JPH1114614A - 小型分析装置及びこの小型分析装置と結合する質量分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多点をモニターし、詳細な分析を行いたい場
合は、再度、試料採取をする手間を省いたモニター装置
を提供する。 【解決手段】基板１上に、流路２と、イオン源１０と、
流路２上に溶液試料中の混合物を分離する分離部６と、
分離物質濃度の検出部７と、分離部６の上流側の溶液試
料のプール部４と、プール部４とイオン源１０を接続す
る流路８と、流体バルブ３、５、９と、プロセッサ１２
から構成し、検出部７が分離物質の濃度の異常値を検出
すると、プロセッサ１２が溶液試料をプール部４に溜め
るように流体バルブ３、５、９を切り替えるようにした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型分析装置及び
この小型分析装置に結合される質量分析装置に係り、溶
液中に存在する物質の濃度をモニターする小形分析装
置、特にシリコンまたは石英の基板上に試料の調整部、
分離部、検出部、イオン源等を配置した小型分析装置及
び質量分析装置に関するものである。特に、液体中に存
在する有害物質を常時分析する装置において、異常値を
検出した場合、迅速に質量分析法による精密分析を行う
ことを可能にする小型分析装置と、前記小型分析装置と
接続可能な質量分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キャピラリー電気泳動装置（以下、ＣＥ
という）もしくは液体クロマトグラフ（以下、ＬＣとい
う）は、溶液中に存在する試料の分離では威力を発揮す
るが、分離された試料の種類の同定、とくに、単品が入
手できない混合物については困難であった。一方、質量
分析計（以下、ＭＳという）は、試料を高感度で同定す
る有力な手段であるが、溶液中の試料の分離ができな
い。

【０００３】このため、水等の溶媒に溶解した複数の物
質を分離分析する場合、質量分析計にキャピラリー電気
泳動装置を結合させたキャピラリ−電気泳動／質量分析
計（以下、ＣＥ／ＭＳという）、または液体クロマトグ
ラフを結合させた液体クロマトグラフ／質量分析計（以
下、ＬＣ／ＭＳという）がそれぞれの特色を活かして一
般に使用されている。上記ＣＥ／ＭＳについては、Ａｎ
ａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，６０， ｐｐ
４３６−４４１（１９８８）に記載されている。

【０００４】上記ＣＥについては、ガラス基板上に細い
溝を掘り電気泳動を行わせて混合試料を分離し、簡易に
同定する技術がＡｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔ
ｒｙ， ６５， ｐｐ２６３７−２６４２（１９９３）
に記載されている。前記ＣＥは、小型、且つ移動可能な
簡易に使用できる分析装置であり、カセット型ともいう
べきものであった。しかし、上記小型分析装置で分離・
簡易に同定された試料を、必要がありさらにＭＳで詳細
に分析するためには溶液中の試料分子を気体状のイオン
に変換することが必要である。

【０００５】上記気体状のイオンを変換する従来技術と
して、イオンスプレー法（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ、第５９巻（１９８７年）第２６４２項
から第２６４６項）、エレクトロスプレー法（Ｊｏｕｎ
ａｌ ｏｆ ＰｈｙｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、第８８
巻（１９８４年）第４４５１頁から第４４５９頁）、大
気圧化学イオン化法（Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ、第５４巻（１９８２年）第１４３頁から第
１４６頁）等が知られている。

【０００６】最近、上記の方法とは別のイオン化法とし
て、音速のガスにより試料溶液を噴霧するだけで効率よ
くイオンを生成させるソニックスプレー法が、（Ａｎａ
ｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ｖｏｌ．６
６， ｐｐ４４５７−４５５９（１９９４） またはＡ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ｖｏｌ．
６７， ｐｐ２８７８−２８８２（１９９５）、または
特開平７ー３０６１９３号公報に報告されている。この
方法では、音速のガスの流れにより微細な帯電液滴が生
成され、さらに溶媒分子が剥がされてイオンが生成する
と考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記Ａｎａｌｙｔｉｃ
ａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ記載のガラス基板上に細い溝
を穿設して泳動路とし、電気泳動を行わせて混合試料を
分離し、同定する小型分析装置を用いて水質の汚染度等
を多点でモニターしている場合に、その内、特定の個所
で異常値を検出した場合に、質量分析装置により詳細な
分析する場合、その検出点の試料を新たに採取し直し、
当該質量分析装置に注入するという手間がかかるため、
詳細な分析結果が得られるまでに、時間がかかるという
問題点が生じた。上記の問題点を解決するためには、多
点のモニター装置毎に高価な質量分析装置を設置しなけ
ればならず、経済的に高コストになるという問題点があ
つた。

