JPH10282059A - Atmospheric pressure ion source - Google Patents

Atmospheric pressure ion source

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JPH10282059A
JPH10282059A JP9086606A JP8660697A JPH10282059A JP H10282059 A JPH10282059 A JP H10282059A JP 9086606 A JP9086606 A JP 9086606A JP 8660697 A JP8660697 A JP 8660697A JP H10282059 A JPH10282059 A JP H10282059A
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JP
Japan
Prior art keywords
mobile phase
atmospheric pressure
ion source
liquid column
orifice
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9086606A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Hiraoka
賢三 平岡
Susumu Fujimaki
奨 藤巻
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10282059A publication Critical patent/JPH10282059A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably ionize many samples without requiring an auxiliary atomization gas. SOLUTION: A moving phase flowing to an atomization part 3 is screwed by a liquid column generation means 7 and a large charge is applied by a voltage application means 8 for generation of a large, a small particle size areas. Since the moving phase is screwed, a pressure of the moving phase before the liquid column generation means 7 is raised and the moving phase is jetted out at high speed from the generation means 7. As a result, a liquid column of the jetted moving phase is formed from the generation means 7. When the liquid column becomes a predetermined length, the moving phase is atomized because of the reaction of positively charged particles and spreads like a trumpet. Large liquid drops are present at a central part and fine liquid drops are at the outer periphery. The fine liquid drops are easy to dry and therefore a large amount of naked ions with a solvent removed is produced stably. The naked ions of an area of the fine liquid drops are introduced to an MS analysis part 5 through an orifice 4 and analyzed. In this case, the large amount of naked ions is analyzed, whereby analysis sensitivity at the MS analysis part 5 is improved.

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、例えば質量分析装
置(Mass Spectrometer;以下、MSとも表記する)等
ので用いられるイオン源の技術分野に属し、特に試料を
大気圧または大気圧に近い圧力下でイオン化する大気圧
イオン源の技術分野に属するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of an ion source used for, for example, a mass spectrometer (hereinafter, also referred to as MS), and particularly, to a sample under atmospheric pressure or a pressure close to atmospheric pressure. It belongs to the technical field of an atmospheric pressure ion source which is ionized by.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体クロマトグラフ質量分析装置(LC
/MS)では、液体クロマトグラフ(以下、LCとも表
記する)から流出した試料の移動相をイオン源に導入し
てイオン化し、生成されたイオンを、オリフィスを通し
て高真空下の質量分析部(MS分析部)に導いて分析す
るようになっている。
2. Description of the Related Art Liquid chromatograph mass spectrometer (LC)
/ MS), a mobile phase of a sample flowing out of a liquid chromatograph (hereinafter also referred to as LC) is introduced into an ion source to be ionized, and the generated ions are passed through an orifice under a high vacuum mass spectrometer (MS). (Analysis section).

【0003】ところで、このようにLCからの移動相を
イオン化する方法としては、前述のように大気圧下でイ
オン化する大気圧イオン化(Atmospheric Pressure Ion
ization;以下、APIとも表記する)が広く用いられ
ている。また、このAPIの1つに、エレクトロスプレ
−イオン化法(Electro Spray Ionization;以下、ES
Iとも表記する)があり、このESIは大気圧下で高電
圧を使った静電場噴霧によりイオンを生成する方法であ
る。更に、他の1つに、イオンスプレー法(Ion Spra
y;以下、ISとも表記する)があり、このISは前述
のESIに補助噴霧ガスを用いた方法であり、ESIに
よる移動相の噴霧を補助噴霧ガスにより補助して、移動
相を霧吹き状に噴霧する方法である。
[0003] By the way, as a method of ionizing the mobile phase from the LC, as described above, atmospheric pressure ionization (atmospheric pressure ionization) in which the mobile phase is ionized under atmospheric pressure is used.
(hereinafter, also referred to as API) is widely used. In addition, one of the APIs is an electrospray ionization (ESP) method.
This ESI is a method of generating ions by electrostatic field spray using a high voltage under atmospheric pressure. Further, another one is an ion spray method (Ion Spra
y; hereinafter, also referred to as IS). This IS is a method using an auxiliary spray gas for the above-mentioned ESI, and assists the mobile phase spraying by the ESI with the auxiliary spray gas to form the mobile phase into a spray. It is a method of spraying.

【0004】図5は、従来のESIによる大気圧イオン
源の一例を模式的に示す図である。図中、1はLC、2
はLC1からの試料と溶媒との混合液である移動相が流
動する、内径50μm〜200μmの送液管、3は移動
相を大気圧下に噴霧する噴霧部、4は噴霧部3と同心状
に配置されたオリフィス、5は高真空圧下に保持され、
オリフィス4を通して導入されたイオンを検出して質量
を分析するMS分析部である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a conventional atmospheric pressure ion source based on ESI. In the figure, 1 is LC, 2
Is a liquid sending tube having an inner diameter of 50 μm to 200 μm in which a mobile phase as a mixture of a sample and a solvent from LC1 flows, 3 is a spraying section for spraying the mobile phase under atmospheric pressure, 4 is concentric with the spraying section 3 Orifices 5 are held under high vacuum pressure,
An MS analyzer that detects ions introduced through the orifice 4 and analyzes the mass.

