JPS583592B2 - 質量分析計への試料導入方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は質量分析計（ＭＳ）への試料の新規な導入方法
並びにその装置に関するものであり、更に詳しくは液状
試料を簡単な機構にて極めて効果的に霧化せしめ、そし
てこの霧化物をＭＳ内に連続的に導くようにしたことに
よって、該液状試料の気化を容易にして、ＭＳにて質量
スペクトル測定を行ない得る化合物の範囲を著しく拡大
せしめた方法並びにその装置に関するものである。

質量分析計（ＭＳ）は、固定した１個或は複数個の集イ
オン電極にイオンを集めて得られるイオン電流を、加速
電圧や磁場の強さを連続的に加減しつつ測定して質量ス
ペクトルを得るようにした装置であり、この得られた質
量スペクトルを利用して気体、更には気体化し得る液体
及び固体分子の定性、定量に広く用いられている。

そして、近年においては、このようなＭＳを、混合物の
効果的な分析のために他の分離分析機器との結合におい
て使用しようとする試みも為されている。

例れば、近年注目を浴びている液体クロマトグラフ（Ｌ
Ｃ）、特に高速液体クロマトグラフ（ＨＬＣ）は、溶媒
とカラムの選択で脂溶性物質でも水溶性物質でも無修飾
のまま各成分に分離できることなどから、混合物中の各
成分を分離し、その定量分析を行なう手段として優れた
ものであることが認められている。

しかしならが、かかるＨＬＣは混合物をその成分毎に分
ける分離能力において優れているものの、その分離され
た成分について同定する能力に弱いという問題がある。

一方、質量分析計（ＭＳ）は、単一成分に対する同定に
おいて、非常に高い感度で且つ高性能で行なうことが出
来るが、混合物の場合にはスペクトルが複雑となり、同
定が容易でない問題がある。

そこで、このような二つの装置の長所を有効に利用し、
その欠点を補い合おうとして、ＬＣとＭＳとを組み合わ
せたＬＣ−ＭＳ分析系が提案されているのである。

一方、ＭＳによる分析は、気体状態の試料をイオン化し
て行なわれるところから、該試料が液体或は他の溶媒と
の溶液状態にある場合には種々なる問題を惹起すること
となる。

即ち、液体状態或は溶液状態の液状試料にあっては、こ
れを気化せしめてＭＳのイオン化部（イオン源）に導く
ことが必要となるのであるが、該液状試料を連続的に且
つ安定して気化せしめてかかるイオン化部に導くことが
難しく、特に極性の大きな或は分子量の大きな化合物を
試料とする場合には著しく困難であるのである。

また、上記ＬＣ−ＭＳ分析系にあっても、ＬＣの分離カ
ラムからの溶出液が液体（液状試料）であるが故に、上
記と同様な問題を内在しているのであり、しかも連続的
に供給される溶出液からの溶媒（移動相）の連続的な除
去が簡単に出来ず、そのため溶出液中の目的成分を濃縮
する有効な手段が見つからない点がこのＬＣ−ＭＳ分析
手法の実用化を妨げている大きな原因となっているので
ある。

それ故、従来よりかかる液状試料のＭＳへの導入手法に
ついては種々検討が為され、特に開発のキーポイントと
なっているＬＣ−ＭＳ分析系におけるＬＣとＭＳの結合
機構、所謂インタフェースについて積極的な研究が行な
われているが、未だ２，３の研究報告が為されているに
過ぎないのである。

例えば、現在ＬＣとＭＳを結合させる方法として研究発
表されているものを挙げると次のようなものがある。

（１）ＬＣ−ＥＩＭＳ法 Ｒ．Ｐ．Ｗ．スコットらの開発した方法（Ｊ．Ｃｈｒｏ
ｍａｔｏｇｒ．，９９，３９５（１９７３））で、ＭＳ
の電子衝撃（ＥＩ）によりイオン化するイオン源の中に
細いステンレス・ワイヤーを通す方法である。

イオン源を通るステンレス・ワイヤーのＭＳの外の部分
でＬＣの溶出液の約１％が該ワイヤーに付着せしめられ
、そして予備加熱排気系で溶媒が除去された後、目的成
分のみイオン源に連続的に導入される。

予備加熱排気系では前記ワイヤーと導入部との気密をよ
くするために、インタフェースの各室の境にはルビーで
作った小孔があり、これがワイヤーが通る場合の気密性
を高めている。

