JPH1055776A

JPH1055776A - イオン源

Info

Publication number: JPH1055776A
Application number: JP8210845A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Kobayashi; 小林達次; Susumu Fujimaki; 奬藤巻
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24
Anticipated expiration: 2016-08-09
Also published as: JP3388102B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高電圧を必要とすることなく、大量の試料のイ
オン化を簡単に行う。【解決手段】ＬＣ１内の試料と溶媒との混合液がニード
ル細管２から噴霧され、その霧状の液滴はカートリッジ
ヒータ５に直接衝突し、このカートリッジヒータ５によ
り高温で加熱される。この高温加熱により、太孔１５内
の液滴の気化が十分にかつ確実に行われるようになり、
ニードル細管２に高電圧を印加することを必要とするこ
となく、大量の試料のイオンが生成し易くなる。したが
って、混合液の液滴は効果的に脱溶媒され、大量のサン
プルのイオンが生成される。こうして、スプレーと接触
高温加熱を利用した従来にない新しい簡単な構成のイオ
ン源を安価に形成することができる。また、大量の試料
のイオン化ができることから、スプリット等の条件を設
定する必要はなく、分析が簡単になる。生成されたイオ
ンは、ＭＳ分析部１４に導入されて質量分析される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば質量分析装
置（Mass Spectrometer；以下、ＭＳとも表記する）等
の高真空下でイオン化された試料を分析する分析装置の
ための試料をイオン化するイオン源の技術分野に属する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＭＳを用いて試料を分析するにあ
たっては、まず液体クロマトグラフ（Liquid Chromatog
raph；以下、ＬＣとも表記する）により分析対象となる
試料を溶媒に混ぜて混合液を形成し、この混合液を大気
圧中に流出かつ霧化しすることにより大気圧下で分離し
ている。そして、ＬＣからの霧化された流出液すなわち
移動相が気化器を構成する加熱ヒータ部により間接的に
加熱されて、残存する溶媒が更に気化されることによ
り、大気圧下でイオンが生成され、生成されたイオンが
高真空下の質量分析部（ＭＳ分析部）に導かれて分析さ
れるようになっている。

【０００３】ところで、このようにＬＣからの霧化され
た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 Pr
essure Ionization；以下、ＡＰＩとも表記する）が広
く用いられている。このＡＰＩには、主に次の３つの方
法がある。

【０００４】１つは、エレクトロスプレ−イオン化法
（Electro Spray Ionization；以下、ＥＳＩとも表記す
る）であり、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。

【０００５】また他の１つは、大気圧化学イオン化法
（Atmospheric Pressure Chemical Ionization；以下、
ＡＰＣＩとも表記する）であり、このＡＰＣＩは大気圧
で噴霧した後、コロナ放電で化学イオン化することによ
りイオンを生成する方法である。

【０００６】更に他の１つは、ソニックスプレーイオン
化法（Sonic Spray Ionization；以下、ＳＳとも表記す
る）であり、このＳＳは大気圧下でガスにより噴霧し、
噴出ガスの作用効果でイオン化することによりイオンを
生成する方法である。

【０００７】図８は、従来のＥＳＩによるイオン源の一
例を模式的に示す図である。図中、１はＬＣ、２はＬＣ
１からの混合液が流動するニードル管、３は霧化プロー
ブ、４はブロック状の加熱ヒータ部（気化器）、５は加
熱ヒータ部４に配設されたヒータ、６は加熱ヒータ部４
に穿設され、霧化された移動相が流動するた細孔、７は
第１オリフィス、８は図示しない第１真空ポンプによっ
て第１真空圧に保持されている第１真空圧室、９は第１
真空圧室８内に配設されたリングレンズ、１０は第２オ
リフィス、１１は図示しない第２真空ポンプによって第
１真空圧より高い第２真空圧に保持されている第２真空
圧室、１２は第２真空圧室１１内に配設されたイオンフ
ォーカスレンズ、１３は主スリット部、１４はＭＳ分析
部である。

