JPS6253903B2 - - Google Patents

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JPS6253903B2
JPS6253903B2 JP55176925A JP17692580A JPS6253903B2 JP S6253903 B2 JPS6253903 B2 JP S6253903B2 JP 55176925 A JP55176925 A JP 55176925A JP 17692580 A JP17692580 A JP 17692580A JP S6253903 B2 JPS6253903 B2 JP S6253903B2
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JP
Japan
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capillary tube
tip
tube
liquid sample
cooling
Prior art date
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Application number
JP55176925A
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Japanese (ja)
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JPS57101328A (en
Inventor
Arata Tsuge
Koichi Mochizuki
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Jasco Corp
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Nihon Bunko Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS57101328A publication Critical patent/JPS57101328A/en
Publication of JPS6253903B2 publication Critical patent/JPS6253903B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0468Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample
    • H01J49/0486Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components with means for heating or cooling the sample with means for monitoring the sample temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/0445Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for introducing as a spray, a jet or an aerosol

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は質量分析計(MS)への試料導入装置
の改良に係り、特に熱的に不安定な化学種を含む
液状試料を極めて効果的に霧化せしめ、そしてそ
の霧化物をMS内に連続的に導き得るようにした
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a sample introduction device to a mass spectrometer (MS), and in particular, to extremely effectively atomize a liquid sample containing a thermally unstable chemical species; This invention relates to a device that can continuously introduce atomized material into an MS.

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。
A mass spectrometer (MS) collects ions onto one or more fixed ion collecting electrodes and measures the ion current obtained by continuously adjusting the accelerating voltage and magnetic field strength to generate a mass spectrum. This device is designed to obtain mass spectra and is widely used for the qualitative and quantitative determination of gases, as well as liquid and solid molecules that can be gasified. In recent years, attempts have also been made to use such MS in conjunction with other separation and analysis instruments for effective analysis of mixtures.

例えば、近年注目を浴びている液体クロマトグ
ラフ(LC)、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。しかしながら、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
ついて固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。
For example, liquid chromatography (LC), particularly high-performance liquid chromatography (HLC), which has been attracting attention in recent years, is capable of separating fat-soluble and water-soluble substances into their respective components without modification by selecting the solvent and column. It has been recognized that this method is an excellent means for separating each component in a mixture and conducting its quantitative analysis. However, it takes
Although HLC is excellent in its ability to separate a mixture into its components, it has a problem in that it has a weak ability to fix the separated components. On the other hand, a mass spectrometer (MS) can identify a single component with extremely high sensitivity and high performance, but in the case of a mixture, the spectrum becomes complex, making identification difficult. Therefore, an LC-MS analysis system that combines LC and MS has been proposed in an attempt to effectively utilize the strengths of these two devices and compensate for their weaknesses.

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つては、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分析系にあつ
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つて
いるのである。
On the other hand, analysis by MS is performed by ionizing a gaseous sample, which causes various problems when the sample is in a liquid or solution state with another solvent. In other words, in the case of a liquid sample in a liquid or solution state, it is necessary to vaporize it and guide it to the ionization section (ion source) of the MS. It is difficult to vaporize the sample and introduce it to the ionization part, and this is particularly difficult when the sample is a compound with high polarity or large molecular weight. In addition, the LC-MS analysis system described above has the same problem as above because the eluate from the LC separation column is a liquid (liquid sample), and it is continuously supplied. The practical application of this LC-MS analysis method is hampered by the fact that it is not easy to continuously remove the solvent (mobile phase) from the eluate, and therefore no effective means of concentrating the target components in the eluate has been found. This is a major hindrance.

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
キーポイントとなつているLC―MS分析系におけ
るLCとMSの結合機構、所謂インタフエースにつ
いて積極的な研究が行なわれているが、未だ実用
に供するに有効なものは開発されていないのが現
状である。
Therefore, various studies have been conducted on methods of introducing such liquid samples into MS, and in particular, the so-called interface, the coupling mechanism between LC and MS in LC-MS analysis systems, has been a key point in development. Although extensive research is being carried out, the current situation is that nothing effective for practical use has yet been developed.