【０００８】また、前記小型分析装置で、電源をストッ
プしたり、修理したり、点検したりする場合には当該小
型分析装置は停止させるため、その間、測定機能が中断
するという問題点があつた。上記の如く、前記小型分析
装置を簡易なカセット型として通常時には監視用として
使用し、異常時にはＭＳを使用して詳細に分析するシス
テムを構成しても、上記ような不具合な問題点が生じて
いた。

【０００９】本発明は、かかる従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、小型分析装置において、通
常時と異常時では異なる機能を発揮させるようにし、詳
細な分析値を得たい特定の個所で、新たに試料を採取し
直す手間を省き、装置の電源ストップおよび修理、点検
による機能の中断を防ぎ、低コストで多点のモニター監
視および時間ロスがなくし、詳細な分析データが得られ
る小型分析装置及びこの小型分析装置に接続される質量
分析装置を提供することをその目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る小型分析装置の構成は、基板上に、溶
液試料が流れる一の試料流路と、前記溶液試料中に存在
する混合物を分離する分離部と、前記分離部の上流側に
前記溶液試料をプールするプール部と、前記分離物質の
濃度を検出する検出部と、イオン源と、前記プール部と
前記イオン源を接続する他の試料流路と、前記プール部
近傍の一の試料流路および他の試料流路に設けた複数の
流体バルブと、これら各部を制御する制御部とを備え、
前記検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出しまたは
前記分離部もしくは検出部が停止するいずれかであると
きは、前記複数の流体バルフが前記溶液試料を前記プー
ル部にプールするように切り替わるように構成したこと
を特徴とするものである。

【００１１】本発明に係る小型分析装置の他の構成は、
基板上に、溶液試料が流れる一の試料流路と、前記溶液
試料中に存在する混合物を分離する分離部と、前記分離
部の上流側に前記溶液試料をプールするプール部と、前
記分離物質の濃度を検出する検出部と、前記プール部と
外部装置を接続する他の試料流路と、前記プール部近傍
の一の試料流路および他の試料流路に設けた複数の流体
バルブと、これら各部を制御する制御部とを備え、前記
検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出しまたは前記
分離部もしくは検出部が停止するいずれかであるとき
は、前記複数の流体バルフが前記溶液試料を前記プール
部にプールするように切り替わるように構成したことを
特徴とするものである。

【００１２】本発明に係る小型分析装置のさらに他の構
成は、基板上に、溶液試料が流れる一の試料流路と、前
記溶液試料中に存在する混合物を分離する分離部と、前
記分離物質の濃度を検出する検出部と、イオン源と、前
記分離部とイオン源を接続する他の試料流路と、前記分
離部の近傍の一の試料流路および他の試料流路に設けた
複数の流体バルブと、これら各部を制御する制御部とを
備え、前記検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出し
または前記分離部もしくは検出部が停止するいずれかで
あるときは、前記複数の流体バルフが前記分離物質を前
記イオン源に導入するように切り替わるように構成した
ことを特徴とするものである。

【００１３】前記記載のいずれかの小型分析装置におい
て、前記他の試料流路に、前記試料溶液を移送する移送
手段を配設したことを特徴とするものである。前記記載
のいずれかの小型分析装置において、前記溶液試料中に
存在する混合物を分離する分離部を、前記他の試料流路
にも配設したこと特徴とするものである。前記記載のい
ずれかの小型分析装置において、前記プール部を、前記
他の試料流路に配設したことを特徴とするものである。

