RU2801343C1

RU2801343C1 - Ionization device, mass spectrometry system and ionization method

Info

Publication number: RU2801343C1
Application number: RU2022124686A
Authority: RU
Inventors: Кадзумаса КИНОСИТА; Такао НИСИГУТИ; Томоаки ЭНДО; Кендзо ХИРАОКА
Original assignee: Байокроуметоу, Инк.; Юниверсити Оф Яманаси
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2023-08-07

Abstract

FIELD: mass spectrometry.

SUBSTANCE: ionization device includes an ion generation section configured to ionize the analyte via a corona discharge; and a transfer section configured to transfer the ionized analyte to the mass spectrometry instrument. The ion formation section and the transfer section are separated by one electrode from a pair of electrodes that form a corona discharge. Said one electrode has a hole. The ion generation section is formed as a space between the surface of the recess formed in the first end face of the first insulating plate and the second end face of the second insulating plate. The first end face is attached to the second end face without a gap between them, the discharge needle of the other electrode is inserted into the hole provided in the second end face, one electrode is provided in the recess in the position facing the other electrode with a distance between them.

EFFECT: increase in sensitivity during research.

5 cl, 34 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

[0001] Настоящее раскрытие относится к устройству ионизации, системе для масс-спектрометрии и способу ионизации.[0001] The present disclosure relates to an ionization device, a mass spectrometry system, and an ionization method.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Непатентный документ 1 раскрывает источник ионов, который ионизирует аналит посредством прибора для масс-спектрометрии. Источник ионов, в котором поршень и соленоидный импульсный клапан, который имеет отличное тепловое сопротивление, объединены, выполняет коронный разряд с помощью разрядной иглы, размещенной в открытом пространстве ячейки источника ионов, чтобы ионизировать вещество, и передает ионизированное вещество прибору для масс-спектрометрии.[0002] Non-Patent Document 1 discloses an ion source that ionizes an analyte by means of a mass spectrometry instrument. The ion source, in which the piston and the solenoid pulse valve, which has excellent thermal resistance, are combined, performs a corona discharge with a discharge needle placed in the open space of the ion source cell to ionize the substance, and transfer the ionized substance to the mass spectrometry instrument.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ДОКУМЕНТОВLIST OF REFERENCE DOCUMENTS

НЕПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТNON-PATENT DOCUMENT

[0003] Непатентный документ 1: Kenzo Hiraoka, "Gas-phase Ionization Methods Originated from Penning Ionization," J. Mass Spectrom. Soc. Jpm. Vol. 65, No. 3, 2017 P107-P112 [Search November 29, 2019] Internet <URL:https://www.jstage.jst.go.jp/article/massspec/65/3/65_S17-08/_pdf>[0003] Non-Patent Document 1: Kenzo Hiraoka, "Gas-phase Ionization Methods Originated from Penning Ionization," J. Mass Spectrom. soc. jpm. Vol. 65, no. 3, 2017 P107-P112 [Search November 29, 2019] Internet <URL:https://www.jstage.jst.go.jp/article/massspec/65/3/65_S17-08/_pdf>

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

ПРОБЛЕМА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМTHE PROBLEM SOLVED BY THE INVENTION

[0004] Однако, в уровне техники, показанном в непатентном документе 1, как показано на фиг. 34, коронный разряд выполняется в открытом пространстве ячейки источника ионов, так что ионизированное вещество рассеивается в открытое пространство, и аналитическая чувствительность ионизированного вещества может быть снижена.[0004] However, in the prior art shown in Non-Patent Document 1, as shown in FIG. 34, the corona discharge is performed in the open space of the ion source cell, so that the ionized substance is scattered into the open space, and the analytical sensitivity of the ionized substance can be reduced.