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、所謂霧吹きの原理によつ
て、分析すべき液状試料を霧化せしめ、そしてこ
れをMSに導入するようにすることによつて、液
状試料の効果的な気化を行ない、またMSへの連
続的な且つ安定した導入を可能ならしめる手法を
見い出し、これを先に特願昭53−111130号(特公
昭58−3592号)として特許出願した。
As a result of various studies in view of the above circumstances, the inventors of the present invention have decided to atomize the liquid sample to be analyzed using the so-called atomizing principle and introduce it into the MS. As a result, we discovered a method to effectively vaporize liquid samples and enable continuous and stable introduction into MS, and this method was first published in Japanese Patent Application No. 53-111130 (Japanese Patent Publication No. 58-3592). A patent application was filed as

しかしながら、その後の本発明者らの検討によ
り、かかる優れた特徴を有する先に出願した試料
導入手法にあつても、更に改良の余地があること
が明らかとなつたのである。即ち、液状試料の霧
化、更には気化のために、該液状試料の霧化領域
は一般に適当な加熱手段にて加熱せしめられるこ
ととなるが、かかる加熱が、キヤピラリチユーブ
内をその先端ノズル部まで導かれてくる液状試料
に作用することは避け得ず、それ故特に該液状試
料中の試料成分がブドウ糖などの熱的に不安定な
化学種である場合においては、かかる加熱作用に
よつてキヤピラリチユーブ内で該化学種が変質し
て正確な測定が出来なかつたり、また該化学種が
溶液状態で先端ノズル部に導かれ得ず、固体とし
て析出して、測定が困難となつたりする等の問題
を内在しているのである。
However, subsequent studies by the present inventors revealed that even with the previously applied sample introduction method, which has such excellent features, there is still room for further improvement. That is, in order to atomize and further vaporize the liquid sample, the atomization region of the liquid sample is generally heated by an appropriate heating means, and this heating causes the inside of the capillary tube to reach its tip nozzle. Therefore, especially when the sample component in the liquid sample is a thermally unstable chemical species such as glucose, such heating action The chemical species may deteriorate in the capillary tube, making accurate measurement impossible, or the chemical species may not be introduced to the tip nozzle in a solution state, and may precipitate as a solid, making measurement difficult. There are inherent problems such as:

そこで、本発明者らは先に開発された試料導入
機構について更に検討を進め、その結果、試料成
分としてブドウ糖などの熱的に不安定な化学種を
含む液状試料であつても有効に且つ効果的にMS
内に導入し得る機構を見い出し、本発明を完成す
るに至つたのである。
Therefore, the present inventors further investigated the previously developed sample introduction mechanism and found that it is effective and effective even for liquid samples containing thermally unstable chemical species such as glucose as sample components. MS
They discovered a mechanism that could be introduced into the system and completed the present invention.

すなわち、本発明は、キヤピラリチユーブを通
して供給される液状試料を該キヤピラリチユーブ
の先端部から吐出せしめると共に、該キヤピラリ
チユーブの先端部周囲から噴出せしめられる噴霧
ガスのジエツト噴流によつて、かかる吐出される
液状試料を霧化せしめた後、形成された液状試料
の霧化物を質量分析計のイオン化部へ導くように
した試料導入装置にして、(a)前記液状試料が霧化
せしめられる領域を加熱せしめる加熱手段と、(b)
前記キヤピラリチユーブの先端部近傍で、その周
囲を取り囲むように設けられ、前記加熱手段によ
る該キヤピラリチユーブの加熱を阻止する冷却手
段と、(c)前記キヤピラリチユーブの先端部に設け
られ、前記加熱手段からの熱を該キヤピラリチユ
ーブの先端部に集中せしめる、熱伝導性に優れた
材料からなる集熱手段とを、含むことを特徴とす
るものであつて、このようにキヤピラリチユーブ
の先端部(ノズル部)までは冷却手段によつて冷
却せしめて該チユーブ内を移動せしめられる液状
試料に加熱作用が及ばないようにする一方、該キ
ヤピラリチユーブの先端部においては集熱手段に
よつて、霧化領域を加熱せしめる加熱手段からの
熱を集中せしめ、以てかかる先端部において噴霧
される液状試料の霧化乃至は気体化を効果的に為
すようにしたことにより、熱的に不安定な化学種
を含む液状試料であつてもそれを変質させること
なく有効に且つ効率よくMSに導入し得ることと
なつたのである。
That is, the present invention allows a liquid sample supplied through a capillary tube to be discharged from the tip of the capillary tube, and at the same time, a jet jet of atomizing gas is ejected from around the tip of the capillary tube. A sample introducing device is configured to atomize the discharged liquid sample and then guide the formed atomized liquid sample to the ionization section of the mass spectrometer, (a) an area where the liquid sample is atomized; (b) heating means for heating the
(c) a cooling means provided near the tip of the capillary tube so as to surround the circumference thereof, and preventing heating of the capillary tube by the heating means; (c) provided at the tip of the capillary tube; and a heat collecting means made of a material with excellent thermal conductivity, which concentrates the heat from the heating means on the tip of the capillary tube. The tip (nozzle part) of the capillary tube is cooled by a cooling means to prevent heating from reaching the liquid sample being moved within the tube, while the tip of the capillary tube is cooled by a heat collecting means. Therefore, by concentrating the heat from the heating means that heats the atomization area and effectively atomizing or gasifying the liquid sample sprayed at the tip, thermally Even liquid samples containing unstable chemical species can now be effectively and efficiently introduced into MS without altering their quality.

