JPH09190795A - エレクトロスプレー、大気圧化学的イオン化質量分析計およびイオン発生源 - Google Patents
エレクトロスプレー、大気圧化学的イオン化質量分析計およびイオン発生源Info
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Abstract
質量分析器を使用した分析および方法を提供する。 【解決手段】 開示される装置と方法は、APCIある
いはエレクトロスプレーによって発生したイオンが、で
きてすぐその移動方向23が2つの互いに垂直な成分に
分解できるような方向に向けられ、その1つの移動方向
26が入口オリフィス10、抽出室15を通過して抽出
室排気用真空排気ポート4に入る直線第1軌跡14に一
致する。移動方向はそのように整列した速度成分26が
それに垂直な成分25より小さくなるような方向であ
る。イオンは直線第1軌跡に対し30(と150(の間の
角度をなして傾斜した第2軌跡に沿って室15を出て質
量分析器に入ることができる。本発明はAPCIおよび
エレクトロスプレー・イオン発生源を使用する従来の装
置および方法に比べて改良された感度とより低いノイズ
・レベルを提供する。
Description
方法に関し、特に高分子量の熱に不安定なサンプルのイ
オン化用の方法と装置に関する。
イオン化するイオン発生源は、熱に不安定な高分子量サ
ンプルの無傷の分子イオンを発生させるのに特に成功を
収めている。これらの発生源のうち、エレクトロスプレ
ーは最も成功したものの一つである。エレクトロスプレ
ーの基礎技術はかなり早くから知られているが、有機質
量分析に適した最初の実用的発生源の設計は1984年
に現れた(例えば欧州特許第0123552A号)。こ
の出願の教示によれば、イオン発生源は毛細管を備え、
それを通して分析しようとするサンプル溶液が噴出さ
れ、毛細管はその下流端に向かい合って配置した接地対
向電極に対して高電位に保たれている。毛細管と軸線を
一致させて形成された小オリフィスが対向電極の中に形
成され、ノズル・スキマ構成によって4極質量分析器へ
と導く。代替的な構成では、対向電極中のオリフィスが
第2(伝送)毛細管の入口であって、この第2毛細管
が、その長さ方向に沿って適切な電位差を与えることを
通じて、磁気セクタ質量分析計に適当なレベルまでそれ
に沿って流れるイオンのエネルギーを増加させるように
してもよい(欧州特許第0123553号参照)。加熱
した不活性ガスの流れがスプレー毛細管と対向電極の間
の領域に管からの液体流と逆方向に導入される。スプレ
ー毛細管は対向電極に対して+3kVと+10kVの間
の電位に保たれ、そこから現れる液体は不活性ガスの逆
流の中へエレクトロスプレーされる。その結果ノズル・
スキマ・システムから質量分析器へ通過する溶質に特徴
的なイオンを形成する。
生源に対する種々の改良が提案されてきた。Bruinsら(3
4th Ann. Confr. on Mass Spectrometry and Allied To
pics, Cincinnati, 1986, pp. 585-6および米国特許第
4,861,988号)は、エアロゾルを形成する補助のためこ
の基本的発生源の毛細管に代わる不活性ガスが供給され
る同軸噴霧器を使用する気体補助エレクトロスプレー発
生源を記述している。これらの提案者はまた、毛細管あ
るいは噴霧器は対向電極中のオリフィスに真っ直ぐに向
けられるべきではなく、質量分析器の光学軸(入口オリ
フィスを通る)に平行に5−10mmずらして配置する
ことを教示している。しかし、このタイプの発生源は実
際に使用するとき質量分析器の光学軸に対して通常約3
0(傾斜して、しかも尚オリフィスに向けられた毛細管
と共に操作されることが多い。米国特許第5,015,845号
は0.1−10トルの気圧の下で作動し、第1ノズルの
下流に配置された追加加熱脱溶媒ステージを開示してい
る。米国特許第5,103,093号、第4,977,320号および Le
e, Henion, Rapid Commun. in Mass Spectrom. 1992,vo
l. 6, pp. 727-733 他は加熱入口毛細管の使用を教示し
ている。米国特許第5,171,990号は、転送毛細管とノズ
ル・スキマ・システムを軸から離して位置合わせして質
量分析に入る高速イオンおよび中性粒子の数を減少させ
ることを教示している。米国特許第5,352,892号は、小
液滴が質量分析器真空システムに入るのを最小にする液
体シールド構成を開示している。
レー・イオン発生源の成功の主要因は他の多くのイオン
発生源とは対照的に、イオン化が大気圧の下で起きるこ
とであると認められている。そのため最近では、高分子
量の熱に不安定な化学種であることを特徴とするイオン
を安定に発生させることもできるAPCI(atmospheri
c pressure chemical ionization:大気圧化学的イオン
化)発生源への興味が復活してきた。そのような発生源
はイオン化のモード以外は一般にエレクトロスプレー発
生源と同様である。高電位に維持された入口毛細管の代
わりに、APCI発生源は、例えば (−エミッタ(通常
63Ni箔)(McKeown, Siegel, American Lab. Nov.
