JPH10269985A - Mass spectrometer and mass spectroscopic method - Google Patents

Mass spectrometer and mass spectroscopic method

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JPH10269985A
JPH10269985A JP10114585A JP11458598A JPH10269985A JP H10269985 A JPH10269985 A JP H10269985A JP 10114585 A JP10114585 A JP 10114585A JP 11458598 A JP11458598 A JP 11458598A JP H10269985 A JPH10269985 A JP H10269985A
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ion
mass spectrometer
ions
mass
sample
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Eiji Tajima
英司 田島
Fumihiko Nakajima
文彦 中島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain neutral particles mixed into a mass separating, part and improve detection precision and analyse stably by ionizing a specimen under a substantial atmospheric pressure, generating a specimen ion, deflecting this specimen ion by an ion deflection electrode, and mass-separating the deflected specimen ion under a high vacuum and detecting it. SOLUTION: A solvent molecule is ionized by corona discharge due to high potential needle electrode together with a residual gas or the like. As a generated primary ion, a specimen molecule with its low ionization potential is ionized. All ion beams containing the generated specimen molecule collides with a neutral molecule, thereby forming a simple pseudo-molecule ion. An ion emitted from a second thin hole 14 is accelerated, decelerated, and converged by a lens system 16. For the converged ion beam, only an ion whose mass number meets conditions passes while vibrating the inside of a Q pole 17, and the Q pole 17 is passed as a mass separation beam.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は質量分析装置及び質
量分析方法に係り、特に、液体クロマトグラフ・質量分
析計直結分析装置,小型軽量にして、分析条件の自動設
定に好適な装置及び方法の構成と条件設定に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass spectrometer and a mass spectrometry method, and more particularly to a liquid chromatograph / mass spectrometer direct-coupled spectrometer which is small and lightweight and suitable for automatic setting of analysis conditions. Regarding configuration and condition settings.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の装置は、大気圧イオン化法として
は特許第1136983 号に記載のように、針電極を用いたコ
ロナ放電を利用するもので、ガス分子の分析に用いてい
て、液体のイオン化については配慮されていなかった。
又、アナリテイカルケミストリ第54号,No.1,(1
982年)第143頁から146頁(AnalitycalChemis
try,vol,54,No.11982 pp143〜146)
に液体気化のイオン化法について論じられている。
2. Description of the Related Art A conventional apparatus uses corona discharge using a needle electrode as described in Japanese Patent No. 1136983 as an atmospheric pressure ionization method, and is used for analyzing gas molecules. No consideration was given to ionization.
Also, Analytical Chemistry No. 54, No. 1, (1
982) pages 143 to 146 (AnalitycalChemis
try, vol, 54, No. 11982 pp143-146)
Discusses the ionization method of liquid vaporization.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】試料を大気圧下でイオ
ン化すると、中性粒子が多く発生する。この中性粒子が
質量分離部に入り込むと、質量分離部の汚染によりノイ
ズ成分が多くなり、検出精度が低下する。これに伴っ
て、安定した動作が妨げられる。
When a sample is ionized at atmospheric pressure, a large amount of neutral particles are generated. When the neutral particles enter the mass separation unit, noise components increase due to contamination of the mass separation unit, and the detection accuracy decreases. Accordingly, stable operation is hindered.

【0004】また、上記従来技術は装置の小型化と分析
条件の自動設定の点について配慮がされておらず、設置
条件や操作性の問題があった。
[0004] Further, the above-mentioned prior art does not take into consideration the miniaturization of the apparatus and the automatic setting of analysis conditions, and has problems with installation conditions and operability.

【0005】本発明の目的は、質量分離部に混入をする
中性粒子を抑制し、検出精度向上及び安定した分析が可
能な質量分析装置及び質量分析方法を提供することにあ
る。他の目的は質量分析計に四重極形質量分析計を用い
小型化すると共に、性能上重要なパラメータを見出し、
分析条件を自動設定することにある。
[0005] It is an object of the present invention to provide a mass spectrometer and a mass spectrometry method capable of suppressing neutral particles mixed in a mass separation section, improving detection accuracy and performing stable analysis. The other purpose is to use a quadrupole mass spectrometer as the mass spectrometer, to reduce the size, to find parameters important for performance,
The purpose is to automatically set analysis conditions.

【0006】[0006]

【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、試料を略大気圧下のイオン化部でイオ
ン化して試料イオンを生成し、前記イオン化部で生成さ
れた試料イオンをイオン偏向電極で偏向し、前記イオン
偏向電極で偏向された試料イオンを高真空下で質量分離
して検出するように構成した。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a sample is ionized in an ionization section at substantially atmospheric pressure to generate sample ions, and the sample ions generated in the ionization section are generated. The sample is deflected by an ion deflection electrode, and the sample ions deflected by the ion deflection electrode are mass-separated and detected under high vacuum.