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を更
に具体的に説明することとする。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on embodiments shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る装置(インタ
フエース)の断面図であり、第2図はその装置に
おけるキヤピラリチユーブ先端ノズル部近傍の拡
大断面図、更に第3図は該キヤピラリチユーブ先
端ノズル部のより一層の拡大断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a device (interface) according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the tip nozzle of a capillary tube in the device, and FIG. It is a further enlarged sectional view of the tube tip nozzle part.

これらの図において、1は、ステンレス製の内
管2と耐熱ガラス製の外管3からなる二重管構造
のインタフエース本体であり、その後端側におい
て該内管2の後端部が筒状保持部材4に螺合、保
持されると共に、止めネジ5,6並びにネジ筒
7,8を介して外管3の後端部に気密に取り付け
られている。また、かかる筒状保持部材4の後部
には、更に後方に延びる軸方向のキヤピラリチユ
ーブ挿入部4aと該挿入部4aの中間部から側方
に延びる噴霧ガス導入部4bが設けられている。
そして、該導入部4a端部の止めネジ9にて取り
付けられたプラグ10を貫通してキヤピラリチユ
ーブ11が設けられ、該チユーブ11の後端が
HLCのカラム12から流出する溶出液Eの流路
13に接続されて該カラム12からの溶出液Eが
該キヤピラリチユーブ11内に導かれるようにな
つている一方、前記導入部4bの止めネジ14に
て取り付けられたプラグ15を貫通するニードル
16からは、図示しない噴霧ガス源から供給され
る噴霧ガス(ここではヘリウムガス;Heが用い
られている)が該筒状保持部材4内に導かれ、更
に内管2内へと導かれるようになつている。
In these figures, reference numeral 1 denotes an interface body with a double tube structure consisting of an inner tube 2 made of stainless steel and an outer tube 3 made of heat-resistant glass. It is screwed into and held by the holding member 4 and is airtightly attached to the rear end of the outer tube 3 via set screws 5 and 6 and threaded cylinders 7 and 8. Further, the rear portion of the cylindrical holding member 4 is provided with an axial capillary tube insertion portion 4a extending further rearward and an atomizing gas introduction portion 4b extending laterally from an intermediate portion of the insertion portion 4a.
A capillary tube 11 is provided passing through the plug 10 attached with a set screw 9 at the end of the introduction part 4a, and the rear end of the tube 11 is
It is connected to a flow path 13 for the eluate E flowing out from the column 12 of the HLC so that the eluate E from the column 12 is guided into the capillary tube 11, while the set screw of the introduction part 4b Atomizing gas (helium gas; He is used here) supplied from an atomizing gas source (not shown) is introduced into the cylindrical holding member 4 from the needle 16 that passes through the plug 15 attached at 14. It is adapted to be further guided into the inner tube 2.

また、インタフエース本体1の前方部分が、第
1図の如くMSのボデイ17にそれを貫通するよ
うに止めネジ18,19にて取り付けられ、さら
にその前端部分(具体的には外管3の前端部分)
において通常のMSのイオン化室20に接続され
ている。
Further, the front part of the interface main body 1 is attached to the body 17 of the MS with setscrews 18 and 19 so as to pass through it, as shown in FIG. front end)
It is connected to the ionization chamber 20 of a normal MS.