1975, pp. 82-99およびHorning, Carrollら、Adv. in M
ass Spectrom. Biochem. medicine, 1976, vol. 1, pp.
1-16 参照)あるいはコロナ放電(Carroll, Dzidic
ら、Anal. Chem. 1975, vol. 47 (14), pp. 2369 参
照)などの電子発生源を提供する。これらの初期の発生
源では、高圧イオン化領域は分析器の光学軸上に配置さ
れた非常に小さいオリフィスを含む膜によって質量分析
を含む高真空領域から分離されていた。後にAPCI発
生源は膜の代わりにノズル・スキマ分離システムを含む
タイプ(例えば、Kambaraら、Mass Spectroscopy (Japa
n) 1976, vol. 24 (3), pp. 229-236および英国特許出
願第2183902 A号)、および、分析器に到達するにはイ
オンがそこを通って行かなければならない以前よりいく
らか大きめのオリフィスの前に不活性ガスの清浄な流れ
を伴うタイプ(例えば、英国特許第1582869号)など2
つのタイプがある。
生源を除けば、これら以前のエレクトロスプレーおよび
APCI発生源は、オリフィスあるいは高圧および低圧
領域を分析計の光学軸と連携する毛細管を軸上に配置し
ている。更に、サンプルが液体流またはガス流に含まれ
るすべての以前の発生源において、発生源の大気圧領域
内の流れの方向はどの場合も一般にオリフィスか入口毛
細管の方向に向いている。
が一般にサーモスプレー発生源(例えば、英国特許第22
07548 A号に開示されたもの)より敏感であることが最
近経験的に分かってきたので、いくつかのタイプの以前
のサーモスプレー発生源からエレクトロスプレー発生源
への転換の詳細が出版されるようになった(例えば、米
国特許第5,235,186号、 Duffin, Wacksら、Anal. Chem
1992, vol. 64, pp. 61-68およびJacket, and Moni in
Rev. Sci. Instrum. 1994, vol. 65 (3), pp.591-6)。
しかし、そのような転換は、サーモスプレー発生源にお
いては、ガス相イオン化は真空にした領域中に噴出する
液体に加えられる高度の熱の入力の結果として1トルと
10トルの間で起きるので発生源の性質を変えてしま
う。転換後、先行して真空であった領域は、液体の噴流
を上記の以前のエレクトロスプレー発生源と正確に同じ
方向付けでエレクトロスプレーすることのできる大気圧
領域となる。
術に係る発生源に匹敵し得る感度あるいはそれよりもよ
り良好な感度を有し、より長いメンテナンス間隔を持つ
ことのできる改良されたエレクトロスプレー・イオン発
生源を提供することである。更には、エレクトロスプレ
ーによって溶液中の溶質イオン化の改良された方法を提
供し、更にまた、そのようなエレクトロスプレー・イオ
ン発生源を有する改良された質量分析器を提供すること
である。更にまた、先行技術に係る発生源に匹敵し得る
あるいはより良好な感度を有し、より長いメンテナンス
間隔を持つことのできる改良されたAPCI発生源を提
供することである。更にまた、そのようなAPCI発生
源を有する改良された質量分析器を提供することであ
る。
イオン、溶解あるいは凝集した分子かイオン、あるいは
溶液の小滴などのサンプルを含む溶液を噴霧あるいはエ