【0007】また、上記目的は四重極形質量分析計の特
性と、大気圧イオン化方式の特性を組み合わせた分析条
件を測定し、最も重要なパラメータを見出し、これを自
動設定することにより、達成される。
Further, the above object is achieved by measuring analysis conditions combining characteristics of a quadrupole mass spectrometer and characteristics of an atmospheric pressure ionization method, finding the most important parameters, and automatically setting these parameters. Is done.

【0008】大気圧イオン化部で生成された中性粒子
は、イオン偏向電極を通過させることによって、除去さ
れる。
The neutral particles generated in the atmospheric pressure ionization section are removed by passing the neutral particles through an ion deflection electrode.

【0009】中間圧力部をもつ大気圧イオン化方式は、
この間を走るイオンのエネルギーを変えることにより所
要のイオンを強調することができる。又、四重極形質量
分析計は長さ約20cm,外径約8mmの4本の円柱を同心
円上に組み合わせ、高周波電圧と直流電圧を一定条件で
印加し、質量フィルタとして動作させ、イオン化室部は
低圧にして、四重極への入射イオンエネルギーは10e
V位が質量分析計としての特性(透過率,分解能)が良
い。
An atmospheric pressure ionization system having an intermediate pressure section is as follows.
The required ions can be emphasized by changing the energy of the ions running during this time. The quadrupole mass spectrometer is composed of four cylinders of about 20 cm in length and about 8 mm in outer diameter concentrically, applying high-frequency voltage and DC voltage under constant conditions, operating as a mass filter, and operating as an ionization chamber. Part is at low pressure and the ion energy incident on the quadrupole is 10 e
The V position has good characteristics (transmittance, resolution) as a mass spectrometer.

【0010】このような特性の大気圧イオン化と四重極
質量分析計の組み合せでは、中間圧力部におけるイオン
のエネルギーが装置の特性に重要なフアクターであるこ
とが実験で明らかとなった。
In the combination of the atmospheric pressure ionization having such characteristics and the quadrupole mass spectrometer, it has been experimentally revealed that the ion energy at the intermediate pressure section is an important factor for the characteristics of the apparatus.

【0011】大気圧イオン化から四重極質量分析計を一
直線に配置し、軸合せを容易にすると共に液体クロマト
グラフの条件から、イオンのエネルギー制御電圧を決定
するようにしたので、最良設定条件が容易に設定でき、
設置条件,操作性が著しく向上する。
Since the quadrupole mass spectrometer is arranged in a straight line from atmospheric pressure ionization to facilitate the alignment and determine the energy control voltage of the ions from the conditions of the liquid chromatograph, the best setting conditions are as follows. Easy to configure,
Installation conditions and operability are significantly improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1に
より説明する。混合溶液を成分毎に分離する液体クロマ
トグラフ部(I)は、メタノール(CH3OH)や水
(H2O)などを溶媒1とし、ポンプ2により、カラム
4に送り込む。インジェクタ3より分離する混合試料を
注入するとカラム4との相互作用により、混合試料は分
離され時間と共に順次溶出してくる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the liquid chromatograph (I) for separating the mixed solution for each component, methanol (CH 3 OH), water (H 2 O) or the like is used as the solvent 1 and pumped into the column 4 by the pump 2. When the mixed sample separated from the injector 3 is injected, the mixed sample is separated by the interaction with the column 4 and elutes sequentially with time.

【0013】この溶媒1と試料を含む溶出液を直接質量
分析計に導入するには溶液量が多過ぎ、しかも一般のフ
イラメントを用いる電子衝撃法ではイオン化することが
不可能であるが、大気圧イオン化法を用いれば可能とな
る。
The amount of the solution is too large to directly introduce the eluate containing the solvent 1 and the sample into the mass spectrometer, and it is impossible to ionize by the electron impact method using a general filament. This can be achieved by using an ionization method.

【0014】溶出液をマイクロチューブ5を通し、ヒー
タ7で加熱した霧化器6に導くと、溶出液は気化ジェ
ットとなり、霧化される(II)。霧化した液滴は溶媒と
付着した液滴として浮遊するので、ヒータ9で加熱さ
れた脱溶媒室8にて、溶媒と試料分子とに分離される
A。
When the eluate is introduced into the atomizer 6 heated by the heater 7 through the microtube 5, the eluate becomes a vaporized jet and is atomized (II). Since the atomized droplets float as droplets adhering to the solvent, they are separated into the solvent and the sample molecules in the desolvation chamber 8 heated by the heater 9.