そして、スペーサ28にて共軸的に保持された
内管3の前端には、断熱材料(マコール)にて形
成された有底の断熱筒21がその開口部分におい
て取り付けられている。また、この断熱筒21の
底部外側には、集熱手段としての銅製の集熱板2
2が取り付けられている一方、該断熱筒21底部
内側に、内筒部23aと外筒部23bからなる、
両端が閉じられた二重の筒体構造の冷却筒23が
収容、配備されている。さらに、該集熱板22並
びに断熱筒21の底部を貫通するガイドチユーブ
24が該集熱板22に溶接されて固定されている
一方、前記冷却筒23の内筒部23a内へ所定長
さで延びている。また、冷却筒23の外側(外筒
部23b外周)には、断熱のためにポリイミドフ
イルム25が巻き付けられている一方、該冷却筒
23内に冷却媒体(ここでは水)を流通せしめる
ための供給管26が該冷却筒23内の最奥部まで
侵入、設置され、また排出管27が該冷却筒23
の入口部(後端部)に設けられている。これら供
給管26、排出管27は内管2内及び筒状保持部
材4内を通つて、該筒状保持部材4の後部からイ
ンタフエース外に延びている。
A bottomed heat insulating cylinder 21 made of a heat insulating material (Macor) is attached to the front end of the inner tube 3 coaxially held by the spacer 28 at its opening. Additionally, a copper heat collecting plate 2 is provided on the outside of the bottom of the heat insulating cylinder 21 as a heat collecting means.
2 is attached to the inside of the bottom of the heat insulating cylinder 21, consisting of an inner cylinder part 23a and an outer cylinder part 23b,
A cooling cylinder 23 having a double cylinder structure with both ends closed is housed and provided. Further, a guide tube 24 passing through the heat collecting plate 22 and the bottom of the heat insulating cylinder 21 is welded and fixed to the heat collecting plate 22, while a guide tube 24 is inserted into the inner cylinder part 23a of the cooling cylinder 23 for a predetermined length. It is extending. Further, a polyimide film 25 is wrapped around the outside of the cooling cylinder 23 (outer periphery of the outer cylinder part 23b) for heat insulation, and a supply for circulating a cooling medium (water in this case) inside the cooling cylinder 23. The pipe 26 penetrates and is installed to the innermost part of the cooling cylinder 23, and the discharge pipe 27 is inserted into the cooling cylinder 23.
It is provided at the inlet (rear end) of the The supply pipe 26 and the discharge pipe 27 pass through the inner pipe 2 and the cylindrical holding member 4, and extend from the rear of the cylindrical holding member 4 to the outside of the interface.

カラム12からの溶出液Eを導くキヤピラリチ
ユーブ11は、筒状保持部材4の空間部及び内管
2の空間部を通つて断熱筒21内に延び、そして
第2図、第3図に示される如く冷却筒23の内筒
部23a内を通つてガイドチユーブ24内に挿入
せしめられ、その先端部(ノズル部)は該ガイド
チユーブ24の集熱板22側の開口部分において
同様に開口している。また、かかるキヤピラリチ
ユーブ11内には、更にコア・ワイヤとしてピア
ノ線(スチール・ワイヤ)29が全長に亘つて挿
入せしめられており、該チユーブ11の内面と該
ピアノ線29の外面との間に適当な間隙の溶出液
通路を形成して、該チユーブ11先端開口部から
溶出液Eが連続的且つ安定に噴出乃至は吐出せし
められるようになつている。
The capillary tube 11 that guides the eluate E from the column 12 extends into the heat insulating tube 21 through the space of the cylindrical holding member 4 and the space of the inner tube 2, and is shown in FIGS. 2 and 3. It is inserted into the guide tube 24 through the inner cylindrical part 23a of the cooling cylinder 23 as shown in FIG. There is. In addition, a piano wire (steel wire) 29 is further inserted as a core wire over the entire length into the capillary tube 11, and between the inner surface of the tube 11 and the outer surface of the piano wire 29. An eluate passage with an appropriate gap is formed in the tube 11 so that the eluate E can be continuously and stably ejected from the opening at the tip of the tube 11.