レクトロスプレーすることによって得ることのできるい
かなる化学種をも含むことにする。
ためイオンを発生するイオン発生源を提供し、そのイオ
ン発生源は本体の中に形成され真空排気ポートと連通し
た抽出室と、前記抽出室中の圧力を100mmHg以下
に維持するため前記真空排気ポートに接続された真空排
気手段と、前記抽出室の中へ導く入口オリフィスであっ
て前記入口オリフィスを通って前記抽出室に入る少なく
とも数個の分子が前記抽出室の中を直線第1軌跡上を通
過して前記真空排気ポートへ入るように前記真空排気ポ
ートの反対側に配置された入口オリフィスと、前記抽出
室から前記本体を通って導く出口オリフィス手段と、前
記直線第1軌跡に対し30(と150(の間の角をなして
傾斜した第2軌跡上を前記出口オリフィス手段を通って
前記イオンを分析のため偏向させるよう前記抽出室に電
位勾配を発生する手段と、サンプルが溶解している可能
性のある溶液を受け取り前記第1軌跡の少なくとも一つ
の概念上の後方射影と前記本体の外側で交わる粒子の流
れを前記入口オリフィスを通してその溶液から発生させ
る手段と、前記流れに含まれる粒子が前記概念上の後方
射影に到達する前にその少なくともいくつかを帯電させ
る手段とを有し、前記粒子発生手段は更に、前記流れに
含まれる粒子の少なくとも過半数が前記粒子発生手段を
離れるとすぐ、前記直線第1軌跡のいずれか1つに平行
な方向へ前記入口オリフィスに向かう分解成分が垂直方
向の分解成分より小さい速度を有するように前記入口オ
リフィスに対して配置されている。
リフィスと抽出室の間に追加的に設けられ、入口室と真
空排気ポートの両方とも抽出室より直径が大きい。
源および大気圧化学的イオン化(APCI)発生源の両
方を提供する。本発明によるエレクトロスプレーイオン
発生源において、前記粒子発生手段はエアロゾル発生手
段を備え、前記粒子を荷電する前記手段は前記本体に対
して前記エアロゾル発生手段を高電位に維持する手段を
備えても良い。前記エアロゾル発生手段は毛細管を備え
ても良いし、またはエレクトロスプレー工程を補助する
ために空気噴霧器または超音波噴霧器を使用しても良
い。本発明による大気圧化学的イオン発生源において、
前記粒子発生手段は溶液から小液滴を発生させるエアロ
ゾル発生手段と、前記小液滴から溶剤を蒸発させて気相
の分子を発生させるエアロゾル加熱手段、通常は強く加
熱した管を備えても良く、前記粒子を荷電する前記手段
は前記流れに隣接して配置され本体と放電電極の間にコ
ロナ放電を形成する電位に維持された放電電極手段を備
えても良い。
の頂点に穴を有し一部分が抽出室の中まで延在できる中
空円錐部材を備えるのが好ましい。更に、出口オリフィ
ス手段が第1直線軌跡のいずれかにあと1mmの点まで
延在するのが好ましい。第1直線軌跡の極端と出口オリ
フィス手段の頂点間の距離は所与の電極電位に対して抽
出室中のイオンのフラグメンテーション度を制御するた
め調節することができる。一般に、この距離が大きい
(即ち円錐部材が短い)ほどフラグメンテーションが大
きい。同様に、抽出室内の電位勾配の大きさもフラグメ
ンテーション度に影響する。電位勾配の大きさが増加す
ると、通常発生源が発生するイオンのフラグメンテーシ
ョン度が増大する。
50(Cに維持するか蛋白質などの熱に不安定なサンプ
ルに対して本体温度を約70(Cに維持するために加熱
手段を備えても良い。通常は入口オリフィスは直径0.
