JP7327130B2 - イオン分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、質量分析装置やイオン移動度分析装置等のイオン分析装置に関する。

液体クロマトグラフと組み合わせて用いられる質量分析装置は一般に、該液体クロマトグラフのカラムから溶出してきた液体試料中の成分を略大気圧雰囲気の下でイオン化するイオン化室を有する。イオン化室には、液体試料を噴霧するためのネブライザガスと共に、噴霧された液体試料からの溶媒の気化（脱溶媒）を促進するために、高温（例えば400℃程度）に加熱されたヒーティングガス（アシストガス）が導入される。

特許文献１には、液体試料が流れる金属製のキャピラリと、該キャピラリの外側に同軸に設けられた管状部材から成りその一端がイオン化室に挿入された、ネブライザガスを噴射するノズル（「ネブライザガスノズル」とする）と、キャピラリ及びネブライザガスノズルとは独立に設けられた管状部材から成りその一端がイオン化室に挿入された、ヒーティングガスを噴射するノズル（「ヒーティングガスノズル」とする）とを備えた質量分析装置が記載されている。ネブライザガスノズルとヒーティングガスノズルはそれぞれ、イオン化室の壁からイオン化室内に挿入されている。ヒーティングガスノズルの管壁にはヒータとして加熱コイルが設けられている。ヒータは、特許文献１では管壁の内部に設けられているが、管壁よりも内側（つまりヒーティングガスの通路内）、あるいは管壁の周囲に設けてもよい。キャピラリには、接地との間に電圧を印加する電源が接続されている。

この質量分析装置では、キャピラリの先端から放出される液体試料がネブライザガスにより霧化されてイオン化室内に導入され、ヒータによって加熱されたヒーティングガスがイオン化室内に導入されることで液体試料の脱溶媒が促進される。その際にキャピラリに印加される電圧により生成される電場の作用によってイオンが生成される。

米国特許明細書第5,412,208号

特許文献１に記載の質量分析装置では、イオン化室の壁からイオン化室内に挿入されているネブライザガスノズル及びヒーティングガスノズルの一部がイオン化室の外に突出している。特にヒーティングガスノズルは、ヒーティングガスを高温に加熱するために、ヒーティングガスノズルの長手方向に関して或る程度の長さを有する加熱コイルを管壁内又は管壁の周囲に設ける必要があるため、イオン化室の壁から突出する長さが長くなってしまう。このようにヒーティングガスノズルが突出していることにより、質量分析装置の設置に要する空間が大きくなってしまう。

ここまでは質量分析装置を例に説明したが、液体試料をイオン化して分析を行う、イオン移動度分析装置等の他のイオン分析装置においても同様の問題が生じる。

本発明が解決しようとする課題は、設置に要する空間を小さくすることができるイオン分析装置を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るイオン分析装置の第１の態様のものは、
イオン化室と、
両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか若しくは双方又は前記周壁に設けられた複数のヒーティングガス流入口と、前記両端壁若しくは前記周壁のいずれかに直接、又は前記両端壁のいずれか若しくは前記周壁に一端が接続された第２管状部材の他端若しくは該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
を備える。

第１の態様のイオン分析装置において、前記ヒーティングガス流出口は、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる前記第２管状部材に設けられていることが望ましい。

本発明に係るイオン分析装置の第２の態様のものは、
イオン化室と、
両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に設けられたヒーティングガス流入口と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に一端が接続され、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材と、前記第２管状部材の他端又は該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
を備える。

第１の態様のイオン分析装置によれば、管状部材の両端壁のいずれか若しくは双方又は周壁に複数個設けられているヒーティングガス流入口からそれぞれヒーティングガスを流入させることにより、管状部材内にヒーティングガスの乱流が形成される。このように乱流が形成されると、管状部材内をガスがスムーズに流れる場合よりも、ヒータからヒーティングガスへの熱の伝達効率が高くなる。そのため、ヒータを小型化することができ、それに伴って管状部材を短くすることができるため、イオン化室からヒーティングガスノズルが突出する長さを短くすることができる。これにより、イオン分析装置の設置に要する空間を小さくすることができる。

第２の態様のイオン分析装置によれば、管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材に設けられたヒーティングガス流出口がイオン化室に挿入されている。第２管状部材は、ヒータを設ける必要がないため、管状部材よりも短くすることができる。そのため、管状部材の一端に設けられたヒーティングガス流出口がイオン化室に挿入されている従来のイオン分析装置よりも、イオン化室からヒーティングガスノズルが突出する長さを短くすることができる。これにより、イオン分析装置の設置に要する空間を小さくすることができる。