【０００８】ニードル細管２と加熱ヒータ部４との間に
所定の高電圧が印加されているとともに、第１および第
２オリフィス７,１０、およびリングレンズ９にもそれ
ぞれ所定の高電圧が印加されている。

【０００９】このように構成されている従来のＥＳＩに
よるイオン源においては、ニードル細管２に高電圧を印
加して、ＬＣ１から流動してくる試料と溶媒との混合液
中の試料をイオン化する。この状態で、霧化プローブ３
から霧化用窒素ガスを噴出させると、ＬＣ１の試料と溶
媒との混合液がニードル細管２を通って大気圧中に霧吹
き状に流出して霧化することにより、イオン化された試
料と溶媒とが分離し、更に霧化分離した試料の移動相が
加熱ヒータ部４の細孔６中を流動する。このとき、細孔
中６の流動液はヒータ５により加熱ヒータ部４を介して
加熱されて残存する溶媒が気化され、ＭＳ分析部１４で
分析可能な試料のイオンそのものが生成される。この生
成されたイオンが第１オリフィス７を通って第１真空圧
室８内に導入され、更にこのイオンは第１真空圧室８内
のリングレンズ９により第２オリフィス１０を通過させ
られて第２真空圧室１１に導入される。最後に、第２真
空圧室１１内のイオンはイオンフォーカスレンズ１２に
より主スリット部１３を通って高真空下のＭＳ分析部１
４にフォーカスされ、ＭＳ分析部１４によって質量分析
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のＥＳＩによるイオン源では、ニードル細管２から噴
出しかつ霧化分離した、細孔６の入り口近傍にある試料
の移動相αが冷えているばかりでなく、加熱ヒータ部４
におけるヒータ５が細孔６から離隔していて細孔６内の
移動相の加熱が比較的低温で行われるため、細孔６内の
移動相の気化が十分に行われなく、試料のイオンが生成
し難い。そこで、ニードル細管２に高電圧を印加してＬ
Ｃ１からの混合液中の試料をイオン化しなければならな
く、そのために高電圧が必要となるという問題がある。
同様に、この高電圧はＡＰＣＩによるイオン源でも必要
となっている。

【００１１】また、移動相を加熱された細孔６内に通す
だけの場合、安定した分析が行えるのは、移動相の流量
がせいぜい数１００μL／min程度以下の場合に限られて
しまう。特に、水分を多く含む移動相を用いた場合に
は、移動相の乾燥が悪くなるばかりでなく、安定性も悪
くなる。このため、ＬＣ１から加熱ヒータ部４に導入で
きる移動相の流量が制約されてしまう。ところで、通常
使用されているＬＣ１の分析条件は１０００μL／minで
あるので、このように移動相の流量が制約されると、こ
の分析条件で直接、ＬＣ１とＭＳ分析部１４とを接続す
ることはきわめて難しい。そこで、従来は、ＬＣ１から
の混合液を数分の１から数十分の１にスプリットして、
加熱ヒータ部４に導入するようにしている。このため、
ＭＳ分析部１４に導入される試料もスプリットされてし
まうので、ＭＳ分析部１４による分析感度が十分なもの
とは言えなかった。そのうえ、このようなスプリットの
ための条件の設定など、その都度面倒な条件を設定する
必要があり、分析が煩雑なものとなっている。

【００１２】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、高電圧を必要とすることな
く、大量の試料のイオン化を簡単に行うことのできるイ
オン源を提供することである。

【００１３】

【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、試料と溶媒との混合液を細管
から噴出させ、噴出した混合液の霧状の液滴を加熱して
前記溶媒を気化することにより前記試料のイオンを生成
するイオン源において、前記細管から噴出した前記霧状
の液滴を直接ヒータに衝突させるようにしたことを特徴
としている。

【００１４】また請求項２の発明は、前記細管の噴出方
向が、生成された前記イオンの導入方向に対して同方
向、直交方向および所定角度の方向のいずれか１方向に
設定されていることを特徴としている。