この方法でスコットらは数種の医薬品と代謝物を含む混
合試料、発酵生産混合物などを取り扱い、１０−６〜１
０−７ｇ／ｍｌの成分検出と同定が可能であると述べて
いる。

しかし、ワイヤーがルビーで作った小孔を通る際に試料
の付着や再混合の起る可能性もあり、定量性などの問題
とともに、完成品までにはまだ多くの改良すべき点が残
されているのである。

（２）直接化学イオン化（ＤＣＩ）法 マクラファテイらの開発した方法（Ｏｒｇ．Ｍａｓｓ
Ｓｐｅｃｔｒｏｍ．，７，１３５３（１９７３）〕であ
る。

ＧＣ（ガスクロマトグラフ）とＭＳの結合において化学
イオン化（ＣＩ）法が有効であることは既に知られてい
る。

しかしＬＣにおける移動相は液体であり、これを完全に
除去するには大きな困難性がある。

そこで、ＬＣカラムの溶出液中の試料成分と溶媒を分離
することなく一緒にイオン源に入れ、溶媒蒸気を反応ガ
スとしてＣＩスペクトルの測定をしようとするのが本法
である。

この方法ではＬＣ溶出速度とイオン源への導入法がポイ
ントとなるが、うまくいけばＥＩＭＳ（電子衝撃イオン
化法によるＭＳ）との結合より容易であり、連続的に測
定できる可能性がある。

マクラファティらはＬＣからの溶出液の約１％がガラス
毛細管（直径０． ０７６ｍｍを通ってイオン源に導か
れるように設計し、各０．８μｍｏｌのステロイド混合
物に適用して成果を得ているが、この方法には、溶出液
が僅か１％しか使用され得ず、また極めて細いガラス毛
細管を作製し、これを通じて溶出液を流すうえにおいて
大きな困難性がある。

しかも、この方法では、加熱されたイオン源に溶出液が
直接導かれることとなるため、溶出液の導入が突沸現象
の如き断続的なものとなり易く、それ故連続的な且つ安
定した気化が困難であったのである。

このように、従来より提案されているＬＣとＭＳとの結
合のためのインタフェースは、いずれもその機構が複雑
であり、また操作も面倒であって、しかも極めて高価な
装置となる等の数多くの問題を内在しているのであり、
未だ一般に実用装置としての要求を充分に満たすには至
っていないのである。

そして、かかるインタフェースの実用的装置が開発され
ていないことは、またＭＳへの一般的な液状試料の導入
手法並びにその装置が未だ開発されていないことを意味
しているのである。

それ故、ＬＣ−ＭＳ分析手法の実用化を確立するうえに
おいても、ＭＳへの液状試料の導入手法の検討は緊急課
題であり、簡単な構造で、操作の容易な且つ濃縮の可能
な、性能の高い、更には値段の安い装置の開発が渇望さ
れているのである。

ここにおいて、本発明者らは、かかる事情に鑑みて種々
検討した結果、分析すべき液状試料を噴霧化手法にて霧
化せしめ、これをＭＳに導入するようにすることによっ
て、前記従来の問題が悉く解消せしめられ得、更に従来
ＭＳでは分析が困難であった化合物をも容易に分析し得
る等の優れた利点が生じることを見い出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明の主要なる目的は、ＭＳへの液状試料の新
規な導入方法並びにその装置を提供することにある。

本発明の目的は、極性が大きかったり、分子量が大きか
ったりして、気化させてＭＳのイオン化部へ導入するこ
とが困難であった化合物の多くを容易に気化せしめ、質
量スペクトル測定することを可能にすると共に、液状試
料のＭＳへの連続的な且つ安定した導入を可能にした方
法及び装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、ＬＣ、特にＨＬＣとＭＳと
の間を直接に結合せしめる全く新しいインフェース機構
を提供し、以てＬＣ−ＭＳ分析手法の実用化を可能なら
しめたことにある。

更に、本発明の他の目的は、噴霧化手法の採用による液
状試料の霧化によって、かかる液状試料の効率的な気化
を容易ならしめ、且つＭＳへの連続的な導入を可能にす
ると共に、従来困難とされていた液状試料の濃縮を可能
ならしめた、構造の簡単な且つ操作の容易な、性能の高
い試料導入装置を提供するものである。