本発明に係るイオン分析装置の一実施形態である質量分析装置の全体構成を示す概略図。 本実施形態の質量分析装置におけるヒーティングノズル及びその周囲を示す拡大断面図。 本実施形態の質量分析装置においてヒーティングノズルをイオン化室に装着した状態を示す図。 比較例の質量分析装置においてヒーティングノズルをイオン化室に装着した状態を示す図。 ヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 ヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 ヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 ヒーティングガス流入口に関する変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 ヒーティングガス流入口に関する変形例のヒーティングノズルを示す拡大側面図。 ヒーティングガス流入口に関する変形例のヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 ヒーティングガス流入口に関する変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第２管状部材及びヒーティングガス流出口に関する変形例のヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第２管状部材及びヒーティングガス流出口に関する変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第２管状部材及びヒーティングガス流出口に関する変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第１の態様の要件のみを満たす変形例のヒーティングノズル、変形例の変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第１の態様の要件のみを満たす変形例のヒーティングノズル、変形例のヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第１の態様の要件のみを満たす変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 第２の態様の要件のみを満たす変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。 管状部材２１の一端に直接ヒーティングガス流入口を設けた変形例のヒーティングノズル、ヒータ及びそれらの周囲を示す拡大断面図。

図１～図９を用いて、本発明に係るイオン分析装置の実施形態を説明する。

(1) 本発明に係る質量分析装置（イオン分析装置）の一実施形態の構成
図１に、本実施形態のイオン分析装置である質量分析装置１０の概略構成を示す。この質量分析装置１０は、略大気圧であるイオン化室１１と、真空ポンプにより真空排気された高真空の分析室１４と、それらイオン化室１１と分析室１４との間に段階的に真空度が高められるように設けられた第１中間真空室１２及び第２中間真空室１３とを備えた多段差動排気系の構成を有している。イオン化室１１と第１中間真空室１２の間は細径のキャピラリ１１２を介して連通している。第１中間真空室１２と第２中間真空室１３との間は、頂部に小孔を有するスキマー１２３で隔てられている。第１中間真空室１２と第２中間真空室１３にはそれぞれ、イオンを収束させつつ後段へ輸送するためのイオンガイド１２１、１３１が設置されている。分析室１４には、四重極マスフィルタ１４１とイオン検出器１４２が設置されている。

イオン化室１１には、液体試料が流れる金属製のキャピラリ１５１と該キャピラリ１５１の外側に同軸に設けられた管状の部材から成るネブライザガスノズル１５２とを有するイオン化プローブ１５の先端付近が挿入されている。キャピラリ１５１には接地との間に電圧を印加する電源（図示せず）が接続され、ネブライザガスノズル１５２にはネブライザガスのガスボンベ１５３が接続されている。ネブライザガスには、例えば窒素ガスを用いることができる。

質量分析装置１０はさらに、ヒーティングガスノズル２０を有する。本実施形態におけるヒーティングガスノズル２０は、図２に示すように、円筒形の管状部材２１と、2個のヒーティングガス流入口２２１及び２２２と、第２管状部材２３と、ヒーティングガス流出口２４とを備える。管状部材２１は、周壁２１１と、管状部材２１の両端を気密に閉鎖する両端壁２１２（端壁２１２１及び２１２２）とを備える。周壁２１１及び両端壁２１２はいずれも、ステンレス鋼製である。

周壁２１１のうち、管状部材２１の一方の端付近には一方のヒーティングガス流入口２２１が、他方の端付近には他方のヒーティングガス流入口２２２が、それぞれ設けられている。本実施形態では、2つのヒーティングガス流入口２２１及び２２２の位置は、管状部材２１の周方向に関しては同じである。

周壁２１１のうち、管状部材２１の長手方向の中央であって周方向に関してヒーティングガス流入口２２１及び２２２と異なる位置を接続部２３１として、第２管状部材２３の一端が接続されている。なお、接続部２３１は、図２に示した例では周方向に関してヒーティングガス流入口２２１及び２２２とは180°異なる位置に設けているが、その位置から周方向にずれた位置に設けてもよい。第２管状部材２３の長手方向は、管状部材２１の長手方向に直交している。第２管状部材２３の他端は開放端であって該開放端がヒーティングガス流出口２４に該当する。ヒーティングガス流出口２４を含む第２管状部材２３の他端側の一部は、第２管状部材２３の長手方向がイオン化室１１の壁１１０に垂直になるようにイオン化室１１に挿入されている。ヒーティングガス流出口２４は、イオン化プローブ１５の先端の近傍に配置されている。