【００１４】本発明に係る質量分析装置の構成は、前記
記載のいずれかの小型分析装置と結合できる接続部を具
備したことを特徴とするものである。本発明に係る質量
分析装置の他の構成は、前記記載の小型分析装置の他の
試料流路の外部装置の接続部と接続できる接続部と、当
該接続部に接続した分離部と当該分離部に接続されたイ
オン源とを具備することを特徴とするものである。本発
明に係る質量分析装置のさらに他の構成は、前記記載の
いずれかの小型分析装置と接続したことを特徴とするも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】まず、本発明に係る小型分析装置
（以下、モニター装置という）及びこれに結合された質
量分析装置の構成の概略を説明する。分離作用が行われ
るモニター装置の基板上の試料溶液が流れる流路の一部
に溶液をプールするプール部を設け、異常値もしくはモ
ニター装置の停止信号に連動して試料溶液をプールさせ
る。さらに、上記基板上にイオン源もしくは外部のイオ
ン源との接続部を設け、前記プール部と前記イオン源も
しくは前記接続部とを接続させる。そして、基板を質量
分析装置にセットし結合させると、前記プール部から前
記イオン源もしくは前記プール部から外部のイオン源に
試料溶液を流し、さらに質量分析装置に導入され分析す
る。

【００１６】したがつて、モニター装置と質量分析装置
を接続して使用することにより、モニター装置が異常を
検知したりもしくはモニター装置を停止したりする場合
に、前記試料溶液の流路を切り替え、当該試料溶液をモ
ニター装置から質量分析装置に導入することにより、質
量分析装置用の試料を別に採取することなく、迅速に詳
細な分析ができることになる。

【００１７】〔実施の形態 １〕図１は、本発明に係る
モニター装置及びこれに結合される質量分析装置の構成
を示すブロック図である。本実施の形態においては、モ
ニター装置にイオン源が設けられている場合について説
明する。図中、Ｍａは、モニター装置、１は、前記モニ
ター装置を構成する基板、２は試料溶液導入用流路、３
はプール部入口のバルブ、４は試料溶液用プール部、５
は分離部入口のバルブ、６は試料溶液の分離部、７は分
離成分の検出部、８は試料溶液のイオン源導入用流路、
９はプール部出口のバルブ、１０はイオン源、１１は質
量分析装置、１２は制御用プロセッサ、１３は制御用プ
ロセッサから各部への信号線である。

【００１８】混合試料溶液は、基板１上に穿設された試
料溶液導入用流路２を通ってバルブ３を介してプール部
４に導入され、さらにバルブ５を介して分離部６に導入
されて、成分毎に分離され、検出部７により濃度を検出
される。また、前記プール部４からは、別の試料溶液導
入用流路８が穿設されており、当該流路８により前記プ
ール部４とイオン源１０とがバルブ９を介して連結され
ている。

【００１９】前記分離部６で分離された試料溶液を検出
部７で試料濃度をモニターしている間は、前記バルブ
３、５が開かれ、バルブ９が閉じられている。前記検出
部７で検出された数値は制御用プロセッサ１２に送られ
る。そして、前記数値が、予め設定していた数値を超え
た場合、当該制御用プロセッサ１２から前記バルブ５、
９に信号線１３を通じて閉信号が送られ、バルブ５、９
が閉じられて試料溶液をプール部４に蓄えられる。

【００２０】そののち、前記基板１を質量分析装置１１
の所定の部位に付設した接続部と接続されるようにセッ
トすると、前記制御用プロセッサ１２から前記バルブ９
に信号が送られ開となり、前記プール部４の試料溶液が
イオン源１０に導入される。このイオン源１０では試料
溶液のイオン化がなされる。このイオン化された試料
は、質量分析装置１１により質量分析される。このよう
にして、異常を検知したら直ちにモニター装置を構成し
ている基板１を質量分析装置の所定の部位にセットすれ
ば、迅速、且つ詳細な分析を行うことができる。

【００２１】前記プロセッサ１２は、モニター装置の停
止信号が出力されたときに、バルブ３、５を閉じる信号
を送り、プール部４に試料溶液を蓄えるようにしても差
し支えない。このように構成すると、例えば上記構成の
モニター装置を家庭用浄水器等に取り付けた場合、前記
モニター装置内をクリーニングするための定期的な交換
でモニターを取り外したときに、試料も採取することが
できるため、定期交換毎に詳細な分析が簡便に行えるよ
うになるというメリットがある。さらにまた、前記カセ
ット化したモニター装置を、各家庭用浄水器等に移動手
段、例えばキャスタ付き台車に着脱自在に固定して、移
動して取り付けるようにしても差し支えない。

