JPH01255146A - 高圧質量分析法のためのイオン化方法及び装置 - Google Patents

高圧質量分析法のためのイオン化方法及び装置

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JPH01255146A
JPH01255146A JP63080242A JP8024288A JPH01255146A JP H01255146 A JPH01255146 A JP H01255146A JP 63080242 A JP63080242 A JP 63080242A JP 8024288 A JP8024288 A JP 8024288A JP H01255146 A JPH01255146 A JP H01255146A
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敏博 藤井
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KOKURITSU KOGAI KENKYUSHO
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、質量分析を行うために試料をイオン化するイ
オン化方法及び装置に関するもので、特に、大気圧下で
イオン化する高圧質量分析のためのイオン化方法及び装
置に関するものである。
(従来の技術) 微量成分の検出には質量分析法が用いられることが多い
。質量分析法は、ガス化した試料をイオン化し、磁場あ
るいは電場からなる分析場を通すことにより各イオンを
その質量に従って分離させ、これを検出測定するという
ものである。したがって、分子ないしは原子単位での分
析が可能であり、特に微量生体代謝物質の検H,1や公
害成分あるいは半導体製造プロセスガスユこ含まれる極
微量不純物の分析等に威力を発揮するものとなっている
ところで、このような質量分析を行うためには、試料を
イオン化することが必要となる。従来は、そのような試
料のイオン化には、一般に、試料に高速の電子を当てる
電子衝撃法が用いられていた。
しかしながら、電子衝撃によって試料をイオン化するた
めには、電子を高速まで加速しなければならないので、
試料をイオン化するイオン化室を高度の真空に保つこと
が必要となる。そのために、質量分析装置全体が大掛か
りなものとなってしまう。また、電子を高速で当てると
、試料が破壊され、低分子量の物質が生ずることもある
。そのような物質が生成されると、分析結果に誤差が生
ずることになる。
このようなことから、大気圧下のイオン化室内において
、放射線源63N iあるいはコロナ放電を利用して化
学的に反応しやすい元素のイオンを生成し、そのイオン
、すなわち−次イオンを試料と反応させることにより、
試料をイオン化するという方法が見出され、その方法を
利用した高圧質量分析装置が開発されている。
(発明が解決しようとする課題) このような高圧質量分析を効率よく行うためには、イオ
ン化室内の一次イオンの濃度を高くすることが必要とな
る。しかしながら、放射線やコロナ放電によって一次イ
オンを生成するものでは、その生成時に、−次イオンと
同数の電子が生成されることになる。そして、その電子
が一次イオンと再結合してしまう。そのために、イオン
化室内の一次イオンの濃度を十分満足し得る程度にまで
高めることができないという問題がある。
また、試料が有機物である場合には、−次イオンとの化
学反応が生じにくいという問題もある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、大気圧下において試料を効率よくイオ
ン化することのできる方法及び装置を得ることである。
(課題を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明では、高圧質量分析
装置のイオン化室内に、アルカリ金属塩、例えば酸化リ
チウムを含む一次イオン発生体を配置し、そのイオン発
生体を加熱するようにしている。
アルカリ金属塩は、例えばアルミナシリケートと混合さ
れ、電気加熱される金属線にビード状に取り付けられる
(作用) このように、アルカリ金属塩を含む一次イオン発生体を
加熱すると、その表面からアルカリ金属イオンが電離す
る。アルカリ金属は、このような表面電離が最も生じや
すい。しかも、表面電離によるときは、電子はイオン発
生体の内部にとどめられる。したがって、イオン化室内
のアルカリ金属イオンは豊富となる。
そして、アルカリ金属イオンは、種々の有機物とも付加
反応する。特にリチウムイオンは付加反応を生じやすい
。したがって、イオン化室内のアルカリ金属イオンは効
率よく試料に付加され、試料の付加イオンを形成する。
アルカリ金属塩は粉末状であるが、アルミナシリケート
と混合することにより粘稠状となる。したがって、これ
を細い金属線にも取り付けることが可能となり、その金
属線を電気加熱することによって加熱されるようになる
(実施例) 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
図は本発明を適用した高圧質量分析計の一例を示すもの
で、第1図はその全体構成図であり、第2図はそのイオ
ン源部の詳細図である。
第1図から明らかなように、高圧質量分析計1は、試料
をイオン化しそれを加速するイオン源部2と、そのイオ
ン源部2から放出されるイオンビームな分離分析する分
析場3と、分離されたイオンを検出測定する検出部4と
からなっている。分析場3は、−様磁場からなるレンズ
として構成され、イオンがその質量ごとに分離されて検
出部4に到達するようにされている。