管状部材２１の周壁２１１よりも内側には、ヒータ２５が配置されている。ヒータ２５はニクロム線で構成されており、管状部材２１の内径よりも小さい外径を有するセラミックス製の管から成る芯材２５１の周壁の外面に巻回させてコイル状にしたものである。芯材２５１は、両端壁２１２の内表面に設けられた突起２１２３に端部が挿入されることによって管状部材２１に固定されている。また、ヒータ２５の両端はそれぞれ、両端壁２１２にそれぞれ設けられた電極（図示せず）に接続されており、それら電極はヒータ用の電源（図示せず）に接続されている。なお、両端壁２１２のいずれか一方又は両方は、芯材２５１の取り付けを行うために周壁２１１から着脱可能になっている。

ヒーティングガス流入口２２１及び２２２には、ヒーティングガスのガスボンベ２６（図１）が接続されている。ヒーティングガスには、例えば乾燥空気や窒素ガスを用いることができる。

キャピラリ１５１には、液体クロマトグラフ３０（図１）のカラム３４の出口が接続されている。液体クロマトグラフ３０は、カラム３４の他に、移動相が貯留された移動相容器３１と、移動相を吸引して一定流量（あるいは流速）で送給するポンプ３２と、移動相中に所定量の試料原液を注入するインジェクタ３３とを備える。カラム３４は、試料原液に含まれる成分を時間的に分離するものである。カラム３４から流出した、試料原液の成分と移動相から成る液体試料は、キャピラリ１５１に導入される。また、液体クロマトグラフ３０には、インジェクタ３３に複数の液体試料を１つずつ導入するオートサンプラ３５が接続されている。

(2) 本実施形態のイオン分析装置（質量分析装置）の動作
本実施形態の質量分析装置１０は、ヒーティングガスノズル２０の構成を除いて、従来の質量分析装置と同様の構成を有する。そのため以下では、ヒーティングガスノズル２０の動作を中心に説明し、ヒーティングガスノズル２０以外の質量分析装置１０の構成要素の動作は、ヒーティングガスノズル２０の動作と関連する点を除いて、概略のみを説明する。

液体クロマトグラフ３０では、従来と同様に試料原液に含まれる成分が時間的に分離された液体試料がカラム３４から流出し、イオン化プローブ１５のキャピラリ１５１に導入される。イオン化プローブ１５では、キャピラリ１５１の先端から液体試料が放出されると共に、ガスボンベ１５３から供給されるネブライザガスがネブライザガスノズル１５２の先端から放出されることにより、霧状の液体試料がイオン化室１１内に噴霧される。

さらに、イオン化室１１内には、以下のようにヒーティングガスが導入される。ガスボンベ２６からは常温のガスが放出され、そのガスはヒーティングガスノズル２０に設けられた2個のヒーティングガス流入口２２１及び２２２からそれぞれ管状部材２１内に流入する。管状部材２１内では、ヒータ２５に電流を流すことによってヒータ２５から熱が発生し、それによって、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２から管状部材２１内に流入したガスが加熱される。管状部材２１内で所定の温度（例えば400℃程度）に加熱されたヒーティングガスは、ヒーティングガス流出口２４からイオン化室１１内に導入される。

このようにヒーティングガスがイオン化室１１内に導入されることにより、イオン化室１１に噴霧された液体試料の脱溶媒が促進される。それと共に、キャピラリ１５１と接地の間に電圧が印加されることにより、液体試料からイオンが生成される。こうして溶媒が脱離したイオンは、イオンガイド１２１、１３１によって収束しつつ第１中間真空室１２及び第２中間真空室１３を通過し、分析室１４に導入される。分析室１４では、四重極マスフィルタ１４１によって、特定の質量電荷比を有するイオンのみを通過させるか、又は通過させるイオンの質量電荷比を所定の範囲内で走査し、四重極マスフィルタ１４１を通過したイオンをイオン検出器１４２で検出する。