【００２２】前記検出器７として、化学センサ、または
光吸収量を計測するための光検出器、または粒子数計測
器を用いてもよい。分離部６の分離方法として細管の両
端に電圧を印加して分離するＣＥ法を用いても差し支え
ない。基板１上または基板１外に警報器を設け、異常値
を検知したときに制御用プロセッサ１２から警報器に信
号を送って警報音を鳴らしても差し支えない。また、前
記モニター装置が設置してある場所の上流または下流に
設けられた制御部に信号を送り、流れを停止させて差し
支えない。

【００２３】〔実施の形態 ２〕図２を参照して、本発
明に係るモニター装置及び質量分析装置の他の実施の形
態を説明する。図２は、本発明に係るモニター装置及び
質量分析装置の他の実施の形態を示すブロック図であ
る。図中、図１と同一符号は、図１の同一の機能、構成
であるので、再度の説明を省略し、新たな符号のみ説明
する。１４は、試料溶液移送用ポンプである。

【００２４】本実施形態のモニター装置Ｍｂでは、図１
の〔実施の形態 １〕のモニター装置Ｍａとほぼ同様の
構成であるが、基板１に穿設されたプール部４からイオ
ン源１０間の流路８上のバルブ９の後段に、試料溶液移
送用ポンプ１４を配設した点が相違する。前記移送用ポ
ンプ１４は、モニター装置が質量分析装置１１に付設さ
れた所定の接続部位に設置されると、制御用プロセッサ
１２によつて試料溶液の送液が開始されるように起動運
転される。

【００２５】前記移送用ポンプ１４の運転制御は、図示
しないが簡単なマイクロスイッチをふくむ制御機構を質
量分析装置１１に設けても行うようにしてもよいし、制
御用プロセッサ１２から図示しないが信号線１３を前記
ポンプ１４にも配線し、当該制御用プロセッサ１２から
送液信号を送って運転しても差し支えない。前記ポンプ
１４には、ダイアフラム型ポンプ、電気浸透ポンプ等を
用いることができる。本実施の形態では、前記プール部
４から流路８を介してイオン源１０へ試料溶液が自然流
下のみで移送困難な場合に有効となる。

【００２６】〔実施の形態 ３〕図３を参照して、本発
明に係るモニター装置及び質量分析装置のさらに他の実
施の形態を説明する。図３は、本発明に係るモニター装
置及び質量分析装置のさらに他の実施の形態を示すブロ
ック図である。図中、図１と同一符号は、図１の同一の
機能、構成であるので、再度の説明を省略し、新たな符
号のみ説明する。１５は、分離部である。

【００２７】本実施形態に係るモニター装置Ｍｃでは、
図１の〔実施の形態 １〕のモニター装置Ｍａとほぼ同
様の構成であるが、基板１に穿設されたプール部４から
イオン源１０間の流路８上のバルブ９の後段にも分離部
１５を配設した点が大きく相違する。前記分離部１５と
しては、例えば、細管の両端に電圧を印加して分離する
ＣＥが用いられる。モニター装置Ｍｃが、質量分析装置
１１の所定の場所に接続、且つ設置されたのち、バルブ
９が開かれ、プール部４に蓄えられた試料溶液は分離部
１５に導入される。そこで成分毎に分離され、イオン源
１０でイオン化され、質量分析装置１１で分析される。
上記構成のモニター装置Ｍｃは、プール部４からの試料
溶液を分離されてイオン源１０へ導入することができ
る。

【００２８】〔実施の形態 ４〕図４を参照して、本発
明に係るモニター装置及び質量分析装置のさらに他の実
施の形態を説明する。図４は、本発明に係るモニター装
置及び質量分析装置のさらに他の実施の形態を示すブロ
ック図である。図中、図１と同一符号は、図１の同一の
機能、構成であるので、再度の説明を省略し、新たな符
号のみ説明する。１６はモニター装置Ｍｄに設けた外部
との接続部、１７はモニター装置の外部接続部１６と接
続されるＬＣ部の接続部、１８ａ、ｂは試料溶液導入
管、１９はＬＣである。

