JPH112622A - Mass spectrograph - Google Patents

Mass spectrograph

Info

Publication number
JPH112622A
JPH112622A JP9156800A JP15680097A JPH112622A JP H112622 A JPH112622 A JP H112622A JP 9156800 A JP9156800 A JP 9156800A JP 15680097 A JP15680097 A JP 15680097A JP H112622 A JPH112622 A JP H112622A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample solution
mass spectrometer
capillary
electrophoresis
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9156800A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsudoi Hirabayashi
集 平林
Yukiko Hirabayashi
由紀子 平林
Akihiko Okumura
昭彦 奥村
Hideaki Koizumi
英明 小泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9156800A priority Critical patent/JPH112622A/en
Publication of JPH112622A publication Critical patent/JPH112622A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mass spectrograph capable of highly speedy and highly accurate analysis. SOLUTION: This mass spectrograph is formed of a glass or silicon substrate 1 provided with a sample solution introducing opening 9, a sample solution disposing opening 10, and buffer solution introducing openings 7 and 8, and electrophoresis passages 5 and 6 for separating a sample solution and a capillary 2 connected to the end of the electrophoresis passages which couples the electrophoresis passages to an ion generating part 15 are integrally formed in the substrate 1. By this, it is possible to minimize time loss in separating a sample solution, to simplify the introduction of the sample solution into the capillary 2, and to provide a mass spectrograph capable of highly sensitively identifying separated substances.

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、質量分析計に関わ
り、特に生体関連物質や環境関連物質もしくはこれらの
複合体の物質が入り混じった混合溶液を、高速、且つ高
感度に分離、分析するキャピラリー電気泳動装置(以
下、CEという)と質量分析計(以下、MSという)と
の結合装置(以下、CE/MSという)に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly to a method for separating and analyzing a mixed solution containing a bio-related substance, an environment-related substance or a complex thereof at high speed and with high sensitivity. The present invention relates to a coupling device (hereinafter, referred to as CE / MS) between a capillary electrophoresis device (hereinafter, referred to as CE) and a mass spectrometer (hereinafter, referred to as MS).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高走査速度の質量分析計として、
四重極型質量分析計があったが、分解能、感度、安定性
が必ずしも十分ではなかった。そこで、天然物、生体成
分、薬物や代謝物の分析にCE/MSのオンライン結合
が提案された。前記CE/MSは、当該CEでは電場で
分離が行われ、前記分離された試料成分がイオンである
ため、当該MSのエレクトロスプレー等のイオン化方式
と適合がよいものであり、種々の技術が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, mass spectrometers with a high scanning speed have been used.
Although there was a quadrupole mass spectrometer, the resolution, sensitivity, and stability were not always sufficient. Therefore, online coupling of CE / MS has been proposed for analysis of natural products, biological components, drugs and metabolites. Since the CE / MS is separated in an electric field in the CE and the separated sample components are ions, the CE / MS is well compatible with an ionization method such as electrospray of the MS, and various techniques have been proposed. Have been.

【0003】例えば、アナリティカル ケミストリー
60(1988)第436項から第441項(Anal
ytical Chemistry 60(1988)
pp436−441)には、CEとMSとを結合させた
CE/MSの技術が記述されている。
[0003] For example, analytical chemistry
60 (1988) Sections 436 to 441 (Anal
ytical Chemistry 60 (1988)
pp 436-441) describes a CE / MS technology in which CE and MS are combined.

【0004】前記CEでは、微量の混合試料溶液をバッ
ファー溶液が充填された石英製キャピラリーの一端に導
入される。前記石英製キャピラリーの内径は0.1m
m、長さは1mである。前記石英製キャピラリーの入口
はバッファー溶液に接し、前記バッファー溶液には電極
が設置され、前記電極より溶液に電圧が印加される。前
記石英製キャピラリーの両端に30kV程度の高電圧を
印加することにより、前記混合試料溶液中の試料分離が
行われる。また、前記石英製キャピラリーの末端には銀
が蒸着されており、外部から前記キャピラリーの末端に
存在している溶液に電圧を印加することができる。
In the CE, a small amount of a mixed sample solution is introduced into one end of a quartz capillary filled with a buffer solution. The inner diameter of the quartz capillary is 0.1 m
m and the length is 1 m. An inlet of the quartz capillary is in contact with a buffer solution, an electrode is provided in the buffer solution, and a voltage is applied to the solution from the electrode. By applying a high voltage of about 30 kV to both ends of the quartz capillary, sample separation in the mixed sample solution is performed. In addition, silver is vapor-deposited at the end of the quartz capillary, and a voltage can be applied to the solution existing at the end of the capillary from the outside.