[0005] Настоящее раскрытие было выполнено с учетом вышеописанной проблемы и имеет целью получить устройство ионизации, которое улучшает аналитическую чувствительность ионизированного вещества.[0005] The present disclosure has been made in view of the problem described above and aims to provide an ionization device that improves the analytical sensitivity of an ionized substance.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫSOLUTION

[0006] Согласно аспекту настоящего раскрытия устройство ионизации включает в себя секцию формирования ионов, выполненную с возможностью ионизировать аналит посредством коронного разряда; и секцию переноса, выполненную с возможностью переносить ионизированный аналит к прибору для масс-спектрометрии, секция формирования ионов и секция переноса разделяются одним электродом из пары электродов, которые генерируют коронный разряд, причем упомянутый один электрод имеет отверстие.[0006] According to an aspect of the present disclosure, the ionization device includes an ion generation section configured to ionize the analyte via a corona discharge; and a transfer section configured to transfer the ionized analyte to the mass spectrometry instrument, the ion generating section and the transfer section are separated by one electrode of a pair of electrodes that generate a corona discharge, said one electrode having a hole.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯRESULTS OF THE INVENTION

[0007] В соответствии с настоящим раскрытием аналитическая чувствительность для ионизированного вещества может быть улучшена.[0007] In accordance with the present disclosure, the analytical sensitivity for an ionized substance can be improved.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0008] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.[0008] FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the ionization device 300 according to the present embodiment.

Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей состояние переноса ионизированного вещества, ионизированного посредством коронного разряда в устройстве ионизации, показанном на фиг. 1, к прибору 200 для масс-спектрометрии.Fig. 2 is a diagram illustrating the transfer state of an ionized substance ionized by a corona discharge in the ionization device shown in FIG. 1 to the instrument 200 for mass spectrometry.

Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей общую конфигурацию системы 100 для масс-спектрометрии, снабженной устройством 300 ионизации.Fig. 3 is a diagram illustrating the general configuration of a mass spectrometry system 100 provided with an ionization device 300.

Фиг. 4 является видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации, предусмотренное в приборе 200 для масс-спектрометрии.Fig. 4 is a perspective view illustrating the frame 8 and the ionization device 300 provided in the mass spectrometry instrument 200.

Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, показанную на фиг. 4, рассматриваемую с задней стороны.Fig. 5 is a diagram illustrating the frame 8 shown in FIG. 4 viewed from the rear.

Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, установленную на прибор 200 для масс-спектрометрии посредством петлевой конструкции открываемым/закрываемым образом, и канал 201 для впуска ионов, предусмотренный в приборе 200 для масс-спектрометрии.Fig. 6 is a diagram illustrating the frame 8 mounted on the mass spectrometry instrument 200 by the open/close loop structure, and the ion inlet 201 provided in the mass spectrometry instrument 200.

Фиг. 7 является видом в перспективе, иллюстрирующим устройство 300 ионизации, предусмотренное для рамки 8.Fig. 7 is a perspective view illustrating the ionization device 300 provided for the frame 8.

Фиг. 8 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации.Fig. 8 is an exploded perspective view illustrating the frame 8 and the ionization device 300.

Фиг. 9 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 1.Fig. 9 is a perspective view illustrating the insulating plate 1.

Фиг. 10 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в положительном направлении Y-оси.Fig. 10 is a side view illustrating the insulating plate 1 viewed in the positive direction of the Y-axis.

Фиг. 11 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в отрицательном направлении X-оси.Fig. 11 is a side view illustrating the insulating plate 1 viewed in the negative direction of the X-axis.

Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 4.Fig. 12 is a perspective view illustrating the discharge plate 4.

Фиг. 13 является видом сбоку разрядной пластины 4, рассматриваемой с отрицательного направления X-оси.Fig. 13 is a side view of the discharge plate 4 viewed from the negative X-axis direction.

Фиг. 14 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 2.Fig. 14 is a perspective view illustrating the insulating plate 2.

Фиг. 15 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 2, рассматриваемую в отрицательном направлении Y-оси.Fig. 15 is a side view illustrating the insulating plate 2 viewed in the negative direction of the Y-axis.