【００１５】更に請求項３の発明は、前記ヒータが２個
以上前記霧状の液滴が流動する方向に沿って配設されて
いることを特徴としている。

【００１６】更に請求項４の発明は、前記細管から噴出
された比較的大流量の混合液の液滴が流動する太孔を備
えているブロック状の加熱ヒータ部を有し、前記ヒータ
が前記加熱ヒータ部の太孔に交差するように設けられて
いるとともに、前記太孔の前記ヒータ前後を連通する環
状溝が形成されていることを特徴としている。

【００１７】更に請求項５の発明は、前記加熱ヒータ部
が、更に前記細管から噴出された比較的小流量の混合液
の液滴が流動する細孔を備えており、前記細管の噴出方
向を前記太孔または前記細孔のいずれか一方に選択的に
設定されるように、前記細管および前記加熱ヒータ部の
少なくとも一方が移動可能に設けられていることを特徴
としている。

【００１８】

【作用】このような構成をした本発明のイオン源におい
ては、細管から噴出した、試料と溶媒との混合液の霧状
の液滴が直接ヒータに衝突し、液滴はこのヒータにより
高温で直接加熱される。このため、液滴の溶媒がより効
果的に気化されるようになる。これにより、大量の混合
液の液滴が高温で効率よく加熱されるようになり、大量
の試料のイオンが生成される。その場合、液滴が高温で
加熱されても、溶媒の気化熱により試料が加熱されない
ので、試料の熱分解が起きることはない。そして、大量
のイオンが例えば質量分析部等の分析部に導入されるよ
うになるので、感度の良好な分析が行われるとともに、
試料をスプリットする必要がなくなるので、スプリット
のための煩雑な条件設定が不要となり、分析が容易とな
る。

【００１９】しかも、従来のように高電圧を印加してイ
オンを生成する方式ではないので、イオン源の構成が簡
単になるとともに安価なものとなる。

【００２０】特に請求項３の発明においては、２個以上
のヒータにより、混合液の霧状の液滴が効果的に加熱さ
れるようになるので、より高度のイオンが大量に生成さ
れる。

【００２１】また請求項５の発明においては、大量の試
料を観察するような場合は、細管の噴出方向が太孔に向
かう方向に選択的に設定される。これにより、細管から
噴出された大量の混合液の霧状の液滴がヒータにより高
温で直接加熱され、大量のイオンが生成されるようにな
る。また、少量の試料を測定するような場合は、細管の
噴出方向が細孔に向かう方向に選択的に設定される。こ
れにより、細管から噴出された少量の混合液の霧状の液
滴がヒータにより加熱ヒータ部を介して比較的低温で間
接的に加熱され、イオンが生成されるようになる。その
場合、加熱温度が比較的低温であるため、小流量の条件
でも試料の熱分解が起きることはない。

【００２２】

【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。

【００２３】図１は本発明にかかるイオン源の実施の形
態の一例を示す図である。なお、前述の図８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。

【００２４】図８の従来の加熱ヒータ部４では、細孔６
がニードル細管２と第１オリフィス７とを結ぶ軸線から
ずれた位置に穿設されているとともに、ヒータ５がこれ
らの細孔６から離隔して設けられているが、本例の加熱
ヒータ部４では、図１に示すように細孔６が削除されて
いるとともに、太孔１５がニードル細管２と第１オリフ
ィス７とを結ぶ軸線上で同軸線方向に貫通して穿設され
ている。この太孔１５の断面積は細孔６のそれに比べて
かなり大きな値に設定されている。

【００２５】また、図８の加熱ヒータ部４では、ヒータ
５が細孔６から離隔して設けられているが、本例の加熱
ヒータ部４では、太孔１５のニードル細管２側内周面に
環状溝１６が形成されているとともに、カートリッジヒ
ータ５がこの環状溝１６を貫通して太孔１５に交差する
ようにして配設されている。すなわち、ニードル細管２
から流出した霧化された移動相は直接このカートリッジ
ヒータ５に当接するようにされている。