【0005】さらに、前記分離された分離成分は、MS
入口でエレクトロスプレーイオン化法(静電噴霧法)に
より大気圧下で気体状のイオンに変換される。前記イオ
ン化のために、前記キャピラリー末端には5kV程度の
高電圧が印加される。大気圧下で生成されたイオンは、
MSのサンプリングオリフィス(細孔)より真空系に導
入され質量分離される。MSの質量分析部では、周期的
に質量スキャンニングを行い、データ処理部では得られ
た質量スペクトルが記録される。前記得られた質量スペ
クトルより分離物質の同定が行われる。
Further, the separated component is MS
At the inlet, they are converted into gaseous ions under atmospheric pressure by electrospray ionization (electrostatic spraying). A high voltage of about 5 kV is applied to the end of the capillary for the ionization. The ions generated under atmospheric pressure are
It is introduced into a vacuum system through a sampling orifice (pore) of the MS and mass-separated. The mass analysis unit of the MS performs mass scanning periodically, and the data processing unit records the obtained mass spectrum. The separated substance is identified from the obtained mass spectrum.

【0006】また、別のアナリティカル ケミストリー
65(1993)第2637項から第2642項(A
nalytical Chemistry 65(19
93、p2637−2642)には、70mm×80m
mの長方形のガラス基板を用いたCEの記述がある。前
記ガラス基板上には、電気泳動路用の溝(12μm×5
0μm)が形成され、泳動長さは24mmである。この
ように、泳動長さが短いため、電気泳動に要する時間
は、5秒程度となり、高速分離が実現する。また、さら
に、泳動路長が短いため、泳動路両端に印加される電圧
は、上記30kVの1/3程度の10kV程度である。
Further, another Analytical Chemistry 65 (1993) from paragraphs 2637 to 2642 (A
analytical Chemistry 65 (19
93, p2637-2642), 70mm x 80m
There is a description of CE using a rectangular glass substrate of m. On the glass substrate, grooves for electrophoresis paths (12 μm × 5
0 μm) is formed and the migration length is 24 mm. Since the electrophoresis length is short, the time required for electrophoresis is about 5 seconds, and high-speed separation is realized. Further, since the length of the migration path is short, the voltage applied to both ends of the migration path is about 10 kV, which is about 1/3 of the above 30 kV.

【0007】前記混合試料溶液中の分離された物質は、
レーザー誘起蛍光法により蛍光強度の時間変化として検
出される。また、ガラス基板上には電気泳動用の溝の他
に試料導入用の溝も設置され、試料溶液を容易に電気泳
動路に入れることができるようになつている。
[0007] The separated substance in the mixed sample solution is
It is detected as a temporal change in fluorescence intensity by the laser-induced fluorescence method. Also, a groove for introducing a sample is provided on the glass substrate in addition to the groove for electrophoresis, so that the sample solution can be easily introduced into the electrophoresis path.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前記アナリティカル
ケミストリー 60(1988)第436項から第44
1項( Analytical Chemistry
60(1988)pp436−441)記載の従来技術
では、電気泳動に長い石英製キャピラリーを用いるた
め、試料溶液の泳動時間が30分程度も要していた。そ
のため、試料溶液の分離に時間がかかり、実時間分析は
不可能であるという問題点を有する。さらに、試料溶液
の前記キャピラリーへの導入が容易ではなく、複雑な装
置を用いない限り、初心者には扱いが困難であるという
問題点もある。
The above-mentioned analytical
Chemistry 60 (1988) Sections 436-44
Item 1 (Analytical Chemistry
60 (1988) pp 436-441), a long quartz capillary was used for electrophoresis, so that the electrophoresis time of the sample solution required about 30 minutes. Therefore, there is a problem that it takes time to separate the sample solution, and real-time analysis is impossible. Furthermore, there is a problem that it is not easy to introduce the sample solution into the capillary, and it is difficult for a beginner to handle the sample solution unless a complicated device is used.

【0009】また、アナリティカル ケミストリー 6
5(1993)第2637項から第2642項(Ana
lytical Chemistry 65(199
3)pp2637−2642)記載の従来技術では、励
起光源の大きさ、蛍光光度と濃度と比例性等に制限があ
り、必ずしも分離された分離物質の高感度の同定は困難
であるという問題点を有る。またさらに、上記CEとM
Sとを結合させる場合には、どうしても結合部に所定の
長さが必要なため、不必要な時間ロスが生じ、ハイスル
プットの分析ができないという問題点があつた。またさ
らに、上記CEでの分離が不十分である場合はMSでの
分析が無駄となり、高価なMSが非効率であるという問
題点があつた。
Also, Analytical Chemistry 6
5 (1993) Paragraphs 2637 to 2642 (Ana
Lytical Chemistry 65 (199
3) The conventional technique described in pp. 2637-2642) has a problem that the size of the excitation light source, the luminous intensity and the concentration are proportional, and the like, and it is difficult to identify the separated separated substance with high sensitivity. Yes. Furthermore, the above CE and M
In the case of bonding with S, there is a problem in that an unnecessarily long time loss occurs because a predetermined length is absolutely required for the bonding portion, and high throughput analysis cannot be performed. Furthermore, when the separation by the CE is insufficient, the analysis by the MS becomes useless, and there is a problem that an expensive MS is inefficient.

