JP5632316B2 - 質量分析装置及びそれに用いられるイオン源 - Google Patents
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Description
図1Aは、本発明の実施形態であるイオン源を含む質量分析装置の一例を示す摸式図である。図1Bは、質量分析部側から見た試料搬送電極の概略図である。キャピラリーを用いたエレクトロスプレーイオン源も針電極を用いたエレクトロスプレーイオン源も大気圧下で動作可能である。本実施例の針電極を用いたイオン源においてエレクトロスプレーでイオン化された試料イオンは、導入口21から質量分析部20の内部に導入される。質量分析計20の内部に導入された試料イオンは、差動排気部のイオンガイド23を通過し、四重極質量フィルター24等の質量分析部で分析される。
図9は、本発明の別の実施例であるイオン源と質量分析部の構成例を示す概略図である。本例のような針電極を使ったエレクトロスプレーに限らず、通常のエレクトロスプレーを含めて、キャピラリーや針電極への不純物の堆積や破損等の劣化により、イオン強度が低下することや不安定になる。そのため、定期的にイオン量をモニターし、イオン量の低下や、放電が不安定でイオン強度の分散値が大きくなった場合には、針電極1を交換又は洗浄する必要がある。本実施例では、針電極1の洗浄や交換方法、そのタイミングの判定方法について説明する。
図10Aから図10Fは、本発明のイオン源の別の実施例を示す概略図である。実施例1の試料搬送電極7では、円盤電極2の周縁部に複数の針電極1が設けられ、各針電極1の先端は円盤電極2の面に対して垂直な方向を向いていた。これに対して、本実施例の試料搬送電極8では、一例として、円盤電極2に複数の針電極1が放射状に設けられている。また、円盤電極2の回転軸の軸方向が、実施例1では針電極の先端から発生して導入口に導入されるイオン流の流れ方向にほぼ平行な方向であったが、本実施例ではイオン流の流れ方向にほぼ垂直な方向を向いている。
図11Aから図11Gは、本発明のイオン源の別の実施例を示す概略図である。これまでの実施例では、試料搬送電極を回転させることによって針電極に付着させた試料溶液を対向電極の導入口まで搬送したが、本実施例では試料搬送電極を往復運動させることによって針電極に付着させた試料溶液を対向電極の導入口まで搬送する。
図12Aから図12Dに、本発明のイオン源の別の実施例を示す概略図である。本実施例は、試料が固体試料又は固体状試料である場合の実施例である。
図13Aから図13Eは、本発明のイオン源の別の実施例を示す概略図である。本実施例は、試料の供給を液体噴霧または液体の配管供給により行う場合の実施例である。
図14Aから図14Cは、本発明のイオン源の別の実施例を示す概略図である。本実施例は、質量分析部において試料の導入口が複数ある形態における実施例である。導入口にイオン源の針電極の位置を一致させることで、イオンの透過効率を向上させることができる。そのため本実施例では、全ての導入口の前を全ての針電極が順次通過できるように針電極が移動する軌道を設定する。ここでは、5個の試料導入口を有する質量分析部を例にとって説明するが、導入口の数が5個以外の場合にも本実施例は適用可能である。
2 円盤電極
3 駆動部
4 高圧電源
5 試料溶液
6 容器
7 試料搬送電極
8 試料搬送電極
9 先端の尖った平板電極
10 洗浄用液体
11 回転ステージ
12 上下ステージ
15 棒状電極
16 先端の尖った円盤電極
17 試料搬送電極
18 溝
19 突起
20 質量分析部
21 導入口
22 対向電極
23 イオンガイド
24 四重極質量フィルター
25 検出部
31 コンピューター
41 試料配管
42 ネブライザーガス
43 ガス配管
51 固体試料又は固体状試料
52 試料台
53 導電体からなるひも状電極
Claims (17)
- イオン源と、イオン化された試料を導入する導入口が設けられた対向電極を備える質量分析部と、前記イオン源を制御する制御部とを有する質量分析装置において、
前記イオン源は、
試料を保持する試料保持部と、
複数の針電極を有する試料搬送電極と、
前記試料搬送電極と前記対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記複数の針電極が前記試料保持部と前記導入口の前を順に通過するように前記試料搬送電極を駆動する駆動部と、
を有することを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極の周縁部に当該円盤電極の面に対して先端が垂直な方向を向くように前記複数の針電極が設けられた構造を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流に略平行な方向を向いていることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極の面内方向に前記複数の針電極が放射状に設けられた構造を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する平板電極を備え、前記平板電極は外周部分に先端の尖った複数の凸部を有し、前記凸部が前記針電極を構成し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極は外周部分が周方向に沿って刃状に薄くなった形状を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記試料搬送電極は、棒状の電極を備え、前記棒状の電極に前記複数の針電極が設けられた構造を有し、前記駆動部は前記試料搬送電極を往復運動させることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記駆動部は、前記複数の針電極の各々が前記導入口の前で所定時間停止するように前記試料搬送電極を間欠的に駆動することを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記針電極を洗浄する洗浄部を有し、前記針電極は前記導入口の前を通過後、前記洗浄部を通って洗浄された後、前記試料保持部に移動することを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、前記質量分析部によって検出されたイオン強度をモニターし、モニター結果に基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする質量分析装置。 - 請求項9に記載の質量分析装置において、
前記制御部は、前記モニター結果に応じて、前記駆動部によって前記試料搬送電極を回転駆動する際の回転速度を制御することを特徴とする質量分析装置。 - 質量分析装置用のイオン源において、
試料を保持する試料保持部と、
複数の針電極を有する試料搬送電極と、
前記試料搬送電極と質量分析部の対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記試料搬送電極を駆動する駆動部とを有し、
前記駆動部は、前記複数の針電極が前記試料保持部と前記対向電極に設けられた導入口の前を順に通過するように前記試料搬送電極を駆動することを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極の周縁部に当該円盤電極の面に対して先端が垂直な方向を向くように前記複数の針電極が設けられた構造を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流に略平行な方向を向いていることを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極に前記複数の針電極が放射状に設けられた構造を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する平板電極を備え、前記平板電極は外周部分に先端の尖った複数の凸部を有し、前記凸部が前記針電極を構成し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記試料搬送電極は、回転軸の回りに回転する円盤電極を備え、前記円盤電極は外周部分が周方向に沿って刃状に薄くなった形状を有し、前記回転軸の軸方向が前記針電極の先端から前記導入口に導入されるイオン流の方向に略垂直な方向を向いていることを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記試料搬送電極は、棒状の電極を備え、前記棒状の電極に前記複数の針電極が設けられた構造を有し、前記駆動部は前記試料搬送電極を往復運動させることを特徴とするイオン源。 - 請求項11に記載のイオン源において、
前記駆動部は、前記複数の針電極の各々が前記導入口の前で所定時間停止するように前記試料搬送電極を間欠的に駆動することを特徴とするイオン源。
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