【００２６】更に、図８のイオン源でニードル細管２と
加熱ヒータ部４との間に印加されている高電圧は、本例
のイオン源では削除されている。なお、１７は加熱ヒー
タ部４およびカートリッジヒータ５の温度を制御するた
めに加熱ヒータ部４の温度を検出する温度センサであ
る。

【００２７】他の構成は図８に示す従来のイオン源と同
じである。

【００２８】このように構成された本例のイオン源にお
いては、霧化プローブ３から霧化用窒素ガスを噴出させ
ることにより、ＬＣ１内の試料と溶媒との混合液がニー
ドル細管２を通って加熱ヒータ部４の方へ霧化されて噴
出する。なお、霧化用ガスは、窒素の他に酸素ガス、希
ガス、空気、あるいは熱風等を使用することもできる。
噴霧された混合液の霧状の液滴はカートリッジヒータ５
に直接衝突し、このカートリッジヒータ５により例えば
２００℃以上の高温で加熱される。その場合、加熱ヒー
タ部４およびカートリッジヒータ５の温度が温度センサ
１７によって検出された加熱ヒータ部４の温度に基づい
て制御される。

【００２９】この高温加熱により、混合液の液滴は効果
的に脱溶媒され、サンプルのイオンが生成される。生成
されたイオンは、前述の図８に示す従来のイオン源と同
様に第１オリフィス７、第１真空圧室８、第２オリフィ
ス１０、第２真空圧室１１および主スリット部１３を通
って高真空下のＭＳ分析部１４にフォーカスされ、ＭＳ
分析部１４によって質量分析される。

【００３０】このような本例のイオン源によれば、ニー
ドル細管２から噴霧された試料と溶媒との混合液の霧状
の液滴がカートリッジヒータ５によって高温で効果的に
加熱されるので、太孔１５内の液滴の気化が十分にかつ
確実に行われるようになり、試料のイオンが生成し易く
なる。したがって、ニードル細管２に高電圧を印加する
必要がなくなり、イオン源の構成が簡単になるととも
に、スプレーと接触高温加熱を利用した従来にない新し
いイオン源を安価に形成することができるようになる。

【００３１】また、カートリッジヒータ５による高温加
熱で液滴の気化が十分にかつ確実に行われ、イオンを効
率よく生成できることから、混合液の流量を多くしても
安定した感度の良好な分析を行えるようになり、従来の
イオン源に比べて混合液の流量の制約が大幅に軽減され
る。具体的な数値としては、例えば従来のエレクトロス
プレーによる方法では混合液の流量が数μL／minから５
０μL／min程度の範囲に制約されていたが、本例のイオ
ン源による方法では混合液の流量が１mL／minを越えて
も安定した感度の良好な分析ができるようになる。

【００３２】更に、大流量の混合液をイオン化できるこ
とから試料をスプリットする必要がなくなるので、スプ
リットのための煩雑な条件設定が不要となり、分析が容
易となる。

【００３３】図２は、図１に示すイオン源の変形例を部
分的に示す図である。なお、本発明の実施の態様のこれ
以後の各例においては、図１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。また、イオン源の図２に示す部分以外の構成
は、図１に示すものと同じである。

【００３４】図１に示すイオン源では、ニードル細管２
が、このニードル細管２からの試料と溶媒との混合液の
噴霧方向と第１、第２オリフィス７,１０および主スリ
ット部１３とが同軸上になるように配設されているが、
本変形例のイオン源は、図２に示すようにニードル細管
２が、このニードル細管２の混合液の噴霧方向と第１、
第２オリフィス７,１０および主スリット部１３とが互
いに直交するように配設されている。したがって、ニー
ドル細管２から噴霧された混合液の霧状液滴はカートリ
ッジヒータ５によって高温加熱されて脱溶媒され、生成
されたイオンは直角に曲がって第１オリフィス７の方へ
移動するようになる。この変形例の効果は図１に示す例
の効果とほぼの同じであるが、一軸方向にイオン源の設
置スペースがない場合には本例のイオン源はより有効に
配置される。

