JPH06302295A - Mass spectrograph device and differential air exhaust device - Google Patents
Mass spectrograph device and differential air exhaust deviceInfo
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- JPH06302295A JPH06302295A JP5087106A JP8710693A JPH06302295A JP H06302295 A JPH06302295 A JP H06302295A JP 5087106 A JP5087106 A JP 5087106A JP 8710693 A JP8710693 A JP 8710693A JP H06302295 A JPH06302295 A JP H06302295A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、質量分析装置に関し、
特に液体中に存在する試料をイオン化して質量分析計に
導入するのに適した質量分析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a mass spectrometer,
In particular, the present invention relates to a mass spectrometer suitable for ionizing a sample existing in a liquid and introducing it into a mass spectrometer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、分析の分野では、揮発性または不
揮発性化合物の新しい分離分析法としてＬＣ／ＭＳが有
望視されている。ＬＣ／ＭＳは、液体クロマトグラフィ
ー／質量分析法（Liquid Chromatography／Mass Spectr
ometry）を意味する。2. Description of the Related Art At present, LC / MS is regarded as promising in the field of analysis as a new separation analysis method for volatile or non-volatile compounds. LC / MS is Liquid Chromatography / Mass Spectr
ometry) is meant.
【０００３】ＬＣ／ＭＳでは、液体クロマトグラフは溶
液中の試料を扱うのに対して、質量分析計は真空中のイ
オンを扱っているため、これらの装置間にインターフェ
イス手段を必要とする。これまでに、いくつかのインタ
ーフェイス技術が提案されており、その代表的なものに
例えば、特開昭６０−４１７４７号、特開昭６０−４１
７４８号に記載のようなエレクトロスプレー法や、特開
昭６０−１２７４５３号に記載のような大気圧化学イオ
ン化法に代表される大気圧下においてイオンを生成させ
る方法、すなわち大気圧イオン化法がある。In LC / MS, liquid chromatographs deal with samples in solution, whereas mass spectrometers deal with ions in vacuum, thus requiring interface means between these devices. Several interface technologies have been proposed so far, and representative ones thereof are, for example, JP-A-60-41747 and JP-A-60-41.
No. 748, there is an electrospray method, and a method of producing ions at atmospheric pressure, which is represented by the atmospheric pressure chemical ionization method as described in JP-A-60-127453, that is, an atmospheric pressure ionization method. .
【０００４】エレクトロスプレー法では、例えば図５に
示すような装置が用いられる。この装置では、まず、液
体クロマトグラフ１から溶出してくる試料溶液を適当な
キャピラリーホールダー３に保持されたキャピラリー６
に導入する。通常、このキャピラリー６は金属で構成さ
れ、カバー４で覆われている。このキャピラリー６と対
向電極３６との間に数ｋＶの電圧を印加すると、キャピ
ラリー６の先端で試料溶液がコーン状態になり、その先
端から微小液滴が多数生成する静電噴霧現象が起こる。
２９はカウンターガス導入口であり、ここから乾燥窒素
などのガスを導入すると、対向電極３６に開けた穴から
吹き出したガスによって、微小液滴が気化し、その過程
でイオンが生成される。このイオンは、オリフィス３０
とスキマー９で囲まれ荒引き用真空ポンプ２３で排気さ
れた差動排気部に入り、スキマー９を通過して高真空下
の質量分析部に導入され、質量分析される。In the electrospray method, for example, a device as shown in FIG. 5 is used. In this device, first, the sample solution eluted from the liquid chromatograph 1 is held in an appropriate capillary holder 3 and the capillary 6 is held.
To introduce. Usually, this capillary 6 is made of metal and is covered with a cover 4. When a voltage of several kV is applied between the capillary 6 and the counter electrode 36, the sample solution becomes a cone state at the tip of the capillary 6 and an electrostatic spraying phenomenon occurs in which a large number of microdroplets are generated from the tip.
Reference numeral 29 is a counter gas introduction port, and when a gas such as dry nitrogen is introduced from this port, the gas ejected from the hole formed in the counter electrode 36 vaporizes the fine droplets, and ions are generated in the process. This ion is generated by the orifice 30.
It enters the differential evacuation unit surrounded by the skimmer 9 and evacuated by the vacuum pump 23 for roughing, passes through the skimmer 9, is introduced into the mass spectrometric unit under high vacuum, and is mass analyzed.
【０００５】このとき、検出されるイオン強度ＩEにつ
いておおよそ次式が成立する。At this time, the following formula is approximately established for the detected ion intensity I E.
【０００６】[0006]
【数１】 ＩE∝ＮE・Ｔ1・ＡE・Ｔ2 ……（数１） ここで、ＮEは最初に生成した荷電液滴の数、ＡEは荷電
液滴からイオンが生成するイオン蒸発過程によるイオン
生成効率、Ｔ1は最初のオリフィス３０における透過
率、Ｔ2はスキマー９における透過率を表す。[Equation 1] I E ∝N E · T 1 · A E · T 2 (Equation 1) Here, N E is the number of initially charged droplets, and A E is the ion generation from the charged droplets. The ion generation efficiency by the ion evaporation process, T 1 is the transmittance at the first orifice 30, and T 2 is the transmittance at the skimmer 9.