【0005】このような従来のESIによる大気圧イオ
ン源においては、送液管2の噴霧部3とオリフィス4が
形成された対向電極との間に1〜5kVの所定の電圧を
印加した状態で、LC1からの移動相を噴霧部3から大
気圧下に噴霧させると、試料を含む溶媒が霧化された帯
電液滴となり、その後大気圧中でこの溶媒が気化し、M
S分析部5で分析可能な試料のプラス(+)のイオンが
生成される。生成されたこの(+)のイオンがオリフィ
ス4を通って高真空下のMS分析部5に導入され、この
MS分析部5によって質量分析される。
In such a conventional atmospheric pressure ion source based on ESI, a predetermined voltage of 1 to 5 kV is applied between the spray portion 3 of the liquid sending pipe 2 and the counter electrode having the orifice 4 formed thereon. , The mobile phase from the LC 1 is sprayed from the spraying section 3 under atmospheric pressure, and the solvent containing the sample becomes atomized charged droplets.
Positive (+) ions of the sample that can be analyzed by the S analyzer 5 are generated. The generated (+) ions are introduced into the MS analyzer 5 under high vacuum through the orifice 4 and subjected to mass analysis by the MS analyzer 5.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このESI
においては、移動相を噴霧部3から大気圧下に噴霧した
ときに確実にかつ安定してイオン化するために、LC1
からの移動相の流量が、噴霧部3から滲み出す程度の小
流量(流速20μL/min未満)に設定されている。しか
しながら、このような小流量の条件ではイオン源への試
料の導入量が少なく、MS分析部5に導入されるイオン
の量も少なくなり、試料の分析感度があまり高くない。
試料のイオン源への導入量を多くするために、移動相の
流速を単に20μL/min以上にすることが考えられる
が、このESIでは、移動相の流速を20μL/min以上
にすると、図6に示すように噴霧部3から噴霧された移
動相は比較的大きな粒径の液滴となってしまう。このよ
うな大きな液滴では、イオンに付加している溶媒が気化
し難く、イオンが十分に乾燥しなくなるため、MS分析
部5での分析感度が低下してしまい、測定が不可能とな
る。
By the way, this ESI
In order to reliably and stably ionize the mobile phase when the mobile phase is sprayed under atmospheric pressure from the spray unit 3, the LC1
Is set to a small flow rate (flow rate of less than 20 μL / min) such that the mobile phase flows out of the spray unit 3. However, under such a small flow rate condition, the amount of the sample introduced into the ion source is small, and the amount of ions introduced into the MS analysis unit 5 is also small, and the analysis sensitivity of the sample is not so high.
In order to increase the amount of the sample introduced into the ion source, the flow rate of the mobile phase may be simply set to 20 μL / min or more. In this ESI, when the flow rate of the mobile phase is set to 20 μL / min or more, FIG. As shown in (2), the mobile phase sprayed from the spray unit 3 becomes a droplet having a relatively large particle size. In such a large droplet, the solvent added to the ions is difficult to evaporate, and the ions are not sufficiently dried, so that the analysis sensitivity in the MS analysis unit 5 is reduced and measurement becomes impossible.

【0007】このようにESIにおいては、20μL/m
in以上の流速の移動相を安定してイオン化することがで
きなくなるので、移動相の流速に限度があり、単純には
移動相の流速を多くすることはできない。
As described above, in ESI, 20 μL / m
Since the mobile phase having a flow rate of in or more cannot be stably ionized, the flow rate of the mobile phase is limited, and the flow rate of the mobile phase cannot be simply increased.

【0008】また、より多くのイオンをMS分析部5に
導入してMS分析部5の分析感度を上げるために、大気
圧下で生成された(+)のイオンを効率よくオリフィス
4の方へ導くことが考えられ、そのためには、噴霧部3
と対向電極との間の電圧を高電圧に上げることが考えら
れる。しかし、この電圧を単純に上げただけでは、噴霧
部3と対向電極との距離が比較的短いため、これらの間
で放電が生じてしまう。この放電を防止するために、噴
霧部3と対向電極との距離を長くするとともに電圧を上
げると、放電は防止されるが、今度は噴霧され霧化され
た移動相の液滴が大径の粒子となってしまい、前述と同
じ問題が生じてしまう。
Further, in order to introduce more ions into the MS analyzer 5 and increase the analysis sensitivity of the MS analyzer 5, the (+) ions generated under atmospheric pressure are efficiently directed to the orifice 4. It is conceivable that the spraying unit 3
It is conceivable to increase the voltage between the electrode and the counter electrode to a high voltage. However, if the voltage is simply increased, the distance between the spraying part 3 and the counter electrode is relatively short, so that a discharge occurs between them. In order to prevent this discharge, if the distance between the spray unit 3 and the counter electrode is increased and the voltage is increased, the discharge is prevented. However, this time, the sprayed and atomized mobile phase droplets have a large diameter. It becomes particles and causes the same problem as described above.

