグメントピークが見られない。
(VDL,VQDC)=(−60V,−60V)では、図2(Bc)に示すように、領域Aには電場は存在せず、これに対して領域Bには負イオンを加速させる加速電場が形成されている。上述したように、この状態では、マススペクトルには多くのフラグメントピークが見られる。
(VDL,VQDC)=(0V,0V)では、図2(Ba)に示すように、領域A、領域Bともに加速電場は存在しない。この状態では、マススペクトルにはフラグメントピークが見られないが、TICのバックグラウンドノイズが高くTICの質があまり良くない。
以上のことから、バックグラウンドノイズの原因となるクラスタイオンは主として領域Aで生成され、この領域Aにイオンを加速する直流電場を形成することでクラスタイオンの生成を抑制し、TICのバックグラウンドノイズを抑えることができることが分かる。一方、イオンの開裂に伴うフラグメントイオンは主として領域Bで生成され、この領域Bのみにイオンを加速する直流電場を形成することで、クラスタイオンの生成を抑制しながらフラグメントイオンを多く生成できることが分かる。したがって、インソースCIDによる分析を行いたい、つまり第1段中間真空室6内でフラグメントイオンを多く生成したい場合には、領域Bに加速電場を形成するように第1イオンガイド7とスキマー8への印加電圧を決めればよく、インソースCIDによる分析でない通常の分析においてクラスタイオンの生成を抑えたい場合には、領域Bには加速電場を形成することなく領域Aに加速電場を形成するように脱溶媒管3と第1イオンガイド7への印加電圧を決めればよい。
図2(A)に示すように、本実施例の大気圧イオン化質量分析装置では、制御部20の下に、スキマー電源部23はスキマー8に所定の直流電圧を印加し、イオンガイド電源部22は第1イオンガイド7に所定の直流電圧を印加し、脱溶媒管電源部21は脱溶媒管3に所定の直流電圧を印加する。例えば制御部20は、分析モードとしてインソースCIDモードが選択されているか否かに従って、図2(Bb)に示したように領域Aに加速電場を形成する状態と、図2(Bc)に示したように領域Bに加速電場を形成する状態と、を切り替えるべく各電源部21、22、23を制御する。このとき、脱溶媒管3、第1イオンガイド7及びスキマー8に印加される電圧は予め決められた電圧でもよいが、制御部20が最適な印加電圧を決める自動調整機能を有する構成とするのが好ましい。
即ち、分析条件の自動調整モードにおいて制御部20は、予め決められた複数段階の電圧を脱溶媒管3、第1イオンガイド7及びスキマー8にそれぞれ印加するように各電源部21、22、23を制御し、各設定電圧の組み合わせの条件の下で標準試料に対する質量分析を実行してデータを収集する。データ処理部18は、例えばマススペクトル上に現れるピークの質量電荷比とピーク強度とを調べ、クラスタイオンの生成が最も抑制される電圧条件と、フラグメントイオンの生成が最も良好になる電圧条件を見い出し、制御部20はこの電圧条件を内部メモリに記憶する。そして、分析モードとしてインソースCIDモードが設定されているか否かに応じて、より適切な電圧条件を内部メモリから読み出して各電源部21、22、23を制御する。これにより、インソースCIDモードを行う際には、クラスタイオンの生成が抑えられつつフラグメントイオンが多量に生成される。また、インソースCIDモードを行わないときには、クラスタイオン、フラグメントイオンの生成が共に抑制される。
上記説明では、分析対象が負イオンである場合について述べたが、分析対象が正イオンである場合には脱溶媒管3、第1イオンガイド7及びスキマー8への印加電圧の極性を反転させることでイオンに対する加速電場を形成できることは明らかである。
なお、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正及び追加を行っても本願請求の範囲に包含されることは明らかである。
1…イオン化室
2…噴霧ノズル
3…脱溶媒管
3a…入口端
3b…出口端
4…ブロックヒータ
6…第1段中間真空室
7…第1イオンガイド
8…スキマー
8a…オリフィス
9…第2段中間真空室
10…第2イオンガイド
12…分析室
13…四重極質量フィルタ
14…検出器
15…ロータリーポンプ
16…ターボ分子ポンプ
18…データ処理部
20…制御部
21…脱溶媒管電源部
22…イオンガイド電源部
23…スキマー電源部
C…イオン光軸

Claims (7)

  1. 大気圧雰囲気の下でイオンを生成するイオン化室と、高真空雰囲気の下でイオンを質量分離して検出する分析室との間に、1乃至複数の中間真空室を設けた多段差動排気系の構成の大気圧イオン化質量分析装置において、
    前記イオン化室と次の第1段中間真空室との間を隔てる隔壁又は両室を連通するイオン導入部の出口端を第1電極とするとともに、第1段中間真空室と次の中間真空室又は分析室との間を隔てる隔壁又は両室を連通するイオン輸送部の入口端を第2電極とし、さらに第1段中間真空室内にイオンを収束させつつ輸送する電場を形成するイオン輸送用電極を配設し、
    a)前記第1段中間真空室内でのクラスタイオンの生成が少なくなるように、前記第1電極と前記イオン輸送用電極との間の直流的な電位差を調整するべく、それら各電極への印加電圧をそれぞれ設定する第1電圧設定手段と、
    b)フラグメントイオンの生成の要否に応じて、前記イオン輸送用電極と前記第2電極との間の直流的な電位差を調整するべく、それら各電極への印加電圧をそれぞれ設定する第2電圧設定手段と、