【0015】溶媒分子は残留する気体(N2 )などと共
に、高電位(5〜10kV)の針電極10によるコロナ
放電によりイオン化される(一次イオン化)。生成した
一次イオンは大気圧下であるので試料などと次々に衝突
し、電荷移動などにより、主としてイオン化ポテンシャ
ルの低い試料分子がイオン化する(大気圧イオン化部II
I )。生成したイオンは第1細孔11より、油回転ポン
プ24などで排気されている中間圧力部IVに噴出する。
この際、試料イオンを含む多くのクラスータイオンが生
成する。余分の中性分子は開口12より外気に出る。こ
のような大気圧イオン化方式を用いることにより、液体
クロマトグラフからの多量の溶離液と試料分子を直接イ
オン化することが可能となる。
The solvent molecules are ionized (corresponding to primary ionization) together with the remaining gas (N 2 ) by corona discharge with the needle electrode 10 having a high potential (5 to 10 kV). Since the generated primary ions are under atmospheric pressure, they collide with the sample one after another, and sample molecules having a low ionization potential are mainly ionized by charge transfer (atmospheric pressure ionization section II).
I). The generated ions are ejected from the first pores 11 to the intermediate pressure section IV exhausted by the oil rotary pump 24 or the like.
At this time, many cluster ions including sample ions are generated. Excess neutral molecules exit to the outside through the opening 12. By using such an atmospheric pressure ionization method, it is possible to directly ionize a large amount of eluent and sample molecules from a liquid chromatograph.

【0016】このようにして生成した試料分子を含むク
ラスターイオンを主とする全イオンビームBは、中間圧
力部IVに存在する中性分子と衝突することにより、物理
的に解離して、単純な疑分子イオン(水素付加イオン
等)になる。この解離の程度はイオンのエネルギーを変
えることにより制御することが可能で、絶縁物A15,
B23で絶縁された第1細孔11と第2細孔14の間の
電圧をドリフト電源29で制御し、目的とする分子イオ
ン量を最大になるよう設定する。この中間圧力部IVは絶
縁されたドリフトチャンバー13で囲われ、油回転ポン
プR,P24等で10Pa程度に排気され、圧力計25
により測圧している。クラスターイオンの解離は中性分
子との衝突の回数とエネルギーによるので、目的とする
分子イオンに対しては、この部分の圧力とドリフト電圧
がパラメータとなる。第2細孔14を出たイオンは効率
良く、レンズ系16で引出し加速され、減速され、収束
される。この収束部Vでの収束ビームCは次の四重極質
量分析部VIへのイオンの入射エネルギー(10eV程度)
を決められる。四重極質量分析計への入射イオンエネル
ギーは10eV程度がイオンの透過率と分解能の点で良
い条件であるがこれはドリフトチャンバー13とQポー
ル17のフイールド電圧差に相当する。APIイオン源
III ,IV,収束部Vとの電圧差の実験ではドリフトチャ
ンバー13は接地に対し、120V位がビーム特性がよ
く、最大イオンビーム量がとれる。この為、Qポール1
7のフイールド電圧を通常接地電位に対し、大気圧イオ
ン化方式では、接地より浮かせ、ドリフトチャンバー1
3より10eV程度低く設定した。収束イオンビームC
は、Qポール17内を振動しながら、条件を満足する質
量数のイオンのみが通過し、質量分離ビームDとしてQ
ポール17を透過する。中性粒子を除去するための偏向
電極18で偏向された質量分離ビームDは二次電子増倍
管19で増幅され、検出器20で、質量スペクトルとし
て検出記録される。質量分離部VIはシールド21で囲わ
れ、ハウジング22は油拡散ポンプDP26などで高真空
に排気される。フランジ27からQポール17等の内部
電極への導入を行う。制御系としては、ドリフト電源2
9,レンズ電源30,ドリフトチャンバー電源28,フ
イールド電源34,Qポール電源31,偏向電源32,
二次電子増倍管電源33などが、CPUによる全体制御
システム35により制御される。
The total ion beam B mainly composed of the cluster ions including the sample molecules thus generated is physically dissociated by colliding with the neutral molecules existing in the intermediate pressure section IV, so that a simple ion beam B is obtained. Pseudo molecular ions (hydrogen addition ions, etc.). The degree of this dissociation can be controlled by changing the energy of the ions.
The voltage between the first pore 11 and the second pore 14 insulated by B23 is controlled by the drift power supply 29, and the target molecular ion amount is set to the maximum. The intermediate pressure section IV is surrounded by an insulated drift chamber 13 and is evacuated to about 10 Pa by oil rotary pumps R, P24 and the like.
The pressure is measured by Since the dissociation of the cluster ions depends on the number of collisions and the energy of the neutral molecule, the pressure and drift voltage of this portion are parameters for the target molecular ion. The ions that have exited the second pores 14 are efficiently extracted, accelerated, decelerated, and converged by the lens system 16. The convergent beam C at the converging section V is incident energy (about 10 eV) of ions to the next quadrupole mass analyzing section VI.
Can be decided. An ion energy incident on the quadrupole mass spectrometer of about 10 eV is a good condition in terms of ion transmittance and resolution, which corresponds to a field voltage difference between the drift chamber 13 and the Q pole 17. API ion source
In the experiment of the voltage difference between III, IV, and the converging portion V, the drift chamber 13 has good beam characteristics at about 120 V with respect to the ground, and the maximum ion beam amount can be obtained. For this reason, Q pole 1
In the atmospheric pressure ionization method, the field voltage of No. 7 is floated from the ground with respect to the normal ground potential, and the drift chamber 1
It was set about 10 eV lower than 3. Focused ion beam C
Means that only ions having a mass number satisfying the conditions pass while vibrating in the Q pole 17 and Q
The light passes through the pole 17. The mass separation beam D deflected by the deflection electrode 18 for removing neutral particles is amplified by the secondary electron multiplier 19, and detected and recorded as a mass spectrum by the detector 20. The mass separator VI is surrounded by a shield 21, and the housing 22 is evacuated to a high vacuum by an oil diffusion pump DP26 or the like. The introduction to the internal electrodes such as the Q pole 17 is performed from the flange 27. Drift power supply 2
9, lens power supply 30, drift chamber power supply 28, field power supply 34, Q-pole power supply 31, deflection power supply 32,
The secondary electron multiplier power supply 33 and the like are controlled by an overall control system 35 using a CPU.