【００２９】図４の本実施形態モニター装置Ｍｄでは、
図１の〔実施の形態 １〕のモニター装置Ｍａからイオ
ン源１０の取り除き、その代わりに外部接続部１６が基
板１上に設置されている場合を示すものである。また、
外部装置は、接続部１７と、当該接続部１７に続く試料
溶液導入管１８ａと、当該試料溶液導入管１８ａに結合
されているＬＣと、当該ＬＣに結合されているイオン源
１０と、当該イオン源１０に接続可能な質量分析計１１
とで構成されている。前記接続部１６は、前記試料溶液
導入管１８ａの先端部に設けられている接続部１７と連
結できるようになつている。

【００３０】制御用プロセッサ１２が異常もしくは停止
信号を検知した場合、バルブ５、９に信号線１３を通じ
て閉信号を送り、バルブ５、９が閉じられてバルブ３か
らの試料溶液をプール部４に蓄えられる。そののち、基
板１の外部接続部１６と、ＬＣ部の接続部１７が接続さ
れると、前記プロセッサ１２からバルブ３に閉信号、バ
ルブ９に開信号が送られ、試料溶液が流路８から接続部
１６、１７を介して導入管１８ａに導入される。

【００３１】さらに、前記試料溶液が前記導入管１８ａ
からＬＣ１９に導入されて成分毎に分離され、イオン源
１０でイオン化される。さらに、質量分析装置１１を接
続すると、前記試料溶液が質量分析される。前記ＬＣの
代わりに、ＣＥを用いても差し支えない。また、ＬＣ、
ＣＥのような分離手段を用いずに、直接イオン源１０に
試料を導入しても差し支えない。さらに、前記バルブ９
と前記基板１の接続部１６の間の流路に送液用ポンプを
設置しても差し支えない。また、バルブ９と接続部１６
の間の流路に分離部を設けても差し支えない。

【００３２】〔実施の形態 ５〕図５を参照して、本発
明に係るモニター装置及び質量分析装置のさらに他の実
施の形態を説明する。図５は、本発明に係るモニター装
置及び質量分析装置のさらに他の実施の形態を示すブロ
ック図である。図中、図１と同一符号は、図１の同一の
機能、構成であるので、再度の説明を省略する。

【００３３】図５に示す本実施形態のモニター装置Ｍｅ
では、図１の〔実施の形態 １〕のモニター装置Ｍａと
ほぼ同様の構成であるが、プール部４を試料導入流路２
に配設したのではなく、イオン源１０の上流側の試料流
路２より分岐させた試料流路８上に設けたものである。

【００３４】この場合、プール部４より上流側の試料流
路８上にバルブ３を移設させるものである。また、バル
ブ５は前記試料流路２と試料流路８の分岐部分より下流
側の試料流路２上に配設する。試料溶液は、基板１上に
穿設された試料導入流路２、バルブ５を通ってに導入さ
れ、さらに分離部６に導入されて、成分毎に分離され、
検出部７により濃度を検出される。検出部７では、試料
濃度をモニターしている間は、バルブ５が開かれ、バル
ブ３及び９は閉じられた状態になつている。

【００３５】前記検出部７から制御用プロセッサ１２に
送られた数値が予め設定していた数値を超えた場合、バ
ルブ３、５、９に信号線１３を通じて信号が送られ、バ
ルブ５が閉じられてバルブ３が開き、試料溶液をプール
部４に蓄えられるる。そののち、基板１が質量分析装置
１１に付設した所定の設置部分にセツトされて接続され
ると、前記制御用プロセッサ１２から前記バルブ９に信
号が送られ開となり、試料溶液がイオン源１０に導入さ
れる。前記イオン源１０でイオン化された試料は、質量
分析装置１１に導入され、質量分析される。上記におい
て、バルブ９とイオン源１０の間の試料導入流路に送液
用ポンプを設置しても差し支えない。また、前記バルブ
９とイオン源１０の間の流路に分離部を設けても差し支
えない。

