JPH03261061A - ガスクロマトグラフ質量分析計 - Google Patents

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、ガスクロマトグラフ質量分析計（以下、ＧＣ
／ＭＳという）に関する。

〈従来の技術〉 一般に、ＧＣ／ＭＳにおいては、ガスクロマトグラフで
成分分離された試料成分をイオン源でイオン化した後、
質量分析計に導入して質量分離を行い試料の定性、定量
分析等を行う。

ところで、ガスクロマトグラフにおいて試料を成分分離
するために使用されるカラムの種類には、充填剤をつめ
て使用するバツクドカラムと、毛細管の内壁に吸着剤を
塗布して使用するキャピラリカラムとがある。特に、後
者のキャピラリカラムは、キャリアガスの流量を少なく
でき、しかも、高分解能であることから、近年は多用さ
る傾向にある。

このキャピラリカラムを使用する場合において、キャピ
ラリカラムをジェットセパロータ等のインターフェイス
を介してイオン源に接続すると、イオン源に試料成分が
導入されるまでの路程が長くなり、途中で試料成分が吸
着、分解するなどの不都合を生じる場合がある。また、
ジェットセパレータでキャリアガスを除く際には、試料
成分の一部も同時に排出されるために、検出感度の低下
をもたらす。

そのため、近年は、キャピラリカラムをイオン源に直結
し、ガスクロマトグラフで分離された試料成分を直ちに
イオン源でイオン化する構成を採用したものが提供され
ている。

このように、キャピラリカラムをイオン源に直結した構
成のものは、イオン源に導入されるまでの間の試料成分
の吸着や分解が少なく、また、途中で試料成分が余分に
除かれるおそれがないという利点があるものの、溶媒が
そのままイオン源に導入される。すなわち、通常、試料
は溶媒で希釈し、この溶液がカラムに導入されるが、カ
ラムからイオン源に至る路程には溶媒を除く手段が何等
設けられていないので、カラムから流出した試料成分と
溶媒とはいずれもイオン源にそのまま流れ込むことにな
る。このように、溶媒がイオン源に多量に流入すると、
この溶媒によって熱電子放出用のフィラメントが汚染さ
れ、寿命の低下をもたらす。

この不具合を回避するために、従来技術では、キャピラ
リカラムから溶媒が流出するタイミングと試料成分が流
出するタイミングとでは時間差があることを利用し、溶
媒が導入される時間だけフィラメントの通電をオフにし
てフィラメントを保護するようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、このような対策を講じても、イオン源に導入さ
れた溶媒がフィラメントに吸着するなどして汚染される
ことには代わりないので、フィラメントの寿命を延ばす
ことには自と限界があった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、キャピラリカラムがイオン源に直結された構成のＧ
Ｏ／ＭＳにおいて、フィラメントの寿命を従来よりも長
く保つことができ、また、イオン源内壁の汚染も少なく
するものである。

本発明は、上記の課題を解決するため、試料を各成分に
分離するキャピラリカラムを有するガスクロマトグラフ
と、これにより分離された各成分をイオン化するイオン
源と、イオン源でイオン化された試料成分を質量分離す
る質量分析計とを備え、前記イオン源は、真空室を構成
するハウジング内にイオン化室を構成するイオン源ブロ
ックが配置され、このイオン源ブロックに前記キャピラ
リカラムが直結され、また、イオン源ブロックの外方に
はフィラメントが配置されて構成されているガスクロマ
トグラフ質量分析計において、次の構成を採る。

すなわち、本発明のＧｃ／Ｍｓでは、イオン源ブロック
に、イオン化室内に連通ずる溶媒排出路の一端を接続し
、この溶媒排出路の他端を前記具空室の外部に導出し、
その導出部を真空ポンプに接続するとともに、導出部の
途中に開閉バルブを設ける一方、キャピラリカラムから
流出する溶媒と試料成分の流出タイミングに応じて前記
開閉バルブを開閉制御するコントローラを備えた構成と
した。

〈作用〉 上記構成において、溶媒で希釈された試料がキャピラリ
カラムに導入されると、このカラムからは試料や溶媒が
分離されて流出され、これらの成分試料や溶媒がいずれ
もイオン源にそのまま流れ込む。この場合、キャピラリ
カラムから溶媒が流出するタイミングと試料成分が流出
するタイミングとでは時間差があり、通常は、溶媒の方
が早期に流出する。したがって、コントローラは、溶媒
がイオン化室に流入する時間だけ開閉バルブを開き、真
空ポンプによってイオン化室内に流入する溶媒を溶媒排
出路を介して積極的に大気中に排出する。

このため、フィラメントやイオン化室内壁等への溶媒の
吸着が防止される。イオン化室内への溶媒の流入期間が
過ぎれば、コントローラは、開閉バルブを閉じる。これ
により、次に、イオン化室内に導入される試料成分がフ
ィラメントからの熱電子によってイオン化される。