本実施形態の質量分析装置１０によれば、ヒーティングガスノズル２０に複数個（2個）のヒーティングガス流入口２２１及び２２２が設けられていることにより、それら複数個のヒーティングガス流入口２２１及び２２２からそれぞれ管状部材２１内に流入したガスがぶつかり合って、ガスの乱流が形成される。このように乱流が形成されると、管状部材内をガスがスムーズに流れる場合よりも、ヒータ２５からガスへの熱の伝達効率が高くなる。その結果、ヒータ２５を小型化しても、従来のヒーティングガスノズルと同様の温度まで加熱されたヒーティングガスを得ることができる。このようにヒータ２５を小型化することにより、ヒータ２５が収容されている管状部材２１の長さを短くすることができる。これにより、管状部材２１の長手方向に関してヒーティングガスノズル２０が占める空間を小さくすることができる。

また、本実施形態の質量分析装置１０によれば、管状部材２１の長手方向とは90°異なる方向に延びる第２管状部材２３の端部にヒーティングガス流出口２４が設けられている。第２管状部材２３は、ヒータを設ける必要がないため、管状部材２１よりも短くすることができる。このような短い第２管状部材２３の端部に設けられたヒーティングガス流出口２４がイオン化室１１に挿入されている（図３Ａ）ため、管状部材９１の一端に設けられたヒーティングガス流出口９４がイオン化室に挿入されている従来の質量分析装置（図３Ｂ。なお、同図において、符号９２を付したものはヒーティングガス流入口、符号９５を付したものはヒータである。）よりも、ヒーティングガスノズル２０がイオン化室１１の壁１１０から突出する長さD（従来は図３Ｂ中に示した長さL ₀ ）を短くすることができる。これにより、ヒーティングガスノズル２０がイオン化室１１の壁１１０から突出して占める空間を小さくすることができる。

(3) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、ヒータ２５は上記の芯材２５１の周壁の外面に巻回させたものには限定されず、管状部材２１の周壁２１１の内面に固定したもの（図４Ａ）、周壁２１１内に埋め込んだもの（図４Ｂ）、あるいは周壁２１１の周囲に巻回させたもの（図４Ｃ）を用いることができる。これら図４Ａ～Ｃに挙げた構成では、芯材２５１を用いないため、両端壁２１２に突起２１２３を設ける必要がない。また、ヒータ２５の形状も上記のコイル状のものには限定されず、種々の変形が可能である。

管状部材２１の周壁２１１及び両端壁２１２の材料は、上記のステンレス鋼には限られず、管状部材２１内のガスの温度に対する耐性を有する材料であれば、ステンレス鋼以外の金属やセラミックス等、種々の材料を用いることができる。また、上記実施形態では周壁２１１及び両端壁２１２には同じ材料を用いているが、互いに異なる材料を用いてもよい。

上記実施形態では、2個のヒーティングガス流入口２２１及び２２２は周壁２１１のうち管状部材２１の両端付近にそれぞれ1個ずつ設け、ヒーティングガス流出口２４は周壁２１１のうち管状部材２１の長手方向の中央付近の接続部２３１で接続した第２管状部材２３の先端に設けたが、それらヒーティングガス流入口及びヒーティングガス流出口の位置は上記のものには限定されない。例えば、ヒーティングガス流出口２４は周壁２１１のうち管状部材２１の長手方向の一方の端付近の接続部２３１で接続した第２管状部材２３の先端に設け、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２は周壁２１１のうち管状部材２１の長手方向の他方の端付近と中央付近に設けてもよい（図５Ａ）。

また、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２を管状部材２１の長手方向には同じ位置であって周方向には異なる位置に配置してもよい。図５Ｂには、管状部材２１を一方の端壁２１２１側から見た図を示す。さらには、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２を管状部材２１の長手方向、周方向のいずれにも異なる位置に配置してもよい。

あるいは、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２を管状部材２１の両端壁２１２にそれぞれ1個ずつ設けてもよい（図５Ｃ）。さらには、ヒーティングガス流入口２２１及び２２２のうちの一方のみを両端壁２１２のいずれかに設け、他方を周壁２１１に設けてもよい（図示省略）。

例えば図５Ｄに示したヒーティングガス流入口２２１、２２２、２２３及び２２４のように、ヒーティングガスノズル２０はヒーティングガス流入口を3個以上（図５Ｄの例では4個）有していてもよい。