【００３５】なお、ニードル細管２は、図１に示すよう
な混合液の噴霧方向と第１、第２オリフィス７,１０お
よび主スリット部１３とが同軸上となる位置から、図２
に示すような混合液の噴霧方向と第１、第２オリフィス
７,１０および主スリット部１３とが互いに直交する位
置の間で任意の傾斜角度で配設することができる。

【００３６】また、図１および図２に示す各例のカート
リッジヒータ５および加熱ヒータ部４は、混合液のすべ
ての液滴が十分に高温加熱されるものでありさえすれ
ば、どのような形状に形成されてもよい。また、加熱温
度は２００℃以上で高ければ高いほど良い。

【００３７】更に前述の各例では、加熱ヒータ部４は削
除することもできる。すなわち、図３（ａ）に示すよう
にニードル細管２と第１オリフィス７との間に、カート
リッジヒータ５のみを設け、ニードル細管２から噴霧さ
れた混合液の液滴をカートリッジヒータ５のみに直接衝
突させ、溶媒を気化して、イオンを生成し、このイオン
を第１オリフィス７を通して第１真空圧室８の方へ吸引
するようにしてもよい。その場合、図５（ｂ）に示すよ
うにニードル細管２を所定角度傾け、この傾斜した状態
のニードル細管２から混合液を噴霧してカートリッジヒ
ータ５に直接衝突させるようにすることもできる。

【００３８】更に、図１および図２の各例のイオン源に
おいて、混合液の液滴をより高度に気化することが望ま
れる場合には、ニードル細管２と加熱ヒータ部４との間
に従来のような高電圧を印加するようにしてもよい。

【００３９】図４は本発明の実施の態様の他の例を示す
図である。

【００４０】前述の図１および図２に示す各イオン源で
は、ニードル細管２から噴霧される混合液の霧状の液滴
を加熱する手段として加熱ヒータ部４とカートリッジヒ
ータ５とが用いられているが、図４に示すようにこの例
のイオン源は、所定枚数（図示例では３枚）のサーモプ
レート１８が用いられている。そして、ニードル細管２
から噴霧された霧状の液滴がまず最初のサーモプレート
１８に衝突して反射する。この衝突時に、液滴は最初の
サーモプレート１８で高温加熱されてある程度気化され
ることにより所定量脱溶媒される。次いで、最初のサー
モプレート１８で反射しかつ所定量脱溶媒された液滴
は、第２のサーモプレート１８に再び衝突して反射す
る。この衝突時にも、液滴は第２のサーモプレート１８
で高温加熱されて更に気化されることにより更に所定量
脱溶媒される。最後に、第２のサーモプレート１８で反
射しかつ所定量脱溶媒された液滴は、第３のサーモプレ
ート１８に再にもう一度衝突して反射する。この衝突時
にも、液滴は第３のサーモプレート１８で高温加熱され
て更に一層気化されることにより完全に脱溶媒され、サ
ンプルのイオンが生成される。このイオンが第３のサー
モプレート１８で反射することにより、第１オリフィス
７の方へ導かれる。

【００４１】この例のイオン源の他の構成は図１に示す
イオン源と同じであり、またこの例のイオン源において
も、前述の図１に示すイオン源と同じ作用効果を奏す
る。

【００４２】なお、サーモプレート１８の枚数は３枚に
限定されることなく、１枚以上任意の枚数設けることが
できる。また、同様にニードル細管２の混合液の噴霧方
向と第１、第２オリフィス７,１０および主スリット部
１３とを同軸上に配設することに限定されることはな
く、図２に示すイオン源と同様にニードル細管２の混合
液の噴霧方向と第１、第２オリフィス７,１０および主
スリット部１３とが互いに直交するように配設すること
もできる。