【００３６】また、図４の〔実施の形態 ４〕のよう
に、イオン源１０を除去して代わりに接続部１６を設置
し、基板１の外部に液体クロマトグラフ１９及びイオン
源１０を設置しても差し支えない。さらに、基板１上ま
たは基板１の外部に警報器を設け、異常値を検知したと
きに前記プロセッサ１２から警報器に信号を送って警報
音を鳴らしても差し支えない。また、警報音を鳴らす代
わりに、モニター装置が設置してある場所の上流または
下流に設けられた制御部に信号を送り、流れを停止させ
ても差し支えない。

【００３７】〔実施の形態 ６〕図６を参照して、本発
明に係るモニター装置及び質量分析装置のさらに他の実
施の形態を説明する。図６は、本発明に係るモニター装
置及び質量分析装置のさらに他の実施の形態を示すブロ
ック図である。図中、図１と同一符号は、図１の同一の
機能、構成であるので、再度の説明を省略する。

【００３８】図６に示す本実施形態のモニター装置Ｍｆ
では、図１の〔実施の形態 １〕のモニター装置Ｍａと
原則的には同様の構成であるが、前記溶液入口に接続さ
れる流路２に分離部６を設け、さらに、プール部４を除
いて前記モニター装置Ｍｆと質量分析装置１１との接続
を簡潔、且つ物理的に近くに設置し、常時連結するして
用いる場合に好適な例を示すものである。前記流路２に
導入された試料溶液は、分離部６で分離され、検出器７
で濃度を検出される。異常が検知されていない通常のモ
ニター時では、バルブ９は閉じられ、バルブ２０が開か
れており、試料溶液は検出器７へと流れる。

【００３９】前記検出部７から制御用プロセッサ１２に
送られた数値が予め設定していた数値を超えた場合、バ
ルブ９、２０に信号線１３を通じて信号が送られ、バル
ブ９が開き、バルブ２０が閉じられて、試料溶液が試料
導入流路８に流れ、さらにイオン源１０に送られてイオ
ン化され、そののち、質量分析装置１１により分析され
る。前記の如く、モニター装置と質量分析装置が常時連
結されている場合は、プール部を必要とせず、流路を切
り替えるだけで迅速に詳細な分析ができるようになる。
また、この場合、前記バルブ９とイオン源１０の間の流
路には、試料溶液移送用のポンプを設置しても差し支え
ない。

【００４０】また、図４の〔実施の形態 ４〕のよう
に、イオン源１０の代わりに接続部１６を設置し、基板
１の外部にＬＣ１９及びイオン源１０を設置してもよ
い。さらに、基板上または基板の外部に警報器を設け、
異常値を検知したときにプロセッサ１２から警報器に信
号を送って警報音を鳴らしても差し支えない。または、
モニター装置が設置してある場所の上流または下流に設
けられた制御部に信号を送り、流れを停止させても差し
支えない。

【００４１】〔実施の形態 ７〕図７、８を参照して、
本発明に係るモニター装置のさらに他の実施の形態を説
明する。図７は、本発明の一実施例に係るモニター装置
における試料導入流路に沿う断面図、図８は、図７のモ
ニター装置を他の試料導入流路に沿う断面図である。図
中、図１と同一符号は、図１の同一の機能、構成である
ので、再度の説明を省略する。

【００４２】図７には、モニター装置Ｍｇの試料導入流
路８に沿った断面図である。本実施形態では、試料導入
流路は基板１の内部に構成されている。試料導入流路８
の先端にはキャピラリー２１が接続されており、前記キ
ャピラリー２１の先端部は、イオン源１０のオリフィス
２２に挿入されている。前記キャピラリー２１の先端
は、オリフィス２２の開口部から約−０．２５〜１．０
ｍｍ突出させる。前記イオン源１０の上部に設けられた
ガス管接続部２３には、ガスが供給されるガス管が接続
され、イオン源１０にガスを供給する。