その他の本発明の更に異なる目的は、以下に記述する本
発明の具体的な説明並びに実施例を示す図面より明らか
となろう。

そして、かくの如き目的を達成するために、本発明は、
噴霧機構に噴霧ガスを供給して該噴霧機構のノズル部か
らかかる噴霧ガスを噴出せしめる一方、該ノズル部に液
状試料を連続的に導くことにより、該液状試料を、陪ノ
ズル部から噴出せしめられる噴霧ガスのジェット気流に
よって霧化せしめ、ついでかかる霧化された液状試料を
質量分析計（ＭＳ）のイオン化部に導くようにしたこと
にあり、また該噴霧機構として、特に、外管内に共軸的
に内管を配してなる二重キャピラリチューブを使用し、
該内管内に液状試料を通じる一方、該内管と外管との間
の通路に噴霧ガスを通じることにより、該二重キャピラ
リカラム先端のノズル部において、該液状試料の霧化が
安定且つ効果的に行なわれるようにしたものである。

かくの如き本発明に従えば、前記二重キャピラリチュー
ブ先端のノズル部まで導かれた液状試料は、そこで、噴
出する噴霧ガスのジェット気流で細かい霧状に噴霧され
て微細化せしめられることとなるため、極めて容易に気
化され得る状態となるのであり、それ故極性化合物や分
子量の大きな化合物など、従来ＭＳによる質量スペクト
ル測定の困難な有機化合物であっても効率よく気化せし
め得てＭＳにて検出、同定し得ることとなったのである
。

また、かかる液状試料の噴霧によって形成された微細な
霧化物が、加えられる熱またはＭＳにおける高真空の作
用を受けて気化され或はその一部が微細な粒子のままで
ＭＳのイオン化部へ導ひかれることにより、ＭＳへの該
液状試料の連続的な且つ安定した導入を図り得るのであ
る。

更に、液状試料の噴霧を減圧下において行ない、また形
成された霧化物をより減圧度の高い室に通じることによ
り、該液状試料中の揮発性の溶媒成分を気化せしめてこ
れを減圧下に維持するための減圧源（真空源）に吸引せ
しめるようにすることにより、霧化物中より溶媒成分を
除去して該霧化物中の溶質成分（試料成分）の濃度を高
めることなども出来るのである。

そして、本発明にあっては、液状試料を単に噴霧して霧
状化するようにすればよいだけであるので、操作は極め
て容易となり、また構造も極めて簡単なものとなって、
その装置としての製作費用も著しく低減され得るのであ
る。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の方法並びに
装置を更に具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る装置（インタフェース
）の断面図であり、第２図はその装置における噴霧ノズ
ル部の拡大断面図である。

これらの図において、１は、耐熱ガラス製の外管１ａと
該外管１ａ内に同軸的に配された耐熱ガラス製の内管１
ｂからなる二重キャピラリチューブである。

該内管１ｂは外管１ａの端部に嵌合されたプラグ２を貫
通し、そしてＬＣのカラム３から流出する溶出液Ｅの流
路３ａに接続されて、該カラム３からの溶出液Ｅが該内
管１ｂ内に導ひかれるようになっている。

また、該プラグ２には二一 ドル４が貫通せしめられて
おり、図示しない噴霧ガス源から導ひかれる噴霧ガス（
ここではヘリウムガス：Ｈｅが用いられている）を該二
一ドル４を通じて外管１ａと内管１ｂとの間に形成され
る通路５に導くようになっている。

外管１ａのプラグ２が嵌合された側とは反対側の端部で
は、その外径と内径とが共に漸次減少せしめられ、且つ
この漸次減少する内径部分を通る内管１ｂが、第２図に
て示されるように、該外管１ａの先端より僅かに前方に
突出せしめられ、後述する液状試料の霧化を効果的にし
ている。

このような外管１ａと内管１ｂの端部の構成にて、二重
キャピラリチューブ１のノズル部１ｃが構成されている
のである。

そして、かかるノズル部１ｃを含む内管１ｂ内には更に
コア・ワイヤとしてピアノ線（スチール・ワイヤ）７が
全域に亘って挿入せしめられ、該内管１ｂの内面と該ピ
アノ線７との間に適当な間隙の溶出液通路６を形成して
、ノズル部１ｃ先端（内管１ｂ先端）から溶出液Ｅが連
続的且つ安定に噴出或は吐出せしめられるようになって
いる。

