JPH1048183A - 液体クロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

液体クロマトグラフ質量分析装置

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JPH1048183A
JPH1048183A JP21941796A JP21941796A JPH1048183A JP H1048183 A JPH1048183 A JP H1048183A JP 21941796 A JP21941796 A JP 21941796A JP 21941796 A JP21941796 A JP 21941796A JP H1048183 A JPH1048183 A JP H1048183A
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JP
Japan
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ion spray
needle
ion
liquid chromatograph
infrared light
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Application number
JP21941796A
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Inventor
Yasufumi Tanaka
靖文 田中
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165Electrospray ionisation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオンスプレーの有無やイオンスプレーの噴
射位置に応じて装置の各部を適宜制御することができる
液体クロマトグラフ質量分析装置を提供する。 【解決手段】 赤外線発光部35と赤外線受光部36a
及び36bから成るイオンスプレー検出部34がイオン
スプレーの有無及び位置を検出する。制御装置37はイ
オンスプレーが検出されている時にのみ四重極への電圧
の印加等を行なう。また、制御装置37はイオンスプレ
ーの位置が最適となるようにニードル駆動部40により
ニードル18の位置を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ質量分析装置に関し、特に液体クロマトグラフ部と質
量分析部との間のインタフェイスに関する。
【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部(LC部)で分離
された成分はイオン化されて質量分析部(MS部)へ導
入されるが、LC部からの溶離液を液状のままMS部へ
導入することはできないため、LC部とMS部の間には
液体試料を気化(あるいは霧化)及びイオン化するため
のインタフェイスが必要となる。このようなLC/MS
用のインタフェイスとしては、エレクトロスプレーイオ
ン化法(ESI)、大気圧化学イオン化法(APCI)
等の大気圧イオン化法(API)により液状試料を霧化
及びイオン化するものが広く用いられている。
【0003】図6はAPI式のインタフェイスを有する
LC/MSの一例を示す図である。LC部12のカラム
14から流出する溶離液はまずインタフェイス16に導
入され、ここでESIやAPCI等の方法で霧化及びイ
オン化されてニードル18の先端からイオンスプレーと
して噴射される。このイオンスプレーの一部はインタフ
ェイス16とMS部20との間に設けられたキャピラリ
22を通ってMS部20へ入り、レンズ系23により収
束及び加速された後、四重極24に入射し、特定の質量
数(m/z)を有するイオンだけが四重極24を通過し
てイオン検出器26により検出される。
【0004】API式のインタフェイス16内部の圧力
は大気圧に等しい。一方、四重極24等が格納されてい
る質量分析室21では、ターボ分子ポンプ(TMP)等
の強力な排気装置により室内の空気を外部へ排出して1
-5〜10-6Torr程度の高真空を維持する必要がある。
このようなインタフェイス16と質量分析室21との間
の圧力差を発生させるため、最近では、図6に示したよ
うに、質量分析室21とインタフェイス16との間に中
間真空室を設け、ターボ分子ポンプやロータリポンプ
(RP)等を用いて大気圧から上記高真空まで段階的に
圧力を低下させる方法も用いられる。しかし、それでも
中間真空室内の圧力は大気圧に比べて相当に低い(10
-3〜10-4Torr)ため、キャピラリ22には0.数mm
程度の小さい内径を有するものを用いて、中間真空室へ
の空気の急激な流入を防いでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のLC/MSで
は、その起動後、LC部からの溶離液がインタフェイス
に導入されイオンスプレーが噴射されているか否かに関
わらず、MS部は常時イオンを検出できる状態を維持し
ている。イオンを検出できる状態においては、四重極や
イオン検出器等への電圧の印加、イオン検出器からの出
力信号の処理(A/D変換、データの記憶等)等が行な
われているが、イオンスプレーが噴射されていないとき
にもこれらの動作を行なうことは省エネルギや装置各部
の劣化防止という観点からは好ましくない。
【0006】また、上記のようにインタフェイスとMS
部との間のキャピラリの内径は極めて小さいため、もし
キャピラリに対するニードルの先端の位置がずれていた
り、ニードルがキャピラリの軸に対して傾いていると、