あるいは、第２管状部材２３を管状部材２１の両端壁２１２のいずれか一方に接続してもよい。この場合において、第２管状部材２３中における管状部材２１の両端壁２１２のいずれか寄りの位置に屈曲部２３４を設けることにより、第２管状部材２３の長手方向の向きを管状部材２１の長手方向とは異なる向きとすることができる（図６Ａ）。

ヒーティングガス流出口２４は、第２管状部材２３の周壁２３２に設けてもよい（図６Ｂ）。この場合、接続部２３１とは反対側の第２管状部材２３の端部は端壁２３３で閉鎖しておく。

第２管状部材２３の長手方向は、ここまでに示した例では管状部材２１の長手方向に対して直交しているが、それ以外の方向に延びていてもよい。図６Ｃに示した例では、第２管状部材２３の長手方向は管状部材２１の長手方向に対して斜交している。

ここまで、図５Ａ～Ｄ及び図６Ａ～Ｃを参照しつつヒーティングガスノズルの種々の変形例を示したが、図２に示した本実施形態、図５Ｃ及びＤ、並びに図６Ｂ及びＣに示した変形例のように、複数のヒーティングガス流入口２２１、２２２、２２３、２２４のうちの一部は管状部材２１と第２管状部材２３の接続部２３１よりも管状部材２１の長手方向の一方の側に設けられ、残りが該長手方向の他方の側に設けられていることが好ましい。これにより、各ヒーティングガス流入口とヒーティングガス流出口との間の流路の長さが均一に近くなるため、ヒーティングガスを効率よく加熱することができる。

また、このように複数のヒーティングガス流入口２２１、２２２、２２３、２２４が接続部２３１を基準として管状部材２１の長手方向の両側に分かれて配置されている場合において、接続部２３１は、管状部材２１を長手方向に等分割した3つの領域（図２、図５Ｃ及びＤ、並びに図６Ｂ及びＣには、それら3つの領域の境界を一点鎖線で示す）のうち中央の領域に設けられ、一部のヒーティングガス流入口２２１、２２３が該3つの領域のうち一方の端側の領域に設けられ、他のヒーティングガス流入口２２２、２２４が該3つの領域のうち他方の端側の領域に設けられていることが、より好ましい。これにより、各ヒーティングガス流入口とヒーティングガス流出口との間の流路の長さがより均一に近くなるため、ヒーティングガスをより効率よく加熱することができる。

ここまでに述べた実施形態及び各変形例はいずれも、本発明の第１の態様におけるヒーティングガス流入口が管状部材に複数個設けられているという特徴と、本発明の第２の態様におけるヒーティングガス流出口が管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材に設けられているという特徴の双方を有している。一方、本発明に係るイオン分析装置は、これら2つの特徴のうちのいずれか一方のみを有していてもよい。

例えば、ヒーティングガス流入口２２１、２２２が管状部材２１に複数個設けられていれば、第２管状部材２３の長手方向が管状部材２１の長手方向と同じ方向であるもの（図７Ａ）や、第２管状部材２３を設けることなく管状部材２１の両端壁２１２のいずれか（図７Ｂ）及び／又は周壁２１１（図７Ｃ）にヒーティングガス流出口２４を有するものは、本発明の第１の態様に含まれる。管状部材２１の両端壁２１２のいずれか及び／又は周壁２１１にヒーティングガス流出口２４を有する場合には、管状部材２１のうちヒーティングガス流出口２４を含む部分をイオン化室１１内に挿入する。

また、ヒーティングガス流出口２４が管状部材２１の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材２３に設けられていれば、ヒーティングガス流入口２２１を1個のみ有するもの（図８）は、本発明の第２の態様に含まれる。

管状部材２１の両端のいずれかが開放されており、当該開放端がヒーティングガス流入口（図９参照）又はヒーティングガス流出口として機能している場合には、開放されている端部に仮想的な端壁が存在するとみなして、本発明における「両端壁及び周壁を有する管状部材」との要件を満たしているものとする。

ここまで、ヒーティングガスノズル及びヒータの変形例を説明したが、それら以外の質量分析装置の構成や、液体クロマトグラフの構成も適宜変形が可能である。また、液体クロマトグラフと併用しない質量分析装置にも本発明を適用することができる。さらに、イオン移動度分析装置等の、質量分析装置以外のイオン分析装置にも本発明を適用することができる。