なお、本実施例におけるこの二重キャピラリチューブ１
先端のノズル部１ｃの設計は、外管１ａの内径：０．４
ｍｍ、内管１ｂの外径及び内径：０．３５ｍｍ及びＱ．
１５ｍｍ、ピアノ線７の直径二〇．１３ｍｍであった。

また、内管１ｂの外管１ａ先端からの突出長さは約０．
３ｍｍであった。

そして、かくの如き二重キャピラリチューブ１は、耐熱
ガラス製の中空管状体からなるインクフェース本体８の
隔壁８ａにて仕切られた噴霧室９内に、そのノズル部１
ｃが位置するように、該インタフェース本体８の一方の
端部から挿入せしめられ、且つ該端部に０−リング１０
を介して止めネジｌｌａ及び１ｌｂにて締付けられるこ
とによって取付けられ、以て噴霧室９が気密に密閉され
ることとなる。

なお、噴霧室９は真空ポンプであるロータリポンプ１２
に接続されており、該ロークリポンプ１２の作動によっ
て噴霧室９内が所定の減圧度（真空度）に維持され得る
ようになっている。

また、ＭＳへの霧化物導入手段となる耐熱ガラス製導入
チューブ１３が、隔壁８ａを貫通して該インタフェース
本体８に一体的に且つ同軸的に設けられており、そして
該導入チューブ１３の一端が噴霧室９内において二重キ
ャピラリチューブ１先端のノズル部１ｃに対向して開口
せしめられて、形成された霧化物を導くオリフイスとな
つ．ている。

なお、本実施例におけるオリフイス孔径は０．５ｍｍで
あった。

また、該導入チューブ１３の他端は、インタフェース本
体８の端部から更に外方に突出せしめられており、図示
の如く該インタフェース本体８の端部がＭＳのボデイ１
４に０一リング１５ａ，１５ｂを介して止めネジ１６ａ
，１６ｂにて締め付けられて取付けられたときに、ＭＳ
のボデイ１４内に入り込んで、通常のＭＳのイオン化室
１７に接続され、前記噴霧室９から該イオン化室１７に
液状試料（溶出液Ｅ）の霧化物を導くようになっている
。

また、噴霧室９部分を含むインタフェース本体８を加熱
し得る加熱炉１８が、該インタフェース本体８の外側に
設けられ（破線で示されている）、溶出液Ｅの霧化にお
ける溶媒の気化のために奪われる蒸発潜熱を少なくとも
補償するように、該噴霧室９部分を約３００℃の温度ま
での所望の温度に加熱し得るようになっている。

更に、前記導入チューブ１３の外周にも、ヒータ・シー
ス１９を介してヒータ２０が設けられており、ＭＳのイ
オン化室１７へ導ひかれる前記霧化物中の微細な粒子が
該導入チューブ１３の内壁に付着或は吸着される（凝縮
などによって）のを防ぐために、該導人チューブ１３を
約３００℃までの所望の温度に加熱せしめ得るようにな
っている。

従って、かかる構成において、ＬＣのカラム３から流出
する溶出液Ｅは、その流路３ａから二重キャピラリチュ
ーブ１の内管１ｂ内に導かれ、そして該内管１ｂとピア
ノ線７との間の通路６を通って噴霧室９内に連続的に導
入されることとなる。

この溶出液Ｅの噴霧室９内への導入は該噴霧室９におけ
る減圧作用によって或は外部からのポンプ作用によって
強制的に行なわれる。

一方、ニードル４を通じて二重キャピラリチューブ１の
外管１ａと内管１ｂとの間の通路５内に導入された噴霧
ガスＨｅは該二重キャピラリチューブ１先端のノズル部
１ｃから高速で噴出せしめられる。

それ故、かかる噴出される噴霧ガスＨｅのジェット気流
によって、前記ノズル部１Ｃの先端から噴霧室９内に導
入される溶出液Ｅが、該噴霧室９内に、連続的に極めて
細かい霧状に噴霧されるのである。