3mmと1.5mmの間、最も好ましくは0.4mmと
1.0mmの間の穴を有しても良い。
段は粒子流が前記入口オリフィスを通る前記直線軌跡の
いずれかの概念的射影に約90(の角度で交わるように
方向付けされている。エレクトロスプレー実施例におい
て、本体が延長して粒子流と交差しエアロゾル発生手段
から溶液をエレクトロスプレーする目的の対向電極を画
定してもよい。通常は、1kVと5kVの間の電位差が
エレクトロスプレーを発生するために発生手段と本体と
の間に維持されており、最も好ましい電位差は約3.5
kVである。
と、前記出口オリフィス手段を通過するイオンを受け取
るよう配置された質量分析器を備える質量分析計を提供
する。前記質量分析器は前記第2軌跡の少なくとも幾つ
かがそこを通過するよう配置された分析器入口間隙を備
えるのが好ましい。最も好ましいのは、前記直線第1軌
跡の1つに対し概ね90(の角度をなす前記第2軌跡の
いくつかがその中を通過するように分析器入口間隙を配
置することである。
ても良いが、例えば磁気セクタ分析器や飛行時間型質量
分析器などの他の適当なタイプの質量分析器を使用する
ことは本発明の範囲内である。例えば6極または4極高
周波励振静電レンズなどのイオン伝送手段は出口オリフ
ィス手段と分析器入口間隙の間に配置してイオンの分析
器への伝送効率を高めるのに有利である。
うとするサンプルが溶解している可能性のある溶液から
粒子流を発生させ、前記流れの中の粒子の少なくとも幾
つかを帯電させ、こうして帯電した粒子の少なくとも幾
つかを前記入口オリフィスから前記抽出室を通って真空
排気ポートへ通ずる直線第1軌跡に沿って本体内に形成
された抽出室へ入口オリフィスを通して受け取り、前記
抽出室内の圧力を100mmHg以下に維持するため前
記真空排気ポートにより前記室から排気し、前記室内に
電位勾配を発生させて前記直線第1軌跡に沿って移動中
のイオンをそれに30(と150(の間の角度で傾斜した
前記第2軌跡に沿って偏向させて出口オリフィス手段を
通し、前記粒子流は形成直後にその中に含まれる少なく
とも過半数の分子が前記直線第1軌跡のいずれか1つに
平行な方向へ前記入口オリフィスに向かう分解成分が垂
直方向の分解成分より小さい速度を有するように前記本
体と前記入口オリフィスに対して方向付けされている。
Iによるイオン化方法の両方を提供する。前者の方法で
は、溶液は本体に対して高電位に維持されたエアロゾル
発生器か毛細管からエレクトロスプレーされ、荷電粒子
流を形成して少なくともその粒子の幾つかは入口オリフ
ィスに入る可能性がある。後者の方法では、エアロゾル
発生器を使用して粒子流を形成し少なくともその粒子の
幾つかは例えば、従来のAPCI発生源におけるごとく
続いて放電電極と本体間に生ずるコロナ放電を通過する
ことによって電荷を得る可能性がある。APCI法にお
いては溶液をエアロゾル発生手段の中へ通すことによっ
て粒子流を形成し溶液の小液滴を含むエアロゾルを発生
させ、ついでその小液滴をエアロゾル加熱手段(通常は
加熱管)を通すことによって溶剤を蒸発させ、粒子流内
にガス相の粒子のみが存在するようにする。
第2軌跡に沿って前記出口オリフィス手段を通過するイ
オンを質量分析する追加的段階を含む、サンプルが溶解
している可能性のある溶液を質量分析法によって分析す
る方法を提供する。
して以下に述べる。
エレクトロスプレー・イオン発生源がPEEKなどの充
填PTFEからなる環状アダプタ・フランジ1上に構築
され、導電性を有するステンレス・スチール製の円筒形
本体2を備え、円筒形本体2の内部には入口室3と、本
体2内にその半径方向に延在しより小さい直径の抽出室
15を介して入口室3に接続された真空排気ポート4と
が形成されている。真空排気ポート4は、便宜上、本体
4の外側から穿孔され、その開口端を密閉するには図1
に示すようにステンレス・スチール球5を開口端に押し
込む。真空排気ポート4はそれぞれ本体2と環状アダプ