【０００７】大気圧化学イオン化法では、図６に示すよ
うな装置が用いられる。この装置では、以下のようにし
て測定を行う。液体クロマトグラフ１から溶出してくる
試料溶液を、ガスや熱を用いて気化させる気化器３１に
導入し、気化した試料を針電極３２によるコロナ放電を
用いてイオン化させたり、コロナ放電後に起こるイオン
−分子反応によりイオン化させる。生成したイオンは、
オリフィス３０とスキマー９で囲まれた差動排気部に入
り、スキマー９を通過して高真空下の質量分析部に導入
され質量分析される。In the atmospheric pressure chemical ionization method, an apparatus as shown in FIG. 6 is used. This device measures as follows. The sample solution eluted from the liquid chromatograph 1 is introduced into a vaporizer 31 that vaporizes using gas or heat, and the vaporized sample is ionized using corona discharge with a needle electrode 32, or ions that occur after corona discharge. -Ionize by molecular reaction. The generated ions are
It enters the differential evacuation part surrounded by the orifice 30 and the skimmer 9, passes through the skimmer 9, and is introduced into the mass analysis part under high vacuum for mass analysis.
【０００８】このとき、検出されるイオン強度ＩAにつ
いておおよそ次式が成立する。At this time, the following equation is approximately established for the detected ion intensity I A.
【０００９】[0009]
【数２】 ＩA∝（ＮA1・ＡA1・Ｔ1＋ＮA2・ＡA2）・Ｔ2 ……（数２） ここで、ＮA1は大気圧下で気化した試料分子の数、ＮA2
はオリフィス３０とスキマー９に囲まれた差動排気部ま
でにさらに気化した試料分子の数、ＡA1はイオン−分子
反応による大気圧下におけるイオンの生成効率、ＡA2は
イオン−分子反応による差動排気部におけるイオンの生
成効率、Ｔ1はオリフィス３０における透過率、Ｔ2はス
キマーにおける透過率を表す。[Equation 2] I A ∝ (N A1 · A A1 · T 1 + N A2 · A A2 ) · T 2 (Equation 2) where N A1 is the number of sample molecules vaporized under atmospheric pressure, N A2
Is the number of sample molecules further vaporized up to the differential exhaust portion surrounded by the orifice 30 and the skimmer 9, A A1 is the ion generation efficiency under atmospheric pressure due to the ion-molecule reaction, and A A2 is the difference due to the ion-molecule reaction. Ion generation efficiency in the dynamic exhaust portion, T 1 represents the transmittance of the orifice 30, and T 2 represents the transmittance of the skimmer.
【００１０】上記（数１）、（数２）において、エレク
トロスプレー法と大気圧化学イオン化法では差動排気系
構造が同一であることからＴ1、Ｔ2のパラメータについ
てはほぼ同様に評価することができる。すなわち、ノズ
ル、スキマーが並んだような差動排気系であると、オリ
フィス、スキマーの厚さを無視すれば、各室における透
過率はほぼｅｘｐ（−ｘ／λ）に比例すると考えられ
る。ただし、ここでｘはノズルとスキマー間の距離、λ
はその室の圧力における平均自由行程を表す。In the above (Equation 1) and (Equation 2), the electrospray method and the atmospheric pressure chemical ionization method have the same differential exhaust system structure. Therefore, the parameters of T 1 and T 2 are evaluated in substantially the same manner. be able to. That is, in a differential exhaust system in which a nozzle and a skimmer are arranged side by side, the transmittance in each chamber is considered to be approximately proportional to exp (-x / λ), ignoring the thickness of the orifice and skimmer. Where x is the distance between the nozzle and skimmer, λ
Represents the mean free path at the chamber pressure.
【００１１】しかし、エレクトロスプレー法と大気圧化
学イオン化法では、ＮA2・ＡA2の項の存在により最適測
定条件は異なってくる。However, the optimum measurement conditions differ between the electrospray method and the atmospheric pressure chemical ionization method due to the presence of the term N A2 · A A2 .
【００１２】エレクトロスプレー法では、静電噴霧によ
り生成した荷電液滴が気化して小さくなっていく過程
で、表面に帯電した極性の同じ電荷の反発が表面張力を
上回ったとき、イオンが蒸発すると考えられている。従
って、エレクトロスプレー法で質量分析部に到達するイ
オンの量を増やすためには、差動排気部の圧力をある程
度低くして透過率を上げる必要がある。In the electrospray method, when the repulsion of charges of the same polarity charged on the surface exceeds the surface tension in the process in which charged droplets generated by electrostatic spraying are vaporized and become smaller, ions evaporate. It is considered. Therefore, in order to increase the amount of ions reaching the mass spectrometric section by the electrospray method, it is necessary to lower the pressure of the differential evacuation section to some extent and increase the transmittance.