該噴霧室９は、ＭＳの高真空の作用を受けると共に、ロ
ータリポンプ１２にて所定の減圧度に維持され、また同
時に主として溶媒の蒸発潜熱による冷却効果で溶媒の露
滴または霜がノズル部１ｃに発生するのを防ぐために加
熱されているところから、噴霧によって形成された溶出
液Ｅの霧化物（エアーゾル）はその一部が熱と真空によ
って脱溶媒されてドライエアーゾル状となり、そしてこ
れらが一体となって導入チューブ１３のオリフイスを通
じてＭＳ側の高真空作用によってイオン化室１７に導ひ
かれるのである。

このように、噴霧室９においては、溶出液Ｅを構成する
低沸点の溶媒は少なくともその一部が気化せしめられる
こととなるため、形成された霧化物は更に微細な粒子と
なってより気化され易い状態となるのであり、更に気化
した溶媒はロークリポンプ１３に吸引されて除去される
こととなるため、該霧化物の濃縮（溶質成分濃度の向上
）が簡単に行なわれ得、以てかかる濃縮された霧化物が
イオン化室１７に導びかれることによって、該溶出液Ｅ
の質量スペクトル測定が効果的に行なわれ得るのである
。

なお測定対象となる試料（溶質）成分を含む霧化物粒子
は、その一部が噴霧室９内で気化するものの、その大部
分は脱溶媒によって更に気化され易くされた状態におい
てノズル部１ｃに対向して開口するオリフイスを通して
導入チューブ１３内に連続的に導ひかれ、そしてＭＳの
高真空の作用下、ヒータ２０による加熱及びＭＳに通常
備えられている加熱源による加熱によって効果的に気化
せしめられ、イオン化せしめられることとなる。

このように、本発明に従って、液状試料であるＬＣの溶
出液を連続的に噴霧して霧化せしめ、得られる霧化物を
ＭＳに導入するようにしたことにより、該溶出液が効果
的にＭＳに導入せしめられ得、以てＭＳとＬＣとの直接
の結合が可能となったのである。

なお、本実施例にあっては、二重キャピラリチューブ１
の内管１ｂがカラム３からの溶出液流路３ａに直接接続
され、カラム３から流出する溶出液の全てが該内管１ｂ
に導かれるようになっているが、勿論適当なスプリツタ
を設けることによって、該溶出液の一部が内管１ｂに導
かれるようにすることが出来ることは言うまでもない。

尤も、本発明の特徴は、従来のインタフェースと異なり
、本実施例の如＜ＭＳとＬＣ（特にＨＬＣ）とが直結さ
れ得たところにあるのである。

また、ＬＣからの溶出液を液状試料とする場合のみなら
ず、一般に質量分析用に調製された溶液或は液体を試料
として本発明に従ってＭＳに導入することも出来、この
場合にはポンプ加圧によって内管１ｂ内に導入されるこ
ととなる。

更に、噴霧ガスとしては、上例のヘリウムガス（Ｈｅ）
の他に、ＭＳにおける質量スペクトル測定に悪影響をも
たらさないものであれば如何なるガスをも使用すること
が出来、例えば窒素、アルゴン、メタン、イソブタン、
アンモニア等を挙げることが出来る。

また、上記実施例において二重キャピラリチューブ１を
構成する内管１ｂ内にコア・ワイヤとしてのピアノ線７
（これに限らず金属線であればよい）が挿入せしめられ
て死空間（ｄｅａｄ ｖｏｌｕｍｅ）の小さい毛管とさ
れることによって、噴霧室９内への溶出液Ｅの連続的且
つ安定な導入が効果的に行なわれ得るようになっている
が、これと同様な効果はまた該内管１ｂとして内径のよ
り小さな管を使用することによって達成され得る。

しかしながら、外管内での内管の保持の容易性（機械的
強度）、取扱い及び保守（ノズル部１ｃの目詰り除去時
）の容易性などを考慮すると、実用上、上記実施例の如
きコア・ワイヤを挿入した内管の使用が推奨されるので
ある。

また、かかる実用上の見地からしても、噴霧機構として
は、内管と外管とからなる二重キャピラリチューブを使
用することが望ましいのである。

なお、上例ではピアノ線７が内管１ｂ内に全域に亘って
挿入されているが、該ピアノ線７は少なくともノズル先
端部分に挿入されておればよい。

さらに、前記実施例の如く、噴霧室９には真空源１２を
接続せしめて、溶出液Ｅの霧化が減圧下にて行なわれる
ようにすることによって、本発明の効果は最大限に発揮
され得るものであるが、試料気体のイオン化法として公
知の常圧イオン化法（ＡＰＩ法）を採用するならば、常
圧下において溶出液を噴霧して霧化させるようにするこ
とも出来る。