【0010】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、CEとMSのイオン生成部
とを直結させることにより、不必要な時間ロスをなく
し、試料溶液の高速分離ができ、試料溶液のキャピラリ
ーへの導入が容易であり、ハイスルプット、高効率で、
且つ前記分離物質の高感度の同定が迅速にできる質量分
析装置を提供することをその目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and eliminates unnecessary time loss by directly connecting the CE and the ion generator of the MS, thereby enabling high-speed separation of a sample solution. It is easy to introduce the sample solution into the capillary, high throughput, high efficiency,
It is another object of the present invention to provide a mass spectrometer capable of rapidly identifying the separated substance with high sensitivity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る質量分析装置は、試料溶液の導入口お
よび試料溶液の廃棄口ならびにバッファー溶液導入口を
設けたガラス基板もしくはシリコン基板のいずれかより
なり、前記基板に設けられた試料溶液を分離する分離部
と、前記分離された試料溶液からキャピラリーで気体状
イオンを生成するイオン生成部と、前記生成された気体
状イオンを質量分離する質量分析部から構成される質量
分析装置において、前記分離部に電気泳動装置を用い、
当該電気泳動装置の末端に前記イオン生成部のキャピラ
リーを結合し、これらを前記基板内に一体的に構成した
ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a mass spectrometer according to the present invention comprises a glass substrate or a silicon substrate provided with a sample solution inlet, a sample solution outlet, and a buffer solution inlet. A separation unit configured to separate a sample solution provided on the substrate, an ion generation unit configured to generate gaseous ions by a capillary from the separated sample solution, and mass separation of the generated gaseous ions. In a mass spectrometer configured from a mass spectrometer, using an electrophoresis apparatus for the separation unit,
The capillary of the ion generating section is connected to the end of the electrophoresis apparatus, and these are integrally formed in the substrate.

【0012】前項記載の質量分析装置において、前記キ
ャピラリーを、石英製、且つその断面を同心円状形とし
たことを特徴とするものである。前項記載のいずれかの
質量分析装置において、前記試料溶液の導入口および廃
棄口ならびにバッファー導入口に電極を設け、当該電極
に電圧を印加できるようにしたことを特徴とするもので
ある。前項記載のいずれかの質量分析装置において、前
記キャピラリー長が0.1m以下であることを特徴とす
るものである。前項記載のいずれかの質量分析装置にお
いて、前記泳動路に溶液導入口を設けたことを特徴とす
るものである。前項記載のいずれかの質量分析装置にお
いて、前記電気泳動路もしくは前記キャピラリーのいず
れかの所定の位置に、前記分離された試料溶液を検出す
る検出部を設置することを特徴とするものである。前項
記載のいずれかの質量分析装置において、前記電気泳動
路の前段部に前記試料溶液を濃縮する濃縮部を設置する
ことを特徴とするものである。
In the mass spectrometer described in the preceding paragraph, the capillary is made of quartz and has a concentric cross section. In any of the mass spectrometers described in the preceding paragraph, an electrode is provided at an inlet and a waste port of the sample solution and a buffer inlet so that a voltage can be applied to the electrode. The mass spectrometer according to any one of the preceding items, wherein the capillary length is 0.1 m or less. The mass spectrometer according to any one of the preceding items, wherein a solution inlet is provided in the migration path. In any one of the mass spectrometers described in the preceding paragraph, a detection unit that detects the separated sample solution is provided at a predetermined position on either the electrophoresis path or the capillary. The mass spectrometer according to any one of the preceding items, wherein a concentration section for concentrating the sample solution is provided at a front stage of the electrophoresis path.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明に係る質量分析装置の実施
形態を図1ないし図3を参照して説明する。図1は、本
発明に係る質量分析装置における一実施形態の構成図、
図2は、図1の質量分析装置における分離部とイオン生
成部の平面図、図3は、図2の分離部とイオン生成部の
断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a mass spectrometer according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of a mass spectrometer according to the present invention,
FIG. 2 is a plan view of the separation unit and the ion generation unit in the mass spectrometer of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the separation unit and the ion generation unit of FIG.