【００４３】図５は本発明の実施の態様の更に他の例を
示す図である。

【００４４】図１に示すイオン源の加熱ヒータ部４はカ
ートリッジヒータ５と太孔１５とが設けられているが、
本例のイオン源では図５（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、更に図８に示す従来のイオン源における細孔６と同
様の細孔６が太孔１５とは独立して１つ設けられてい
る。すなわち、加熱ヒータ部４に、試料が通過するため
の２系統の通過ラインが設けられている。また、本例の
イオン源ではＬＣ以外にシリンジポンプも使用すること
ができ、これらをまとめて符号１′で表す。更に、ニー
ドル細管２はＬＣまたはシリンジポンプ１′に分離して
設けられているとともに、支持部材１９に支点２０を中
心に回動可能にグロメット２１を介して支持されてい
る。したがって、霧化プローブ３も同様にニードル細管
２と一緒に回動可能とされている。そして、ニードル細
管２は、支持部材１９に取り付けられた傾動ねじ２２の
進退により回動制御されるようになっている。更に、ニ
ードル細管２は可撓性チューブ２３によってＬＣまたは
シリンジポンプ１′に連結されており、この可撓性チュ
ーブ２３はニードル細管２をＬＣまたはシリンジポンプ
１′に連結しても、このニードル細管２を所定量回動可
能にしている。

【００４５】そして、通常はニードル細管２はその混合
液の噴出方向が太孔１５の入口に向かう方向である図５
（ａ）に実線で示す第１回動位置に設定されており、必
要時に傾動ねじ２２を回すことによりその混合液の噴出
方向が細孔６の入口に向かう方向である二点鎖線で示す
第２位置に設定されるようになっている。その場合、質
量分析器のモニタを見ながら、傾動ねじ２２を回してニ
ードル細管２の傾きを調節するようにしてもよいし、ま
たニードル細管２の回動角が第１および第２回動位置の
間で決まっているので、傾動ねじ２２の回動角を予め設
定しておき、傾動ねじ２２の回動角を調節することによ
りニードル細管２の傾きを調節するようにしてもよい。

【００４６】更に、本例のイオン源では、ニードル細管
２と加熱ヒータ部４との間に、常開のスイッチ２４を閉
じることにより高電圧が印加されるようになっている。
本例のイオン源の他の構成は、図１に示すイオン源の構
成と同じである。

【００４７】そして、本例のイオン源においては、ＬＣ
１′からの０.１〜２ml／minの大流量の混合液からサン
プルのイオンを生成する場合は、ニードル細管２を第１
回動位置に設定することにより、図１に示すイオン源と
同様に霧状の液滴をカートリッジヒータ５によって直接
高温で加熱気化して脱溶媒し、サンプルのイオンを生成
する。すなわちこのＬＣモードでは、カートリッジヒー
タ５の表面に大量の混合液の液滴を直接当てることによ
り、液滴の溶媒を効率よく気化でき、しかもこの溶媒の
気化熱によりヒータ表面が冷却されるので、イオンの熱
分解が起きることはない。なおこの場合には、通常はス
イッチ２４を閉じないで高電圧をニードル細管２と加熱
ヒータ部４との間に印加しなくても済むが、場合によっ
てはスイッチ２４を閉じて高電圧を印加するようにして
もよい。

【００４８】また、ＬＣに代えてシリンジポンプ１′に
より、１〜２０μl／minの少流量の混合液からサンプル
のイオンを生成して、長時間測定する場合がある。この
場合、少量の混合液の霧状の液滴をカートリッジヒータ
５に直接当てると、ヒータ温度が高過ぎて熱分解ピーク
が出易くなるため、測定の再現性が悪くなる。そこで、
この場合にはニードル細管２を第２回動位置に設定する
ことにより、図８に示す従来のイオン源と同様に霧状の
液滴を細孔６を通しかつカートリッジヒータ５の熱によ
って加熱ヒータ部４を介して間接的に加熱気化して脱溶
媒し、サンプルのイオンを生成する。その場合、必要に
応じてスイッチ２４を閉じて高電圧をニードル細管２と
加熱ヒータ部４との間に印加するようにしてもよい。す
なわち、シリンジポンプモードでは、少量の混合液の液
滴をカートリッジヒータ５の熱により加熱ヒータ部４を
介して間接的に加熱するので、気化部の表面温度はそれ
ほど高くならなく、熱分解のピークの発生を抑えること
ができる。

