JPH06215726A - 電気噴霧装置の粘性フロージェット膨張領域におけるイオン焦合方法及び装置 - Google Patents
電気噴霧装置の粘性フロージェット膨張領域におけるイオン焦合方法及び装置Info
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Abstract
提供。 【構成】 イオン化領域から分析領域へとイオンを導く
ような細管チューブを有する電気噴霧イオン源であり、
分析領域はイオンとともに膨張するガスジェットを形成
し、細管チューブと協同したチューブレンズによってイ
オンをジェット中央に焦合させる。
Description
言えば、粘性フロー膨張領域におけるイオン焦合手段を
備えるイオン源に関する。
一般には大気圧であるイオン化領域において形成され、
粘性ジェットフロー膨張が行われるオリフィスあるいは
チューブを通じて低圧領域へと引き込まれる。スキマー
は一般に、これらチューブのオリフィスに隣接して配置
され、軸に沿うようにして低圧領域である分析領域へイ
オンを流通させる。電気噴霧イオン化アセンブリについ
ては、米国特許第4,121,099 号、4,861,988 号、4,137,
750 号、4,531,056 号及び4,542,293 号に記述されてい
る。特許第4,861,988 号及び4,121,099 号には、低圧領
域にエンターした後のイオン焦合について開示されてい
る。特許第4,861,988 号において、イオンは、分析領域
及びそれに続くスキマーに配置された円筒形部材によっ
て焦合される。特許第4,121,099 号では、イオン化領域
と低圧領域との間を連絡する開口から離間された円錐部
材である。
で形成された細管チューブの使用が開示されており、こ
れは大気圧のイオン化電気噴霧領域及び低圧領域内のイ
オンを導電する。ガラスあるいは石英細管が適してい
る。イオン及びガスは、イオン化領域からチューブを通
じてフリージェット膨張が発生する低圧領域へと流れ込
む。導電性コーティングが絶縁チューブの端部に形成さ
れており、その両端に電圧が印加され、チューブを通じ
て流れるイオンを加速する。導電性スキマーはチューブ
の端部に隣接して配置されており、また、焦合レンズ及
び分析装置を備える低圧領域を通じてまたその低圧領域
中へとイオンが更に加速されるよう、ある電圧に保持さ
れている。
たとき、流れの中央がスキマーによってスキムされる。
しかしながら、高いパーセンテージでイオンが取り除か
れてしまうため、スキマーは高いパーセンテージでそれ
を取得しない。
オン取得を提供する電気噴霧装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、チューブレンズにより、スキ
マーによって取得されるジェットフローの中央位置にイ
オンを集中させるような電気噴霧装置を提供することに
ある。
搬送ガスをイオン化領域から低圧領域へと方向付ける細
管チューブの端部と協同するようにして導電性チューブ
レンズを配置し、細管チューブの端部とチューブレンズ
との間に電圧を印加して、イオンをジェットフローの中
央に集中させる電界を設定することにより達成される。
ンバ12と共に示されている。イオン源は、液体サンプ
ルをイオン化チャンバ14内に導入する入力ニードルア
センブリ13を備える。このニードルは液体サンプルを
チャンバへ導入する内チューブを備える。第2チューブ
は第1チューブを取り囲んで環状領域を形成する。シー
ス液はこの環状領域を通じて導入され、サンプル液と混
合して表面張力を減少させ小滴を形成する。外チューブ
は第2環状形を形成し、焦合ガスはこの環状形を通じて
導入され、ニードルから細管チューブ16方向に流出す
る際に小滴を焦合させる。
記述しない。それらの動作原理は公知である。前に説明
したように、ニードル即ち細管は、イオン化チャンバ1
4を形成している付近の表面に比べて高電圧に保持され
ており、液体が分散される際、小滴あるいは粒子はこの
