JP6229797B2 - Ionizer - 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等の質量分析装置において、液体試料をイオン化するイオン化装置に関する。 The present invention relates to an ionization apparatus for ionizing a liquid sample in a mass spectrometer such as a liquid chromatograph mass spectrometer.
液体クロマトグラフ(以下「LC」という)と質量分析装置(以下「MS」という)を組み合わせた液体クロマトグラフ質量分析装置(以下「LCMS」という)では、LCのカラムで液体試料中の成分を時間的に分離し、それらを順にMSのイオン化室に導入して種々のイオンを生成する。そして、生成したイオンを質量電荷比毎に検出して目的成分の同定や定量を行う。LCMSでは、各成分から生成されるイオンの質量電荷比を正確に決定するために、生成されるイオンの質量電荷比が既知である標準試料が用いられる。 In a liquid chromatograph mass spectrometer (hereinafter referred to as “LCMS”) that combines a liquid chromatograph (hereinafter referred to as “LC”) and a mass spectrometer (hereinafter referred to as “MS”), the components in the liquid sample are timed by the LC column. Are separated and introduced into the ionization chamber of the MS in order to generate various ions. And the produced | generated ion is detected for every mass to charge ratio, and an objective component is identified and quantified. In LCMS, in order to accurately determine the mass-to-charge ratio of ions generated from each component, a standard sample having a known mass-to-charge ratio of generated ions is used.
標準試料を導入する方法には2つの方法がある。1つはLCから溶出する液体試料中の成分(以下、「分析対象成分」という)と標準試料とを同時にイオン化室に導入してイオン化する方法であり、別の1つは分析対象成分と標準試料とを別のタイミングでイオン化室に導入してイオン化する方法である。前者の方法では1つのマススペクトル上に分析対象成分由来のマスピークと標準試料由来のマスピークの両方が存在するものが取得され(内部標準法)、後者の方法では分析対象成分のマススペクトルと標準試料のマススペクトルが独立に取得される(外部標準法)。いずれの方法においても、標準試料由来のマスピークの位置に基づいて分析対象成分由来のマスピークの質量電荷比の値を較正する。 There are two methods for introducing a standard sample. One is a method in which a component (hereinafter referred to as “analysis target component”) eluted from the LC and a standard sample are simultaneously introduced into the ionization chamber and ionized, and the other is an analysis target component and standard. In this method, the sample is introduced into the ionization chamber at a different timing and ionized. In the former method, one having both a mass peak derived from an analysis target component and a standard sample is obtained on one mass spectrum (internal standard method), and in the latter method, the mass spectrum of the analysis target component and a standard sample are obtained. Are independently acquired (external standard method). In any method, the mass-to-charge ratio value of the mass peak derived from the analysis target component is calibrated based on the position of the mass peak derived from the standard sample.
標準試料は、通常、コンタミネーションを防ぐために分析対象成分が導入されるイオン化プローブとは別のイオン化プローブからイオン化室に導入される。例えば、特許文献1には、複数のイオン化プローブを備え、これらのプローブから液体の分析対象成分と液体の標準試料を独立にイオン化室に導入するイオン化装置が記載されている。液体試料からイオンを生成するイオン化プローブとしては、ESI(エレクトロスプレーイオン化)プローブやAPCI(大気圧化学イオン化)プローブが用いられる。 The standard sample is usually introduced into the ionization chamber from an ionization probe different from the ionization probe into which the analysis target component is introduced in order to prevent contamination. For example,
ESIプローブやAPCIプローブは、液体試料を送給する液体試料供給管と、該液体試料供給管の外周部を覆うように設けられたネブライズガス供給管を備えている。ネブライズガス供給管に供給される窒素ガス等のネブライズガスはイオン化プローブの出口で液体試料に吹き付けられ、液体試料の霧化を促進する。 Each of the ESI probe and the APCI probe includes a liquid sample supply pipe that supplies a liquid sample, and a nebulization gas supply pipe that is provided so as to cover the outer periphery of the liquid sample supply pipe. Nebulization gas such as nitrogen gas supplied to the nebulization gas supply pipe is sprayed onto the liquid sample at the outlet of the ionization probe to promote atomization of the liquid sample.
特許文献1に記載のイオン化装置では、複数のイオン化プローブに対して、それぞれ液体試料(分析対象成分あるいは標準試料)とネブライズガスを供給する機構が設けられる。このように、複数のイオン化プローブに対してそれぞれ液体試料やネブライズガスを供給する機構を設けると、イオン化装置の構成が複雑になってしまう、という問題があった。 In the ionization apparatus described in
本発明が解決しようとする課題は、簡素な構成で、液体の分析対象試料と液体の標準試料とをイオン化室に導入することができるイオン化装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an ionization apparatus capable of introducing a liquid analysis target sample and a liquid standard sample into an ionization chamber with a simple configuration.