また、断熱筒21の底部及び集熱板22を貫通
したキヤピラリチユーブ11の先端開口部周囲の
霧化領域に位置し、それを取り囲む外管3の先端
部分は、第1図に示されるように、絞られてその
直径を漸減せしめられた後、その漸減端部に導入
チユーブ部30が一体的に形成されている。この
導入チユーブ部30は、中心部に貫通孔を有し、
前記キヤピラリチユーブ11側が円錐形状とされ
ると共に、該チユーブ11の先端開口部に対向し
て且つそれとは所定の距離をおいて開口する、霧
化物導入のための開口部を有する一方、MSのイ
オン化室20側に開口する開口部を有している。
そして、かかる外管3の直径の漸減する先端部分
の外側には加熱手段としてのヒータ31が巻き付
けられ、溶出液Eの霧化領域を加熱せしめるよう
になつており、噴霧によつて形成せしめられる霧
化物に対してその気化熱を供給するようになつて
いる。そして、また、かかる霧化領域を含む外管
3の管内が所定の減圧度(真空度)に維持される
ように、該外管3が真空ポンプであるロータリポ
ンプ32に接続せしめられている。
In addition, the tip portion of the outer tube 3, which is located in the atomization area around the tip opening of the capillary tube 11 that penetrates the bottom of the heat insulating tube 21 and the heat collecting plate 22, and surrounds it, is as shown in FIG. After being squeezed to gradually reduce its diameter, an introduction tube portion 30 is integrally formed at its gradually decreasing end. This introduction tube part 30 has a through hole in the center,
The side of the capillary tube 11 has a conical shape, and has an opening for introducing atomized material, which opens opposite to the tip opening of the tube 11 and at a predetermined distance therefrom. It has an opening that opens to the ionization chamber 20 side.
A heater 31 as a heating means is wound around the outside of the tip portion of the outer tube 3 whose diameter gradually decreases to heat the atomization area of the eluate E, which is formed by spraying. The heat of vaporization is supplied to the atomized material. Further, the outer tube 3 is connected to a rotary pump 32 which is a vacuum pump so that the inside of the outer tube 3 including the atomization region is maintained at a predetermined degree of reduced pressure (degree of vacuum).

従つて、かかる構成において、LCのカラム1
2から流出する溶出液Eは、その流路13からキ
ヤピラリチユーブ11内に導かれ、そして該チユ
ーブ11内面とピアノ線29との間の通路(間
隙)を通つて筒状保持部材4、内管2部分から断
熱筒21、更には冷却筒23内に至るが、そこに
おいて該キヤピラリチユーブ11は該断熱筒2
1、ポリイミドフイルム25による断熱及び冷却
筒23による冷却によつてヒータ31からの加熱
作用を実質的に受けないようになつているため、
また該キヤピラリチユーブ11内を移送される溶
出液Eもかかる加熱作用を受けることはないので
ある。そして、このようにヒータ31による加熱
作用を極力回避して導かれた溶出液Eは、キヤピ
ラリチユーブ11の先端部分においてそこに設け
られている集熱板22からの加熱作用を集中的に
受けると共に、該チユーブ11の先端開口部から
前方に吐出せしめられる。なお、この溶出液Eの
吐出は、外管3内の減圧作用によつて及び/又は
外部からのポンプ作用によつて強制的に行なわれ
る。
Therefore, in such a configuration, column 1 of the LC
The eluate E flowing out from the tube 13 is guided into the capillary tube 11 through the flow path 13, and passes through the passage (gap) between the inner surface of the tube 11 and the piano wire 29 to the cylindrical holding member 4 and the inside. The pipe 2 section leads to the heat insulating pipe 21 and further into the cooling pipe 23, where the capillary tube 11 connects to the heat insulating pipe 2.
1. Due to the heat insulation provided by the polyimide film 25 and the cooling provided by the cooling tube 23, the heating effect from the heater 31 is not substantially applied.
Furthermore, the eluate E transferred within the capillary tube 11 is not subjected to such heating action. The eluate E thus guided while avoiding the heating effect of the heater 31 as much as possible is intensively subjected to the heating effect from the heat collecting plate 22 provided at the tip of the capillary tube 11. At the same time, the liquid is discharged forward from the opening at the tip of the tube 11. Note that this eluate E is forcibly discharged by a pressure reduction action within the outer tube 3 and/or by an external pump action.

一方、ニードル16を通じて筒状保持部材4の
空間部に導入された噴霧ガス;Heは内管2の空
間部、そして断熱筒21、冷却筒23の内筒部2
3aの空間部から、ガイドチユーブ24とキヤピ
ラリチユーブ11との間の隙間を通つて該ガイド
チユーブ24先端開口部から高速で噴出せしめら
れる。
On the other hand, the atomized gas introduced into the space of the cylindrical holding member 4 through the needle 16;
The liquid is ejected from the space 3a, through the gap between the guide tube 24 and the capillary tube 11, and from the opening at the tip of the guide tube 24 at high speed.