【0017】液体クロマトグラフ・四重極分析計システ
ムでも一般の分析装置と同様、試料成分のイオンを感度
良く(イオン量を多く)検出することが重要である。そ
の為には、イオンビームの軸合せが重要であり、本発明
では第1細孔11,第2細孔14,レンズ系16,Qポ
ール17を一直線上に配置し、かつ中性粒子を除去しS
/Nを向上させるためビームを偏向し検出する構成とし
た。又、実験では、中間圧力部IVにおけるイオンのエネ
ルギー電圧(ドリフト電圧)特性がパラメータとして最
も効果的で、未知試料の検出には、圧力とドリフト電圧
を例えば溶媒のメタノール(CH3OH)の疑分子イオ
ン(CH3OH・H+ )の最大検出条件が良いことを見
出した。図2A,B,Cにみられるようなビーム強度の
特性があるので、予めこれらの条件をCPU全体制御シ
ステム35で記憶しておき、自動的に最良点に設定する
ことが可能である。
In a liquid chromatograph / quadrupole analyzer system, it is important to detect ions of a sample component with high sensitivity (increase the amount of ions) as in a general analyzer. For this purpose, the alignment of the ion beam is important. In the present invention, the first pore 11, the second pore 14, the lens system 16, and the Q pole 17 are arranged in a straight line, and neutral particles are removed. S
In order to improve / N, the beam is deflected and detected. In the experiment, the energy-voltage (drift voltage) characteristics of the ions in the intermediate pressure section IV are the most effective as parameters. For the detection of an unknown sample, the pressure and the drift voltage are determined, for example, by guessing the solvent methanol (CH 3 OH). It has been found that the conditions for maximum detection of molecular ions (CH 3 OH.H + ) are good. Since there are beam intensity characteristics as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, these conditions can be stored in the CPU overall control system 35 in advance and automatically set to the best point.

【0018】本発明によれば、大気圧イオン化方式と四
重極質量分析計との効率良い結合と条件設定が容易に可
能となり、液体クロマトグラフ・四重極質量分析計の複
雑な条件設定が自動的に行われ操作性が向上する。
According to the present invention, efficient coupling between the atmospheric pressure ionization method and the quadrupole mass spectrometer and setting of conditions can be easily performed, and complicated conditions for the liquid chromatograph / quadrupole mass spectrometer can be set. It is performed automatically and operability is improved.