【００４９】このように、本例のイオン源では、大流量
のサンプルのイオン測定する場合と小流量のサンプルの
イオン測定する場合とで選択して、最適に気化すること
が可能となり、その結果熱分解の少ないスペクトルが得
られるようになる。

【００５０】本例のイオン源の作用効果は、図１に示す
例のイオン源の作用効果と同じである。

【００５１】なお、図５に示す例では、細孔１６は１つ
しか設けられていないが、例えば図６（ａ）に示すよう
に細孔１６は２つ以上適宜数設けることができる。ま
た、図５に示す例では、細孔１６は太孔１５に完全に独
立して設けられているが、例えば図６（ｂ）に示すよう
に細孔１６は途中で太孔１５に接合することもできる。

【００５２】また、図５に示す例では、二ードル細管２
を回動可能に設けているが、二ードル細管２を上下方向
に移動可能に設けてもよい。更に二ードル細管２を固定
し、加熱ヒータ部４を移動可能に設けてもよいし、また
二ードル細管２および加熱ヒータ部４をともに移動可能
に設けてもよい。

【００５３】図７は本発明の実施の態様の更に他の例を
示す図である。

【００５４】図１に示す例のイオン源では、加熱ヒータ
部４に太孔１５に１つのカートリッジヒータ５と環状溝
１６とが設けられているが、本例のイオン源では、図７
に示すようにこれらのカートリッジヒータ（以下この例
では、第１カートリッジヒータと表記する）５と環状溝
（以下この例では、第１環状溝と表記する）１６に加え
て、更にこれらの下流側の太孔１５に第２カートリッジ
ヒータ２５と第２環状溝２６とが設けられている。その
場合、この第２カートリッジヒータ２５は、第１カート
リッジヒータ５と太孔１５とに直交する方向に設けられ
ている。

【００５５】本例のイオン源の他の構成は、図１に示す
例のイオン源の構成と同じである。

【００５６】このように構成された本例のイオン源にお
いては、図１に示す例のイオン源と同様に、ニードル細
管２から噴霧された混合液の霧状の液滴は直接第１カー
トリッジヒータ５に衝突した後、第１環状溝１６を通っ
て流動する。このとき、大量の液滴が第１カートリッジ
ヒータ５の高温の熱により加熱され、溶媒が大部分気化
される。第１環状溝１６を通過し大部分の溶媒が気化し
た液滴は、更に太孔１５を通って再び第２カートリッジ
ヒータ２５に衝突し、その後同様に第２環状溝２６を通
って流動する。このとき、同様に大量の液滴が第２カー
トリッジヒータ２５の高温の熱により加熱され、残存す
る溶媒が更に気化される。こうして、２つのカートリッ
ジヒータ５,２５によって大量の液滴が加熱され、溶媒
がより効果的に気化されるようになり、大量のイオンが
簡単に生成されるようになる。しかも、大量の溶媒の気
化熱により両カートリッジヒータ５,２５の加熱温度が
高温であるにもかかわらず、生成されたサンプルのイオ
ンが熱分解を起こすことはない。

【００５７】そして前述と同様に、この大量のかつ熱分
解による影響のないイオンが真空室を通ってＭＳ分析部
１４に導入され、質量分析されるが、この質量分析は感
度が高く、良質の分析結果が得られるようになる。

【００５８】なお、図７に示す例では、第１および第２
カートリッジヒータ５,２５が互いに直交する方向に配
設されているが、これら第１および第２カートリッジヒ
ータ５,２５は、平行に配設するようにすることもでき
る。また、カートリッジヒータは太孔３に沿って３個以
上設けることもできる。