【0014】まず、本実施の形態の質量分析装置の概略
構成を説明する。本質量分析装置は、高速分離分析を実
現するために、基板上に形成された短い泳動路の末端を
キャピラリー状に形成したキャピラリー電気泳動装置と
質量分析計とを結合させた装置を提供するものであり、
キャピラリー電気泳動装置で分離させ、分離物質の同定
には、質量分析計を使用するものである。図1におい
て、本実施の形態の質量分析装置は、基板1で分離され
た試料溶液はキャピラリー2に導入される。前記キャピ
ラリー2の末端では、分離溶液から気体状イオン3が生
成されるようになっている。前記気体状イオン3のすく
なくとも一部は、質量分析計4に導入され質量分離さ
れ、得られた質量スペクトルより試料成分が同定がされ
る。
First, a schematic configuration of the mass spectrometer according to the present embodiment will be described. This mass spectrometer provides a device that combines a mass spectrometer with a capillary electrophoresis device in which the ends of a short migration path formed on a substrate are formed in a capillary shape in order to realize high-speed separation analysis. And
Separation is carried out by a capillary electrophoresis apparatus, and a mass spectrometer is used for identification of separated substances. In FIG. 1, in the mass spectrometer according to the present embodiment, a sample solution separated by a substrate 1 is introduced into a capillary 2. At the end of the capillary 2, gaseous ions 3 are generated from the separated solution. At least a part of the gaseous ions 3 is introduced into the mass spectrometer 4 and subjected to mass separation, and the sample components are identified from the obtained mass spectrum.

【0015】図2、3には、図1の質量分析装置におけ
る分離部とイオン生成部が図示されている。図2、3に
示す如く、方形の一辺に小方形の突設部を設けて形成し
た石英ガラス製の基板1には、バッファー溶液が充填さ
れたバッファーセル7、8が設けられている。泳動路5
は、前記両バッファーセル7、8との間を接続するため
に配設され、更に当該バッファーセル7をこえてM/S
側に延設されている。なお、前記基板1の形状を、小方
形の突設部を一辺に設けた方形としたが、これに限定さ
れるものでなく、上記のような構成が可能であればどの
ような形状でも差し支えない。
FIGS. 2 and 3 show a separation unit and an ion generation unit in the mass spectrometer of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, buffer cells 7 and 8 filled with a buffer solution are provided on a quartz glass substrate 1 formed by providing a small rectangular projection on one side of a square. Migration path 5
Is provided to connect between the two buffer cells 7 and 8, and the M / S
It extends to the side. In addition, the shape of the substrate 1 is a square in which a small protruding portion is provided on one side. However, the shape is not limited to this, and any shape may be used as long as the above configuration is possible. Absent.

【0016】さらに、前記泳動路5には前記バッファー
セル8の近傍の二個所で、それぞれ反対方向に分岐させ
た二つの泳動路6a、6bが配設されている。そして、
前記二つの泳動路6a、6bの分岐側の反対側の端部に
は、それぞれ試料溶液導入セル9と試料溶液廃棄セル1
0が配設されている。なお、図示しないが、前記泳動路
5の断面は20μm×50μmの方形状であり、長さは
30mm程度である。
Further, the electrophoresis path 5 is provided with two electrophoresis paths 6a and 6b which are branched in opposite directions at two places near the buffer cell 8, respectively. And
A sample solution introduction cell 9 and a sample solution waste cell 1 are provided at ends of the two electrophoresis paths 6a and 6b opposite to the branch side, respectively.
0 is provided. Although not shown, the cross section of the migration path 5 has a square shape of 20 μm × 50 μm, and the length is about 30 mm.

【0017】また、前記各セル7、8、9、10には、
それぞれ電極11、12、13、14が設けられ、当該
各セル7、8、9、10の溶液に電圧を印加することが
できるようになつている。前記バッファーセル7に接続
されている泳動路5のM/S側の延設端には、石英製キ
ャピラリー2の一端が挿入され、接着剤で固定されてい
る。また、前記試料溶液導入セル9の上流部に濃縮部3
0を設け、流路30aで当該試料溶液導入セル9と接続
されている。なお、この濃縮部30は、基板1の外部に
設けても差し支えない。
Each of the cells 7, 8, 9, and 10 has:
Electrodes 11, 12, 13, and 14 are provided, respectively, so that a voltage can be applied to the solution of each of the cells 7, 8, 9, and 10. One end of a quartz capillary 2 is inserted into an extension end on the M / S side of the migration path 5 connected to the buffer cell 7, and is fixed with an adhesive. The concentrating unit 3 is provided upstream of the sample solution introduction cell 9.
0 is provided, and is connected to the sample solution introduction cell 9 via a channel 30a. Note that the concentration unit 30 may be provided outside the substrate 1.

