JP6423878B2 - 液体サンプルのための増大された噴霧形成 - Google Patents
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Description
本願は、2013年8月7日に出願された米国仮出願番号第61/863,307号に基づく優先権を主張しており、この仮出願はその全体が参考として本明細書中に援用される。
本教示は、概して、質量分光法に関し、より具体的には、限定するものではないが、下流の質量分析器内での質量分光分析のために、液体サンプルからイオンを発生させるための方法および装置に関する。
質量分光法(MS)は、定性および定量用途の両方で、被検物質の元素組成を決定するための分析技法である。MSは、未知の化合物を同定したり、分子中の元素の同位体組成を決定したり、特定の化合物の構造を、その断片化を観察することにより決定したり、サンプル中の特定の化合物の量を定量化したりするために有用であり得る。MSは、イオン種の移送、操作、および検出を利用するため、対象となる化合物は、サンプリングプロセスの間に、荷電イオンにまず変換されなければならない。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
質量分光計による分析のためにイオンを発生させるための装置であって、
イオン源チャンバを画定するイオン源筐体であって、前記イオン源チャンバが、質量分光計のサンプリングオリフィスと流体連通するように構成されたイオン源筐体と、
液体サンプルを受容するための入口端と、前記液体サンプルを前記イオン源チャンバ内に放出し、放出された液体が、複数の液滴を含むサンプルプルームを形成するようにする出口端とを有する導管と、
前記液体サンプルが、前記出口端から前記イオン源チャンバ内に放出されるとき、前記液滴の形成を促進するように、前記導管内を流れる前記液体サンプルを摂動させるための手段と、
前記液滴中に含有される1つまたはそれを上回る被検物質をイオン化するための手段と、を備える、装置。
(項目2)
前記導管は、毛細管を含む、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記毛細管は、前記毛細管の出口端で霧化器ガスを供給するように構成された導管を通して延在する、項目2に記載の装置。
(項目4)
前記霧化器ガスは、約0.1L/分〜約20L/分の範囲の流速を有する、項目3に記載の装置。
(項目5)
前記霧化器ガスは、霧化される前記液体サンプルに対する前記霧化器ガスの質量比が、約10μL/分〜約10mL/分の液流範囲にわたり約50を下回るような流速を有する、項目3に記載の装置。
(項目6)
前記霧化器ガスは、前記質量比が10μL/分〜10mL/分の液流範囲にわたり約30を下回るような流速を有する、項目5に記載の装置。
(項目7)
前記導管の前記出口端は、ノズルを含む、項目1に記載の装置。
(項目8)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記液体サンプルの内部エネルギーを増加させるための手段を含む、項目1に記載の装置。
(項目9)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記液体サンプル内に圧力波を発生させるための手段を含む、項目1に記載の装置。
(項目10)
前記液体サンプル内に圧力波を発生させるための前記手段は、前記導管内の液体サンプルと流体連通する振動隔膜を含む、項目9に記載の装置。
(項目11)
前記隔膜は、約20kHzを下回る周波数で振動する、項目10に記載の装置。
(項目12)
前記周波数は、約1000Hzを下回る、項目11に記載の装置。
(項目13)
前記圧力波は、前記液体サンプル中にキャビテーション気泡を発生させるように構成される、項目9に記載の装置。
(項目14)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、超音波トランスデューサを含む、項目9に記載の装置。
(項目15)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記液体サンプル中にキャビテーション気泡を発生させるように構成される、項目1に記載の装置。
(項目16)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記導管内の流量制限器を含む、項目1に記載の装置。
(項目17)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記導管内のバッフルを含む、項目16に記載の装置。
(項目18)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記液体サンプル中にガスを注入するように構成される、項目1に記載の装置。
(項目19)
ガス注入に続いて、前記液体サンプル中にガス気泡を分布させるように、前記液体サンプルを混合するための手段をさらに含む、項目18に記載の装置。
(項目20)
前記液体サンプルを摂動させるための前記手段は、前記導管内で前記液体サンプルの液体/ガス相の不均質性を増加させるように構成され、前記液体サンプルは、前記導管の前記入口端で、実質的に均質な液体相を含む、項目1に記載の装置。
(項目21)
前記導管内を流れる前記液体サンプルを加熱するための加熱器をさらに含む、項目1に記載の装置。
(項目22)
質量分光計による分析のためにイオンを発生させるための装置であって、
イオン源チャンバを画定するイオン源筐体であって、前記イオン源チャンバが、質量分光計のサンプリングオリフィスと流体連通するように構成されたイオン源筐体と、
液体サンプルを受容するための入口端と、前記液体サンプルを前記イオン源チャンバ内に放出し、放出された液体が複数の液滴を含むサンプルプルームを形成するようにする出口端とを有する導管と、
前記導管内を流れる前記液体サンプル中に、前記導管の前記出口端からの放出に先立って、気泡を発生させるように構成されるガス注入ポートと、
前記液滴中に含有される1つまたはそれを上回る被検物質をイオン化するための手段と、
を備える、装置。
(項目23)
質量分光計による分析のためにイオンを発生させる方法であって、
導管の入口端で、サンプル源から液体サンプルを受容するステップと、
前記導管の前記入口端から前記導管の出口端まで前記液体サンプルを移送するステップと、
前記導管内を移送される間の前記液体サンプルを機械的に摂動させるステップと、
前記液体サンプルを前記導管の出口端からイオン源チャンバに放出して、放出された液体が複数の液滴を含むサンプルプルームを形成するようにするステップと、
前記イオン源チャンバと流体連通する質量分光計のサンプリングオリフィスに入るのに先立って、前記液滴中に含有される被検物質をイオン化するステップと、
を含む、方法。
(項目24)
前記液体サンプルを摂動させるステップは、前記液体サンプルの内部エネルギーを増加させるステップを含む、項目23に記載の方法。