上記課題を解決するために成された本発明に係るイオン化装置は、
a) イオン化室と、
b) 前記イオン化室に液体の分析対象試料を送給するための分析対象試料供給管と、
c) 前記分析対象試料のイオン化を促進するガスを送給するイオン化促進ガス供給管と、
d) 液体の標準試料を気化させて生成した標準試料ガスを前記イオン化促進ガス供給管に送給する標準試料ガス供給部と、
を備えることを特徴とする。An ionization apparatus according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
a) an ionization chamber;
b) an analyte sample supply pipe for delivering a liquid analyte sample to the ionization chamber;
c) an ionization promoting gas supply pipe for feeding a gas that promotes ionization of the sample to be analyzed;
d) a standard sample gas supply unit for supplying a standard sample gas generated by vaporizing a liquid standard sample to the ionization promoting gas supply pipe;
It is characterized by providing.
前記イオン化促進ガス供給管としては、例えば、ESIイオン化プローブやAPCIプローブが有するネブライズガス供給管を用いることができる。また、イオン化装置において分析対象試料のガスを乾燥させて気化及びイオン化を促す乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管をイオン化促進ガス供給管として用いることもできる。 As the ionization promoting gas supply pipe, for example, a nebulization gas supply pipe of an ESI ionization probe or an APCI probe can be used. In addition, a dry gas supply pipe that supplies a dry gas that promotes vaporization and ionization by drying the gas of the sample to be analyzed in the ionization apparatus may be used as the ionization promoting gas supply pipe.
本発明に係るイオン化装置では、標準試料用として独立にイオン化プローブを設けるのではなく、既存のイオン化促進ガス供給管を通じて気化した標準試料をイオン化室に導入する。そのため、簡素な構成で、液体の分析対象試料と液体の標準試料とを導入することができる。 In the ionization apparatus according to the present invention, instead of providing an ionization probe independently for the standard sample, the standard sample vaporized through the existing ionization promoting gas supply pipe is introduced into the ionization chamber. Therefore, the liquid analysis target sample and the liquid standard sample can be introduced with a simple configuration.
前記イオン化促進ガス供給管は、乾燥ガス供給管であることが望ましい。
乾燥ガスは液体試料のイオン化と気化を促進するためのガスであり、通常、加熱して送給される。そのため、乾燥ガス供給管には、乾燥ガスの加熱機構や温調機構が備えられている。従って、イオン化促進ガス供給管として乾燥ガス供給管を用いることにより、沸点が高い標準試料を凝縮させることなくイオン化室に供給することができる。The ionization promoting gas supply pipe is preferably a dry gas supply pipe.
The dry gas is a gas for promoting the ionization and vaporization of the liquid sample, and is usually fed by heating. Therefore, the drying gas supply pipe is provided with a drying gas heating mechanism and a temperature control mechanism. Therefore, by using the dry gas supply pipe as the ionization promoting gas supply pipe, the standard sample having a high boiling point can be supplied to the ionization chamber without condensing.
また、前記標準試料ガス供給部は、前記標準試料ガスの供給と非供給とを切り替える供給切替部を備えることが望ましい。これにより、標準試料ガスを所望のタイミングでイオン化室に導入して分析に供することができる。この供給切替部としては、例えば前記イオン化促進ガス供給管と前記標準ガス供給部との接続部に設けた切替バルブを用いることができる。 The standard sample gas supply unit preferably includes a supply switching unit that switches between supply and non-supply of the standard sample gas. Thus, the standard sample gas can be introduced into the ionization chamber at a desired timing and used for analysis. As the supply switching unit, for example, a switching valve provided at a connection portion between the ionization promoting gas supply pipe and the standard gas supply unit can be used.
本発明に係るイオン化装置を用いることにより、簡素な構成で、液体の分析対象試料と液体の標準試料とを導入することができる。 By using the ionization apparatus according to the present invention, it is possible to introduce a liquid analysis target sample and a liquid standard sample with a simple configuration.
本発明に係るイオン化装置は、例えば、以下に説明するような液体クロマトグラフ質量分析装置(LCMS)において、液体クロマトグラフ部(LC)と質量分析部(MS)のインターフェース部として設けられ、LCのカラムにおいて時間的に分離された試料成分をイオン化してMSに供給する装置として用いられる。 An ionization apparatus according to the present invention is provided as an interface unit between a liquid chromatograph unit (LC) and a mass spectrometer unit (MS), for example, in a liquid chromatograph mass spectrometer (LCMS) described below. It is used as an apparatus for ionizing sample components separated temporally in a column and supplying them to MS.