【0018】また、前記方形基板の一辺の小方形の突設
部には、気体状イオンが生成するイオン生成部15に結
合されている。前記イオン生成部15は、内部に空洞部
を有するハウジング20に、上方部にガス導入口24
と、MS側の前面部にオリフィス21とが設けられてい
る。前記オリフィス21にはバッファーセル7に接続さ
れているキャピラリー2が挿入され、当該キャピラリー
2と前記オリフィス21との中心軸が一致するように、
支持部23に基板1に載置し且つ固定し、さらに泳動路
5およびキャピラリー2を位置決めして固定している。
Further, a small rectangular projecting portion on one side of the rectangular substrate is connected to an ion generating portion 15 for generating gaseous ions. The ion generator 15 is provided in a housing 20 having a cavity therein, and a gas inlet 24 in an upper portion.
And an orifice 21 on the front side on the MS side. The capillary 2 connected to the buffer cell 7 is inserted into the orifice 21 so that the center axis of the capillary 2 and the center axis of the orifice 21 coincide with each other.
The substrate 1 is placed and fixed on the support section 23, and the migration path 5 and the capillary 2 are positioned and fixed.

【0019】また、前記泳動路5の末端には、試料溶液
の分離を確認するためのセンサ25が設けられ、前記セ
ンサ25の出力信号が図示破線の電気配線により、M/
Sに送られ、連動するようになっている。前記センサ2
5はキャピラリー2の入口に設けて差し支えない。更
に、前記イオン生成部15の上方のガス導入口24より
窒素ガスが導入され、オリフィス21より試料溶液と共
に噴射されるように構成されている。
At the end of the electrophoresis path 5, a sensor 25 for confirming the separation of the sample solution is provided.
It is sent to S and is linked. The sensor 2
Reference numeral 5 may be provided at the entrance of the capillary 2. Further, a nitrogen gas is introduced from a gas inlet 24 above the ion generator 15 and is injected from the orifice 21 together with the sample solution.

【0020】イオン化生成部15内の窒素ガス圧力は、
2〜7気圧になるため、ガス漏れを封止するために、ゴ
ム製パッキン22がイオン生成部15と基板1との間に
用いられる。前記基板1は、複数枚の石英ガラスを張り
合わせて構成されているので、前記泳動路5、6が完全
な密閉構造となる。前記基板1のイオン生成部15が配
設されている反対側の一端には、前記電極11から14
にそれぞれ電圧を印加するための端子16〜19が設け
られ、外部からソケット状端子部材で電圧を図示破線の
電気配線で供給することができる。
The nitrogen gas pressure in the ionization generating section 15 is
Since the pressure is 2 to 7 atmospheres, a rubber packing 22 is used between the ion generating unit 15 and the substrate 1 to seal gas leakage. Since the substrate 1 is formed by laminating a plurality of quartz glasses, the migration paths 5 and 6 have a completely closed structure. One end of the substrate 1 opposite to the side on which the ion generation unit 15 is disposed is provided with the electrodes 11 to 14.
Are provided with terminals 16 to 19 for applying a voltage, respectively, and a voltage can be supplied from the outside by a socket-like terminal member via electric wiring indicated by a broken line in the figure.

【0021】前記キャピラリー2は、前記基板1と一体
化させて構成することも可能であるし、さらに、電圧を
供給するための電源設備を基板1上に設置して、全装置
を集積化することもできる。なお、石英製キャピラリー
2は、内径50μm、外径150μm、長さ10mmで
ある。
The capillary 2 can be formed integrally with the substrate 1, and a power supply for supplying a voltage is installed on the substrate 1 to integrate all the devices. You can also. The quartz capillary 2 has an inner diameter of 50 μm, an outer diameter of 150 μm, and a length of 10 mm.

【0022】図3を参照して、上記のように構成した分
離部とイオン生成部の機能を説明する。基板1におい
て、前記試料溶液導入セル9に導入された微量の試料溶
液は、前記電極13と14間に印加された電圧により生
じさせた電位差により、試料溶液廃棄セル10に向かっ
て移動する。前記移動中の試料溶液がバッファーセル
7、8間の泳動路5に位置したときに、前記電極13と
14への電圧印加が中止される。この場合、前記導入さ
れる試料溶液が希薄で有る場合には、濃縮部30で、例
えば溶媒ヘキサン等で抽出し、濃縮する。
Referring to FIG. 3, the functions of the separation unit and the ion generation unit configured as described above will be described. On the substrate 1, a small amount of the sample solution introduced into the sample solution introduction cell 9 moves toward the sample solution waste cell 10 due to the potential difference generated by the voltage applied between the electrodes 13 and 14. When the moving sample solution is positioned on the migration path 5 between the buffer cells 7 and 8, the application of the voltage to the electrodes 13 and 14 is stopped. In this case, when the sample solution to be introduced is dilute, the sample is extracted and concentrated in the concentrating unit 30 with, for example, a solvent such as hexane.