【0019】液体クロマトグラフ・四重極質量分析計直
結システムで分析する化合物は多種多様であるが、その
質量スペクトルは分子構造を反映する分子イオンと開裂
イオンからなる。また、分子どうしが集まったクラスタ
ーイオンも存在する。それらの割は、系の圧力とイオン
のエネルギーにより、衝突解離のエネルギーに依存し、
しばしば複雑なスペクトルを与えるが、装置の設定条件
は例えば溶媒として最も良く使われるメタノールの質量
スペクトルにより設定できることが実験で確かめられ
た。すなわち、メタノールの疑分子イオン(CH3OH・
+,質量数33)と開裂イオン(CH3 +,質量数15)
の両イオン9比が10:1〜10:10の範囲がよい。
There are a wide variety of compounds to be analyzed by a liquid chromatograph / quadrupole mass spectrometer direct connection system, but the mass spectrum is composed of molecular ions reflecting molecular structure and cleavage ions. There are also cluster ions in which molecules are gathered. Their percentage depends on the energy of collisional dissociation, depending on the pressure of the system and the energy of the ions,
Experiments have shown that, although often giving complex spectra, the instrument settings can be set, for example, by the mass spectrum of methanol, which is most often used as a solvent. That is, the pseudo-molecular ion of methanol (CH 3 OH
H + , mass number 33) and cleavage ion (CH 3 + , mass number 15)
The ratio of both ions 9 is preferably in the range of 10: 1 to 10:10.

【0020】さらに、開裂イオン(C+,CH+,C
2 +,質量数12,13,14)等のイオンが多いと開
裂が進んでいることを示す。
Further, the cleavage ions (C + , CH + , C
If there are many ions such as H 2 + and mass numbers 12, 13, 14), it indicates that cleavage is in progress.

【0021】これらのピークをCRT画面にリアルタイ
ム表示しながら、イオンエネルギー制御電圧,レンズ電
圧を中間圧力室の圧力に応じて、CH3OH・H+のピー
ク強度が大きい点に自動設定することで、再現性のよい
大気圧イオン化による質量スペクトルが得られる。図3
に、メタノールのイオンのエネルギー制御電圧(ドリフ
ト電圧)に対する質量スペクトルの例を示す。設定値は
図3aに示すような条件が良い。
While displaying these peaks on the CRT screen in real time, the ion energy control voltage and the lens voltage are automatically set to a point where the peak intensity of CH 3 OH · H + is large according to the pressure of the intermediate pressure chamber. A mass spectrum by atmospheric pressure ionization with good reproducibility can be obtained. FIG.
FIG. 3 shows an example of a mass spectrum with respect to the energy control voltage (drift voltage) of methanol ions. The setting value is preferably a condition as shown in FIG.

【0022】微量試料量のイオンを検出する場合、液体
クロマトグラフの流量,脱溶媒室の温度,中間圧力室の
圧力などとドリフト電圧の条件によっては、イオンと中
性粒子との衝突によって生ずる直進する中性粒子が多
く、それが四重極質量分析計に入射して、検出限界を低
下させる場合がある。この場合四重極分析計の前段にイ
オン偏向電極を設け中性粒子をとりこまないようにする
ことが、イオンの検出限界を向上させるに効果があり、
図4にその配置例を示す。
When detecting a small amount of sample ions, depending on the conditions of the drift voltage, such as the flow rate of the liquid chromatograph, the temperature of the desolvation chamber, the pressure of the intermediate pressure chamber, etc., rectilinear movement caused by collision of ions with neutral particles. Neutral particles may be incident on the quadrupole mass spectrometer and lower the detection limit. In this case, providing an ion deflection electrode in front of the quadrupole analyzer so as not to capture neutral particles is effective in improving the ion detection limit,
FIG. 4 shows an example of the arrangement.

【0023】本実施例によれば小型の液体クロマトグラ
フ・四重極質量分析計として条件設定が容易な操作性の
向上に効果がある。
According to the present embodiment, there is an effect of improving the operability in which conditions can be easily set as a small-sized liquid chromatograph / quadrupole mass spectrometer.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
精度及び安定性の向上が可能となる。また、他の発明に
よれば、次のような効果がある。
As described above, according to the present invention,
Accuracy and stability can be improved. According to another aspect of the invention, the following effects can be obtained.

【0025】(1)大気圧イオン化部,レンズ部,Qポー
ル部が一直線上に配置されているので、軸合せが容易
で、クリーニング,再組等でも性能の再現性が維持でき
る。
(1) Since the atmospheric pressure ionization section, lens section, and Q pole section are arranged in a straight line, axis alignment is easy, and performance reproducibility can be maintained even during cleaning, reassembly, and the like.

【0026】(2)Qポール電位を中間圧力部の電位まで
もち上げるので、イオンビームを高いエネルギーで扱え
るので、大きい質量数のイオンのロスが少ない。
(2) Since the Q-pole potential is raised to the potential of the intermediate pressure section, the ion beam can be handled with high energy, and the loss of ions having a large mass number is small.