【００１３】一方、大気圧化学イオン化法では、まず試
料溶液を微粒化してコロナ放電とそれに続くイオン−分
子反応により気化した試料分子をイオン化する。このイ
オン−分子反応は圧力が大気圧から数１００Ｐａまでの
領域で十分に起こるので、イオン−分子反応による試料
分子のイオンの生成する場所は、大気圧あるいはそれに
準じる圧力をもつ試料供給部の気化器から差動排気部の
オレフィスまでの空間のみならず、この空間にオレフィ
スをもったフランジを介して隣接する低圧の差動排気部
でも、イオンが十分に生成する箇所になり得る。従っ
て、大気圧化学イオン化法で質量分析部に到達するイオ
ンの量を増やすためには、差動排気部の圧力をある程度
高くし、イオン−分子反応の効率を上げる必要がある。On the other hand, in the atmospheric pressure chemical ionization method, first, the sample solution is atomized and the sample molecules vaporized by the corona discharge and the subsequent ion-molecule reaction are ionized. Since this ion-molecule reaction sufficiently occurs in the region where the pressure is from atmospheric pressure to several hundreds of Pa, the place where the ions of the sample molecule are generated by the ion-molecule reaction is vaporization of the sample supply part having atmospheric pressure or pressure equivalent thereto. Not only the space from the reactor to the orifice of the differential pumping section, but also the low-pressure differential pumping section adjacent to this space via the flange having the orifice can be a place where ions are sufficiently generated. Therefore, in order to increase the amount of ions that reach the mass spectrometric section by the atmospheric pressure chemical ionization method, it is necessary to raise the pressure of the differential evacuation section to some extent to increase the efficiency of the ion-molecule reaction.
【００１４】しかし、差動排気部に接続する質量分析部
は高真空に保つ必要があり、差動排気部の圧力が変動す
ることは好ましくない。従って、差動排気部を、大気圧
またはそれに準じる圧力領域に隣接する差動排気部第１
室と、質量分析部に隣接する差動排気部第２室とに分割
し、差動排気部第１室の圧力を各測定モードに適した圧
力にする方式が取られている。However, the mass spectrometric section connected to the differential evacuation section must be kept in a high vacuum, and it is not preferable that the pressure in the differential evacuation section fluctuates. Therefore, the differential evacuation unit is located adjacent to the atmospheric pressure or a pressure region corresponding to the atmospheric pressure.
The chamber is divided into a differential exhaust unit second chamber adjacent to the mass spectrometric unit, and the pressure in the differential exhaust unit first chamber is adjusted to a pressure suitable for each measurement mode.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、基本
的なイオン源構造は非常に類似しているのにも拘らず、
エレクトロスプレー法と大気圧化学イオン化法では、そ
のイオン生成過程が異なるため、生成イオンを最適条件
で質量分析部に導くためには、差動排気部第１室の最適
圧力を各イオン化法に応じて変える必要があった。As mentioned above, although the basic ion source structure is very similar,
The electrospray method and the atmospheric pressure chemical ionization method have different ion generation processes. Therefore, in order to guide the generated ions to the mass spectrometric section under the optimum conditions, the optimum pressure in the first chamber of the differential pumping section should be adjusted according to each ionization method. Had to change.
【００１６】然るに、従来の装置では、上記差動排気部
第１室の圧力を、単にイオンの入射用、あるいは出射用
の細孔のコンダクタンスで調整したり、または入射、出
射用の細孔とは別個に設けた所定口径の孔によるコンダ
クタンスによって調整するように構成している。このた
め、エレクトロスプレーモードから大気圧化学イオン化
モードに変更する場合、大気圧下にある試料溶液を噴霧
するための試料供給機構の交換に加えて、差動排気部の
部品交換を必要としていた。従って、一旦真空を落し
て、部品交換の後、再度真空を立ちあげるといった煩雑
な作業が必要であった。However, in the conventional apparatus, the pressure in the first chamber of the differential evacuation unit is simply adjusted by the conductance of the ion entrance or exit pores, or the entrance and exit pores are adjusted. Is configured to be adjusted by the conductance of a separately provided hole having a predetermined diameter. Therefore, when the electrospray mode is changed to the atmospheric pressure chemical ionization mode, it is necessary to replace the parts of the differential evacuation unit in addition to the replacement of the sample supply mechanism for spraying the sample solution under the atmospheric pressure. Therefore, it is necessary to perform a complicated work such that the vacuum is once dropped, the parts are replaced, and then the vacuum is raised again.
【００１７】また、エレクトロスプレー法のように同一
のイオン化モードを用いた場合でも、プロトン付加分子
を生成させる場合とカチオン付加分子を生成させる場合
では、差動排気部第１室の最適圧力が異なってくる。従
って、プロトン付加分子とカチオン付加分子を測定する
場合のように、性質の異なる物質を連続して高感度に測
定することは事実上不可能であった。Further, even when the same ionization mode is used as in the electrospray method, the optimum pressure in the first chamber of the differential exhaust unit differs depending on whether the proton-added molecules are produced or the cation-added molecules are produced. Come on. Therefore, it is practically impossible to continuously and highly sensitively measure substances having different properties, as in the case of measuring a proton-added molecule and a cation-added molecule.
【００１８】本発明の目的は、試料供給モードの異なる
複数種類の試料供給方式に適応でき、且つ、それぞれの
試料供給方式に最適の測定条件を容易に達成できる質量
分析装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of adapting to a plurality of types of sample supply systems having different sample supply modes and easily achieving optimum measurement conditions for each sample supply system. .