【００４３】前記イオン源１０に導入されたガスは、キ
ャピラリー２１の外周部に沿って流れ、前記キャピラリ
ー２１の先端部が挿入されたオリフィス２２から大気中
に約２００ｍ／ｓ以上のＦ／Ｓで噴出させる。ここで
は、ガスの標準状態（２０℃、１気圧）換算における流
量をＦ、前記キャピラリー２１の先端近傍の中心軸にほ
ぼ直交する面上において、前記キャピラリー２１と前記
オリフィス２２の間の空間がほぼ最小となる面積をＳと
している。

【００４４】前記ガスには、例えば窒素、アルゴン、酸
素、空気等を用いる。キャピラリー２１に導入された試
料溶液は、例えばソニックスプレー（Ｓｏｎｉｃ Ｓｐ
ｒａｙ）法では、前記キャピラリー２１の先端部に沿っ
て噴出するガスにより噴霧され、微小液滴の他に試料分
子の気体状の擬似分子イオンが生成させる。また、ソニ
ックスプレー法を用いたイオン源の代わりに、イオンス
プレー法、またはエレクトロスプレー法、または大気圧
化学イオン化法を用いたイオン源を設置しても差し支え
ない。

【００４５】図８は、図７のモニター装置を試料導入流
路２に沿った断面図である。図示するように、取水口２
４から導入された試料溶液は、流路２、プール部４、バ
ルブ５、分離部７を通って検出部７で測定された後、排
水口２５から排出される。

【００４６】〔実施の形態 ８〕図９を参照して、本発
明に係るモニター装置のさらに他の実施の形態を説明す
る。図９は、本発明のさらに他の実施の形態に係るモニ
ター装置の断面図である。図中、図１と同一符号は、図
１の同一の機能、構成であるので、再度の説明を省略す
る。図９は、本発明のさらに他の実施の形態に係るモニ
ター装置における試料導入流路に沿った断面図である。
この場合、モニター装置Ｍｈにおいて試料導入流路８
は、基板１の表面に構成されており、ガラス板２６を基
板１に重ねることによって、当該基板１上に設けられた
当該試料導入流路８は閉構造となつている。

【００４７】図１０は、図９のモニター装置における他
の試料導入流路に沿った断面図である。 前記基板１と
ガラス板２６の間に構成される取水口２４から導入され
た試料溶液は、流路２、バルブ３、プール部４、バルブ
５、分離部６を通って検出部７で測定された後、排水口
２５から排出される。

【００４８】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の構
成によれば、異常値またはモニター装置の修理、点検等
の停止に連動して試料溶液が、当該モニター装置内のプ
ール部にプールされるので、質量分析用の試料を別に採
取する必要がない。そして、モニター装置を質量分析装
置に接続すると、プール部からイオン源に溶液が流れ、
さらに、質量分析装置に導入され分析されるので、簡便
に詳細な分析を行うことができるという効果がある。こ
のようにすると、例えば本発明のモニター装置を家庭用
浄水器に取り付けた場合、モニター内をクリーニングす
るための定期的な交換でモニターを取り外したときに、
試料を採取して回収できるため、定期交換毎に詳細な分
析が簡便に行えるようになるという効果がある。また、
モニター装置を多箇所に、質量分析装置を一個所に設置
することにより、多点のモニター監視ができるという効
果がある。また、モニター装置と質量分析装置を接続し
て設置している場合には、モニター装置が異常を検知し
たら、試料の流路を切り替え、試料をイオン源から質量
分析装置に導入することにより、質量分析用の試料を別
に採取することなく、迅速な分析ができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモニター装置及びこれに結合され
る質量分析装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係るモニター装置及び質量分析装置の
他の実施の形態を示すブロック図である。

【図３】発明に係るモニター装置及び質量分析装置のさ
らに他の実施の形態を示すブロック図である。

【図４】本発明に係るモニター装置及び質量分析装置の
さらに他の実施の形態を示すブロック図である。

【図５】本発明に係るモニター装置及び質量分析装置の
さらに他の実施の形態を示すブロック図である。

【図６】本発明に係るモニター装置及び質量分析装置の
さらに他の実施の形態を示すブロック図である。

【図７】本発明の一実施例に係るモニター装置における
試料導入流路に沿う断面図である。

【図８】図７のモニター装置を他の試料導入流路に沿う
断面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施の形態に係るモニター
装置の断面図である。