【0027】(3)イオン量のパラメータとしてのドリフ
ト電圧が条件設定に用いられるので、未知試料の条件設
定などに対し容易である。又、中間圧力部の圧力も重要
なパラメータとなるので、これ等も条件設定に用いられ
る。
(3) Since the drift voltage as a parameter of the amount of ions is used for setting conditions, it is easy to set conditions for unknown samples. Further, the pressure of the intermediate pressure section is also an important parameter, and these are also used for setting the conditions.

【0028】以上のような効果があり、液体クロマトグ
ラフ・四重極質量分析計直結システムは小型専用機とし
て、又、高操作性の装置として用いることができる。
With the above effects, the liquid chromatograph / quadrupole mass spectrometer direct connection system can be used as a small dedicated machine or as a highly operable device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of the present invention.

【図2】(A),(B)はそれぞれドリフト電圧,液体ク
ロマトグラフ流量に対するビーム量特性図、(C)はQ
ポールのフイールド電圧に対するイオンの透過率と分解
能特性図。
2 (A) and 2 (B) are diagrams showing beam amount characteristics with respect to a drift voltage and a flow rate of a liquid chromatograph, respectively, and FIG.
FIG. 5 is a graph showing ion transmittance and resolution characteristics with respect to a field voltage of a pole.

【図3】メタノールの質量スペクトルを示す図。FIG. 3 shows a mass spectrum of methanol.