【0009】そこで、このESIにおいて、20μL/m
in以上の流速の移動相でも安定してイオン化するため
に、前述のISによるイオン化法が用いられている。こ
のISにおいては、補助噴霧ガスにより移動相を霧吹き
状に噴霧することにより、移動相がより細かい霧状にな
るので、20μL/min以上の流速の移動相でも安定して
イオン化することが可能となる。
Therefore, in this ESI, 20 μL / m
In order to stably ionize even a mobile phase having a flow rate of in or more, the above-described ionization method using IS is used. In this IS, by spraying the mobile phase in the form of atomized spray with the auxiliary spray gas, the mobile phase becomes finer in the form of a mist, so that it is possible to stably ionize the mobile phase even at a flow rate of 20 μL / min or more. Become.

【0010】しかしながら、このようなISによる移動
相のイオン化では、多量の補助噴霧ガスを必要とすると
いう問題がある。
However, the ionization of the mobile phase by the IS has a problem that a large amount of auxiliary spray gas is required.

【0011】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、その目的は、補助噴霧ガスを必要とする
ことなく、多量の試料を安定してイオン化することので
きる大気圧イオン源を提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide an atmospheric pressure ion source capable of stably ionizing a large amount of a sample without requiring an auxiliary spray gas. It is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項1の発明は、送液管を通して流動する、試
料と溶媒とからなる移動相を噴霧部から大気圧下に噴霧
するとともに、噴霧された移動相をこの大気圧下でイオ
ン化し、生成した試料のイオンを大気圧下からオリフィ
スを通して大気圧より低い圧力下の分析部に導入する大
気圧イオン源において、前記噴霧部に、この噴霧部から
噴出された移動相が所定の長さの液柱を形成するように
前記移動相を噴出させる液柱発生手段が設けられている
とともに、前記噴霧部と前記オリフィスが形成されてい
る対向電極との間に、前記所定の長さの液柱が形成され
た後、中央部に霧状の大きな粒径の液滴が位置する相と
その中央部の外周に霧状の細かな粒径の液滴が位置する
相との2相が形成されるように、前記移動相に大きな電
荷を付与する電圧を印加する大、小粒径領域発生用電圧
印加手段が設けられており、更に、前記オリフィスが前
記細かな粒径の液滴が位置する相の領域内にまたはこの
領域の外周に近接して配置されていることを特徴として
いる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 sprays a mobile phase comprising a sample and a solvent, which flows through a liquid sending pipe, from a spraying section under atmospheric pressure. At the same time, the atomized mobile phase is ionized under this atmospheric pressure, and the ions of the generated sample are introduced from the atmospheric pressure through the orifice into the analysis unit under a pressure lower than the atmospheric pressure. Liquid column generating means for ejecting the mobile phase so that the mobile phase ejected from the spray unit forms a liquid column of a predetermined length is provided, and the spray unit and the orifice are formed. After the liquid column having the predetermined length is formed between the counter electrode and the counter electrode, a phase in which a mist-like droplet having a large particle size is located at the center and fine mist-like particles are formed around the center. Two phases are formed with the phase where the droplets of the particle size are located Large and small particle size region generating voltage applying means for applying a voltage for applying a large charge to the mobile phase, and further, the orifice is located at the fine particle size droplet. It is characterized in that it is arranged in the region of the phase or close to the outer periphery of this region.

【0013】また、請求項2の発明は、前記液柱発生手
段が、前記送液管の内径より小さい内径の細孔により構
成されていることを特徴としている。更に、請求項3の
発明は、前記移動相の液柱の形成領域に、この液柱の移
動相を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴と
している。
Further, the invention of claim 2 is characterized in that the liquid column generating means is constituted by a fine hole having an inner diameter smaller than the inner diameter of the liquid sending pipe. Further, the invention according to claim 3 is characterized in that a heating means for heating the mobile phase of the liquid column is provided in a region where the liquid column of the mobile phase is formed.

【0014】更に、請求項4の発明は、前記噴霧部から
の移動相の噴出方向と、前記オリフィスのオリフィス孔
の方向とが互いに交差するように設定されていることを
特徴としている。更に、請求項5の発明は、前記噴霧部
からの移動相の噴出方向と、前記オリフィスのオリフィ
ス孔の方向とが互いに直交するように設定されているこ
とを特徴としている。
Further, the invention of claim 4 is characterized in that the direction in which the mobile phase is ejected from the spray section and the direction of the orifice hole of the orifice are set to intersect each other. Further, the invention according to claim 5 is characterized in that the direction in which the mobile phase is ejected from the spray unit and the direction of the orifice hole of the orifice are set to be orthogonal to each other.