それ故、かかる噴出される噴霧ガスHeのジエ
ツト噴流によつて、前記キヤピラリチユーブ11
の先端開口部から吐出せしめられる溶出液Eが、
該先端開口部前方の領域において連続的に細かい
霧状に噴霧されるのである。また、かかる噴霧領
域は、MSの高真空の作用を受けると共に、ロー
タリポンプ32にて所定の減圧度に維持され、ま
た同時にヒータ31にて加熱されているところか
ら、噴霧によつて形成された溶出液Eの霧化物
(エアロゾル)はその一部が熱と真空によつて脱
溶媒されてドライエアロゾル状となり、そしてこ
れらが一体となつて導入チユーブ部30のオリフ
イスを通じてMS側の高真空作用によつてイオン
化室20に導かれるのである。
Therefore, due to the jet jet of the spray gas He, the capillary tube 11
The eluate E discharged from the tip opening of the
A fine mist is continuously sprayed in the area in front of the tip opening. In addition, this spray area is not only affected by the high vacuum of the MS, but also maintained at a predetermined degree of depressurization by the rotary pump 32, and at the same time heated by the heater 31. Part of the atomized product (aerosol) of eluent E is desolvated by heat and vacuum to form a dry aerosol, and these are combined into a high vacuum action on the MS side through the orifice of the introduction tube section 30. Therefore, it is guided to the ionization chamber 20.

このように、上記実施例にあつては、キヤピラ
リチユーブ11内を噴霧部まで導かれる溶出液E
が、ヒータ31による加熱作用を避けるために、
冷却筒23内を流通せしめられる水などの適当な
冷却媒体によつて冷却せしめられ、また断熱筒2
1による熱の遮断、更にはポリイミドフイルム2
5などによる熱の遮断によつてその効果はより一
層高められており、それ故ブドウ糖などの熱的に
不安定な化学種を含む溶出液(液状試料)であつ
ても、該キヤピラリチユーブ11内の移送中に、
ヒータ31の加熱に基づくところの悪影響を全く
受けることがなくなつたのであり、しかもこのよ
うな冷却、断熱がキヤピラリチユーブ11(溶出
液E)に対して行なわれても、該チユーブ11の
先端部は集熱板22によりヒータ31からの熱に
て集中的に加熱せしめられているので、そこに導
かれた溶出液Eはより効果的に加熱され、以て効
率的に霧化され、そして気化せしめられることと
なるのである。
In this way, in the above embodiment, the eluent E guided inside the capillary tube 11 to the spraying section
However, in order to avoid the heating effect by the heater 31,
The cooling cylinder 23 is cooled by a suitable cooling medium such as water that is passed through the cooling cylinder 23, and the heat insulating cylinder 2
Heat insulation by 1, further polyimide film 2
The effect is further enhanced by blocking heat through the capillary tube 11, etc., and therefore even if the eluate (liquid sample) contains thermally unstable chemical species such as glucose, During transport within
There is no longer any adverse effect caused by the heating of the heater 31, and even if such cooling and insulation are applied to the capillary tube 11 (eluate E), the tip of the tube 11 Since the part is heated intensively by the heat collecting plate 22 with the heat from the heater 31, the eluate E led thereto is heated more effectively, and is thereby efficiently atomized. It ends up being vaporized.

なお、キヤピラリチユーブ11先端開口部前方
の噴霧領域においては、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
な粒子となつ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タリポンプ32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2
0に導びかれることによつて、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。
In addition, in the spray region in front of the opening at the tip of the capillary tube 11, at least a portion of the low-boiling point solvent constituting the eluate E is vaporized, so the atomized product formed becomes even finer particles. As a result, the solvent becomes more easily vaporized, and the vaporized solvent is sucked into the rotary pump 32 and removed, so that the atomized material can be easily concentrated (improved solute component concentration). The concentrated atomized material is then transferred to the ionization chamber 2.
By being guided to 0, mass spectrometry of the eluate E can be effectively performed.