【００１９】本発明の他の目的は、特に大気圧イオン化
法の試料供給に適し、測定対象物質が変わったとき、各
試料に適した測定条件を迅速に達成できる質量分析装置
を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a mass spectrometer which is particularly suitable for supplying a sample in the atmospheric pressure ionization method and can quickly achieve the measurement condition suitable for each sample when the substance to be measured changes. is there.
【００２０】本発明の更に他の目的は、質量分析部に試
料を供給するための質量分析装置用差動排気装置を提供
することにある。Still another object of the present invention is to provide a differential evacuation device for a mass spectrometer for supplying a sample to the mass spectrometer.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、大気圧またはこれに準じた圧力下で試料
を供給する試料供給部と高真空下において該試料を検出
し分析するための質量分析部との間に設ける差動排気部
が、差動排気部第１室と差動排気部第２室とからなり、
上記差動排気部第１室と差動排気部第２室とを区画して
いるフランジに、該差動排気部第１室と差動排気部第２
室とを繋げる排気通路を設け、該排気通路にコンダクタ
ンスを変化させるための圧力可変装置を設けたことを特
徴とする。In order to achieve the above object, in the present invention, a sample supply section for supplying a sample under atmospheric pressure or a pressure equivalent thereto and a sample for detecting and analyzing the sample under high vacuum are analyzed. The differential evacuation part provided between the differential evacuation part first chamber and the differential evacuation part second chamber,
The differential evacuation section first chamber and the differential evacuation section second chamber are provided on the flange that divides the differential evacuation section first chamber and the differential evacuation section second chamber.
An exhaust passage connecting the chamber is provided, and a pressure varying device for changing the conductance is provided in the exhaust passage.
【００２２】[0022]
【作用】本発明によれば、上記圧力可変装置を操作し
て、差動排気部第１室と差動排気部第２室とを繋げる排
気通路のコンダクタンスを調整することにより、差動排
気部第２室の圧力には影響を与えずに、差動排気部第１
室の圧力を変えることができる。従って、エレクトロス
プレー法や大気圧化学イオン化法に代表される大気圧イ
オン化法の各測定モードに適合した最適測定条件を達成
できる。また、測定対象に合わせて最適測定条件を達成
できる。According to the present invention, the differential exhaust unit is operated by adjusting the conductance of the exhaust passage connecting the first chamber of the differential exhaust unit and the second chamber of the differential exhaust unit. The differential evacuation unit first without affecting the pressure in the second chamber
The pressure in the chamber can be changed. Therefore, it is possible to achieve optimum measurement conditions suitable for each measurement mode of the atmospheric pressure ionization method represented by the electrospray method and the atmospheric pressure chemical ionization method. In addition, optimum measurement conditions can be achieved according to the measurement target.
【００２３】[0023]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００２４】図１に、本発明による装置の一実施例を示
す。エレクトロスプレー法では、液体クロマトグラフ１
から溶出してくる試料溶液を配管２を介してキャピラリ
ーホールダー３に保持されたキャピラリー６に導入す
る。このキャピラリー６と対向電極３６との間に数ｋＶ
の電圧を印加すると、静電噴霧現象が起こり、キャピラ
リー６の先端で試料溶液がコーン状態になり、その先端
に微小液滴が生成する。生成した微小荷電液滴を、第１
フランジ１０に保持されかつヒーター５により加熱され
た第１ノズル７に導入して気化させ、第２フランジ１１
に保持されかつヒーター５により加熱された第２ノズル
８と、第３フランジ１２に保持されヒーター５により加
熱されたスキマー９と、静電レンズ１４とを通過させ、
高真空に排気されたチャンバー１６内の四重極質量分析
部１５に導入し質量分析する。FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the present invention. In the electrospray method, liquid chromatograph 1
The sample solution eluted from is introduced into the capillary 6 held in the capillary holder 3 via the pipe 2. A few kV between the capillary 6 and the counter electrode 36
When the voltage is applied, the electrostatic spraying phenomenon occurs, the sample solution becomes a cone state at the tip of the capillary 6, and microdroplets are generated at the tip. The generated minute charged droplets are
The second flange 11 is introduced into the first nozzle 7 held by the flange 10 and heated by the heater 5 to be vaporized.
The second nozzle 8 held by the heater 5 and heated by the heater 5, the skimmer 9 held by the third flange 12 and heated by the heater 5, and the electrostatic lens 14.
It is introduced into the quadrupole mass spectrometric section 15 in the chamber 16 evacuated to a high vacuum, and mass spectrometric analysis is performed.
【００２５】第１フランジ１０と第２フランジ１１との
間と、第２フランジ１１と第３フランジ１２との間に絶
縁板１３を設け、該フランジに独立に適当な電圧を印加
できるようにしてこの領域でのイオンの透過率を上る。An insulating plate 13 is provided between the first flange 10 and the second flange 11 and between the second flange 11 and the third flange 12 so that an appropriate voltage can be independently applied to the flange. The ion permeability in this region is increased.