    を備えることを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  2. 請求項1に係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    前記イオン導入部は細径のキャピラリであることを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  3. 請求項1に係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    前記イオン輸送部はオリフィスが形成されたスキマーであることを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  4. 請求項1に係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    前記イオン輸送用電極は、高周波電場によりイオンを収束させるイオンガイドであることを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  5. 請求項1〜4のいずれかに係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    前記第1電圧設定手段は、第1電極とイオン輸送用電極との間の空間にイオンが加速されるような電場を形成するべく第1電極とイオン輸送用電極とにそれぞれ所定の直流電圧を印加することを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  6. 請求項1〜4のいずれかに係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    前記第2電圧設定手段は、インソースCIDを行う際に、イオン輸送用電極と第2電極との間の空間にイオンが加速されるような電場を形成するべくイオン輸送用電極と第2電極とにそれぞれ適宜の直流電圧を印加することを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
  7. 請求項1〜6のいずれかに係る大気圧イオン化質量分析装置であって、
    設定電圧を複数段階に変化させながら所定の試料に対する分析を実行し、その分析結果に基づいて自動的に最も適切な電圧を決定する調整手段をさらに備えることを特徴とする大気圧イオン化質量分析装置。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6107594B2 (ja) * 2013-10-23 2017-04-05 株式会社島津製作所 質量分析方法及び質量分析装置
US9734997B2 (en) 2013-12-17 2017-08-15 Shimadzu Corporation Mass spectrometer and mass spectrometry method
CN106423806B (zh) * 2015-07-27 2021-05-28 斯凯孚公司 制备涂层的方法
JP6460252B2 (ja) * 2015-09-25 2019-01-30 株式会社島津製作所 定性分析のための質量分析データ処理装置
GB201808932D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
US11373849B2 (en) 2018-05-31 2022-06-28 Micromass Uk Limited Mass spectrometer having fragmentation region
GB201808942D0 (en) * 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
GB201808936D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
GB201808949D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
GB201808912D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
GB201808890D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Bench-top time of flight mass spectrometer
GB201808894D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Mass spectrometer
GB201808892D0 (en) 2018-05-31 2018-07-18 Micromass Ltd Mass spectrometer
US11367607B2 (en) 2018-05-31 2022-06-21 Micromass Uk Limited Mass spectrometer
KR102036259B1 (ko) * 2018-06-04 2019-10-24 (주)바이오니아 질량분석기용 이온가이드 및 이를 이용한 이온소스
WO2020110264A1 (ja) 2018-11-29 2020-06-04 株式会社島津製作所 質量分析装置
JP7238724B2 (ja) * 2019-10-16 2023-03-14 株式会社島津製作所 質量分析装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07159377A (ja) * 1993-12-09 1995-06-23 Hitachi Ltd 液体クロマトグラフと質量分析計の直結方法およびその装置、液体クロマトグラフ−質量分析方法、並びに液体クロマトグラフ結合型質量分析装置
JPH07507418A (ja) * 1992-05-29 1995-08-10 コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド マスアナライザーの大気圧イオン・インターフェイス
JPH1012188A (ja) * 1996-06-20 1998-01-16 Hitachi Ltd 大気圧イオン化イオントラップ質量分析方法及び装置
JP2000162189A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Hitachi Ltd 化学物質のモニタ方法及びモニタ装置並びにそれを用いた燃焼炉
JP2001101992A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Shimadzu Corp 大気圧イオン化質量分析装置