タ・フランジ1を穿孔することによって形成した通路6
と7およびパイプ・アダプタ27と可撓性真空ホース2
0を介して真空排気手段19(図2)に接続されてい
る。真空排気手段19は容量約30m3/時の機械的真
空ポンプを備え、この真空ポンプは抽出室15の圧力を
100mmHg以下、通常1−10mmHgの範囲に維
持する。
示せず)で確保する平面部分を有する。中空入口円錐9
はその頂点に抽出室15内の圧力を制御するよう選択さ
れた0.4mmと1.0mmの間の直径を有する入口オ
リフィス10を形成している。30m3/時のポンプを
使用すると、0.4mm径オリフィスなら抽出室15内
を約3mmHgの圧力にする結果となる。
跡14)は分子が偏向しないとき入口オリフィス10か
ら入口室3と抽出室15を通って真空排気ポート4へ移
動する道筋である。本発明によると、出口オリフィス手
段11が図1に示すようにアダプタ・フランジ1の凹部
13に取り付けた中空円錐部材12を有するのが好まし
い。PTFEワッシャ8は中空円錐部材12を本体2か
ら電気的に絶縁するために両者の間に配置されている。
中空円錐部材12はその頂点にそこを通って抽出室15
から質量分析器へイオンが通過できるような穴を有して
いる(図2と次の説明を参照)。中空円錐部材12の長
さは、分子が入口オリフィス10から真空排気ポート4
へ通過する直線第1軌跡14のいずれよりも、通常約1
mmだけ短くてこれらの軌跡に沿って移動する分子が出
口オリフィス手段に入らないように選択されている。異
なった直径の頂点の穴を有する異なった円錐部材を提供
することができる。通常抽出室中の異なった圧力条件の
下で最適動作をするよう0.5、1.0および1.5m
m径の穴を有する3個の円錐部材が提供される。一般に
言って、最大径の穴を有する円錐は感度がより大きい
が、採用できる穴の最大サイズは、通常質量分析器を含
む出口オリフィス手段11の出口側における真空システ
ムの十分低い圧力を維持する必要によって制限される。
の直線軌跡の存在(14で例示してある)および入口オ
リフィス10から出口オリフィス手段11を通る同様な
直線軌跡が存在しない事実は抽出室15から中性溶剤分
子の非常に効率的な除去を可能にし、出口オリフィス手
段11を通過する中性分子の数をも最小にする。これは
入口オリフィス10を従来のエレクトロスプレーイオン
発生源の入口オリフィスよりかなり大きくすることを可
能にし、オリフィスが詰まる傾向を大幅に減少させる。
本発明によるイオン発生源はそのため従来の発生源より
も必要なメンテナンスが通常より少ない。
つあるいはそれ以上に沿って移動するイオンの少なくと
も幾つかを偏向させるために、本体2と中空円錐部材1
2との間におおよそ45ボルトの電位差を維持する電源
16を用いて抽出室15中に電位勾配を発生させる。陽
イオンを分析するときには中空円錐部材12の電位を負
に陰イオンを分析するときには正になるようにしてあ
る。
錐部材12は本体2に電気的に接続され、電源16が接
続された電極17によって電位勾配を発生する。電極1
7は中空円錐部材12の下流に通常約5mmだけ離して
配置し、「O」リング38によって本体2の中に密封さ
れた電極絶縁体18中にはめ込まれる。この実施例にお
いては電源16が正イオン分析にたいしては約500ボ
ルトまでの正電位を、負イオン分析の場合は同様な負電
位を電極17に与えるようになっている。図4および5
の両方の実施例において、電源16が発生する電位はイ
オンの質量分析器ヘ転送を最大にするように調整するこ
とができる。
勾配は出口オリフィス手段11を通して少なくともそれ
に入るイオンの幾つかを直線軌跡14の1つまたはそれ
以上に沿って偏向させる。
する毛細管22を含み本体2の外側に配置されたエレク
トロスプレー探針アセンブリ21を備える。毛細管22
はエレクトロスプレー電源58(図2)により本体2に