【0015】[0015]

【作用】このような構成をした本発明の大気圧イオン源
においては、液柱発生手段により、補助噴霧ガスを必要
とすることなく、多量の移動相が噴霧部から大気圧下に
高速で噴出されるとともに、噴出された移動相が所定長
さの液柱を形成するようになる。また、移動相が噴霧部
から噴出されるとき、大、小粒径領域発生用電圧印加手
段で噴霧部と対向電極との間に印加される大電圧によ
り、移動相は大きな電荷を付与される。このため、所定
長さの液柱が終了する辺りでは流速が低下するようにな
るので、(+)の電荷が付与された液滴の粒子どうしが
互いに反発し合うことにより、移動相は霧状になるとと
もにラッパ状に拡がるようになる。その場合、この移動
相の拡がり領域では、中央部に霧状の大きな粒径の液滴
が位置する相とその中央部の外周に霧状の細かな粒径の
液滴が位置する相との2相が形成されるようになる。
In the atmospheric pressure ion source of the present invention having such a configuration, a large amount of mobile phase is ejected from the atomizing section at a high speed under the atmospheric pressure by the liquid column generating means without the need for an auxiliary atomizing gas. At the same time, the ejected mobile phase forms a liquid column of a predetermined length. In addition, when the mobile phase is ejected from the spray unit, a large charge is applied to the mobile phase by a large voltage applied between the spray unit and the counter electrode by the large and small particle size region generating voltage applying means. . As a result, the flow velocity decreases around the end of the liquid column having a predetermined length, and the mobile phase is atomized by the repulsion of the (+)-charged droplet particles. And expands like a trumpet. In this case, in the spreading region of the mobile phase, a phase in which a mist-like droplet having a large particle diameter is located at the center and a phase in which a mist-like droplet having a fine particle diameter is located at the outer periphery of the central portion are provided. Two phases are formed.

【0016】細かな液滴の領域内の液滴は乾燥し易いの
で、この領域内のイオンは溶媒がより効果的に除去さ
れ、溶媒が除去された裸のイオンが安定して多量に生成
されるようになる。そして、この領域内の裸のイオンが
多量にオリフィスを通してMS分析部に導入されて分析
されるので、分析感度が向上する。
Since the droplets in the region of the fine droplets are easy to dry, the ions in this region are more effectively removed from the solvent, and a large amount of bare ions from which the solvent has been removed is generated stably. Become so. Then, since a large amount of naked ions in this region are introduced into the MS analyzer through the orifice and analyzed, the analysis sensitivity is improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は本発明にかかる大気圧イオン
源の実施の形態の一例を示す図であり、図2は図1にお
ける部分拡大図である。なお、前述の図5および図6に
示すイオン源と同じ構成要素には同じ符号を付すことに
より、その詳細な説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment of an atmospheric pressure ion source according to the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. The same components as those of the ion source shown in FIGS. 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0018】図1および図2に示すように、本例のイオ
ン源は、噴霧部3と対向電極6との間の距離が、従来の
イオン源に比べて長く設定されている。また、本例のイ
オン源は、図6に示す従来のESIの噴霧部3の開口端
に、移動相の大気圧への噴出直後に所定長さの移動相の
液柱を発生させる液柱発生手段7が設けられている。こ
の液柱発生手段7は、内径φ1が20μmである細孔か
ら構成されており、この内径φ1は、内径が50μm〜
1mmである送液管2の内径φ2よりかなり小さな値に
設定されている。すなわち、この液柱発生手段7によ
り、この例のイオン源の噴霧部3の開口径は、図5およ
び図6に示す従来のイオン源の噴霧部3の開口径よりか
なり小さく設定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the ion source of the present embodiment, the distance between the spray unit 3 and the counter electrode 6 is set longer than in the conventional ion source. Further, the ion source of the present example is configured to generate a liquid column of a mobile phase having a predetermined length at the open end of the conventional ESI spraying unit 3 shown in FIG. Means 7 are provided. The liquid column generating means 7 is composed of pores having an inner diameter φ1 of 20 μm, and the inner diameter φ1 has an inner diameter of 50 μm or less.
The value is set to a value considerably smaller than the inner diameter φ2 of the liquid sending pipe 2 which is 1 mm. That is, the opening diameter of the spray section 3 of the ion source of this example is set to be considerably smaller than the opening diameter of the spray section 3 of the conventional ion source shown in FIGS. 5 and 6 by the liquid column generating means 7.

【0019】また、送液管2の噴霧部3の先端部は導電
材で形成されており、この噴霧部3の導電材部分とオリ
フィス4が設けられている対向電極6との間に、従来の
1〜5kVの印加電圧よりはるかに大きな8〜15kV
の大電圧を印加するための、大、小粒径領域発生用電圧
印加手段8が設けられている。この大、小粒径領域発生
用電圧印加手段8は噴霧部3を流動する移動相に大きな
電荷を付与するようになっており、これにより、図2
(a)に示すように噴霧部3から噴出された移動相が、
その流速が所定速度に低下するまで所定の長さの液柱を
形成した後、移動相の(+)に荷電された粒子どうしの
反発により霧状になるとともにラッパ状に拡がるように
なっている。その場合、図2(b)および(c)に示す
ようにこの拡がった領域では、移動相は、その中央部に
位置する霧状の粒径の大きな液滴の相と、この大きな液
滴の相の外周に取り巻くように位置する霧状の粒径の小
さい細かな環状の液滴の相との2相状態となっている。
The tip of the spraying part 3 of the liquid feed pipe 2 is formed of a conductive material, and a conventional material is provided between the conductive part of the spraying part 3 and the counter electrode 6 provided with the orifice 4. 8 to 15 kV, which is much larger than the applied voltage of 1 to 5 kV
The large and small particle size region generating voltage applying means 8 for applying the large voltage of the above is provided. The large and small particle size region generating voltage applying means 8 applies a large charge to the mobile phase flowing through the spraying section 3, and as a result, FIG.
As shown in (a), the mobile phase ejected from the spray unit 3 is:
After a liquid column of a predetermined length is formed until the flow velocity decreases to a predetermined speed, the particles charged in (+) of the mobile phase are repelled by the repulsion between the liquid column and become a mist and spread in a trumpet shape. . In this case, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), in this expanded region, the mobile phase is composed of the phase of the mist-like large droplet located at the center thereof and It is in a two-phase state with a mist-like small annular droplet phase having a small particle diameter and located around the outer periphery of the phase.