また、形成された霧化物をより有効にＭ，Ｓに導くため
には、ノズル部１ｃに対向する導入チューブ１３のオリ
フイスの孔径を、該ノズル部１０部分における外管１ａ
の内径よりも大きくするこ吉が望ましく、更にノズル部
１ｃ先端と導入チューブ１３のオリフイスとの間の距離
は、ロークリポンプ１２の吸引力、形成される霧化物量
、ＭＳ内へ引き込まれる霧化物量などを考慮して、噴霧
室９内に望ましい圧力（例えば約ＩＴｏｒｒ）が形成さ
れるように適宜調整されることとなる。

なお、ＭＳ内における気化された液状試料（溶出液）の
イオン化は、公知の手法に従って行なわれ、例えば導入
せしめられる溶媒蒸気量が多い場合には、溶媒が反応ガ
スとして働く化学イオン化（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｏｎ
ｉｚａｔｉｏｎ）法が好適に適用され得、一方溶媒蒸気
量が少ない場合には通常の電子衝激イオン化（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｉｍｐａｃｔ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）法或
は電界イオン化（Ｆｉｅｌｄ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）
法などのイオン化の方式が適用され得る。

なお、本発明は、かかる実施例にのみ何等限定されるも
のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて当
業者の知識に基づき種々なる変更、改良等を加え得るも
のである。

例えば、第３図には、第１図に示すインターフェースを
変形した本発明の別の実施例が示されている。

この第３図に示す装置の第１図のものとの大きな違いは
、噴霧室で形成される霧化物のＭＳへの導入機構にあり
、第１図に示したインタフェースが従来のＭＳ装置を殆
んど改造することなくそのまま取り付けられ得るように
なっているのに対し、本実施例の装置にあってはＭＳ装
置内のイオン化室がＭＳボデイの外壁近傍に配置され、
霧化された液状試料が直ちに該イオン化室内に導入され
得るようになっている。

第１図に示す装置と同様な部分には同一の符号を付して
説明を省略することとして、異なる部分についてのみ説
明するならば、第３図の装置における霧化物の導入機構
は、ボデイ本体１４の外壁に取り付けられた板状体２１
に、二重キャピラリチューブ１のノズル部１ｃに対向し
て設けられたピンホール２２にある。

そして、このピンホール２２を通じて、ノズル部１ｃか
らの噴霧によって形成せしめられた液状試料の霧化物が
ＭＳ内の高真空の作用によって直ちにイオン化室１７内
に連続的に引き込まれ、一般に該イオン化室１７内に配
備される熱源１７ａによる高真空下での加熱によって気
化せしめられた後、イオン化されることとなるのである
。

特に、液状試料を噴霧した後はなるべく短いパスでイオ
ン源（イオン化室）に導くことが望ましいところから、
この意味において本実施例の装置は推奨されるのである
。

なお、本実施例の装置にあっては、前記実施例のように
噴霧室９を加熱せしめる加熱炉１８が設けられていない
。

これは、噴霧室９内における液状試料の噴霧時における
蒸発潜熱を補償し得る程度の熱量が、近接したイオン化
室１７側より供給されるからである。

尤も、かかるイオン化室１７側からの熱の供給が不充分
であれば、前記加熱炉１８やヒータ２０などの適当な加
熱手段が適宜設けられることとなることは言うまでもな
いところである。

また、第４図には、本発明の更に別の実施例が示されて
いる。

本実施例の装置の特徴は、インタフェース本体８内に噴
霧室９に続いて濃縮室２３が直列に一体的に形成され、
これらの室が耐熱ガラス製接続チューブ２４にて接続せ
しめられる一方、該濃縮室２３にはロータリポンプ２５
が接続せしめられて、前記噴霧室９よりは高い減圧度に
該濃縮室２３内を維持し得るようになっている点である
。

また、噴霧室９内において接続チューブ２４はその開口
部がノズル部１ｃに対向するように配置されており、且
つ該ノズル部１Ｃからの噴霧によって形成される液状試
料の霧化物を効率よく濃縮室２３内に導き得るように、
該開口部はノズル部１ｃに向って漸次拡大する内径を有
するテーパ内面にて構成されている。