【００２６】質量分析を受けるイオンは検出器１７で検
出し、得られた信号は増幅器２０により増幅し、信号線
１９を介してデータ処理装置２１に送る。このデータ処
理装置２１では得た情報を通常マススペクトルとして表
示する。Ions to be subjected to mass spectrometry are detected by the detector 17, and the obtained signal is amplified by the amplifier 20 and sent to the data processing device 21 via the signal line 19. The data processing device 21 displays the obtained information as a normal mass spectrum.
【００２７】図２は、図１の差動排気部と試料供給部と
を拡大して示した図である。差動排気部第１室３４と、
差動排気部第２室３５とを結ぶ排気通路２５におけるコ
ンダクタンスは、排気通路２５中のステム２６の位置を
ハンドル２７によって制御する構造となっている。FIG. 2 is an enlarged view of the differential evacuation unit and the sample supply unit of FIG. A differential exhaust part first chamber 34,
The conductance in the exhaust passage 25 connecting to the differential exhaust portion second chamber 35 has a structure in which the position of the stem 26 in the exhaust passage 25 is controlled by the handle 27.
【００２８】上記差動排気部第１室３４中の圧力を変化
させる機構としては、図３に示すように切り替えバルブ
２８の回転によって差動排気部第１室３４と差動排気部
第２室３５を結ぶ排気通路のコンダクタンスを変化させ
るようにしてもよい。As a mechanism for changing the pressure in the differential evacuation section first chamber 34, as shown in FIG. 3, the differential evacuation section first chamber 34 and the differential evacuation section second chamber are rotated by the rotation of the switching valve 28. You may make it change the conductance of the exhaust passage which connects 35.
【００２９】また、図４のように、圧力可変装置とし
て、差動排気部第１室３４と差動排気部第２室３５の真
空配管を結びその間に排気通路２５のコンダクタンスを
変化させる電気的に絶縁された切り替えバルブ２８を設
けるようにしてもよい。尚、図には示さないが、排気通
路のコンダクタンスはカメラの絞りのような機構を用い
て変化させてもよい。Further, as shown in FIG. 4, as a pressure varying device, an electrical connection for connecting the vacuum pipes of the differential exhaust unit first chamber 34 and the differential exhaust unit second chamber 35 to change the conductance of the exhaust passage 25 therebetween. Alternatively, a switching valve 28 insulated may be provided. Although not shown in the figure, the conductance of the exhaust passage may be changed by using a mechanism such as a camera diaphragm.
【００３０】上述した発明の構成によれば、差動排気部
第１室と差動排気部第２室とを繋げる排気通路のコンダ
クタンスを圧力可変装置で変化させることにより、差動
排気部第１室３４に作用する排気力を制御できる。これ
により、差動排気部第１室の圧力を差動排気部第２室の
圧力より１０Ｐａから５０００Ｐａ高い範囲で任意に調
整できるようになる。According to the configuration of the invention described above, the conductance of the exhaust passage that connects the first chamber of the differential exhaust unit and the second chamber of the differential exhaust unit is changed by the pressure varying device, so that the first differential exhaust unit is The exhaust force acting on the chamber 34 can be controlled. As a result, the pressure in the first chamber of the differential evacuation unit can be arbitrarily adjusted within a range higher by 10 Pa to 5,000 Pa than the pressure in the second chamber of the differential evacuation unit.
【００３１】エレクトロスプレーモードから大気圧化学
イオン化モードに移行させる場合は、例えば、図２では
次のように行う。先ず、エレクトロスプレーモードのキ
ャピラリー６の代わりに、図６に示したような、加熱ま
たはガス噴霧を利用した気化器３１と、コロナ放電用針
電極３２とを、第１ノズル７の軸上に設置する。次に、
第２フランジ１１に設けられた圧力可変装置（２６，２
７）により、差動排気部第１室３４の圧力を大気圧化学
イオン化モードに適するようにする。The transition from the electrospray mode to the atmospheric pressure chemical ionization mode is carried out as follows, for example, in FIG. First, instead of the capillary 6 in the electrospray mode, a vaporizer 31 utilizing heating or gas atomization and a corona discharge needle electrode 32 as shown in FIG. 6 are installed on the axis of the first nozzle 7. To do. next,
Pressure varying device (26, 2 provided on the second flange 11)
According to 7), the pressure of the first chamber 34 of the differential evacuation unit is adapted to the atmospheric pressure chemical ionization mode.
【００３２】このように、差動排気部第１室と差動排気
部第２室とを繋げる排気通路に、差動排気部第１室３４
の圧力を制御する圧力可変装置（２６，２７）を設ける
ことにより、差動排気部の真空を破ることなく、エレク
トロスプレーモードから大気圧化学イオン化モードへの
変換を容易にしかも迅速に行うことが可能となる。In this way, the differential exhaust part first chamber 34 is provided in the exhaust passage connecting the differential exhaust part first chamber and the differential exhaust part second chamber.
By providing the pressure variable device (26, 27) for controlling the pressure of the electroless mode, the electrospray mode can be easily and quickly converted to the atmospheric pressure chemical ionization mode without breaking the vacuum of the differential evacuation unit. It will be possible.