Фиг. 16 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 5.Fig. 16 is a perspective view illustrating the discharge plate 5.

Фиг. 17 является схемой, изображающей боковую поверхность разрядной пластины 5, рассматриваемой в положительном направлении Y-оси.Fig. 17 is a diagram showing the side surface of the discharge plate 5 viewed from the positive direction of the Y-axis.

Фиг. 18 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядный электрод 6.Fig. 18 is a perspective view illustrating the discharge electrode 6.

Фиг. 19 является видом сбоку, иллюстрирующим разрядный электрод 6, рассматриваемый в направлении Y-оси.Fig. 19 is a side view illustrating the discharge electrode 6 viewed in the Y-axis direction.

Фиг. 20 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 3.Fig. 20 is a perspective view illustrating the insulating plate 3.

Фиг. 21 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 3, рассматриваемую в положительном направлении X-оси.Fig. 21 is a side view illustrating the insulating plate 3 viewed in the positive X-axis direction.

Фиг. 22 является видом в поперечном сечении, иллюстрирующим устройство 300 ионизации и рамку 8, показанную на фиг. 7, на XZ-плоскости.Fig. 22 is a cross-sectional view illustrating the ionization device 300 and the frame 8 shown in FIG. 7 on the XZ plane.

Фиг. 23 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ ионизации вещества посредством прибора 200 для масс-спектрометрии.Fig. 23 is a flowchart illustrating a method for ionizing a substance by means of a mass spectrometry instrument 200.

Фиг. 24 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 2,0 кВ.Fig. 24 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes in a state where the discharge voltage is set to 2.0 kV.

Фиг. 25 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 2,5 кВ.Fig. 25 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes in a state where the discharge voltage is set to 2.5 kV.

Фиг. 26 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 3,0 кВ.Fig. 26 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes in a state where the discharge voltage is set to 3.0 kV.

Фиг. 27 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами посредством устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 27 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes by the ionization device 300 according to the present embodiment.

Фиг. 28 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами согласно уровню техники.Fig. 28 is a diagram showing a change in ion detection intensity with respect to electrode spacing according to the prior art.

Фиг. 29 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных устройством 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 29 is a graphical representation of the mass distribution of ions generated by the ionization device 300 according to the present embodiment.

Фиг. 30 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных согласно уровню техники.Fig. 30 is a graphical representation of the mass distribution of ions generated according to the prior art.

Фиг. 31 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива) ионизируется с помощью устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.Fig. 31 is a diagram showing a measurement result when a volatile substance generated from a sample (eg, beer) is ionized by the ionization device 300 according to the present embodiment.

Фиг. 32 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива), ионизируется с помощью уровня техники.Fig. 32 is a diagram showing a measurement result when a volatile substance generated from a sample (eg, beer) is ionized by the prior art.

Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей соотношение соответствия между напряжением разряда и расстоянием между электродами, которые задаются, когда процесс ионизации выполняется с помощью устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления.Fig. 33 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a discharge voltage and an electrode distance that is set when an ionization process is performed by the ionization device 300 according to the present embodiment.

Фиг. 34 является схемой, иллюстрирующей пример устройства ионизации согласно уровню техники.Fig. 34 is a diagram illustrating an example of an ionization device according to the prior art.

ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯOPTIMAL MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0009] Далее в данном документе вариант осуществления для выполнения настоящего раскрытия будет описан со ссылкой на чертежи. В описании, показанном ниже, общая часть на каждом чертеже может быть обозначена одинаковым ссылочным номером, и ее объяснение может быть пропущено. Также, для легкости понимания, масштаб каждого элемента на каждом чертеже может отличаться от фактического масштаба. Направление X-оси, направление Y-оси и направление Z-оси представляют направление, параллельное X-оси, направление, параллельное Y-оси, и направление, параллельное Z-оси. Направление X-оси и направление Y-оси и направление Z-оси являются ортогональными друг другу. Из направлений X-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением X-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением X-оси. Из направлений Y-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением Y-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением Y-оси. Из направлений Z-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением Z-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением Z-оси. Направление X-оси является боковым поперечным направлением, когда рассматривается спереди устройства ионизации. Направление Y-оси является направлением по высоте устройства ионизации. Направление Z-оси является направлением по глубине устройства ионизации.[0009] Hereinafter, an embodiment for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description shown below, the common part in each drawing may be identified with the same reference number, and its explanation may be omitted. Also, for ease of understanding, the scale of each element in each drawing may differ from the actual scale. The X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction represent the direction parallel to the X-axis, the direction parallel to the Y-axis, and the direction parallel to the Z-axis. The X-axis direction and the Y-axis direction and the Z-axis direction are orthogonal to each other. Of the X-axis directions, the direction indicated by the arrow must be the positive X-axis direction, and the direction opposite to that direction must be the negative X-axis direction. Of the Y-axis directions, the direction indicated by the arrow must be the positive Y-axis direction, and the direction opposite to this direction must be the negative Y-axis direction. Of the Z-axis directions, the direction indicated by the arrow must be the positive Z-axis direction, and the direction opposite to this direction must be the negative Z-axis direction. The X-axis direction is the lateral transverse direction when viewed from the front of the ionization device. The Y-axis direction is the height direction of the ionization device. The Z-axis direction is the depth direction of the ionization device.

[0010] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей состояние переноса ионизированного вещества посредством коронного разряда к прибору 200 для масс-спектрометрии.[0010] FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the ionization device 300 according to the present embodiment. Fig. 2 is a diagram illustrating a state of transfer of an ionized substance by a corona discharge to a mass spectrometry instrument 200 .

На фиг. 1 и 2 30 является секцией формирования ионов, и секция (пространство) формирования ионов снабжена электродом 6 и электродом 4 для генерации коронного разряда. Разрядный электрод 4 имеет отверстие 4a и размещен так, что коронный разряд возникает между электродом 6 и концевой частью (кромкой) отверстия 4a электрода 4. Проход в отверстии 4a электрода 4 составляет секцию переноса для переноса ионизированных веществ, подлежащих измерению, к прибору 200 для масс-спектрометрии. Секция переноса может быть выполнена посредством отверстия 4a электрода и сквозного отверстия (1b) изоляционной пластины 1, которая должна быть описана позже. 201 является каналом для впуска ионов прибора 200 для масс-спектрометрии.In FIG. 1 and 2 30 is an ion generation section, and the ion formation section (space) is provided with an electrode 6 and an electrode 4 for generating a corona discharge. The discharge electrode 4 has a hole 4a and is placed so that the corona discharge occurs between the electrode 6 and the end portion (edge) of the hole 4a of the electrode 4. -spectrometry. The transfer section may be formed by the electrode hole 4a and the through hole (1b) of the insulating plate 1 to be described later. 201 is the ion inlet of the instrument 200 for mass spectrometry.

Ионизированный аналит (33a) принимается в аппарат для анализа из канала 201 для впуска ионов посредством всасывающего устройства (не показано), предусмотренного внутри прибора 200 для масс-спектрометрии.The ionized analyte (33a) is received into the analysis apparatus from the ion inlet port 201 by means of a suction device (not shown) provided inside the mass spectrometry apparatus 200.

[0011] Эллиптическая часть, указанная ссылочной позицией 31, представляет коронный разряд, который возникает в области, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. 33 показывает сгенерированный коронный разряд. Вещество, подлежащее измерению, 32 подается рядом с коронным разрядом по трубке 12. 700 является источником питания, который генерирует коронный разряд.[0011] The elliptical portion indicated by reference numeral 31 represents a corona discharge that occurs in a region where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other. 33 shows the generated corona discharge. The substance to be measured 32 is supplied adjacent to the corona through tube 12. 700 is the power source that generates the corona.