【0023】次に、前記濃縮させた試料溶液を電気泳動
をさせるために、前記電極11と12との間に約10k
V程度の電圧を印加すると、前記試料溶液が分離され
て、石英製キャピラリー2に導入される。なお、電極1
1の電位は接地電位である。上記試料溶液の分離がセン
サ25で確認され、出力信号がM/Sの制御部へ送ら
れ、イオン生成部15が連動して起動され、ガス導入口
24より窒素ガスが導入される。ここで、試料溶液の分
離がなされていない場合は、適宜な手段によりM/Sで
の分析を停止する。
Next, in order to cause the concentrated sample solution to undergo electrophoresis, about 10 k
When a voltage of about V is applied, the sample solution is separated and introduced into the quartz capillary 2. The electrode 1
1 is the ground potential. The separation of the sample solution is confirmed by the sensor 25, an output signal is sent to the control unit of the M / S, the ion generation unit 15 is started in conjunction with it, and nitrogen gas is introduced from the gas inlet 24. Here, if the sample solution has not been separated, the analysis at the M / S is stopped by appropriate means.

【0024】前記イオン生成部15の機能を詳細に説明
する。例えばソニックスプレーイオン化法によりイオン
生成が行われる。このソニックイオン化法では、前記キ
ャピラリー2の末端において当該キャピラリー2に対し
て同軸状に流れる音速ガス流により、試料溶液を噴霧
し、微細な帯電液滴を生成させる。
The function of the ion generator 15 will be described in detail. For example, ion generation is performed by a sonic spray ionization method. In this sonic ionization method, a sample solution is sprayed by a sonic gas flow flowing coaxially with the capillary 2 at the end of the capillary 2 to generate fine charged droplets.

【0025】気体状イオン3は、前記噴霧ガス中の微細
な帯電液滴から生成される。イオン強度はガス流速に依
存することが知られており、音速の場合にイオン強度が
最大となる。前記オリフィス21と前記キャピラリー2
の末端との距離が一定以上である場合には、ガス流速が
広く分布するため、生成される液滴の大きさが平均的に
は小さくすることができない。その結果、イオン生成効
率は低減する。
The gaseous ions 3 are generated from fine charged droplets in the spray gas. It is known that the ionic strength depends on the gas flow velocity, and the ionic strength becomes maximum at the speed of sound. The orifice 21 and the capillary 2
When the distance to the end of the liquid is longer than a certain value, the gas flow velocity is widely distributed, and the size of the generated droplet cannot be reduced on average. As a result, the ion generation efficiency decreases.

【0026】また、イオン生成効率を増加させるため
に、イオン生成部15に電圧を印加しても差し支えな
い。前記イオン化部15で形成された気体状イオン3
は、M/Sに導入され、質量分離される。イオン生成部
15では、同心円状でないものを用いる場合には、結果
的にイオン生成効率を高くすることができず、高感度分
析も実現しない。
Further, a voltage may be applied to the ion generator 15 in order to increase the ion generation efficiency. Gaseous ions 3 formed in the ionization section 15
Is introduced into the M / S and mass separated. In the case of using a non-concentric one, the ion generation unit 15 cannot increase the ion generation efficiency and does not realize high-sensitivity analysis.

【0027】また、分析するイオン種によっては、イオ
ン化法として別の手法である大気圧化学イオン化法(以
下、APCIという)やエレクトロスプレーイオン化法
(以下、ESという)などを用いることも可能である。
ESでは、3〜5kV程度の高電圧を電極11に印加す
る。キャピラリー2の末端からは、液体のコーンが形成
され、コーン先端から帯電液滴が放出される。イオンは
微細な帯電液滴から生成されるので、キャピラリー2の
断面が同心円でない場合には、生成されるイオンの強度
に再現性がなくなり実用に耐えない。また、断面が同心
円状のキャピラリーを用いない限り、安定なコーンは形
成されず、イオン生成効率は低い。
Depending on the ion species to be analyzed, it is also possible to use another method such as atmospheric pressure chemical ionization (hereinafter referred to as APCI) or electrospray ionization (hereinafter referred to as ES) as the ionization method. .
In the ES, a high voltage of about 3 to 5 kV is applied to the electrode 11. A liquid cone is formed from the end of the capillary 2, and charged droplets are discharged from the tip of the cone. Since the ions are generated from fine charged droplets, if the cross section of the capillary 2 is not concentric, the intensity of the generated ions is not reproducible and is not practical. Unless a capillary having a concentric cross section is used, a stable cone is not formed, and the ion generation efficiency is low.