イオン化した試料が充分にキャピラリ内へ送り込まれな
くなり、従ってMS部にイオン化した試料が充分に導入
されなくなるという問題が生じる。
【0007】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、イオン
スプレーの有無やイオンスプレーの噴射位置に応じて装
置の各部を適宜制御することができる液体クロマトグラ
フ質量分析装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る液体クロマトグラフ質量分析装
置は、液体クロマトグラフからの溶離液を霧化及びイオ
ン化してニードルからイオンスプレーとして噴射するこ
とにより質量分析装置へイオン化した試料を導入するイ
ンタフェイスを備える液体クロマトグラフ質量分析装置
において、上記イオンスプレーが噴射される空間に向け
てモニタ光を発する発光部と、上記モニタ光を受けてそ
の強度に応じた信号を出力する受光部とを含むイオンス
プレー検出手段を備えることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態及び発明の効果】分析の開始後、発
光部は分析を通じて常にモニタ光を発する状態に維持さ
れる。液体クロマトグラフからの溶離液がインタフェイ
スで霧化及びイオン化されてニードルからイオンスプレ
ーとして噴射されると、上記モニタ光はイオンスプレー
を通過するようになるが、この通過の際にイオンスプレ
ー中の多数のイオン粒子による散乱を受けるため、通過
後のモニタ光の強度は通過前の強度よりも一般に小さく
なる。このようにイオンスプレーを通過したモニタ光は
受光部に到達し、受光部はモニタ光の強度に応じた信号
を出力する。受光部が出力する信号は、装置の各部を制
御するために適宜利用することができる。
【0010】受光部が出力する信号を利用して装置の各
部を制御する方法は、例えば次のようなものである。ま
ず、マイクロコンピュータ等を用いて制御装置を構成
し、この制御装置に上記受光部からの信号が入力される
ようにする。更にこの制御装置を四重極やイオン検出器
とも接続し、該制御装置により四重極やイオン検出器へ
の電圧の印加、あるいはイオン検出器の出力信号をデジ
タルデータに変換して記憶する処理等が行なわれるよう
にする。このように装置を構成した後、まずイオンスプ
レーが噴射されていないときに受光部が出力する信号の
強度(基準強度とする)を制御装置のメモリに記憶す
る。次に、分析の開始後、制御装置は受光部からの信号
を常にモニタするが、その信号の強度と上記基準強度と
の差が所定範囲内にある間はイオンスプレーが噴射され
ていないものと判断して四重極やイオン検出器等への電
圧の印加やイオン検出器の出力信号の処理を行なわな
い。一方、もし受光部からの信号の強度と上記基準強度
との差が所定範囲内にない場合はイオンスプレーが噴射
されているものと判断して四重極やイオン検出器への電
圧の印加やイオン検出器の出力信号の処理を行なう。こ
のようにすれば、実際にLC部からの溶離液が導入され
ている間のみMS部の各部を起動させることができるよ
うになるため、省エネルギや装置各部の劣化防止という
面で有効である。
【0011】本発明に係るLC/MSにおいて、更にイ
ンタフェイス内でのニードルの位置を変化させるための
ニードル駆動手段を設け、また上記イオンスプレー検出
手段はイオンスプレーの位置に応じた信号を出力するよ
うなイオンスプレー検出手段であるようにすることもで
きる。このような装置によれば、質量分析装置へ導入さ
れるイオン化した試料の量が最大となるようなイオンス
プレーの最適位置を予め調べておき、実際の分析時には
その最適位置にイオンスプレーが位置するようにニード
ル駆動手段によりニードルの位置を調節することが可能
となるため、試料の利用率の面で有利な効果が得られ
る。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係るLC/MSの実施例の概
略構成図である。本実施例のLC/MSは、イオンスプ
レーが噴射される空間を上下から挟むように対向して配
置された赤外線発光部31及び赤外線受光部32から主
として成るイオンスプレー検出部30をインタフェイス
16の内部に備えている。赤外線受光部32、四重極2
4、24及びイオン検出器26は制御装置33に接続さ
れている。図2は本実施例のイオンスプレー検出部30
の概略構成図である。なお、本実施例の装置のその他の
構成は図6の装置と同様である。
【0013】本実施例のLC/MSの作用を図1及び図
2を参照しながら説明する。まず、装置の起動後におい
ては、赤外線発光部31は常時発光状態に維持される。
赤外線発光部31からの赤外線が赤外線受光部32に入
射すると、赤外線受光部32は入射した赤外線の強度に
応じた信号を出力する。この信号は制御装置33に逐次
入力される。制御装置33は入力された信号に基づいて
赤外線の強度を求め、求められた強度と所定の強度との
差が所定範囲内にある場合はイオンスプレーの噴射はな
いものと判断し、所定範囲内にない場合はイオンスプレ
ーの噴射があるものと判断する。そして、イオンスプレ
ーが噴射されていると判断された場合にのみ制御装置3
3は四重極24やイオン検出器26への電圧の印加やイ
オン検出器26の出力信号の処理を行なう。このよう
に、本実施例のLC/MSは省エネルギや装置各部の劣
化防止等の面で有効である。
【0014】図3は本発明に係るLC/MSの別の実施
例の概略構成図である。本実施例のLC/MSは、赤外
線発光部35と2つの赤外線受光部から主として成るイ
オンスプレー検出部34、及びニードル18の位置を一