【図4】イオンビーム偏向配置図。FIG. 4 is an ion beam deflection arrangement diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…溶媒、2…ポンプ、3…インジェクタ、4…カラ
ム、5…マイクロチューブ、6…霧化器、7…ヒータ
、8…脱溶媒室、9…ヒータ、10…針電極、11
…第1細孔、12…開口、13…ドリフトチャンバー、
14…第2細孔、15…絶縁物A、16…レンズ系、1
7…Qポール、18…偏向電極、19…二次電子増倍
管、20…検出器、21…シールド、22…ハウジン
グ、23…絶縁物B、24…油回転ポンプ、25…圧力
計、26…油拡散ポンプ、27…フランジ、28…ドリ
フトチャンバー電源、29…ドリフト電源、30…レン
ズ電源、31…Qポール電源、32…偏向電極電源、3
3…二次電子増倍管電源、34…フイールド電源、35
…CPU全体制御システム、36…CRT、A…霧化液
滴ビーム、B…全イオンビーム、C…収束ビーム、D…
質量分離ビーム、I…液体クロマトグラフ部、II…霧化
部、III …大気圧イオン化部、IV…中間圧力部、V…収
束部、VI…四重極質量分離部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solvent, 2 ... Pump, 3 ... Injector, 4 ... Column, 5 ... Microtube, 6 ... Atomizer, 7 ... Heater, 8 ... Desolvation chamber, 9 ... Heater, 10 ... Needle electrode, 11
... 1st pore, 12 ... opening, 13 ... drift chamber,
14: second pore, 15: insulator A, 16: lens system, 1
7 Q pole, 18 deflection electrode, 19 secondary electron multiplier, 20 detector, 21 shield, 22 housing, 23 insulator B, 24 oil rotary pump, 25 pressure gauge, 26 ... Oil diffusion pump, 27 ... Flange, 28 ... Drift chamber power supply, 29 ... Drift power supply, 30 ... Lens power supply, 31 ... Q pole power supply, 32 ... Deflection electrode power supply, 3
3: Secondary electron multiplier power supply, 34: Field power supply, 35
... CPU overall control system, 36 ... CRT, A: atomized droplet beam, B: all ion beam, C: convergent beam, D ...
Mass separation beam, I: liquid chromatograph section, II: atomization section, III: atmospheric pressure ionization section, IV: intermediate pressure section, V: converging section, VI: quadrupole mass separation section.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】略大気圧下で試料をイオン化して試料イオ
ンを生成する大気圧イオン部と、前記試料イオンを高真
空下で質量分離して検出する分離検出手段と、前記イオ
ン化部と前記分離検出手段との間に設けられたイオン偏
向電極を有することを特徴とする質量分析装置。
1. An atmospheric pressure ion section for ionizing a sample under substantially atmospheric pressure to generate sample ions, separation detecting means for detecting the sample ions by mass separation under a high vacuum, and detecting the ionized section. A mass spectrometer comprising an ion deflection electrode provided between the separation and detection means.
【請求項2】請求項1において、液体クロマトグラフか
らの分離溶出液を加熱した細孔を通してジェット霧化す
る手段(霧化器)と、霧化し溶媒和している試料成分を
加熱し溶媒成分を除去する手段(脱溶媒室)を有し、前
記イオン化部は大気圧下で針電極のコロン放電による一
次イオン化と、引き続いてのイオン分子反応による二次
イオン化を行う手段とを含んでおり、さらに、生成した
イオンを第1の細孔より、大気圧より低い中間圧力室に
導き、中性分子を排気すると共に、残存する中性分子と
の衝突と電界によるイオンのエネルギーを制御する手段
を設け、主として試料分子の疑似分子イオンを得、第2
の細孔より、イオンを質量分析計に導くためのイオン引
き出し加速,減速電極からなる収束手段を設け、これら
を一直線上に配置し、前記分離検出手段は直結の四重極
型質量分析計を含んでなることを特徴とする質量分析装
置。
2. A means (atomizer) for jetting a separated eluate from a liquid chromatograph through a heated pore, and heating the atomized and solvated sample component according to claim 1. The ionization unit includes primary ionization by a colon discharge of the needle electrode under atmospheric pressure, and means for performing secondary ionization by a subsequent ion-molecule reaction, Further, means for guiding generated ions to an intermediate pressure chamber lower than the atmospheric pressure from the first pores to exhaust neutral molecules and to control ion energy by collision with remaining neutral molecules and an electric field. To obtain a pseudo molecular ion of the sample molecule,
Focusing means consisting of ion extraction acceleration and deceleration electrodes for guiding ions from the pores to the mass spectrometer are provided, these are arranged in a straight line, and the separation and detection means is a direct-coupled quadrupole mass spectrometer. A mass spectrometer characterized by comprising:
【請求項3】請求項2において、前記中間圧力部の電位
を100eV以上に設定し、さらに、四重極質量分析計
のフィールド電圧を前記中間圧力部の電位と連動し、か
つ5eV以上低く設定することを特徴とする質量分析装
置。
3. The method according to claim 2, wherein the potential of the intermediate pressure section is set to 100 eV or more, and the field voltage of the quadrupole mass spectrometer is set to 5 eV or less in conjunction with the potential of the intermediate pressure section. Mass spectrometer characterized by performing.
【請求項4】請求項2において、前記中間圧力室におけ
るイオンのエネルギー制御電圧を、中間圧力室における
圧力を検出し、圧力に連動してイオンのエネルギー制御
電圧を手動又は自動的に設定する手段を設けたことを特
徴とする質量分析装置。
4. The means according to claim 2, wherein the energy control voltage of the ions in the intermediate pressure chamber is detected by detecting the pressure in the intermediate pressure chamber, and the energy control voltage of the ions is set manually or automatically in conjunction with the pressure. A mass spectrometer characterized by comprising:
【請求項5】請求項2において、前記中間圧力室におけ
るイオンのエネルギー制御電圧を液体クロマトグラフの
分離溶媒液のイオン、例えばメタノールの場合、プロト
ン付加イオンの疑分子イオン(CH3OH・H+,質量数
33)のピークを検出し、それが最大値となるよう自動
的に設定することを特徴とする質量分析装置。
5. The method according to claim 2, wherein the energy control voltage of the ions in the intermediate pressure chamber is changed to the ion of a separation solvent in a liquid chromatograph, for example, in the case of methanol, the pseudo-molecular ion (CH 3 OH.H + , Mass number 33), and automatically sets the peak value to a maximum value.