図1は、後述する実施例のイオン化装置を備えたLCMSの概略構成図である。LC10のインジェクタ13から導入された分析対象試料は、ポンプ12により一定の速度で移動相容器11から供給される移動相の流れに乗ってカラム14に導入され成分分離される。カラム14からの溶出液(分離された試料成分とLCの移動相の混合液)は、イオン化装置20のイオン化プローブ22に送給され、その先端からイオン化室21内に噴霧されイオン化される。発生したイオンを含む微細な液滴は、図示しないヒータによって加熱された細管(脱溶媒管)23を通過してMS30に輸送される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an LCMS provided with an ionization apparatus of an embodiment described later. The sample to be analyzed introduced from the
MS30は、脱溶媒管23から導入されたイオンを収束させつつ後段へと送るイオン輸送光学系31と、イオンを蓄積する3次元四重極型のイオントラップ32と、該イオントラップ32から放出された各種イオンをその飛行時間によって質量分離する飛行時間型質量分析器(TOFMS)33と、TOFMS33により質量分離されたイオンを検出する検出器34とを備えている。 The
以下、本発明に係るイオン化装置の実施例を説明する。
図2は、実施例1のイオン化装置20の概略構成図である。
このイオン化装置20は、LC10のカラム14からの溶出液(分離された試料成分とLCの移動相の混合液)に含まれる試料成分をESI(エレクトロスプレーイオン化)法によりイオン化する装置(ESI源)であり、カラム14からの溶出液を送給する分析対象試料供給管221と、分析対象試料供給管221の外周部を覆うように設けられたネブライズガス供給管222とを備え、先端に数kVの直流高電圧が印加されたESIプローブ22を備えている。ネブライズガス供給管222には、窒素ガス等のネブライズガスを送給するネブライズガス送給ライン50が接続されている。Examples of the ionization apparatus according to the present invention will be described below.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
This
ESIプローブ22の分析対象試料供給管221に導入された溶出液は、該供給管221の先端に到達すると高電圧により帯電し、また、ネブライズガス供給管222から放出されるネブライズガスが吹き付けられることにより霧化してイオン化室21に放出されイオン化される。 The eluate introduced into the analysis target
本実施例のイオン化装置20では、ネブライズガス送給ライン50に、バルブ43を介して標準試料ガス送給ライン40が接続されており、その先にはヒータ42により加熱された標準試料容器41が配置されている。バルブ43を開放すると、ヒータ42により加熱された標準試料容器41の内部で気化した標準試料が、標準試料ガス送給ライン40を通じてネブライズガス送給ライン50に導入され、ネブライズガスとともにネブライズガス供給管222に供給される。ネブライズガス供給管222の先端に到達した標準試料ガスは、ESIプローブ22の先端に印加された直流高電圧によりイオン化されてイオン化室21内に放出される。 In the
本実施例のイオン化装置20において、標準試料を内部標準として導入する場合には、バルブ43は常時開放し、LC10のカラム14から溶出する試料成分と標準試料とを同時にイオン化してMS30に送る。一方、標準試料を外部標準として導入する場合には、LC10のカラム14から試料成分が溶出している間はバルブ43を閉じておき、試料成分が溶出していない間にバルブ43を開くことによって、試料成分と標準試料を別のタイミングでイオン化して検出する。 In the
実施例1のイオン化装置20では、従来のように、試料成分と標準試料をそれぞれイオン化するためのイオン化プローブを設けるのではなく、ESI源が有するネブライズガス送給ライン50及びネブライズガス供給管222を通じて気化した標準試料を導入する。そのため、簡素な構成で、試料成分と標準試料とを効率よく導入することができる。 In the
次に実施例2のイオン化装置について説明する。
図3は、実施例2のイオン化装置の概略構成図である。実施例1のイオン化装置と同じ構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。Next, the ionization apparatus of Example 2 is demonstrated.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ionization apparatus according to the second embodiment. The same components as those of the ionization apparatus of
実施例2のイオン化装置は、LC10のカラム14からの溶出液(分離された試料成分とLCの移動相の混合液)をAPCI(大気圧化学イオン化)法によりイオン化する装置(APCI源)であり、分析対象試料供給管241及びネブライズガス供給管242とを有するAPCIプローブ24と、該APCIプローブ24の先端部近傍に配置されたコロナニードル25とを備えている。コロナニードル25には図示しない電源から高電圧が供給される。溶出液中の試料成分はコロナニードル25におけるコロナ放電によってイオン化された移動相との間で電荷を交換してイオン化される。 The ionization apparatus of Example 2 is an apparatus (APCI source) that ionizes the eluate (mixed liquid of separated sample components and LC mobile phase) from the