次元的に変化させるためのニードル駆動部40を備えて
いる。図4は本実施例のイオンスプレー検出部34及び
ニードル駆動部40の概略構成である。赤外線発光部3
5はイオンスプレーが噴射される空間の上側に、その発
光面が水平となるように配置されている。また赤外線受
光部36a及び36bは上記空間の下側に、赤外線発光
部35の発光面から等距離のところで発光面の各端部に
対向するように配置されている。一方、ニードル駆動部
40はニードル18の水平方向の位置を変化させるため
のものであり、ニードルホルダ41、送りネジ42、ガ
イド43及びステッピングモータ44から主として成
る。赤外線受光部36a及び36b、及びステッピング
モータ44は制御装置37に接続されている。なお、本
実施例の装置のその他の構成は図1の装置と同様であ
る。
【0015】本実施例のLC/MSの作用を以下に説明
する。本実施例の装置でも先の実施例と同様にイオンス
プレーの噴射の有無に応じて装置各部の制御を行なうこ
とが可能であるが、これに加え、本実施例の装置では次
のような作用が可能である。すなわち、もしニードル1
8から噴射されたイオンスプレーが赤外線受光部36a
の側に偏っていれば、赤外線受光部36a側でイオンス
プレーを通過する赤外光は赤外線受光部36b側で通過
する赤外光よりも強い散乱を受けるため、赤外線受光部
36aに入射する赤外光の強度は赤外線受光部36bに
入射する赤外光の強度より小さくなり、その結果赤外線
受光部36aの出力信号の強度は赤外線受光部36bの
出力信号の強度よりも相対的に小さくなる。逆にイオン
スプレーが赤外線受光部36bの側に偏っていれば、赤
外線受光部36aの出力信号の強度は赤外線受光部36
bの出力信号の強度よりも相対的に大きくなる。このよ
うな赤外線受光部36a及び36bの出力信号の強度比
をモニタしながら、制御装置37はステッピングモータ
44に適宜駆動信号を送ってニードル18の水平方向の
位置を変化させ、モニタされる強度比が所定値となるよ
うにニードル18の位置を調節する。ここで、強度比の
所定値とは、例えば予め同一の試料を用いてニードル1
8の位置を所定範囲で様々に変化させながら試験測定を
行ない、イオン検出器26の検出強度が最大となったと
きの強度比、等をいう。本実施例によれば、分析毎にニ
ードル18の水平方向の位置を最適化させることにより
従来よりも良好な分析結果を得ることができるようにな
る。
【0016】図5はイオンスプレー検出部及びニードル
駆動部の別の例を示す概略構成図である。本実施例のイ
オンスプレー検出部46は、2つの赤外線発光部47a
及び47bと4つの赤外線受光部48a、48b、48
c及び48dを図のように配置することによりイオンス
プレーの位置を2次元的に検出できるようにしたもので
あり、これにあわせてニードル駆動部も、送りネジ51
a、ガイド52a及びステッピングモータ53aから成
る第一駆動部50aと、送りネジ51b、ガイド52b
及びステッピングモータ53bから成る第二駆動部50
bにより、ニードルホルダ54に保持されたニードル1
8の位置を2次元的に変化させることができるような構
成となっている。4つの赤外線受光部48a、48b、
48c及び48dと2つのステッピングモータ53a及
び53bは制御装置38に接続されている。以上のよう
な装置によれば、ニードル18の2次元的な位置を調節
してイオンスプレーの2次元的な位置を最適化すること
により、図4の装置よりも更に良好な分析結果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るLC/MSの実施例の概略構成
図。
【図2】 図1の実施例のイオンスプレー検出部の概略
構成図。
【図3】 本発明に係るLC/MSの別の実施例の概略
構成図。
【図4】 図3の実施例のイオンスプレー検出部及びニ
ードル駆動部の概略構成図。
【図5】 イオンスプレー検出部及びニードル駆動部の
別の例の概略構成図。
【図6】 API式のインタフェイスを有するLC/M
Sの一例を示す図。
【符号の説明】
12…液体クロマトグラフ部(LC部) 16…インタフェイス 18…ニードル 20…質量分析部(MS部) 22…キャピラリ 30、34、46…イオンスプレー検出部 31、35、47a、47b…赤外線発光部 32、36a、36b、48a、48b、48c、48
d…赤外線受光部 33、37、38…制御装置 41、54…ニードルホルダ 42、51a、51b…送りネジ 43、52a、52b…ガイド 44、53a、53b…ステッピングモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 49/04 H01J 49/26 49/26 G01N 1/28 T

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体クロマトグラフからの溶離液を霧化
    及びイオン化してニードルからイオンスプレーとして噴
    射することにより質量分析装置へイオン化した試料を導
    入するインタフェイスを備える液体クロマトグラフ質量
    分析装置において、 上記イオンスプレーが噴射される空間に向けてモニタ光
    を発する発光部と、上記モニタ光を受けてその強度に応
    じた信号を出力する受光部とを含むイオンスプレー検出
    手段を備えることを特徴とする液体クロマトグラフ質量
    分析装置。
JP21941796A 1996-07-31 1996-07-31 液体クロマトグラフ質量分析装置 Pending JPH1048183A (ja)

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