ここまでに述べた実施形態又は各変形例が有する各構成要素を、他の実施形態又は各変形例における同種且つ異なる形態を有する構成要素に変更することにより、それら実施形態又は各変形例を適宜変形してもよい。

［態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）
第１項に係るイオン分析装置は、
イオン化室と、
両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか若しくは双方又は前記周壁に設けられた複数のヒーティングガス流入口と、前記両端壁若しくは前記周壁のいずれかに直接、又は前記両端壁のいずれか若しくは前記周壁に一端が接続された第２管状部材の他端若しくは該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
を備える。

第１項に係るイオン分析装置によれば、管状部材の両端壁のいずれか若しくは双方又は周壁（側壁）に複数個設けられているヒーティングガス流入口からそれぞれヒーティングガスを流入させることにより、管状部材内にヒーティングガスの乱流が形成される。このように乱流が形成されると、管状部材内をガスがスムーズに流れる場合よりも、ヒータからヒーティングガスへの熱の伝達効率が高くなる。そのため、ヒータを小型化することができ、それに伴って管状部材を短くすることができるため、イオン化室からヒーティングガスノズルが突出する長さを短くすることができる。これにより、イオン分析装置の設置に要する空間を小さくすることができる。

なお、管状部材の両端部のうち、ヒーティングガス流入口、ヒーティングガス流出口及び第２管状部材のいずれもが設けられていない端部は、端壁によって閉鎖されている。ヒーティングガス流入口は、管状部材の両端壁のみに設けられていてもよいし、周壁のみに設けられていてもよく、両端壁のいずれか一方に1個と周壁に1個ずつ設けられていてもよい。また、ヒーティングガス流入口は、両端壁のいずれか若しくは双方又は周壁に3個以上設けられていてもよい。ヒーティングガス流出口が管状部材の周壁に設けられている場合には、管状部材を少なくとも一方の端部からヒーティングガス流出口の位置までイオン化室に挿入する。同様に、ヒーティングガス流出口が第２管状部材の周壁に設けられている場合には、第２管状部材を少なくとも前記他端からヒーティングガス流出口の位置までイオン化室に挿入する。

（第２項）
第２項に係るイオン分析装置は、第１項に係るイオン分析装置において、前記ヒーティングガス流出口は、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる前記第２管状部材に設けられている。

第２項に係るイオン分析装置によれば、管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材は、ヒータを設ける必要がないことから管状部材よりも短くすることができる。このような第２管状部材に設けられたヒーティングガス流出口をイオン化室に挿入することにより、管状部材の一端に設けられたヒーティングガス流出口がイオン化室に挿入されている従来のイオン分析装置よりも、イオン化室からヒーティングガスノズルが突出する長さを短くすることができる。これにより、イオン分析装置の設置に要する空間を小さくすることができる。

（第３項）
第３項に係るイオン分析装置は、第２項に係るイオン分析装置において、
前記第２管状部材は前記管状部材の周壁に接続されており、
前記管状部材と前記第２管状部材の接続部よりも該管状部材の長手方向の一方の側に前記複数のヒーティングガス流入口のうちの一部のものが設けられ、該長手方向の他方の側に該複数のヒーティングガス流入口のうちの他のものが設けられている。

第３項に係るイオン分析装置によれば、複数のヒーティングガス流入口が、管状部材と第２管状部材の接続部から見て管状部材の長手方向の両側に分かれて設けられているため、複数のヒーティングガス流入口が接続部から見て管状部材の長手方向の一方の側にのみに設けられている場合よりも、各ヒーティングガス流入口とヒーティングガス流出口との間の流路の長さが均一に近くなる。そのため、ヒーティングガスを効率よく加熱することができる。

（第４項）
第４項に係るイオン分析装置は、第３項に係るイオン分析装置において、前記接続部は、前記管状部材を長手方向に等分割した3つの領域のうち中央の領域に設けられ、前記複数のヒーティングガス流入口のうちの一部のものが該3つの領域のうち一方の端側の領域に設けられ、該複数のヒーティングガス流入口のうちの他のものが該3つの領域のうち他方の端側の領域に設けられている。

第４項に係るイオン分析装置によれば、各ヒーティングガス流入口とヒーティングガス流出口との間の流路の長さがより均一に近くなるため、ヒーティングガスをより効率よく加熱することができる。

（第５項）
第５項に係るイオン分析装置は、
イオン化室と、
両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に設けられたヒーティングガス流入口と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に一端が接続され、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材と、前記第２管状部材の他端又は該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
を備える。