検出部4においては、イオン電流が検出されるようにな
っている。
第2図に示されているように、イオン源部2にはイオン
化室5が設けられている。このイオン化室5には試料導
入口6が設けられ、ガス化された試料が窒素ガス等の不
活性ガスからなるキャリヤガスとともにその導入口6か
らイオン化室5内に導入されるようになっている。また
、イオン化室5の前端面には、イオン化された試料を分
析場3に放出するためのイオン源スリット7が設けられ
ている。
イオン化室S内には、白金からなる加熱線8が配置され
ている。その加熱線8は、一対のリード線9.9を介し
て外部の電源に接続され、電気的に加熱されるようにな
っている。その加熱線8には、アルカリ金属塩である酸
化リチウムをアルミナシリケートに混合した混合物から
なる一次イオン発生体10が取り付けられている。その
イオン発生体lOは、ビード状に形成されでいる。
次に、このように構成された高圧質量分析計の作用につ
いて説明する。
加熱線8を電気加熱すると、それに取り付けられている
一次イオン発生体10が加熱され、その表面からリチウ
ムイオンLi3が電離する。このとき、電子はそのイオ
ン発生体10の内部にとどめられる。したがって、イオ
ン化室5内はリチウムイオンが豊富な状態となる。
そこで、このイオン化室5内にキャリヤガスとともに試
料を導入すると、その試料にリチウイオンがくっつく。
すなわち、試料分子なMとすると、 Lビ+M−MLビ という付加反応が生じる。こうして、試料Mは付加イオ
ンM L i ”となり、イオン化されたことになる。
この付加イオンは、加速されてイオンビームとなり、イ
オン源スリット7から分析場3を通して検出部4に導か
れる。したがって、検出部4においてはこの付加イオン
の質量が検出されることになるが、リチウムイオンの質
量がわかっているので、その付加イオンの質量から試料
の質量を求めることができる。
このようにして、アルカリ金属の表面電離とアルカリ金
属イオンの付加反応とを利用することにより、大気圧下
において試料を効率よくイオン化することが可能となる
。加熱による表面電離は、アルカリ金属であればいずれ
も生じるが、中でもセシウムが最も電離しやすい、しか
しながら、有機物との付加反応はリチウムが最も生じや
すい。そこで、この実施例ではリチウム塩を用いること
としたが、ナトリウム塩やカリウム塩等を用いることも
できる。
また、アルカリ金属塩とアルミナシリケートとを混合す
ることによって、その混合物は粘稠性を有するものとな
り、細い加熱線8にも容易に固定することができるよう
になる。しかしながら、粉末状のアルカリ金属塩を適宜
の方法で安定した材料からなる平板等の表面に固着し、
それを加熱するようなことも考えられる。
なお、上記実施例においては、本発明を高圧質量分析計
に適用した例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、高圧質量分析器にも適用することができることは明
らかであろう。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、アル
カリ金属塩を加熱することによりアルカリ金属イオンを
生成し、そのアルカリ金属イオンと試料との付加反応に
より試料をイオン化するようにしているので、そのイオ
ン化が大気圧下において効率よく行われるようになると
ともに、種々の有機物のイオン化も可能となる。そして
、試料が破壊されることもなくなるので、精度の高い質
量分析が可能となる。
また、本発明によれば、アルカリ金属塩とアルミナシリ
ケートとを混合し、その混合物によって一次イオン発生
体を形成するようにしているので、細い金属線にも容易
に、しかも確実に固定することができる。そして、その
金属線を電気加熱すればそれに固定された一次イオン発
生体が加熱されるようになるので、極めて簡単なイオン
化装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を適用した高圧質量分析装置の一例を
示す縦断面図、 第2図は、その高圧質量分析装置のイオン源部を示す拡
大縦断面図である。 l・・・高圧質量分析計    2・・・イオン源部5
・・・イオン化室      6・・・試料導入口8・
・・加熱線(金属線) 10・・・−次イオン発生体 特許出曝人  国立公害研究所長 江上信雄

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料がキャリヤガスとともに導入される高圧質量
    分析装置のイオン化室内にアルカリ金属塩を含む一次イ
    オン発生体を配置し、これを加熱することによりアルカ
    リ金属イオンを発生させ、 そのアルカリ金属イオンと前記試料との付加反応により
    前記試料の付加イオンを形成するようにした、 高圧質量分析のためのイオン化方法。
  2. (2)前記アルカリ金属塩としてリチウム塩を用いるこ
    とを特徴とする、 請求項1記載のイオン化方法。
  3. (3)試料がキャリヤガスとともに導入される高圧質量
    分析装置のイオン化室内に、電気加熱される金属線を配
    置し、 その金属線に、アルカリ金属塩とアルミナシリケートと
    を混合した混合物をビード状に取り付けてなる、 高圧質量分析のためのイオン化装置。
JP63080242A 1988-04-02 1988-04-02 高圧質量分析法のためのイオン化方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0748371B2 (ja)

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