【0020】そして、本例のイオン源では、試料の
(+)のイオンをMS分析部5へ導入するオリフィス4
が、この細かな液滴の領域に配置されている。すなわ
ち、オリフィス4は噴霧部3から偏心している。本例の
イオン源の他の構成は図5および図6に示す従来のイオ
ン源と同じである。
In the ion source of the present embodiment, the orifice 4 for introducing (+) ions of the sample into the MS analyzer 5
Are arranged in the area of the fine droplets. That is, the orifice 4 is eccentric from the spray unit 3. Other configurations of the ion source of this example are the same as those of the conventional ion source shown in FIGS.

【0021】このように構成された本例のイオン源にお
いては、大、小粒径領域発生用電圧印加手段8によっ
て、噴霧部3とオリフィス4を有する対向電極6との間
に、従来のイオン源の印加電圧よりはるかに大きな、8
〜15kVの大電圧を印加した状態で、従来のESIで
は測定不能な20μL/min以上の流速で、試料と溶媒と
の混合液である移動相をLC1から送液管2を通して噴
霧部3へ流動させる。噴霧部3に流動してきた移動相
は、液柱発生手段7の孔径φ1が送液管2の内径φ2よ
りはるかに小さく設定されているため、その流れがこの
液柱発生手段7によって絞られるとともに、噴霧部3に
大、小粒径領域発生用電圧印加手段8によって大電圧が
印加されているため、移動相は大電荷が付与される。移
動相が絞られることにより、液柱発生手段7の手前の移
動相の圧力が上昇するので、移動相は液柱発生手段7か
ら高速で大気圧に噴出され、噴出された移動相は液柱発
生手段7から液柱を形成するようになる。その場合、移
動相は絞られても高速であることから、従来比べてはる
かに多くの量が噴出されるようになる。この液柱が形成
される、移動相の流速は100μL/min〜1000μL
/minである。
In the thus configured ion source of the present embodiment, the conventional ion source is applied between the spray portion 3 and the counter electrode 6 having the orifice 4 by the voltage applying means 8 for generating large and small particle size regions. Much higher than the applied voltage of the source, 8
With a large voltage of 1515 kV applied, a mobile phase, which is a mixture of a sample and a solvent, flows from the LC 1 to the spray unit 3 through the liquid sending pipe 2 at a flow rate of 20 μL / min or more, which cannot be measured by the conventional ESI. Let it. The mobile phase flowing into the spraying section 3 has the hole diameter φ1 of the liquid column generating means 7 set to be much smaller than the inner diameter φ2 of the liquid sending pipe 2, so that the flow is restricted by the liquid column generating means 7 Since a large voltage is applied to the spray unit 3 by the large and small particle size region generating voltage applying means 8, a large charge is applied to the mobile phase. Since the pressure of the mobile phase in front of the liquid column generating means 7 is increased by narrowing down the mobile phase, the mobile phase is ejected from the liquid column generating means 7 to the atmospheric pressure at a high speed, and the ejected mobile phase is used as the liquid column. A liquid column is formed from the generating means 7. In that case, since the mobile phase is fast even if it is throttled, a much larger amount is ejected than in the past. The flow rate of the mobile phase in which this liquid column is formed is 100 μL / min to 1000 μL
/ Min.

【0022】高速で噴出された移動相がMS分析部5側
に所定量移動し、移動相の流速が所定量低下する、すな
わち液柱が所定長さ形成されると、移動相の(+)に荷
電された粒子どうしの反発により、移動相が霧状にされ
るとともに、ラッパ状に拡がるようになる。この移動相
の拡がり領域においては、質量の大きい霧状の大きな液
滴が中央部に位置するとともに、質量の小さい霧状の細
かな液滴がこの中央部の外周に位置するようになる。細
かな液滴の領域では移動相が細かに分割されることか
ら、この領域内の移動相の全体の表面積が大きくなるた
め、細かな液滴はより乾燥し易くなる。この細かな液滴
の乾燥により、イオンは溶媒がより効果的に除去される
ので、溶媒が除去された裸のイオンが安定して多量に生
成されるようになる。
When the mobile phase ejected at a high speed moves to the MS analyzer 5 by a predetermined amount and the flow rate of the mobile phase decreases by a predetermined amount, that is, when the liquid column is formed to a predetermined length, the mobile phase (+) Due to the repulsion of the charged particles, the mobile phase is atomized and spreads in a trumpet shape. In the spreading region of the mobile phase, a large atomized droplet having a large mass is located at the center, and a small atomized droplet having a small mass is located at the outer periphery of the central portion. Since the mobile phase is finely divided in the region of fine droplets, the entire surface area of the mobile phase in this region becomes large, so that the fine droplets are more easily dried. Since the solvent is more effectively removed from the ions by drying the fine droplets, a large amount of bare ions from which the solvent has been removed is stably generated.