JP2004514263A (ja) * 2000-11-30 2004-05-13 エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス アズ エムディーエス サイエックス 大気圧イオン化質量分析法のための信号対雑音比改善方法
WO2008157019A2 (en) * 2007-06-15 2008-12-24 Thermo Finnigan Llc Ion transport device and modes of operation thereof
JP2009129868A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Shimadzu Corp 質量分析装置及びその調整方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4023398A (en) * 1975-03-03 1977-05-17 John Barry French Apparatus for analyzing trace components
GB1584459A (en) * 1977-05-11 1981-02-11 Univ Toronto Method of focussing trace ions and apparatus for analyzing trace ions when used in the method
GB8404683D0 (en) * 1984-02-22 1984-03-28 Vg Instr Group Mass spectrometers
JPH07118295B2 (ja) * 1985-10-30 1995-12-18 株式会社日立製作所 質量分析計
CA1307859C (en) * 1988-12-12 1992-09-22 Donald James Douglas Mass spectrometer and method with improved ion transmission
US4977320A (en) * 1990-01-22 1990-12-11 The Rockefeller University Electrospray ionization mass spectrometer with new features
US5432343A (en) * 1993-06-03 1995-07-11 Gulcicek; Erol E. Ion focusing lensing system for a mass spectrometer interfaced to an atmospheric pressure ion source
JP3379485B2 (ja) 1998-09-02 2003-02-24 株式会社島津製作所 質量分析装置
JP4581184B2 (ja) 2000-06-07 2010-11-17 株式会社島津製作所 質量分析装置
JP4178110B2 (ja) * 2001-11-07 2008-11-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 質量分析装置
US7569811B2 (en) * 2006-01-13 2009-08-04 Ionics Mass Spectrometry Group Inc. Concentrating mass spectrometer ion guide, spectrometer and method
US7514673B2 (en) 2007-06-15 2009-04-07 Thermo Finnigan Llc Ion transport device
JP5498958B2 (ja) * 2008-01-30 2014-05-21 ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド 質量分析におけるイオンフラグメンテーション

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07507418A (ja) * 1992-05-29 1995-08-10 コーネル・リサーチ・ファンデーション・インコーポレイテッド マスアナライザーの大気圧イオン・インターフェイス
JPH07159377A (ja) * 1993-12-09 1995-06-23 Hitachi Ltd 液体クロマトグラフと質量分析計の直結方法およびその装置、液体クロマトグラフ−質量分析方法、並びに液体クロマトグラフ結合型質量分析装置
JPH1012188A (ja) * 1996-06-20 1998-01-16 Hitachi Ltd 大気圧イオン化イオントラップ質量分析方法及び装置
JP2000162189A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Hitachi Ltd 化学物質のモニタ方法及びモニタ装置並びにそれを用いた燃焼炉
JP2001101992A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Shimadzu Corp 大気圧イオン化質量分析装置
JP2004514263A (ja) * 2000-11-30 2004-05-13 エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス アズ エムディーエス サイエックス 大気圧イオン化質量分析法のための信号対雑音比改善方法
WO2008157019A2 (en) * 2007-06-15 2008-12-24 Thermo Finnigan Llc Ion transport device and modes of operation thereof
JP2009129868A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Shimadzu Corp 質量分析装置及びその調整方法

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