また、実施例2のイオン化装置は、APCIプローブ22の先端部近傍に数百℃に加熱された乾燥ガス(例えば窒素ガス)を供給する乾燥ガス供給管26を備えている。
ネブライズガス供給管222にはネブライズガスを送給するネブライズガス送給ライン50が接続されており、乾燥ガス供給管26には乾燥ガスを送給するための乾燥ガス送給ライン60が接続されている。乾燥ガス供給管26及び乾燥ガス送給ライン60には、加熱した乾燥ガスの温度を維持するための温調機構(図示なし)が設けられている。In addition, the ionization apparatus according to the second embodiment includes a dry
A nebulization
実施例2のイオン化装置では、乾燥ガス送給ライン60に、バルブ43を介して標準試料ガス送給ライン40が接続されており、その先に標準試料容器41が配置されている。また、実施例1と同様に、標準試料容器41には、該容器41を加熱するためのヒータ42が設けられている。バルブ43が開放されると、標準試料ガス送給ライン40を通じて気化した標準試料が乾燥ガス送給ライン60に導入され、乾燥ガスとともに乾燥ガス供給管26に供給される。乾燥ガス供給管26から放出された標準試料ガスは、その先端近傍に位置するコロナニードル25におけるコロナ放電によってイオン化する。 In the ionization apparatus of Embodiment 2, the standard sample
実施例2のイオン化装置では、数百℃に加熱した乾燥ガスを供給する乾燥ガス送給ライン60及び乾燥ガス供給管26を用いて標準試料を導入する。そのため、標準試料の沸点が高い場合でも、標準試料を凝縮させることなくイオン化室21に供給しイオン化することができる。 In the ionization apparatus of Example 2, the standard sample is introduced using the dry
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。例えば、乾燥ガス供給管を備えたESI源において、乾燥ガス供給管から気化した標準試料を供給したり、APCI源においてネブライズガス供給管から気化した標準試料を供給するようにしてもよい。また、実施例2では、加熱した乾燥ガスをAPCIプローブ24の外周部で供給するように乾燥ガス供給管26を配置したが、加熱した乾燥ガス(及び気化した標準試料)を脱溶媒管23の近傍において供給するように構成することもできる。 The above-described embodiment is an example, and can be appropriately changed in accordance with the gist of the present invention. For example, a standard sample vaporized from a dry gas supply pipe may be supplied to an ESI source equipped with a dry gas supply pipe, or a vaporized standard sample may be supplied from a nebulization gas supply pipe at an APCI source. In the second embodiment, the dry
10…液体クロマトグラフ部
11…移動相容器
12…ポンプ
13…インジェクタ
14…カラム
20…イオン化装置
21…イオン化室
22、24…イオン化プローブ
221、241…分析対象試料供給管
222、242…ネブライズガス供給管
23…脱溶媒管
25…コロナニードル
26…乾燥ガス供給管
30…質量分析部
31…イオン輸送光学系
32…イオントラップ
33…TOFMS
34…検出器
40…標準試料ガス送給ライン
41…標準試料容器
42…ヒータ
43…バルブ
50…ネブライズガス送給ライン
60…乾燥ガス送給ラインDESCRIPTION OF
34 ...
Claims (6)
b) 前記イオン化室に液体の分析対象試料を送給するための分析対象試料供給管と、
c) 前記分析対象試料のイオン化を促進するガスを送給するイオン化促進ガス供給管と、
d) 液体の標準試料を気化させて生成した標準試料ガスを前記イオン化促進ガス供給管に送給する標準試料ガス供給部と、
を備えることを特徴とするイオン化装置。 a) an ionization chamber;
b) an analyte sample supply pipe for delivering a liquid analyte sample to the ionization chamber;
c) an ionization promoting gas supply pipe for feeding a gas that promotes ionization of the sample to be analyzed;
d) a standard sample gas supply unit for supplying a standard sample gas generated by vaporizing a liquid standard sample to the ionization promoting gas supply pipe;
An ionization apparatus comprising:
e) 前記液体の標準試料を気化させる標準試料加熱部 e) Standard sample heating section for vaporizing the liquid standard sample
を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のイオン化装置。 The ionization apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
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