【００５９】また、本発明のイオン源は、大気圧におけ
るイオン化であれば、前述のＥＳＩおよびＡＰＣＩな
ど、どのような大気圧イオン化にも適用することができ
る。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン源によれば、細管から噴出した、試料と溶媒と
の混合液の霧状の液滴を、ヒータにより高温で直接加熱
するようにしているので、液滴の溶媒をより効果的に気
化することができるようになる。これにより、大量の混
合液の液滴を効率よく加熱できるようになるので、大量
の試料のイオンを、熱分解を起こすこともなく生成する
ことができる。そして、生成した大量のイオンを例えば
質量分析部等の分析部に導入することにより、感度の良
好な分析を行うことが可能となる。

【００６１】また、従来のイオン源のような細管を加熱
する高電圧を必要としないので、イオン源の構成を簡単
できかつ安価に形成することができる。

【００６２】更に、従来のように試料のスプリットのた
めの条件設定を行う必要がないので、分析を簡単に行う
ことができる。

【００６３】特に請求項３の発明によれば、２個以上の
ヒータにより混合液の液滴を効果的に加熱できるので、
より大量のイオンを生成できるようになる。

【００６４】また請求項５の発明によれば、１つのイオ
ン源で比較的大量の試料を観察することが可能となるば
かりでなく、比較的少量の試料を長時間観察することも
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるイオン源の実施の形態の一例
を示し、（ａ）は装置全体を模式的に示す図、（ｂ）は
（ａ）におけるIB−IB線に沿う断面図である。

【図２】本発明の実施の形態の他の例を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の更に他の例を示し、
（ａ）は混合液をイオン導入方向に対して同じ方向に噴
出する例を示す図、（ｂ）は混合液をイオン導入方向に
対して所定角度の方向に噴出する例を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の更に他の例を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態の更に他の例を示し、
（ａ）は装置全体を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）に
おけるVB−VB線に沿う断面図である。

【図６】図５に示す例の変形例を示し、（ａ）は細孔
を２個設けた例を示す図、（ｂ）は細孔を太孔の途中に
連通させた例を示す図である。

【図７】本発明の実施の形態の更に他の例を示し、
（ａ）は装置全体を模式的に示す図、（ｂ）は（ａ）に
おけるVIIB−VIIB線に沿う断面図である。

【図８】従来のイオン源の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…液体クロマトグラフ（ＬＣ）、２…ニードル細管、
３…霧化プローブ、４…加熱ヒータ部、５…（第１）カ
ートリッジヒータ、６…細孔、１４…質量分析部（ＭＳ
分析部）、１５…太孔、１６…（第１）環状溝、１７…
温度センサ、１８…サーモプレート、１９…支持部材、
２０…支点、２１…グロメット、２２…傾動ねじ、２３
…可撓性チューブ、２５…第２カートリッジヒータ、２
６…第２環状溝

───────────────────────────────────────────────────── 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 49/16 Ｈ０１Ｊ 49/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料と溶媒との混合液を細管から噴出さ
せ、噴出した混合液の霧状の液滴を加熱して前記溶媒を
気化することにより前記試料のイオンを生成するイオン
源において、前記細管から噴出した前記霧状の液滴を直接ヒータに衝
突させるようにしたことを特徴とするイオン源。
【請求項２】前記細管の噴出方向が、生成された前記
イオンの導入方向に対して同方向、直交方向および所定
角度の方向のいずれか１方向に設定されていることを特
徴とする請求項１記載のイオン源。
【請求項３】前記ヒータが２個以上前記霧状の液滴が
流動する方向に沿って配設されていることを特徴とする
請求項１または２記載のイオン源。
【請求項４】前記細管から噴出された比較的大流量の
混合液の液滴が流動する太孔を備えているブロック状の
加熱ヒータ部を有し、前記ヒータが前記加熱ヒータ部の
太孔に交差するように設けられているとともに、前記太
孔の前記ヒータ前後を連通する環状溝が形成されている
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
イオン源。
【請求項５】前記加熱ヒータ部は、更に前記細管から
噴出された比較的小流量の混合液の液滴が流動する細孔
を備えており、前記細管の噴出方向を前記太孔または前
記細孔のいずれか一方に選択的に設定されるように、前
記細管および前記加熱ヒータ部の少なくとも一方が移動
可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載の
イオン源。