【0023】そして、細かな液滴の領域にオリフィス4
が配置されているので、溶媒が除去された裸の多量のイ
オンが、従来と同様にオリフィス4を通って高真空下の
MS分析部5に導入されて分析される。その場合、裸の
多量のイオンが分析されるので、MS分析部5の分析感
度が向上する。
The orifice 4 is formed in a fine droplet area.
Is disposed, a large amount of bare ions from which the solvent has been removed is introduced into the MS analyzer 5 under a high vacuum through the orifice 4 and analyzed as in the conventional case. In this case, since a large amount of naked ions are analyzed, the analysis sensitivity of the MS analyzer 5 is improved.

【0024】このように本例のイオン源によれば、多量
の移動相をより細かく細粒化して確実に乾燥させるの
で、移動相を安定してイオン化することが可能となると
ともに、従来のISのような補助噴霧ガスを必要としな
いでも、多量の移動相を大気圧に噴出させるとともに、
多量のイオンを生成することができる。
As described above, according to the ion source of this embodiment, a large amount of mobile phase is finely divided into fine particles and dried reliably, so that the mobile phase can be stably ionized and the conventional IS can be used. A large amount of mobile phase is ejected to atmospheric pressure without the need for auxiliary spray gas as in
Large amounts of ions can be generated.

【0025】また、多量の移動相をより細かく細粒化す
ることができることから、噴霧部3と対向電極6との距
離を拡げても移動相の粒径が大きくなることはないの
で、この距離を従来に比べて大きく設定できる。その結
果、噴霧部3と対向電極6との間に印加する電圧も従来
よりきわめて大きな電圧を印加しても、噴霧部3と対向
電極6との距離が大きいことから、放電を起こすことが
なくなる。
Further, since a large amount of mobile phase can be made finer and finer, the particle size of the mobile phase does not increase even if the distance between the spray portion 3 and the counter electrode 6 is increased. Can be set larger than before. As a result, even if the voltage applied between the spray unit 3 and the counter electrode 6 is much higher than the conventional voltage, the discharge does not occur because the distance between the spray unit 3 and the counter electrode 6 is large. .

【0026】図3は、本発明の実施の形態の他の例を示
す図2(a)と同様の図である。なお、前述の図1、図
5および図6に示すイオン源と同じ構成要素には同じ符
号を付すことにより、その詳細な説明は省略する。
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2A showing another example of the embodiment of the present invention. The same components as those of the ion source shown in FIGS. 1, 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0027】図3に示すように、この例のイオン源は、
移動相の液柱形成領域に、加熱手段である、金属の加熱
管のベーパライザー9が設けられており、このベーパラ
イザー9内を移動相の液柱が通過するようになってい
る。そして、ベーパライザー9により、液柱状態にある
移動相の乾燥を行うようにしている。このベーパライザ
ー9による乾燥により、移動相はより一層効果的に乾燥
されるようになる。このとき、ベーパライザー9は、高
速で移動する液柱状の移動相を加熱するので、移動相の
熱分解が防止される。
As shown in FIG. 3, the ion source of this example is
A vaporizer 9 of a metal heating tube, which is a heating means, is provided in the mobile phase liquid column forming region, and the mobile phase liquid column passes through the vaporizer 9. Then, the mobile phase in a liquid column state is dried by the vaporizer 9. By the drying by the vaporizer 9, the mobile phase is more effectively dried. At this time, the vaporizer 9 heats the liquid column-shaped mobile phase moving at a high speed, so that thermal decomposition of the mobile phase is prevented.

【0028】なお、金属の加熱管に、大、小粒径領域発
生用電圧印加手段8の大電圧よりは小さい電圧を印加す
るようにすることもできる。この電圧印加により、移動
相をより安定に噴霧させることができるようになる。ま
た加熱手段としては、加熱管の他に、レーザー、赤外
線、マイクロ波、熱風等を用いることもできる。本例の
イオン源の他の構成および他の作用効果は、図1および
図2に示す例のイオン源と同じである。
It should be noted that a voltage smaller than the large voltage of the large and small particle size region generating voltage applying means 8 may be applied to the metal heating tube. By applying the voltage, the mobile phase can be more stably sprayed. As a heating means, laser, infrared rays, microwaves, hot air or the like can be used in addition to the heating tube. Other configurations and other effects of the ion source of this example are the same as those of the ion source of the example shown in FIGS.