【００３３】さらに、差動排気部の各室に圧力モニター
を設け、例えば、質量分析装置の出力と上記モニターの
出力に応じて圧力可変装置を自動制御し、差動排気部第
１室の圧力を、液体クロマトグラフにより分離された各
試料の成分に最適な圧力に設定すれば、全分離成分につ
いて高感度な分析が可能となる。Further, a pressure monitor is provided in each chamber of the differential evacuation unit, and, for example, the pressure varying device is automatically controlled according to the output of the mass spectrometer and the output of the monitor, and the pressure in the first chamber of the differential evacuation unit is controlled. Is set to the optimum pressure for the components of each sample separated by the liquid chromatograph, it is possible to analyze all the separated components with high sensitivity.
【００３４】以上の実施例では、圧力調整用として排気
通路を設けた構造を示したが、排気通路を複数個設けそ
のおのおのに圧力可変装置を設けた構造にしてもよい。In the above-mentioned embodiments, the structure in which the exhaust passage is provided for adjusting the pressure is shown. However, a structure in which a plurality of exhaust passages are provided and a pressure varying device is provided in each of them may be adopted.
【００３５】図７は、差動排気部第１室の圧力を変え
て、エレクトロスプレー法によるグラミシジンＳの２価
イオンと、大気圧化学イオン化法によるテオフィリンの
プロトン付加分子の強度の測定結果の一例を示す。この
例では、エレクトロスプレー法によるグラミジンＳの２
価イオンの相対強度は差動排気部第１室の真空度が低い
時に高く、大気圧化学イオン化法によるテオフィリンの
プロトン付加分子の相対強度は差動排気部第１室の真空
度が高い時に高い。すなわち、大気圧イオン化法のモー
ドによって最適圧力は異なっており、本発明の圧力可変
装置によって、差動排気部第１室の圧力を変えることの
重要性がわかる。FIG. 7 shows an example of the measurement results of the intensity of the divalent ion of gramicidin S by the electrospray method and the intensity of the protonated molecule of theophylline by the atmospheric pressure chemical ionization method by changing the pressure in the first chamber of the differential evacuation section. Indicates. In this example, 2 of the Gramidine S produced by the electrospray method is used.
The relative intensities of the valence ions are high when the vacuum of the first chamber of the differential exhaust is low, and the relative intensities of the protonated molecules of theophylline by the atmospheric pressure chemical ionization method are high when the vacuum of the first chamber of the differential exhaust is high. . That is, the optimum pressure differs depending on the mode of the atmospheric pressure ionization method, and it is clear that it is important to change the pressure in the first chamber of the differential evacuation unit by the pressure varying device of the present invention.
【００３６】本発明は、大気圧イオン化法以外の質量分
析装置にも応用できる。図８は、大気圧下で試料溶液を
熱またはガスにより噴霧、気化し、その気化した試料分
子の一部を図１に代表されるような差動排気系を用い
て、四重極質量分析計の前に位置する電子衝撃イオン源
３３内に導入し試料分子をイオン化するような方法の一
実施例を示す。この場合にも、圧力可変装置は非常に有
効である。The present invention can be applied to mass spectrometers other than the atmospheric pressure ionization method. FIG. 8 shows a quadrupole mass analysis using a differential evacuation system represented by FIG. 1 in which a sample solution is atomized and vaporized by heat or gas under atmospheric pressure and a part of the vaporized sample molecules is vaporized. An example of a method for ionizing sample molecules by introducing them into an electron impact ion source 33 located in front of the meter will be shown. Also in this case, the pressure varying device is very effective.
【００３７】以上の実施例では、質量分析計として四重
極質量分析計を用いた場合について述べてきたが、磁場
型質量分析計、飛行時間差質量分析計、イオントラップ
質量分析計、イオンサイクロトロンレゾナンス質量分析
計など他の質量分析計を用いた場合にも同様な効果が得
られる。大気圧化学イオン化手段に供給する試料が液体
のみならずガスの場合であっても、本発明の圧力可変装
置は有効である。In the above embodiments, the case where the quadrupole mass spectrometer is used as the mass spectrometer has been described. However, the magnetic field type mass spectrometer, the time difference of flight mass spectrometer, the ion trap mass spectrometer, the ion cyclotron resonance. The same effect can be obtained when another mass spectrometer such as a mass spectrometer is used. The pressure varying device of the present invention is effective even when the sample supplied to the atmospheric pressure chemical ionization means is not only a liquid but also a gas.
【００３８】本発明の変形例として例えば、差動排気部
第２室を複数の第２室に分割し、各第２室にポンプを設
けた多段の差動排気装置構造とした場合でも、差動排気
部第１室に上述の圧力可変装置を採用できる。As a modified example of the present invention, for example, even when the second chamber of the differential exhaust unit is divided into a plurality of second chambers and a pump is provided in each of the second chambers to form a multistage differential exhaust system structure, The above-mentioned pressure varying device can be adopted in the first chamber of the dynamic exhaust unit.