また、本実施例にあつては、キヤピラリチユー
ブ11がカラム12からの溶出液流路13に直接
接続され、カラム12から流出する溶出液の全て
が該チユーブ11内に導かれるようになつている
が、勿論適当なスプリツタを設けることによつ
て、該溶出液の一部がキヤピラリチユーブ11内
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
フエースと異なり、本実施例の如く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整された溶
液或は液体を試料として本発明に従つてMSに導
入することも出来、この場合にはポンプ加圧によ
つてチユーブ11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。
Further, in this embodiment, the capillary tube 11 is directly connected to the eluate flow path 13 from the column 12, so that all the eluate flowing out from the column 12 is guided into the tube 11. However, it goes without saying that a portion of the eluate can be guided into the capillary tube 11 by providing a suitable splitter. However, the feature of the present invention is that, unlike conventional interfaces, MS and LC (particularly HLC) can be directly connected as in this embodiment. In addition, in addition to using the eluate from LC as a liquid sample, it is also possible to introduce a solution or liquid prepared for mass spectrometry into the MS according to the present invention. It will be introduced into the tube 11 by pressurization. Furthermore, as the atomizing gas, in addition to the above-mentioned helium gas (He), any gas can be used as long as it does not adversely affect the mass spectrum measurement in MS, such as nitrogen, argon, methane, Examples include isobutane and ammonia.

さらに、キヤピラリチユーブ11の先端開口部
に設けられる集熱手段としての集熱板22は、上
例では銅材料からなるものであるが、その他熱伝
導性に優れた、アルミニウムなどの材料から作ら
れたものであつても何等差支えない。また、冷却
筒23内を流通せしめられる冷却媒体としても、
例示の水の他、公知の種々なるものが適宜使用さ
れることとなる。
Further, the heat collecting plate 22 as a heat collecting means provided at the opening at the tip of the capillary tube 11 is made of copper material in the above example, but may be made of other materials with excellent thermal conductivity such as aluminum. It doesn't make any difference even if it is given to someone. Also, as a cooling medium that can be circulated inside the cooling cylinder 23,
In addition to the exemplified water, various known materials may be used as appropriate.

勿論、本発明は、上記例示の具体例にのみ何等
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いて種々な
る変更、改良等を加えることが出来ることは言う
までもないところである。
Of course, the present invention is not limited to the above-mentioned specific examples, and various changes and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It goes without saying.