第５項に係るイオン分析装置によれば、管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材に設けられたヒーティングガス流出口がイオン化室に挿入されている。第２管状部材は、ヒータを設ける必要がないため、管状部材よりも短くすることができる。そのため、管状部材の一端に設けられたヒーティングガス流出口がイオン化室に挿入されている従来のイオン分析装置よりも、イオン化室からヒーティングガスノズルが突出する長さを短くすることができる。これにより、イオン分析装置の設置に要する空間を小さくすることができる。

第５項に係るイオン分析装置では、ヒーティングガス流入口は前記両端壁のいずれか又は前記周壁に少なくとも1個設ければよい（なお、第５項に係るイオン分析装置においてヒーティングガス流入口を前記両端壁のいずれか若しくは双方又は前記周壁に複数個設けたものは、第２項に係るイオン分析装置と同じ構成となる）。

１０…質量分析装置（イオン分析装置）
１１…イオン化室
１１０…イオン化室の壁
１１２…キャピラリ
１２…第１中間真空室
１２１…イオンガイド
１２３…スキマー
１３…第２中間真空室
１４…分析室
１４１…四重極マスフィルタ
１４２…イオン検出器
１５…イオン化プローブ
１５１…キャピラリ
１５２…ネブライザガスノズル
１５３…ガスボンベ
２０…ヒーティングガスノズル
２１、９１…管状部材
２１１…周壁
２１２…両端壁
２１２１、２１２２…端壁
２１２３…突起
２２１、２２２、２２３、２２４、９２…ヒーティングガス流入口
２３…第２管状部材
２３１…接続部
２３２…第２管状部材の周壁
２３３…第２管状部材の端壁
２３４…屈曲部
２４、９４…ヒーティングガス流出口
２５、９５…ヒータ
２５１…芯材
２６…ガスボンベ
３０…液体クロマトグラフ
３１…移動相容器
３２…ポンプ
３３…インジェクタ
３４…カラム
３５…オートサンプラ

Claims (5)

1. イオン化室と、
   前記イオン化室内に液体試料を噴霧する試料噴霧ノズルと、
   両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか若しくは双方又は前記周壁に設けられた、前記管状部材内にヒーティングガスを流入させる複数のヒーティングガス流入口と、前記両端壁若しくは前記周壁のいずれかに直接、又は前記両端壁のいずれか若しくは前記周壁に一端が接続された第２管状部材の他端若しくは該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入された、前記試料噴霧ノズルから前記液体試料が噴霧された前記イオン化室内の領域に前記ヒーティングガスを流出させるヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
   前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
   を備えるイオン分析装置。
2. イオン化室と、
   両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか若しくは双方又は前記周壁に設けられた複数のヒーティングガス流入口と、前記両端壁若しくは前記周壁のいずれかに直接、又は前記両端壁のいずれか若しくは前記周壁に一端が接続された第２管状部材の他端若しくは該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる前記第２管状部材に設けられている、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
   前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
   を備えるイオン分析装置。
3. 前記第２管状部材は前記周壁に接続されており、
   前記管状部材と前記第２管状部材の接続部よりも該管状部材の長手方向の一方の側に前記複数のヒーティングガス流入口のうちの一部のものが設けられ、該長手方向の他方の側に該複数のヒーティングガス流入口のうちの他のものが設けられている、
   請求項２に記載のイオン分析装置。
4. 前記接続部は、前記管状部材を長手方向に等分割した3つの領域のうち中央の領域に設けられ、
   前記複数のヒーティングガス流入口のうちの一部のものが該3つの領域のうち一方の端側の領域に設けられ、
   該複数のヒーティングガス流入口のうちの他のものが該3つの領域のうち他方の端側の領域に設けられている、
   請求項３に記載のイオン分析装置。
5. イオン化室と、
   両端壁及び周壁を有する管状部材と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に設けられたヒーティングガス流入口と、前記両端壁のいずれか又は前記周壁に一端が接続され、前記管状部材の長手方向とは異なる方向に延びる第２管状部材と、前記第２管状部材の他端又は該第２管状部材の周壁である第２周壁に設けられ、前記イオン化室に挿入されたヒーティングガス流出口と、を有するヒーティングガスノズルと、
   前記周壁よりも内側、該周壁の内部又は該周壁の周囲に設けられたヒータと
   を備えるイオン分析装置。

Images