【0028】一方、APCIでは、イオン生成部15に
電圧を印加する必要はない。コロナ放電をオリフィス2
1近傍に発生させ、噴霧ガスをコロナ放電により発生さ
せたプラズマ中に導入する。プラズマ中に生成されたイ
オンとのイオン分子反応により、噴霧ガス中に生成され
た中性分子のイオン化が実現する。断面が同心円状のキ
ャピラリーを使用しない限り、微細液滴の形成が困難で
ある。そのため、中性分子の生成効率も低減し、結果的
に高感度分析が実現しないので、同心円状のキャピラリ
ーを用いるのが好ましい。
On the other hand, in the APCI, it is not necessary to apply a voltage to the ion generator 15. Orifice 2 for corona discharge
1 and the spray gas is introduced into the plasma generated by corona discharge. Ionization of neutral molecules generated in the spray gas is realized by an ion-molecule reaction with ions generated in the plasma. Unless a concentric capillary is used, it is difficult to form fine droplets. For this reason, it is preferable to use concentric capillaries because the efficiency of generating neutral molecules is reduced and high sensitivity analysis is not realized as a result.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明に係
る質量分析装置の構成によれば、基板上に短い泳動路を
形成し、泳動路に導入セルを設け、この泳動路にイオン
生成部を結合させたので、不必要な時間ロスを最小と
し、試料溶液のキャピラリーへの導入が容易であり、ハ
イスルプットで。且つ分離物質の高感度の同定が迅速に
できる質量分析装置を提供することができる。また、前
記泳動路の前段に濃縮部を設けたので、希薄な試料溶液
を濃縮して高感度分析ができると共に、検出器で試料溶
液の分離を確認することにより、M/Sの効率化を図る
ことができる。
As described above in detail, according to the configuration of the mass spectrometer according to the present invention, a short migration path is formed on a substrate, an introduction cell is provided in the migration path, and ion generation is performed in this migration path. Since the parts are combined, unnecessary time loss is minimized, introduction of the sample solution into the capillary is easy, and high throughput. Further, it is possible to provide a mass spectrometer capable of rapidly identifying a separated substance with high sensitivity. In addition, since a concentration section is provided in the preceding stage of the migration path, high sensitivity analysis can be performed by concentrating a dilute sample solution, and M / S efficiency can be improved by confirming the separation of the sample solution with a detector. Can be planned.

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

【図1】本発明に係る質量分析装置における一実施形態
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of a mass spectrometer according to the present invention.

【図2】図1の質量分析装置における分離部とイオン生
成部の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a separation unit and an ion generation unit in the mass spectrometer of FIG.

【図3】図2の分離部とイオン生成部の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a separation unit and an ion generation unit in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、2…キャピラリー、3…気体状イオン、4…
質量分析計、5、6…泳動路、7、8…バッファーセ
ル、9…試料溶液導入セル、10…試料溶液廃棄セル、
11、12、13、14…電極、15…イオン生成部、
16、17、18、19…端子、21…オリフィス、2
2…ゴム製パッキン、23…支持部、24…ガス導入
口、25…センサ、30…濃縮部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Capillary, 3 ... Gaseous ion, 4 ...
Mass spectrometer, 5, 6 migration path, 7, 8 buffer cell, 9 sample cell introduction cell, 10 sample waste cell,
11, 12, 13, 14 ... electrodes, 15 ... ion generation unit,
16, 17, 18, 19: terminal, 21: orifice, 2
2 rubber packing, 23 support, 24 gas inlet, 25 sensor, 30 concentrator