以上詳述したように、本発明は、冷却手段と集
熱手段とを効果的に組み合わせて、キヤピラリチ
ユーブ内を導かれる液状試料に対する加熱手段の
作用を制御し且つ加熱を効率的に為すようにした
ものであり、これによつて熱的に不安定な化学種
を含む液状試料であつても、かかる化学種の変性
を避けつつ、効果的に霧化乃至は気化せしめ、そ
れをMSのイオン化部に導いてそのスペクトル測
定を可能としたものであつて、そこに本発明の大
きな工業的意義が存するものである。
As described in detail above, the present invention effectively combines a cooling means and a heat collecting means to control the action of the heating means on a liquid sample guided inside a capillary tube and to efficiently heat the liquid sample. As a result, even if a liquid sample contains thermally unstable chemical species, it can be effectively atomized or vaporized while avoiding denaturation of such chemical species, and can be processed by MS. This makes it possible to measure the spectrum by guiding the ionizing part to the ionization part, and this is where the great industrial significance of the present invention lies.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る装置(インタ
フエース)の断面図であり、第2図は第1図の装
置におけるキヤピラリチユーブ先端部近傍の拡大
断面図、第3図は更にそのより一層の拡大断面図
である。 1:インタフエース本体、2:内管、3:外
管、11:キヤピラリチユーブ、17:MSボデ
イ、20:イオン化室、21:断熱筒、22:集
熱板、23:冷却筒、24:ガイドチユーブ、2
6:供給管、27:排出管、29:ピアノ線、3
0:導入チユーブ部、31:ヒータ。
FIG. 1 is a sectional view of a device (interface) according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of the vicinity of the tip of the capillary tube in the device of FIG. 1, and FIG. It is a further enlarged sectional view. 1: Interface body, 2: Inner tube, 3: Outer tube, 11: Capillary tube, 17: MS body, 20: Ionization chamber, 21: Heat insulation tube, 22: Heat collection plate, 23: Cooling tube, 24: Guide tube, 2
6: Supply pipe, 27: Discharge pipe, 29: Piano wire, 3
0: Introduction tube part, 31: Heater.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 キヤピラリチユーブを通じて供給される液状
試料を該キヤピラリチユーブの先端部から吐出せ
しめると共に、該キヤピラリチユーブの先端部周
囲から噴出せしめられる噴霧ガスのジエツト噴流
によつて、かかる吐出される液状試料を霧化せし
めた後、形成された液状試料の霧化物を質量分析
計のイオン化部へ導くようにした試料導入装置に
して、 前記液状試料が霧化せしめられる領域を加熱せ
しめる加熱手段と、 前記キヤピラリチユーブの先端部近傍で、その
周囲を取り囲むように設けられ、前記加熱手段に
より加熱されないように該キヤピラリチユーブを
冷却せしめる冷却手段と、 前記キヤピラリチユーブの先端部に設けられ、
前記加熱手段からの熱を該キヤピラリチユーブの
先端部に集中せしめる、熱伝導性に優れた材料か
らなる集熱手段とを、 含むことを特徴とする質量分析計への試料導入装
置。 2 前記集熱手段と前記冷却手段との間より、該
冷却手段を包むように前記キヤピラリチユーブ先
端部から離れる方向に延びる、断熱材料からなる
断熱手段を設けた特許請求の範囲第1項記載の装
置。 3 前記冷却手段が、前記キヤピラリチユーブが
貫通せしめられる内筒と、該内筒との間に冷却媒
体が流通せしめられる外筒とからなる、両端が閉
じられた二重の筒体であり、且つかかる二重の筒
体に冷却媒体の供給管と排出管がそれぞれ設けら
れている特許請求の範囲第1項記載の装置。 4 前記集熱手段が、銅を材料とした板状体乃至
はブロツクであり、且つ該板状体乃至はブロツク
を貫通して前記キヤピラリチユーブの先端部が配
置されている特許請求の範囲第1項記載の装置。 5 前記液状試料が霧化せしめられる領域を、所
定の減圧下に保持する減圧機構が設けられてなる
特許請求の範囲第1項記載の装置。 6 前記キヤピラリチユーブの先端部に対向して
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された導入
チユーブ部からなる霧化物導入手段を、設けた特
許請求の範囲第1項記載の装置。 7 前記キヤピラリチユーブ内に金属線を挿入せ
しめ、該チユーブの先端部において該チユーブと
金属線との間の間隙から連続的に吐出される液状
試料が連続的に且つ安定して前記噴霧ガスのジエ
ツト噴流で霧化せしめられるようにした特許請求
の範囲第1項記載の装置。 8 前記キヤピラリチユーブ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チユーブに供給される
ようにした特許請求の範囲第1項乃至第7項のい
ずれかに記載の装置。
[Claims] 1. A liquid sample supplied through a capillary tube is discharged from the tip of the capillary tube, and a jet jet of atomizing gas is ejected from around the tip of the capillary tube, After atomizing the discharged liquid sample, a sample introducing device is configured to guide the formed atomized liquid sample to the ionization section of the mass spectrometer, and the area where the liquid sample is atomized is heated. a cooling means provided near and surrounding the tip of the capillary tube and cooling the capillary tube so as not to be heated by the heating means; a tip of the capillary tube; established in
An apparatus for introducing a sample into a mass spectrometer, comprising: a heat collecting means made of a material with excellent thermal conductivity, which concentrates the heat from the heating means at the tip of the capillary tube. 2. A heat insulating means made of a heat insulating material is provided between the heat collecting means and the cooling means and extending in a direction away from the tip of the capillary tube so as to surround the cooling means. Device. 3. The cooling means is a double cylindrical body closed at both ends, consisting of an inner cylinder through which the capillary tube passes and an outer cylinder through which a cooling medium flows between the inner cylinder, 2. The apparatus according to claim 1, wherein said double cylindrical body is provided with a cooling medium supply pipe and a cooling medium discharge pipe, respectively. 4. Claim No. 4, wherein the heat collecting means is a plate-like body or a block made of copper, and the tip of the capillary tube is disposed through the plate-like body or block. The device according to item 1. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising a decompression mechanism that maintains a region where the liquid sample is atomized under a predetermined reduced pressure. 6. An atomized substance introduction means consisting of an introduction tube part arranged such that one opening is located opposite the tip of the capillary tube and the other opening opens into the ionization part of the mass spectrometer, Apparatus according to claim 1 provided. 7 A metal wire is inserted into the capillary tube, and the liquid sample continuously and stably discharged from the gap between the tube and the metal wire at the tip of the tube is continuously and stably absorbed by the atomized gas. 2. The device according to claim 1, wherein the atomization is performed by a jet jet. 8. Claims 1 to 7, wherein the capillary tube is connected to a flow path for eluate flowing out from the liquid chromatograph, and part or all of the eluate is supplied to the tube. The device described in any of the above.
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