〈実施例〉 第１図は本発明の実施例に係るＧＣ／ＭＳのイオン源部
分の断面図である。

同図において、符号１はハウジングで、このハウジング
１によってその内部に真空室２が形成されている。４は
キャピラリカラム、６はイオン源ブロックで、その内部
には試料成分をイオン化するためのイオン化室８が形成
されている。そして、このイオン源ブロック６にキャピ
ラリカラム４の一端が直結されるとともに、キャピラリ
カラム４の末端部分がイオン化室８に開口している。１
０は熱電子発生用のフィラメント、１２は熱電子女は止
めてイオン化に寄与する電子電流をモニタするためのト
ラップ、１４ａ、１４ｂはフィラメント１０からの熱電
子が空間的に発散するのを防いで試料成分への衝突の確
率を高めるために設けられたコリメーションマグネット
、１６はキャピラリカラム４を間接加熱することにより
試料成分の吸着を防止するための加熱ブロック、１８は
真空室２内を排気するためのターボ分子ポンプである。

この実施例の特徴は、上記のイオン源ブロック６に、イ
オン化室８内に連通ずる溶媒排出路２０の一端が接続さ
れており、この溶媒排出路２０の他端はハウジングｌを
貫通して真空室２の外部に導出され、その導出部に真空
ポンプ（本例ではターボ分子ポンプ）２２が接続されて
いる。そして、溶媒排出路２０の大気側の部分に開閉バ
ルブ２４が設けられている。

２６は真空室２内を予備排気する際に使用されるロータ
リポンプ、２８はイオン源ブロック６を電気的に絶縁す
るためのインシユレータである。

すなわち、イオン化室８内でイオン化された試料成分は
、図外の質量分析計に向けて引き出すために電位勾配を
もたせる必要がある関係上、インシュレータ２８によっ
てイオン源ブロック６とハウジング２とを電気的に絶縁
している。

３０はキャピラリカラム４からイオン化室８内に流入す
る溶媒と試料成分の各々タイミングに応じて開閉バルブ
を開閉制御するとともに、これに同期してフィラメント
１０の加熱電源（図示省略）をオン・オフ制御するコン
トローラ、３２はイオン化室８内に流入する溶媒と試料
成分の各タイミング時間を設定する設定器である。

上記構成において、キャピラリカラム４からは試料や溶
媒が分離されて流出され、これらの成分試料や溶媒がイ
オン化室８内に流入される。この場合、第２図（ａ）に
示すように、キャピラリカラム４から溶媒が流出するタ
イミングと試料成分が流出するタイミングとでは時間差
があり、通常は、溶媒の方が早期に流出する。したがっ
て、予め設定器３２によって、溶媒と試料成分が流出す
るタイミングを設定しておけば、コントローラ３０は、
同図（ｂ）に示すように、溶媒がイオン化室８内に流入
する時間Ｔ。だけ開閉バルブ２４を開くとともに、フィ
ラメントＩＯの加熱電源をオフにする。

このため、ターボ分子ポンプ２２によってイオン化室８
内に流出する溶媒は、溶媒排出路２０を介し、て大気中
に排出される。その結果、フィラメント１０やイオン化
室８やハウジング２の内壁に溶媒の吸着するのが防止さ
れる。

イオン化室８内への溶媒の流入期間が過ぎれば、コント
ローラ３０は、開閉バルブ２４を閉じるとともに、フィ
ラメント１０の加熱電源をオンにする。これにより、次
に、イオン化室８内に導入される試料成分がフィラメン
ト１０からの熱電子によってイオン化される。

〈発明の効果〉 本発明によれば、キャピラリカラムがイオン源に直結さ
れた構成のＧＣ／ＭＳにおいて、溶媒がイオン化チェン
バに流入する時間だけコントローラによって開閉バルブ
が開かれ、真空ポンプによって溶媒排出路を介して溶媒
が積極的に排出される。

このため、フィラメントやイオン化チェンバの内壁等へ
の溶媒の吸着が防止される。その結果、フィラメントの
寿命を従来よりも長く保つことができ、また、イオン源
内壁の汚染も少なくなる。しかも、イオン源に溶媒が導
入される際には、開閉バルブが閉じられるので、分析結
果には回答影響を及ぼさない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示すもので、第
１図はガスクロマトグラフ質量分析計のイオン源部分の
断面図、第２図はキャピラリカラムで分離される溶媒と
試料成分の流出タイミングの時間的な関係と、開閉バル
ブの開閉タイミングとを比較して示すタイミングチャー
トである。 １・・・ハウジング、２・・・真空室、４・・・キャピ
ラリカラム、６・・・イオン源ブロック、８４・・・イ
オン化室、ｌＯ・・・フィラメント、２０・・・溶媒排
出路、２２・・・真空ポンプ（ターボ分子ポンプ）、２
４・・・開閉バルブ、３０・・・コントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料を各成分に分離するキャピラリカラムを有す
   るガスクロマトグラフと、これにより分離された各成分
   をイオン化するイオン源と、イオン源でイオン化された
   試料成分を質量分離する質量分析計とを備え、前記イオ
   ン源は、真空室を構成するハウジング内にイオン化室を
   構成するイオン源ブロックが配置され、このイオン源ブ
   ロックに前記キャピラリカラムが直結され、また、イオ
   ン源ブロックの外方にはフィラメントが配置されて構成
   されているガスクロマトグラフ質量分析計において、 前記イオン源ブロックに、イオン化室内に連通する溶媒
   排出路の一端を接続し、溶媒排出路の他端を前記真空室
   の外部に導出し、その導出部を真空ポンプに接続すると
   ともに、導出部の途中に開閉バルブを設ける一方、 前記キャピラリカラムから流出する溶媒と試料成分の流
   出タイミングに応じて前記開閉バルブを開閉制御するコ
   ントローラを備えることを特徴とするガスクロマトグラ
   フ質量分析計。