【請求項6】請求項2において、前記液体クロマトグラ
フの溶媒流量,霧化器及び脱溶媒室の温度の設定条件を
予め記憶しておいた条件を基に、前記中間圧力室のイオ
ンのエネルギー制御電圧を自動的に設定することを特徴
とする質量分析装置。
6. The ion energy of the intermediate pressure chamber according to claim 2, wherein a set condition of a solvent flow rate of the liquid chromatograph, a temperature of an atomizer and a temperature of a desolvation chamber is stored in advance. A mass spectrometer characterized by automatically setting a control voltage.
【請求項7】請求項5において、例えばメタノールの場
合、プロトン付加イオンの疑分子イオン(CH3OH・
+,質量数33)と分解イオン(CH3 +,質量数1
5)のピークを検出し、両イオンの比が10:1〜1
0:10の間にあるようイオンのエネルギー制御電圧を
設定することを特徴とする質量分析装置。
7. The method according to claim 5, wherein, for example, in the case of methanol, a pseudo molecular ion (CH 3 OH.
H + , mass number 33) and decomposition ions (CH 3 + , mass number 1)
5), and the ratio of both ions is 10: 1 to 1
A mass spectrometer, wherein the ion energy control voltage is set to be between 0:10.
【請求項8】請求項2において、前記中間圧力室でのイ
オンのエネルギー制御電圧と、四重極質量分析計の前段
のレンズ系の電圧を特定のイオンの強度、例えばメタノ
ールの質量33のピークが最大となるよう、エネルギー
制御電圧とレンズ電圧を組み合わせて、設定することを
特徴とする質量分析装置。
8. The method according to claim 2, wherein the energy control voltage of the ions in the intermediate pressure chamber and the voltage of the lens system at the front stage of the quadrupole mass spectrometer are determined by the intensity of a specific ion, for example, the peak of the mass 33 of methanol. A mass spectrometer characterized in that the energy control voltage and the lens voltage are combined and set so that is maximized.
【請求項9】請求項2において、大気圧イオン化部の後
段、四重分析計部の前段に、イオンビーム偏向電極を設
け、四重極質量分析計に直進する中性粒子が入射するの
を防ぐよう配置したことを特徴とする質量分析装置。
9. A quadrupole mass spectrometer according to claim 2, wherein an ion beam deflection electrode is provided after the atmospheric pressure ionization unit and before the quadrupole analyzer. A mass spectrometer characterized by being arranged so as to prevent it.
【請求項10】請求項7または8において、複数個のピ
ーク強度を設定するに、複数個のピークをCRT画面等
に同時に表示しながら、該中間圧力室のイオンエネルギ
ー制御電圧とレンズ電圧を連動させ、最適電圧に設定す
ることを特徴とする質量分析装置。
10. The ion energy control voltage of the intermediate pressure chamber and the lens voltage while simultaneously displaying a plurality of peaks on a CRT screen or the like, for setting a plurality of peak intensities. Mass spectrometer, wherein the voltage is set to an optimum voltage.
【請求項11】請求項1において、前記大気圧イオン化
部で生成された試料イオンが通過するように前記大気圧
イオン化部と前記イオン偏向電極の間に設けられた第1
の開口と、前記イオン偏向電極を通過した試料イオンが
通過するように前記イオン偏向電極と前記分離検出手段
との間に設けられた第2の開口を有し、前記第1の開口
の軸と前記第2の開口の軸は一致していないことを特徴
とする質量分析装置。
11. The method according to claim 1, wherein a first ion beam is provided between the atmospheric pressure ionization section and the ion deflection electrode so that sample ions generated by the atmospheric pressure ionization section pass therethrough.
And a second opening provided between the ion deflecting electrode and the separation / detection means so that sample ions passing through the ion deflecting electrode pass therethrough. The mass spectrometer, wherein axes of the second openings are not coincident.
【請求項12】請求項11において、試料を含んだ液体
を霧化する霧化手段を有し、前記大気圧イオン化部で前
記試料がイオン化されることを特徴とする質量分析装
置。
12. The mass spectrometer according to claim 11, further comprising atomizing means for atomizing a liquid containing the sample, wherein the sample is ionized by the atmospheric pressure ionization section.
【請求項13】請求項12において、前記大気圧イオン
化部と前記分離検出手段との間に大気圧と前記分離検出
手段の圧力との間の圧力に保たれた中間圧力部と、前記
中間圧力部の少なくとも一部を挾むように互いに配置さ
れた第1の電極と第2の電極と、前記第1の電極と前記
第2の電極の間に電圧を印加する電圧印加手段を有する
ことを特徴とする質量分析装置。
13. An intermediate pressure section between the atmospheric pressure ionization section and the separation detecting means, wherein the intermediate pressure section is maintained at a pressure between atmospheric pressure and the pressure of the separation detecting means. A first electrode and a second electrode arranged so as to sandwich at least a part of the portion, and voltage applying means for applying a voltage between the first electrode and the second electrode. Mass spectrometer.
【請求項14】試料を略大気圧下のイオン化部でイオン
化して試料イオンを生成し、前記イオン化部で生成され
た試料イオンをイオン偏向電極で偏向し、前記イオン偏
向電極で偏向された試料イオンを高真空下で質量分離し
て検出することを特徴とする質量分析方法。
14. A sample ionized by an ionization section under substantially atmospheric pressure to generate sample ions, the sample ions generated by the ionization section are deflected by an ion deflection electrode, and the sample deflected by the ion deflection electrode. A mass spectrometric method comprising detecting ions by mass separation under high vacuum.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030084254A (en) * 2002-04-26 2003-11-01 양상식 A micro mass spectrometer using micromachining technology and the fabrication method
USRE40632E1 (en) 1999-12-03 2009-02-03 Thermo Finnigan Llc. Mass spectrometer system including a double ion guide interface and method of operation
JP2015128032A (en) * 2013-12-27 2015-07-09 アジレント・テクノロジーズ・インクAgilent Technologies, Inc. Ion optics system for plasma mass spectrometer

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