(項目25)
前記液体サンプルを摂動させるステップは、前記導管内の前記液体サンプル中に圧力波を発生させるステップを含む、項目23に記載の方法。
(項目26)
前記液体サンプルを摂動させるステップは、前記導管内の前記液体サンプル中にキャビテーション気泡を発生させるステップを含む、項目23に記載の方法。
(項目27)
前記液体サンプルを摂動させるステップは、前記出口端からの前記液体サンプルの放出に先立って、前記液体サンプル内にガスを注入するステップを含む、項目23に記載の方法。
(項目28)
前記サンプルを機械的に摂動させるステップは、前記導管内で前記液体サンプルの液体/ガス相の不均質性を増加させるステップを含み、前記液体サンプルは、前記導管の前記入口端で、実質的に均質な液体相を含む、項目23に記載の方法。
(項目29)
前記導管内で前記液体サンプルを加熱するステップをさらに含む、項目23に記載の方法。
明確にするため、以下の議論は、割愛することが簡便または適切である場合には、特定の具体的な詳細を割愛しつつ、本出願人の教示の実施形態の様々な側面を詳細に説明することが認識され得る。例えば、代替的実施形態における同等または類似の特徴に関する議論は、幾分か省略されているかも知れない。周知のアイデアまたは概念もまた、簡便のため、詳細には議論されない場合がある。本出願人の教示のいくつかの実施形態は、具体的に記載された詳細の特定部分を実施毎に必要としなくても良く、それは、実施形態の深い理解を提供するためのみに本明細書で説明されることを当業者は認識し得る。同様に、記述される実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、共通的な一般知識による改変や変形の影響を受け得ることは明らかである。以下に示す実施形態の詳細な記述は、決して、本出願人の教示をいかようにも限定するものとして見なされるべきものではない。
Claims (17)
- 質量分光計による分析のためにイオンを発生させるための装置であって、
イオン源チャンバを画定するイオン源筐体であって、前記イオン源チャンバが、質量分光計のサンプリングオリフィスと流体連通するように構成されている、イオン源筐体と、
液体サンプルを受容するための入口端と、前記液体サンプルを前記イオン源チャンバ内に放出することにより、放出された液体がサンプルプルームを形成するようにするための出口端とを有する第1の導管であって、前記サンプルプルームが、複数の液滴を含む、第1の導管と、
前記液体サンプルが前記出口端から前記イオン源チャンバ内に放出されるときにおける前記液滴の形成を促進するように、前記第1の導管内の前記液体サンプル中にキャビテーション気泡を発生させるために、前記第1の導管内を移送される間において、かつ、前記イオン源チャンバ内に放出されるのに先立って、前記第1の導管内を流れる前記液体サンプルを機械的に摂動させるための手段であって、前記第1の導管の前記出口端は、第2の導管を通して延在し、前記第2の導管は、前記第1の導管の前記出口端で、霧化するガスを供給するように構成されている、手段と、
前記液滴中に含有される1つまたはそれを上回る被検物質をイオン化するための手段と
を備える、装置。 - 前記第1の導管は、毛細管を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記霧化するガスは、約0.1L/分〜約20L/分の範囲の流速を有する、請求項2に記載の装置。
- 前記霧化するガスは、霧化される前記液体サンプルに対する前記霧化するガスの質量比が、約10μL/分〜約10mL/分の液流範囲にわたり約50を下回るような流速を有する、請求項2に記載の装置。
- 前記霧化するガスは、前記質量比が10μL/分〜10mL/分の液流範囲にわたり約30を下回るような流速を有する、請求項4に記載の装置。
- 前記第1の導管の前記出口端は、ノズルを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記液体サンプルを機械的に摂動させるための前記手段は、前記液体サンプルの内部エネルギーを増加させるための手段を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記液体サンプルを機械的に摂動させるための前記手段は、前記第1の導管内の前記液体サンプルと流体連通する振動隔膜を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記隔膜は、約20kHzを下回る周波数で振動する、請求項8に記載の装置。
- 前記周波数は、約1000Hzを下回る、請求項9に記載の装置。
- 前記液体サンプルを機械的に摂動させるための前記手段は、超音波トランスデューサを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記液体サンプルを機械的に摂動させるための前記手段は、前記第1の導管内の流量制限器を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記液体サンプルを機械的に摂動させるための前記手段は、前記第1の導管内のバッフルを含む、請求項12に記載の装置。
- 前記第1の導管内を流れる前記液体サンプルを加熱するための加熱器をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 質量分光計による分析のためにイオンを発生させる方法であって、
第1の導管の入口端で、サンプル源から液体サンプルを受容することと、
前記第1の導管の前記入口端から前記第1の導管の出口端まで前記液体サンプルを移送することと、
前記第1の導管内の前記液体サンプル中にキャビテーション気泡を発生させるために、前記第1の導管内を移送される間において、かつ、イオン源チャンバ内に放出されるのに先立って、前記液体サンプルを機械的に摂動させることであって、前記第1の導管の前記出口端は、第2の導管を通して延在し、前記第2の導管は、前記第1の導管の前記出口端で、霧化するガスを供給するように構成されている、ことと、
前記液体サンプルを前記第1の導管の出口端から前記イオン源チャンバに放出することにより、放出された液体がサンプルプルームを形成するようにすることであって、前記サンプルプルームが、複数の液滴を含む、ことと、
前記イオン源チャンバと流体連通する質量分光計のサンプリングオリフィスに入るのに先立って、前記液滴中に含有される被検物質をイオン化することと
を含む、方法。 - 前記液体サンプルを機械的に摂動させることは、前記液体サンプルの内部エネルギーを増加させることを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の導管内で前記液体サンプルを加熱することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
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