【0029】図4は、本発明の実施の形態の更に他の例
を示す図2(a)と同様の図である。なお、前述の図
1、図5および図6に示すイオン源と同じ構成要素には
同じ符号を付すことにより、その詳細な説明は省略す
る。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2A, showing still another example of the embodiment of the present invention. The same components as those of the ion source shown in FIGS. 1, 5 and 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0030】前述の各例のイオン源においては、オリフ
ィス4は、そのオリフィス孔の方向が噴霧部3からの移
動相の噴出方向と直交するようにかつオリフィス孔が細
かな液滴の外周に近接するようにして設けられていて、
イオンがオリフィス4を通して移動相の噴出方向と直交
する方向に取り寄せられるようにしている。また、拡が
った移動相に関してオリフィス4と反対側には、細かな
液滴に(+)の電圧を印加するリペラー電極10が設け
られている。このリペラー電極10からの(+)の電圧
により、細かな液滴の領域中の(+)のイオンがオリフ
ィス4の方へ押しやられるようになり、その結果、イオ
ンがオリフィス4を通して、移動相の噴出方向と直交す
る方向に取り寄せられ易くなっている。
In the ion source of each of the above-described examples, the orifice 4 is arranged so that the direction of the orifice hole is orthogonal to the direction of ejection of the mobile phase from the spray unit 3 and the orifice hole is close to the outer periphery of the fine droplet. It is provided so that
The ions are attracted through the orifice 4 in a direction perpendicular to the direction in which the mobile phase is ejected. On the side opposite to the orifice 4 with respect to the expanded mobile phase, a repeller electrode 10 for applying a (+) voltage to fine droplets is provided. The (+) voltage from the repeller electrode 10 causes the (+) ions in the fine droplet region to be pushed toward the orifice 4, so that the ions pass through the orifice 4 to form the mobile phase. It is easy to order in the direction perpendicular to the jetting direction.

【0031】本例のイオン源の他の構成および他の作用
効果は、図1および図2に示す例のイオン源と同じであ
る。なお、オリフィス孔の方向と噴霧部3からの移動相
の噴出方向とは、斜めに交差するようにしてもよい。
Other configurations and other operational effects of the ion source of this embodiment are the same as those of the ion source of the embodiment shown in FIGS. Note that the direction of the orifice hole and the direction in which the mobile phase is ejected from the spray unit 3 may obliquely intersect.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1の発明のイオン源によれば、液柱発生手段により、補
助噴霧ガスを必要とすることなく、多量の移動相を噴霧
部から大気圧下に高速で噴出させて移動相の所定長さの
液柱を形成し、また大、小粒径領域発生用電圧印加手段
からの大電圧により、移動相に大きな電荷を付与して液
柱終了後に移動相を霧状にするとともにラッパ状に拡げ
るとともに、この移動相の拡がり領域で、中央部に霧状
の大きな粒径の液滴が位置する相とその中央部の外周に
霧状の細かな粒径の液滴が位置する相との2相を形成す
るようにしているので、細かな液滴の領域内のイオンに
付着する溶媒をより効果的に除去することができる。こ
れにより、溶媒を除去した裸のイオンを安定して多量に
生成することができる。そして、この領域内の裸のイオ
ンを多量にオリフィスを通してMS分析部に導入して分
析することにより、分析感度を向上させることができ
る。また、液柱発生手段により、多量の移動相を高速で
噴出させることにより、従来のような補助噴霧ガスが不
要となる。
As is apparent from the above description, according to the ion source of the first aspect of the present invention, the liquid column generating means allows a large amount of mobile phase to be discharged from the spray section without the need for an auxiliary spray gas. The liquid is ejected at a high speed under atmospheric pressure to form a liquid column of a predetermined length of the mobile phase, and a large voltage is applied to the mobile phase by a large voltage from the large and small particle size region generating voltage applying means to form a liquid column. After the end of the column, the mobile phase is atomized and spreads in a trumpet shape, and in the spreading region of this mobile phase, a phase in which large droplets of mist are located at the center and a mist is formed on the outer periphery of the center. Since two phases are formed with the phase in which the droplet having the fine particle diameter is located, the solvent adhering to the ions in the region of the fine droplet can be more effectively removed. This makes it possible to stably generate a large amount of bare ions from which the solvent has been removed. Then, by introducing a large amount of naked ions in this region through the orifice into the MS analysis unit for analysis, the analysis sensitivity can be improved. In addition, a large amount of mobile phase is ejected at a high speed by the liquid column generating means, so that the conventional auxiliary spray gas is not required.

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

【図1】 本発明にかかる大気圧イオン源の実施の形態
の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment of an atmospheric pressure ion source according to the present invention.

【図2】 (a)は図1に示す例の大気圧イオン源を部
分的に拡大して示す部分拡大図、(b)は(a)におけ
るIIB部の部分拡大図第1および第2オリフィス部分の
部分拡大図、(c)は(a)におけるIIC-IIC線に沿う
断面図である。
2 (a) is a partially enlarged view showing the atmospheric pressure ion source of the example shown in FIG. 1 in a partially enlarged manner, and FIG. 2 (b) is a partially enlarged view of an IIB portion in FIG. 1 (a) first and second orifices FIG. 2C is a partially enlarged view of a portion, and FIG. 2C is a cross-sectional view taken along line IIC-IIC in FIG.