細管先端における電圧こう配によって荷電される。イオ
ン化メカニズムには、電気的に良好に荷電された小滴か
らイオンを大気圧にて脱着させる処理が含まれる。この
脱着処理は矢印17によって示された逆流ガスにより強
化される。チャンバ14を通じて流れるこのガスは細管
16を通過し、18で示されたイオン化チャンバ14の
外へ流出する。
たチャンバ21は、細管チューブ16を通じてイオン化
チャンバと連絡している。気圧差により、イオン及びガ
スは細管16を通じてチャンバ21へと流れ込む。導電
スリーブ22、23を用いることにより絶縁された細管
に沿って電圧こう配が形成され、そこへ電圧を印加して
電圧こう配を与える。
2から分離するスキマー26と向き合っている。スキマ
ーは細管の内腔軸と整列された中央オリフィスあるいは
開口27を含む。スキマーの後部にはイオンオプチック
スが備えられており、これは第2スキマー28及びレン
ズ29を備え、イオンを分析チャンバ及び関連する質量
分析計へと導く。
ときは圧力が非常に高いため、関連する質量分析計に直
接的に導入されてしまうが、これを克服するため、ガス
が押出チャンバ21へのフリージェット膨張を受けるよ
うにされる。流れ中央はジェットによってスキムされ、
質量分析計内へ移動できるが、端部は押し出される。本
発明によれば、チューブレンズ31は細管16の端部に
よって支持される。レンズ31は、細管の端部から絶縁
スリーブ32によって絶縁される。チューブレンズは図
1及び図2のように穴を設けたものであっても、また図
2に示すように穴を設けないものでもよい。その後、細
管上の導電性コーティングと導電性チューブレンズとの
間に電圧が印加される。この電圧はチューブ内に電界を
設定するため、イオンは図2及び図3の線34で示した
拡張する流れの中央に焦合され、一方、ガスは線36で
示したように拡張され得る。こうしてジェット中央によ
り良好なイオンフローが提供される。
ジェットの中央線に焦合されるようにこの領域の電界を
適切に定めるものであり、この結果、質量分析計によっ
て取得されるイオン部分が増大されるということであ
る。レンズの焦合機能はイオンビームを強力にするだけ
でなく、スキマー後のイオンビームの発散角がフリージ
ェット膨張から予期される発散角よりも狭いという点で
他の有効な効果を持つ。この発散の減少は、スキマー上
流側の強力な電界こう配により、その中の幾度かはガス
速度よりもより高速であるような速度でイオンがオリフ
ィスを通過させられることによる。これは、オリフィス
のイオン軌道の下流が、スキマーからのガス膨張より
も、これらのこう配による影響をより多く受けることを
意味する。本出願人は、チューブレンズを用いることに
よって、分析器へのイオン転送が少なくとも3のファク
タ分増大されることを発見した。
気噴霧イオン源。
実施例を示す図。
Claims (4)
- 【請求項1】 イオン化チャンバ及び隣接する低圧領域
を備えるイオン源であって、前記低圧領域は、オリフィ
スを備えるスキマーと、前記イオンチャンバと前記低圧
領域との間を連絡する軸上の内腔を有しこれによってイ
オン化チャンバ内のイオン及びガスを前記内腔を通じて
前記低圧領域へと流入させジェットフロー膨張を受けさ
せる細管チューブとを含むイオン源において、 前記細管チューブと協同させるようにして低圧チャンバ
内に導電性チューブレンズを設け、このチューブレンズ
に電圧を印加して前記ジェットフロー内のイオンをジェ
ット中央に位置付けスキマーにより取得することを特徴
とするイオン源。 - 【請求項2】 請求項1記載のイオン源において、前記
イオン化チャンバは分析すべきサンプルを電気噴霧する
手段を有するイオン源。 - 【請求項3】 請求項1記載のイオン源において、前記
レンズに穴が設けられているイオン源。 - 【請求項4】 請求項1記載のイオン源において、前記
レンズに穴が設けられていないイオン源。
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