対して約3.5kVの電位に維持される。イオン化しよ
うとするサンプルを含む溶液は毛細管22を通してポン
プで送られ入口オリフィス10の近くにエアロゾルを発
生する。エアロゾルに含まれる個別の粒子の毛細管22
を出るときの速度は2つの互いに垂直な成分25と26
の合成であるベクトル23(図1)で表され、成分26
は直線第1軌跡14の1つの概念的後方射影24に平行
である。本発明によると、エレクトロスプレー探針アセ
ンブリ21は少なくとも過半数の粒子に対して成分26
(即ち、入口オリフィス10から離れる方向)に対する
負の値をその成分に対するゼロ値より小さいと見なし
て、速度成分26が垂直方向の成分25より小さい。一
般に言って、これは粒子のうち少なくとも過半数が第1
直線軌跡14に対して少なくとも45(の角度をなす方
向へ毛細管22の先から出ることを意味する。しかしこ
れにも拘わらず、入口室3が真空になることによって周
囲の大気から気体が入口オリフィス10に流れて毛細管
22の先から出た後、ベクトル23の方向から偏向して
入口オリフィス10を通過するため毛細管22からエレ
クトロスプレーされる少なくとも幾つかの粒子が入口オ
リフィス10に入ることが知られるようになった。
図4に示されている。エレクトロスプレー探針アセンブ
リ21(図1)を(図3に示すものと同様な同軸流噴霧
器を備える)エアロゾル発生手段61と強熱された管を
有するエアロゾル加熱手段36に代えた以外は図1に示
すエレクトロスプレー実施例と同じである。発生手段6
1によって生成されたエアロゾルに含まれる小液滴はエ
アロゾル加熱手段36を通過して脱溶媒和(desolvat
e)され気相分子のみが加熱手段の先から現れる。図4
に示すように絶縁体57に取り付けた鋭く尖った放電電
極60も備えられている。放電電極60は+3.0kV
コロナ放電電源40に接続されているので、放電電極6
0と発生手段61によって発生した粒子流が通過する本
体2との間にコロナ放電が起きる。こうして、続いて入
口オリフィス10を通過する正イオンが発生する。(負
イオンは放電電極60を負電源に接続することによって
発生させることができる)。エアロゾル発生手段61
は、エレクトロスプレー探針21が本発明のエレクトロ
スプレー実施例の場合に方向付けられるのと全く同様に
本体2と入口オリフィス10に関して方向付けられる。
そのためAPCI質量分析器は、エレクトロスプレー探
針21と電源58を図4に示すエアロゾル発生手段6
1、エアロゾル加熱手段36、放電電極60および電源
40の配列に代えることによって図2に従って組み立て
ることができる。イオン発生源がエレクトロスプレー・
モードで使用されても電極60は元の位置(本体2に接
続)に残しておいて良い。このようにして、単にエアロ
ゾル発生手段61を探針21に置き換えること(又は逆
の場合も同じ)と、一方から他方のモードへ変更すべく
電源58および40のスイッチングすることだけを要求
して、複合APCI/エレクトロスプレー質量分析器を
提供できる。
質などの熱に不安定なサンプルでは約70℃、あるいは
他のサンプルでは約150℃に維持するため、本体2と
熱接触が良いように配置されカバー・プレート39で覆
われた(図1)巻き線加熱素子37を備えた加熱手段が
設けられる。
る質量分析器は、4極質量フィルタ31とイオン検出器
32を囲む真空囲壁30に填る図1に示すイオン発生源
29を備える。これらの構成要素は従来のものであっ
て、図2に概略を示す。質量フィルタと検出器の正しい
動作に必要な他の従来型構成要素は図を見やすくするた
め省略してある。図2に示すように、イオン発生源の出
口オリフィス手段11と質量分析器の入口間隙34を通
る第2軌跡33は4極質量フィルタ31のイオン光学軸
と一致している。直線軌跡14と出口オリフィス手段1
1と入口間隙34を通る第2軌跡33の交差によって規
定される角度はおおよそ90(である。