さらに、該接続チューブ２４の濃縮室２３内の端部に対
向して、導入チューブ１３の開口端が位置せしめられて
いる。

なお、図中８ｂは８ａと同様に隔壁であり、２６及び２
７はそれぞれ内管１ｂ及び二重キャピラリチューブ１を
保持するためのスペーサであり、また第１図の実施例と
同様にインタフェース本体８の外側には、その噴霧室９
部分並びに濃縮室２３部分が少なくとも加熱されるよう
な加熱炉１８が設けられている。

従って、かかる構成の装置にあっては、二重キャピラリ
チューブ１のノズル部１Ｃから、所定の減圧度の噴霧室
９内に、噴霧された液状試料は、そこで或程度濃縮せし
められた後、接続チューブ２４を通じて該噴霧室９より
高い減圧度の濃縮室２３内に導かれることによって溶媒
成分が気化、除去せしめられて（ロークリポンプ２５へ
の吸引）更に溶質成分濃度の高い霧化物とされ、そして
導入チューブ１３を通じてＭＳ内に引き込まれることと
なるのであり、これによりＭＳへのより効果的な液状試
料の導入を図り得るのである。

因みに、本発明者らの実験によれば、かかる濃縮室を有
するインタフェースを用いることによって、溶出液の流
速が２００μｔ／ｍｉｎ程度の大容量のＬＣでもＭＳと
直結し得ることが明らかとなった。

なお、本実施例では濃縮室は１個であるが、これを２個
以上としても何等差支えなく、また２個以上の濃縮室を
設ける場合には、各濃縮室をそれぞれ真空源に接続する
と共に、噴霧室側からＭＳ側に順次減圧度の高められた
濃縮室とされることとなる。

以上詳述したように、本発明は、液体または溶液状態に
ある液状試料、特にＬＣ１なかでもＨＬＣのカラムから
の溶出液をそのまま、或は簡単な通常のスプリツタによ
りその一部を取り出し、これを噴霧機構、特に二重キャ
ピラリチューブからなる噴霧手段を採用して霧化せしめ
、気化され易い状態と為した後、かかる霧化物を連続的
にＭＳのイオン化部に導くようにすることにより、従来
の如き複雑な装置を使用することなく、ＬＣ（ＨＬＣ）
からの溶出液を、また質量分析用に調製される液状試料
をも、連続的に且つ安定にＭＳで測定し得るようにした
ものであって、かかる本発明方法並びに装置の提供によ
ってＬＣ−ＭＳ分析操作が容易となり、また従来困難と
されていた溶出液などの液状試料の濃縮が可能となり、
更には測定対象となる試料として比較的気化の困難な蒸
気圧の低い化合物や極性の大きな或は分子量の大きな化
合物、例えば芳香族アミン類、医薬成分、ステロイド、
アミノ酸、オリゴペプチド、ポリエチレングリコール類
などをも含め得て、これらの化合物の質量スペクトルに
よる検出並びに同定を可能にしたところに、極めて大き
な意義を有するものである。