【図3】 本発明の実施の形態の他の例を示す、図2
(a)と同様の図である。
FIG. 3 shows another example of the embodiment of the present invention.
It is a figure similar to (a).

【図4】 本発明の実施の形態の更に他の例を示す、図
2(a)と同様の図である。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2A, showing still another example of the embodiment of the present invention.

【図5】 従来の大気圧イオン源の一例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional atmospheric pressure ion source.

【図6】 図5に示す大気圧イオン源を部分的に拡大し
て示す部分拡大図である。
6 is a partially enlarged view showing the atmospheric pressure ion source shown in FIG. 5 in a partially enlarged manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液体クロマトグラフ(LC)、2…送液管、3…噴
霧部、4…オリフィス、5…質量分析部(MS分析
部)、6…対向電極、7…液柱発生手段、8…大、小粒
径領域発生用電圧印加手段、9…加熱管(ベーパライザ
ー)、10…リペラー電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid chromatograph (LC), 2 ... Liquid sending pipe, 3 ... Spray part, 4 ... Orifice, 5 ... Mass spectrometry part (MS analysis part), 6 ... Counter electrode, 7 ... Liquid column generation means, 8 ... Large , A voltage applying means for generating a small particle size region, 9: a heating tube (vaporizer), 10: a repeller electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送液管を通して流動する、試料と溶媒と
からなる移動相を噴霧部から大気圧下に噴霧するととも
に、噴霧された移動相をこの大気圧下でイオン化し、生
成した試料のイオンを大気圧下からオリフィスを通して
大気圧より低い圧力下の分析部に導入する大気圧イオン
源において、 前記噴霧部に、この噴霧部から噴出された移動相が所定
の長さの液柱を形成するように前記移動相を噴出させる
液柱発生手段が設けられているとともに、 前記噴霧部と前記オリフィスが形成されている対向電極
との間に、前記所定の長さの液柱が形成された後、中央
部に霧状の大きな粒径の液滴が位置する相とその中央部
の外周に霧状の細かな粒径の液滴が位置する相との2相
が形成されるように、前記移動相に大きな電荷を付与す
る電圧を印加する大、小粒径領域発生用電圧印加手段が
設けられており、 更に、前記オリフィスが前記細かな粒径の液滴が位置す
る相の領域内にまたはこの領域の外周に近接して配置さ
れていることを特徴とする大気圧イオン源。
1. A mobile phase comprising a sample and a solvent flowing through a liquid sending pipe is sprayed from a spray section under atmospheric pressure, and the sprayed mobile phase is ionized under this atmospheric pressure to produce a sample. In an atmospheric pressure ion source that introduces ions from an atmospheric pressure through an orifice into an analysis unit under a pressure lower than the atmospheric pressure, the mobile phase ejected from the spray unit forms a liquid column of a predetermined length in the spray unit. Liquid column generating means for ejecting the mobile phase is provided, and the liquid column of the predetermined length is formed between the spray portion and the counter electrode in which the orifice is formed. After that, two phases are formed such that a phase in which a mist-like droplet having a large particle diameter is located in the center and a phase in which a mist-like droplet having a small particle diameter is located on the outer periphery of the center. Applying a voltage that gives a large charge to the mobile phase A voltage applying means for generating a small particle size region, and the orifice is arranged in a region of a phase in which the droplet having the fine particle size is located or close to an outer periphery of the region. Atmospheric pressure ion source characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記液柱発生手段は、前記送液管の内径
より小さい内径の細孔により構成されていることを特徴
とする請求項1記載の大気圧イオン源。
2. The atmospheric pressure ion source according to claim 1, wherein said liquid column generating means is constituted by a pore having an inner diameter smaller than the inner diameter of said liquid sending pipe.
【請求項3】 前記移動相の液柱の形成領域に、この液
柱の移動相を加熱する加熱手段が設けられていることを
特徴とする請求項1または2記載の大気圧イオン源。
3. The atmospheric pressure ion source according to claim 1, wherein heating means for heating the mobile phase of the liquid column is provided in a region where the liquid column of the mobile phase is formed.
【請求項4】 前記噴霧部からの移動相の噴出方向と、
前記オリフィスのオリフィス孔の方向とが互いに交差す
るように設定されていることを特徴とする請求項1ない
し3のいずれか1記載の大気圧イオン源。
4. An ejection direction of a mobile phase from the spray unit,
The atmospheric pressure ion source according to any one of claims 1 to 3, wherein the direction of the orifice hole of the orifice is set so as to cross each other.
【請求項5】 前記噴霧部からの移動相の噴出方向と、
前記オリフィスのオリフィス孔の方向とが互いに直交す
るように設定されていることを特徴とする請求項4記載
の大気圧イオン源。
5. An ejection direction of a mobile phase from the spray unit,
The atmospheric pressure ion source according to claim 4, wherein directions of the orifices of the orifice are set to be orthogonal to each other.
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