【図１０】図９のモニター装置における他の試料導入流
路に沿った断面図である。

【符号の説明】

１…基板、２…流路、３…バルブ、４…プール部、５…
バルブ、６…分離部、７…検出部、８…流路、９…バル
ブ、１０…イオン源、１１…質量分析装置、１２…制御
用プロセッサ、１３…信号線、１４…ポンプ、１５…分
離部、１６…接続部、１７…接続部、１８ａ、１８ｂ…
導入管、１９…液体クロマトグラフ、２０…バルブ、２
１…キャピラリー、２２…オリフィス、２３…ガス管接
続部、２４…取水口、２５…排水口、２６…ガラス板、
Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、Ｍｅ、Ｍｆ、Ｍｇ、Ｍｈ…モ
ニター装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 英明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、溶液試料が流れる一の試料流
   路と、前記溶液試料中に存在する混合物を分離する分離
   部と、前記分離部の上流側に前記溶液試料をプールする
   プール部と、前記分離物質の濃度を検出する検出部と、
   イオン源と、前記プール部と前記イオン源を接続する他
   の試料流路と、前記プール部近傍の一の試料流路および
   他の試料流路に設けた複数の流体バルブと、これら各部
   を制御する制御部とを備え、 前記検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出しまたは
   前記分離部もしくは検出部が停止するいずれかであると
   きは、前記複数の流体バルフが前記溶液試料を前記プー
   ル部にプールするように切り替わるように構成したこと
   を特徴とする小型分析装置。
2. 【請求項２】 基板上に、溶液試料が流れる一の試料流
   路と、前記溶液試料中に存在する混合物を分離する分離
   部と、前記分離部の上流側に前記溶液試料をプールする
   プール部と、前記分離物質の濃度を検出する検出部と、
   前記プール部と接続する他の試料流路と、前記他の試料
   流路の端部には外部装置との接続部と、前記プール部近
   傍の一の試料流路および他の試料流路に設けた複数の流
   体バルブと、これら各部を制御する制御部とを備え、 前記検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出しまたは
   前記分離部もしくは検出部が停止するいずれかであると
   きは、前記複数の流体バルフが前記溶液試料を前記プー
   ル部にプールするように切り替わるように構成したこと
   を特徴とする小型分析装置。
3. 【請求項３】 基板上に、溶液試料が流れる一の試料流
   路と、前記一の試料流路に設けた溶液試料中に存在する
   混合物を分離する分離部と、前記分離物質の濃度を検出
   する検出部と、イオン源と、前記分離部とイオン源を接
   続する他の試料流路と、前記分離部の下流近傍の一の試
   料流路および他の試料流路に設けた複数の流体バルブ
   と、これら各部を制御する制御部とを備え、 前記検出部が前記分離物質の異常濃度値を検出しまたは
   前記分離部もしくは検出部が停止するいずれかであると
   きは、前記複数の流体バルフが前記分離物質を前記イオ
   ン源に導入するように切り替わるように構成したことを
   特徴とする小型分析装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２記載のいずれかの小型分析
   装置において、 溶液試料中に存在する混合物を分離する分離部を、前記
   他の試料流路にも配設したこと特徴とする小型分析装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１、２記載のいずれかの小型分析
   装置において、 前記他の試料流路に、前記試料溶液を移送する移送手段
   を配設したことを特徴とする小型分析装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、４、５記載のいずれかの
   小型分析装置において、前記プール部を、前記他の試料
   流路に配設したことを特徴とする小型分析装置。
7. 【請求項７】 請求項１、３、４、５、６記載のいずれ
   かの小型分析装置と結合できる接続部を具備したことを
   特徴とする質量分析装置。
8. 【請求項８】 請求項２記載の小型分析装置の他の試料
   流路の外部装置の接続部と接続できる端部と、当該端部
   に接続した分離部と、当該分離部に接続されたイオン源
   とを、具備することを特徴とする質量分析装置。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５、６記載のい
   ずれかの小型分析装置と接続したことを特徴とする質量
   分析装置。