【００３９】[0039]
【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、差動排気部の第２フランジに設けた圧力可変
装置により差動排気部第１室の最適圧力を任意に設定す
ることができるようになり、比較的簡単な構成で、差動
排気部の真空を破り分解することなく、エレクトロスプ
レー法や大気圧化学イオン化法など複数の大気圧イオン
化法に対応した最適な圧力を得ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the optimum pressure of the first chamber of the differential evacuation section is arbitrarily set by the pressure varying device provided on the second flange of the differential evacuation section. With a relatively simple configuration, the optimum pressure corresponding to multiple atmospheric pressure ionization methods such as the electrospray method and the atmospheric pressure chemical ionization method can be obtained without breaking the vacuum of the differential evacuation unit and breaking it down. Obtainable.
【図１】本発明を適応したＬＣ／ＭＳの全体構成を示す
断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of an LC / MS to which the present invention is applied.
【図２】図１に示した差動排気部の拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the differential evacuation unit shown in FIG.
【図３】差動排気部の他の実施例を示す拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the differential evacuation unit.
【図４】差動排気部の更に他の実施例を示す拡大断面
図。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing still another embodiment of the differential evacuation unit.
【図５】従来技術によるエレクトロスプレー法を用いた
ＬＣ／ＭＳ装置のインターフェイス部を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an interface unit of an LC / MS device using an electrospray method according to a conventional technique.
【図６】従来技術による大気圧化学イオン化法を用いた
ＬＣ／ＭＳ装置のインターフェイス部を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an interface unit of an LC / MS apparatus using a conventional atmospheric pressure chemical ionization method.
【図７】エレクトロスプレー法を用いたグラミシジンＳ
の２価イオンおよび大気圧化学イオン化法によるテオフ
ィリンのプロトン付加分子の相対強度と、差動排気部第
１室の圧力との関係を示す図。FIG. 7: Gramicidin S using electrospray method
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the relative strength of protonated molecules of theophylline by the divalent ion of FIG.
【図８】大気圧イオン化法で用いる差動排気部と、電子
衝撃イオン源とを組み合わせた本発明の他の実施例を示
す装置構成図。FIG. 8 is an apparatus configuration diagram showing another embodiment of the present invention in which a differential exhaust unit used in the atmospheric pressure ionization method and an electron impact ion source are combined.
１………液体クロマトグラフ、２………配管、３………
キャピラリーホールダー、４………カバー、５………ヒ
ーター、６………キャピラリー、７………第１ノズル、
８………第２ノズル、９………スキマー、１０………第
１フランジ、１１………第２フランジ、１２………第３
フランジ、１３………絶縁板、１４………静電レンズ、
１５………四重極質量分析部、１６………チャンバー、
１７………検出器、１８………端子、１９………信号
線、２０………増幅器、２１………データ処理装置、２
２………荒引き用真空配管、２３………荒引き真空ポン
プ、２４………高真空用ポンプ、２５………排気通路、
２６………ステム、２７………ハンドル、２８………切
り替えバルブ、２９………カウンターガス導入口、３０
………オリフィス、３１………気化器、３２………コロ
ナ放電用針電極、３３………電子衝撃イオン源、３４…
……差動排気部第１室、３５………差動排気部第２室、
３６………対向電極。1 ………… Liquid chromatograph, 2 ………… Piping, 3 ………
Capillary holder, 4 ... Cover, 5 ... Heater, 6 ... Capillary, 7 ... No. 1 nozzle,
8 ... Second nozzle, 9 ... Skimmer, 10 ... First flange, 11 ... Second flange, 12 ... Third
Flange, 13 ... Insulation plate, 14 ... Electrostatic lens,
15 ………… Quadrupole mass spectrometer, 16 ………… Chamber,
17 ... Detector, 18 ... Terminal, 19 ... Signal line, 20 ... Amplifier, 21 ... Data processing device, 2
2 ………… Roughing vacuum piping, 23 ………… Roughing vacuum pump, 24 ………… High vacuum pump, 25 ………… Exhaust passage,
26 ... Stem, 27 ... Handle, 28 ... Switching valve, 29 ... Counter gas inlet, 30
… Orifice, 31 ……… Vaporizer, 32 ……… Corona discharge needle electrode, 33 ……… Electron impact ion source, 34….
...... Differential exhaust part first chamber, 35 ………… Differential exhaust part second chamber,
36 ......... Counter electrode.
Claims (6)
供給する試料供給部と、高真空下において該試料を検出
し分析するための質量分析部と、上記試料供給部から供
給された試料を上記質量分析部に導入するための第１ノ
ズルと第２ノズルとスキマーとを備えた差動排気部とか
らなる質量分析計において、上記差動排気部が、上記試
料供給部に連接する上記第１ノズルを保持するための第
１フランジと上記第２ノズルを保持するための第２フラ
ンジとに囲まれた差動排気部第１室と、該第２フランジ
と上記スキマーを保持するための第３フランジとに囲ま
れ、真空ポンプにより排気されている差動排気部第２室
とからなり、上記第２フランジに上記差動排気部第１室
と差動排気部第２室とを繋げる排気通路を設け、上記排
気通路のコンダクタンスを外部から調整するための圧力
可変装置を上記第２フランジに設けたことを特徴とする
質量分析装置。1. A sample supply section for supplying a sample under atmospheric pressure or a pressure equivalent thereto, a mass spectrometric section for detecting and analyzing the sample under high vacuum, and a sample supply section for supplying the sample. In a mass spectrometer comprising a first nozzle for introducing a sample into the mass spectrometric section, a second nozzle, and a differential evacuation section having a skimmer, the differential evacuation section is connected to the sample supply section. For holding the differential exhaust part first chamber surrounded by a first flange for holding the first nozzle and a second flange for holding the second nozzle, and for holding the second flange and the skimmer And a differential evacuation section second chamber that is evacuated by a vacuum pump, and the second evacuation section first chamber and the differential evacuation section second chamber are surrounded by the third flange. An exhaust passage is provided to connect the exhaust passage The variable pressure device for adjusting the Nsu from external mass spectrometer, characterized in that provided on the second flange.