イオン伝送効率は静電6極レンズを備えることによって
増加し、その2つは図2に35で示してある。
探針を図3に示す。エレクトロスプレー探針は円筒形ハ
ウジング44の端壁43の凹部に入るフランジ42を有
する堅い絶縁材料で作られた中空探針軸41を備える。
ステンレス・スチールの延長軸45が軸41の末端に挿
入して「O」リング46によって密封され、中空ステン
レス・スチール先端47が延長軸45の末端に挿入して
第2「O」リング48によって密封される。これもまた
ステンレス・スチール製の小内外径毛細管49が探針ア
センブリ21の全長を貫通して先端47から遠い端で分
析しようとする溶液の補給源、例えば液体クロマトグラ
フ・コラムに接続されている。
グ44の中に固定された支持板53にクランプ52で取
り付けられた「T」コネクタ51へ管50を介して行わ
れる。毛細管49は「T」コネクタ51の残りの2つの
継手を真っ直ぐ通って継手54内で密封される。毛細管
49が切れ目無しにその中を通るより大きい内径と一定
の長さを有する管56は「T」コネクタ51の継手55
内で密封され、探針軸41、延長軸45および探針先端
47の中空内部を通って延びる。毛細管49は管56の
端から約0.5mm突き出しているので噴霧ガスが管5
6から現れて毛細管49から現れる溶液の静電噴霧を補
助する。
めに、エレクトロスプレー電源58(図2)が「T」コ
ネクタ51に接続されたリード線59に接続されている
ので、コネクタと管56および49がエレクトロスプレ
ー電位に維持される。
細管の端を入口オリフィス10に隣接させて探針アセン
ブリ21を以前述べた向きにただ締め付けるだけであ
る。
・イオン化探針の断面図である。
ン発生源の断面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 本体中に形成されて真空排気ポートと連
通した抽出室と、前記真空排気ポートに接続されて前記
抽出室中の圧力を100mmHg以下に維持するための
真空排気手段と、入口オリフィスを通って前記抽出室に
入る少なくとも数個の分子が前記抽出室の中を直線第1
軌跡上を通過して前記真空排気ポートへ入るように前記
真空排気ポートの反対側に配置された、前記抽出室に通
じる入口オリフィスと、前記抽出室から前記本体を通っ
て導く出口オリフィス手段と、前記直線第1軌跡に対し
30(と150(の間の角をなして傾斜した第2軌跡上を
前記出口オリフィス手段を通って前記イオンを分析のた
め偏向させるよう前記抽出室に電位勾配を発生する手段
と、サンプルが溶解している可能性のある溶液を受け取
り前記第1軌跡の少なくとも1つの概念上の後方射影と
前記本体の外側で交わる粒子の流れを前記入口オリフィ
スを通してその溶液から発生させる手段と、前記流れに
含まれる粒子が前記概念上の後方射影に到達する前にそ
の少なくともいくつかを帯電させる手段とを有する、分
析のためイオンを発生するイオン発生源であって、前記
粒子発生手段が更に、前記流れに含まれる粒子の少なく
とも過半数が前記粒子発生手段を離れるとすぐ、前記直
線第1軌跡のいずれか1つに平行な方向へ前記入口オリ
フィスに向かう分解要素が垂直方向の分解要素より小さ
い速度を有するように前記入口オリフィスに対して配置
されていることを特徴とするイオン発生源。 - 【請求項2】 入り口室が前記入り口オリフィスと前記
抽出室の間に追加的に設けられ、前記入り口室と前記真
空排気ポートの両方が前記抽出室より直径が大きい、請
求項1に記載のイオン発生源。 - 【請求項3】 前記イオン発生源がエレクトロスプレー
・イオン発生源であり、前記粒子発生手段がエアロゾル
発生手段を備え、前記粒子を帯電させる前記手段が前記
本体に対して前記エアロゾル発生手段を高電位に維持す
るための手段を備える、請求項1または2の何れか一項
に記載のイオン発生源。 - 【請求項4】 前記イオン発生源が大気圧イオン発生源
であり、前記粒子発生手段が溶液から小液滴を発生する