しかも、本発明の装置は性能の高い且つ実用的なもので
あり、また装置材料としてガラスを使用することが出来
るため、装置を比較的廉価なものとすることが出来、且
つ試料成分や溶媒との化学反応を惹起しないなどの利点
も有しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る装置（インタフェース
）の断面図であり、第２図は第１図の装置における噴霧
ノズル部の拡大断面図である。 また、第３図及び第４図はそれぞれ本発明の他の実施例
に係る装置の断面図である。 １：二重キャピラリチューブ、１ａ：外管、１ｂ：内管
、１ｃ：ノズル部、３：カラム、４：ニ一ドル、５：噴
霧ガス通路、６：溶出液通路、７：ピアノ線、８：イン
タフェース本体、９：噴霧室、１２：ロークリポンプ、
１３：導入チューブ、１４：ＭＳボデイ、１７：イオン
化室、１８：加熱炉、２０：ヒータ、２１：板状体、２
２：ピンホール、２３：濃縮室、２４：接続チューブ、
２５：ロータリポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 噴霧機構に噴霧ガスを供給して該噴霧機構のノズル
   部からかかる噴霧ガスを噴出せしめる一方、該ノズル部
   に液状試料を連続的に導くことにより、該液状試料を、
   該ノズル部から噴出せしめられる噴霧ガスのジェット気
   流によって霧化せしめ、ついでかかる霧化された液状試
   料を質量分析計のイオン化部に導くことを特徴とする質
   量分析計への試料導入方法。 ２ 前記液状試料の霧化が行なわれる空間を、少なくと
   も加熱せしめる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記液状試料の霧化が減圧下において行なわれる特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 前記液状試料を霧化せしめた後、その霧化物をより
   減圧度の高い濃縮室に導き、該霧化物中の溶媒成分の少
   なくとも一部を除去せしめて該試料の溶質成分の濃度を
   高め、ついでかかる高められた溶質成分濃度の霧化物を
   質量分析計のイオン化部へ導く特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ５ 前記噴霧機構のノズル部に導かれる液状試料が、液
   体クロマルグラフのカラムから流出する溶出液の一部若
   しくは全部である特許請求の範囲第１項乃至第４項のい
   ずれかに記載の方法。 ６ 外管内に共軸的に内管が配された二重キャピラリチ
   ューブからなり、その先端部に形成されたノズル部にお
   いて噴出する、該外管と内管との間の通路を通じて供給
   された噴霧ガスのジェット気流によって、該内管を通じ
   て供給される液状試料を霧化せしめるようにした噴霧手
   段と、 該二重キャピラリチューブ先端のノズル部を含む空間を
   密閉する噴霧室と、 該噴霧室において形成される液状試料の霧化物を質量分
   析計のイオン化部へ導く霧化物導入手段とを、 含むことを特徴とする質量分析計への試料導入装置。 ７ 少なくとも前記噴霧室部分を加熱せしめる加熱機構
   を設けた特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８ 前記二重キャピラリチューブの内管内に金属線を挿
   入せしめ、該チューブ先端のノズル部において該内管と
   金属線との間の間隙から連続的に吐出する液状試料が連
   続的に且つ安定して前記噴霧ガスのジェット気流で霧化
   せしめられるようにした特許請求の範囲第６項記載の装
   置。 ９ 前記金属線がピアノ線である特許請求の範囲第８項
   記載の装置。 １０ 前記二重キャピラリチューブ先端のノズル部にお
   いて、内管が、外管よりも前方に僅かに突出せしめられ
   てなる特許請求の範囲第６項記載の装置。 １１ 前記噴霧室が真空源に接続されてなる特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 １２ 前記霧化物導入手段が、前記噴霧室内の二重キャ
   ピラリチューブのノズル部に対向して一方の開口部が位
   置し、他方の開口部が質量分析計のイオン化部に開口す
   るように配置せしめた導入チューブからなり、且つ霧化
   物が該導入チューブ内壁に凝縮乃至は付着することを防
   ぐために、必要に応じて該導入チューブを加熱せしめる
   第二の加熱手段を設けた特許請求の範囲第６項記載の装
   置。 １３ 前記霧化物導入手段が、前記噴霧室内の二重キャ
   ピラリチューブのノズル部に対向して設けられたピンホ
   ールを有する板状体であり、該ピンホールを通じて液状
   試料の霧化物が質量分析計のイオン化部に直接に導入せ
   しめられる特許請求の範囲第６項記載の装置。 １４ 前記噴霧室に続いて少なくとも一つの濃縮室が直
   列に接続され、且つ該濃縮室は該噴霧室と同様に真空源
   に接続されており、前記噴霧室にて形成された霧化物が
   該噴霧室よりも高い減圧度に維持された濃縮室に導かれ
   、そこで溶媒成分の少なくとも一部が除去せしめられた
   後、溶質成分濃度が高められた霧化物が質量分析計のイ
   オン化部へ導かれるようにした特許請求の範囲第１１項
   記載の装置。 １５ 前記噴霧室から濃縮室への霧化物の導入が、該噴
   霧室内の二重キャピラリカラムのノズル部に対向して開
   口し、且つその開口部が該ノズル部に向って漸次拡大す
   る内径をもつテーパ内面にて構成される接続チューブに
   て行なわれる特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６ 前記二重キャピラリチューブの内管が、液体クロ
   マトグラフから流出する溶出液の流路に接続され、該溶
   出液の一部若しくは全部が該内管に供給されるようにし
   た特許請求の範囲第６項乃至第１５項のいずれかに記載
   の装置。