部第１室の圧力を前記差動排気部第２室の圧力より１０
Ｐａから５０００Ｐａ高い範囲で圧力調整できるように
したことを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。2. The pressure varying device adjusts the pressure in the first chamber of the differential evacuation unit to 10 times the pressure in the second chamber of the differential evacuation unit.
The mass spectrometer according to claim 1, wherein the pressure can be adjusted in a range higher than Pa by 5000 Pa.
イオン化された試料を出力する機能を備え、前記第１、
第２、第３の各フランジに独立にイオン加速電圧を印加
できるように、上記第１、２および３フランジが互いに
電気的に絶縁されたことを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の質量分析装置。3. The sample supply unit has a function of outputting a sample ionized by an atmospheric pressure ionization method, and the first,
The first, second and third flanges are electrically insulated from each other so that an ion acceleration voltage can be independently applied to each of the second and third flanges. Mass spectrometer.
によりイオン化された試料を供給することを特徴とする
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の質量分析装置。4. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the sample supply unit supplies an ionized sample by an electrospray method.
化法によりイオン化された試料を供給することを特徴と
する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の質量分析装
置。5. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the sample supply unit supplies a sample ionized by an atmospheric pressure chemical ionization method.
部に導入するための第１ノズルと第２ノズルとスキマー
とを備えた差動排気装置において、上記試料供給部に連
接する上記第１ノズルを保持するための第１フランジと
上記第２ノズルを保持するための第２フランジとに囲ま
れた差動排気部第１室と、該第２フランジと上記スキマ
ーを保持するための第３フランジとに囲まれ、真空ポン
プにより排気されている差動排気部第２室とからなり、
上記第２フランジに上記差動排気部第１室と差動排気部
第２室とを繋げる排気通路を有し、上記排気通路のコン
ダクタンスを外部から調整するための圧力可変手段を備
えることを特徴とする差動排気装置。6. A differential evacuation device provided with a first nozzle, a second nozzle and a skimmer for introducing a sample supplied from a sample supply unit into a mass spectrometric unit, wherein the first exhaust unit is connected to the sample supply unit. A differential exhaust part first chamber surrounded by a first flange for holding one nozzle and a second flange for holding the second nozzle; and a first chamber for holding the second flange and the skimmer. It is surrounded by 3 flanges and consists of the second chamber of the differential exhaust unit that is exhausted by the vacuum pump.
The second flange has an exhaust passage that connects the first chamber of the differential exhaust unit and the second chamber of the differential exhaust unit, and pressure change means for externally adjusting the conductance of the exhaust passage is provided. And a differential exhaust device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087106A JPH06302295A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Mass spectrograph device and differential air exhaust device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087106A JPH06302295A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Mass spectrograph device and differential air exhaust device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302295A true JPH06302295A (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=13905699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5087106A Pending JPH06302295A (en) | 1993-04-14 | 1993-04-14 | Mass spectrograph device and differential air exhaust device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302295A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08236064A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Shimadzu Corp | Liquid chromatographic mass spectrometer |
| JP2005135897A (en) * | 2003-07-16 | 2005-05-26 | Micromass Uk Ltd | Mass spectrometer |
| US6943343B2 (en) | 2002-11-06 | 2005-09-13 | Hitachi, Ltd. | Chemical agent detection apparatus and method |
| CN105493227A (en) * | 2013-07-19 | 2016-04-13 | 史密斯探测公司 | Mass spectrometer inlet with reduced average flow |
| WO2022258966A1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | Micromass Uk Limited | Vacuum system for a mass spectrometer |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5087106A patent/JPH06302295A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08236064A (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Shimadzu Corp | Liquid chromatographic mass spectrometer |
| US6943343B2 (en) | 2002-11-06 | 2005-09-13 | Hitachi, Ltd. | Chemical agent detection apparatus and method |
| JP2005135897A (en) * | 2003-07-16 | 2005-05-26 | Micromass Uk Ltd | Mass spectrometer |
| CN105493227A (en) * | 2013-07-19 | 2016-04-13 | 史密斯探测公司 | Mass spectrometer inlet with reduced average flow |
| EP3022762B1 (en) * | 2013-07-19 | 2022-04-27 | Smiths Detection Inc. | Mass spectrometer inlet with reduced average flow |
| WO2022258966A1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | Micromass Uk Limited | Vacuum system for a mass spectrometer |
| GB2609728A (en) * | 2021-06-08 | 2023-02-15 | Micromass Ltd | Vacuum system for a mass spectrometer |
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