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Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Koizumi 1-280 Higashi Koikebo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料溶液の導入口および試料溶液の廃棄
口ならびにバッファー溶液導入口を設けたガラス基板も
しくはシリコン基板のいずれかよりなり、前記基板に設
けられた試料溶液を分離する分離部と、前記分離された
試料溶液からキャピラリーで気体状イオンを生成するイ
オン生成部と、前記生成された気体状イオンを質量分離
する質量分析部から構成される質量分析装置において、 前記分離部に電気泳動装置を用い、当該電気泳動装置の
末端に前記イオン生成部のキャピラリーを結合し、これ
らを前記基板内で一体的に構成したことを特徴とする質
量分析装置。
A separating unit configured to separate a sample solution provided on the substrate, comprising a glass substrate or a silicon substrate provided with an inlet for a sample solution, a waste port for the sample solution, and a buffer solution inlet; In a mass spectrometer including an ion generation unit that generates gaseous ions by a capillary from the separated sample solution, and a mass analysis unit that performs mass separation of the generated gaseous ions, an electrophoresis apparatus is provided in the separation unit. Wherein the capillary of the ion generating section is connected to the end of the electrophoresis apparatus, and these are integrally formed in the substrate.
【請求項2】 請求項1記載の質量分析装置において、 前記キャピラリーを、石英製、且つその断面を同心円状
形としたことを特徴とする質量分析装置。
2. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the capillary is made of quartz and has a concentric cross section.
【請求項3】 請求項1、2記載のいずれかの質量分析
装置において、 前記試料溶液の導入口および廃棄口ならびにバッファー
導入口に電極を設け、当該電極に電圧を印加できるよう
にしたことを特徴とする質量分析装置。
3. The mass spectrometer according to claim 1, wherein an electrode is provided at an inlet, a waste port, and a buffer inlet of the sample solution so that a voltage can be applied to the electrode. Characteristic mass spectrometer.
【請求項4】 請求項1、2、3記載のいずれかの質量
分析装置において、前記キャピラリー長が0.1m以下
であることを特徴とする質量分析装置。
4. The mass spectrometer according to claim 1, wherein said capillary length is 0.1 m or less.
【請求項5】 請求項1、2、3、4記載のいずれかの
質量分析装置において、前記泳動路に溶液導入口を設け
たことを特徴とする質量分析装置。
5. The mass spectrometer according to claim 1, wherein a solution inlet is provided in the electrophoresis path.
【請求項6】 請求項1、2、3、4、5記載のいずれ
かの質量分析装置において、 前記電気泳動路もしくは前記キャピラリーのいずれかの
所定の位置に、前記分離された試料溶液を検出する検出
部を設置することを特徴とする質量分析装置。
6. The mass spectrometer according to any one of claims 1, 2, 3, 4, and 5, wherein the separated sample solution is detected at a predetermined position on the electrophoresis path or the capillary. A mass spectrometer characterized by providing a detection unit for performing mass spectrometry.
【請求項7】 請求項1、2、3、4、5記載のいずれ
かの質量分析装置において、 前記電気泳動路の前段部に前記試料溶液を濃縮する濃縮
部を設置することを特徴とする質量分析装置。
7. The mass spectrometer according to claim 1, wherein a concentration section for concentrating the sample solution is provided at a front stage of the electrophoresis path. Mass spectrometer.
JP9156800A 1997-06-13 1997-06-13 Mass spectrograph Pending JPH112622A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9156800A JPH112622A (en) 1997-06-13 1997-06-13 Mass spectrograph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9156800A JPH112622A (en) 1997-06-13 1997-06-13 Mass spectrograph

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH112622A true JPH112622A (en) 1999-01-06

Family

ID=15635605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9156800A Pending JPH112622A (en) 1997-06-13 1997-06-13 Mass spectrograph

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH112622A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7265348B2 (en) 2002-11-08 2007-09-04 Diagnoswiss S.A. Apparatus for dispensing a sample in electrospray mass spectrometers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7265348B2 (en) 2002-11-08 2007-09-04 Diagnoswiss S.A. Apparatus for dispensing a sample in electrospray mass spectrometers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7075068B2 (en) Method and apparatus for electrospray augmented high field asymmetric ion mobility spectrometry
JP2647941B2 (en) Interface and method for coupling electrophoresis-electrospray
US5917184A (en) Interface between liquid flow and mass spectrometer
JP5362586B2 (en) Differential mobility spectrometer prefilter for mass spectrometer
JP4560656B2 (en) Mass spectrometer and mass spectrometry method
JP5073168B2 (en) A fast combined multimode ion source for mass spectrometers.
US6653626B2 (en) Ion sampling for APPI mass spectrometry
US6410914B1 (en) Ionization chamber for atmospheric pressure ionization mass spectrometry
USRE34757E (en) Combined electrophoresis-electrospray interface and method
US5869831A (en) Method and apparatus for separation of ions in a gas for mass spectrometry
US5495108A (en) Orthogonal ion sampling for electrospray LC/MS
US4842701A (en) Combined electrophoretic-separation and electrospray method and system
JP3299335B2 (en) Electrospray device and method with time modulation
EP1282910B1 (en) Improved electrospray and other lc/ms interfaces
EP1387724A4 (en) Methods and apparatus for electrospray-augmented high field asymmetric ion mobility spectrometry
AU2002257177A1 (en) Methods and apparatus for electrospray-augmented high field asymmetric ion mobility spectrometry
KR102483035B1 (en) Multi-Gas Flow Ionizer
JPH0982269A (en) Method and device regarding solution mass spectrometry
US6396057B1 (en) Electrospray and other LC/MS interfaces
JPH112622A (en) Mass spectrograph
CN114695069A (en) Nano-liter photoionization mass spectrum ion source device and operation method thereof