ためのエアロゾル発生手段を備え、前記小液滴から溶剤
を蒸発させて気相の分子を発生させるためにエアロゾル
加熱手段が設けられている、請求項1または2の何れか
一項に記載のイオン発生源。 - 【請求項5】 前記粒子を帯電させるための前記手段
が、前記流れに隣接して配置され、且つ、前記放電電極
と前記本体との間でコロナ放電を形成させる電位に維持
された放電電極手段を備えている、請求項4に記載のイ
オン発生源。 - 【請求項6】 前記本体を加熱する手段を備えている、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載のイオン発生
源。 - 【請求項7】 前記出口オリフィス手段がその頂点に穴
を有する中空円錐部材を備え、その部材の一部分が前記
抽出室の中へ延びることのできる、請求項1ないし6の
何れか一項に記載のイオン発生源。 - 【請求項8】 前記粒子発生手段が、前記粒子流が前記
入口オリフィスを通って約90(の角度で前記直線のい
ずれかの後方への概念的射影と交差するように方向付け
られている、請求項1ないし7の何れか一項に記載のイ
オン発生源。 - 【請求項9】 前記出口オリフィス手段を通過するイオ
ンを受け取るように配置された質量分析器を更に備え
る、請求項1ないし8の何れか一項に記載の、イオン発
生源を備える質量分析器。 - 【請求項10】 前記直線第1軌跡の1つに対しおおむ
ね90(の角度をなす前記第2軌跡が通過するように配
置された分析器入り口間隙を更に備える、請求項9に記
載の質量分析器。 - 【請求項11】 イオン化しようとするサンプルが溶解
している可能性のある溶液から粒子流を発生させ、前記
流れの中の粒子の少なくとも幾つかを帯電させ、こうし
て帯電した粒子の少なくとも幾つかを前記入口オリフィ
スから本体内に形成された抽出室を通って真空排気ポー
トへ通ずる直線第1軌跡に沿って前記抽出室へ入口オリ
フィスを通して受け取り、前記抽出室内の圧力を100
mmHg以下に維持するため前記真空排気ポートにより
前記抽出室から排気し、前記抽出室内に電位勾配を発生
させて前記直線第1軌跡に沿って移動中のイオンをそれ
に30(と150(の間の角度で傾斜した前記第2軌跡に
沿って偏向させて出口オリフィス手段を通すことを含む
イオン化方法であって、形成直後にその中に含まれる少
なくとも過半数の粒子が前記直線第1軌跡のいずれか1
つに平行な方向へ前記入口オリフィスに向かう分解要素
が垂直方向の分解要素より小さい速度を有する前記流れ
の中に含まれるように、前記粒子流が、前記本体と前記
入口オリフィスに対して方向付けされていることを特徴
とするイオン化方法。 - 【請求項12】 前記溶液が、前記本体に対して高電位
に維持されたエアロゾル発生器あるいは毛細管からエレ
クトロスプレーされて帯電した粒子流を発生し、その粒
子の少なくとも幾つかは前記入口オリフィスに入る、請
求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 前記粒子流がエアロゾル発生器によっ
て形成され、その粒子の少なくとも幾つかは放電電極と
前記本体の間に形成される放電の中を通過することによ
って続いて電荷を帯びる、請求項11に記載の方法。 - 【請求項14】 溶液が前記エアロゾル発生器中に入っ
て前記溶液の小液滴を含むエアロゾルを発生し、続いて
溶剤が前記小液滴が帯電する前にエアロゾル加熱手段を
通過させることによって前記小液滴から蒸発する、請求
項13に記載の方法。 - 【請求項15】 請求項11ないし14のいずれか一項
に記載の方法と前記第2軌跡に沿って前記出口オリフィ
ス手段を通過するイオンを質量分析する追加段階を含
む、サンプルが溶解している可能性のある溶液を質量分
析器を用いて分析する方法。
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