[0012] В настоящем варианте осуществления устройство ионизации снабжено электродом, который генерирует коронный разряд, и коронный разряд не возникает между устройством ионизации и частью прибора для масс-спектрометрии, как проиллюстрировано на фиг. 34, так что прибор для масс-спектрометрии не подвергается непосредственному и сильному воздействию коронного разряда, и, таким образом, коронный разряд не вызывает значительное повреждение прибора для масс-спектрометрии, ведущее к поломке или неправильной работе.[0012] In the present embodiment, the ionization device is provided with an electrode that generates a corona discharge, and the corona discharge does not occur between the ionization device and a part of the mass spectrometry instrument, as illustrated in FIG. 34 so that the mass spectrometry instrument is not directly and severely affected by the corona discharge, and thus the corona discharge does not cause significant damage to the mass spectrometry instrument leading to breakdown or malfunction.

[0013] Кроме того, отверстие 4a разрядного электрода 4 и канал для впуска ионов прибора 200 для масс-спектрометрии могут быть размещены на прямой линии. Кроме того, расстояние между секцией переноса ионов и каналом для впуска ионов прибора для масс-спектрометрии может быть сокращено. Таким образом, ионизированное вещество может быть перенесено к прибору для масс-спектрометрии без рассеивания в открытое пространство, тем самым, улучшая аналитическую чувствительность ионизированного вещества.[0013] In addition, the opening 4a of the discharge electrode 4 and the ion inlet of the mass spectrometry instrument 200 can be placed in a straight line. In addition, the distance between the ion transport section and the ion inlet of the mass spectrometry instrument can be shortened. Thus, the ionized substance can be transferred to the mass spectrometry instrument without being scattered into an open space, thereby improving the analytical sensitivity of the ionized substance.

[0014] Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей общую конфигурацию системы 100 для масс-спектрометрии, включающей в себя устройство 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Система 100 для масс-спектрометрии включает в себя прибор 200 для масс-спектрометрии, устройство 300 ионизации, рамку 8 для прикрепления устройства 300 ионизации к прибору 200 для масс-спектрометрии, газоотсасывающее устройство 400, такое как вакуумный насос, соединенный с устройством 300 ионизации, и источник 700 питания постоянного тока (DC). Источник 700 питания постоянного тока может быть, например, блоком подачи питания, установленным в приборе 200 для масс-спектрометрии, или блоком подачи питания, отличным от блока подачи питания (блоком подачи питания, независимым от прибора 200 для масс-спектрометрии).[0014] FIG. 3 is a diagram illustrating the general configuration of a mass spectrometry system 100 including an ionization apparatus 300 according to the present embodiment. The mass spectrometry system 100 includes a mass spectrometry apparatus 200, an ionization apparatus 300, a frame 8 for attaching the ionization apparatus 300 to the mass spectrometry apparatus 200, a gas suction apparatus 400 such as a vacuum pump connected to the ionization apparatus 300, and a direct current (DC) power source 700 . The DC power supply 700 may be, for example, a power supply unit installed in the mass spectrometry instrument 200, or a power supply unit other than the power supply unit (a power supply unit independent of the mass spectrometry instrument 200).

[0015] Фиг. 4 является видом в перспективе рамки 8 и устройства 300 ионизации, которые предусмотрены в приборе 200 для масс-спектрометрии. Рамка 8 размещается перед прибором 200 для масс-спектрометрии. Передняя сторона прибора 200 для масс-спектрометрии является такой же, что и торцевая сторона прибора 200 для масс-спектрометрии в отрицательном направлении Z-оси. Рамка 8 размещается перед прибором 200 для масс-спектрометрии, например, посредством петлевой конструкции. Монтажная конструкция рамки 8 на прибор 200 для масс-спектрометрии не ограничивается петлевой конструкцией, и может быть использован винтовой зажим. На рамке 8 предусмотрен запирающий блок 9. Запирающий блок 9 навинчивается на рамку 8, например, в позиции рядом с коневой частью рамки 8 в положительном направлении X-оси в торцевой поверхности рамки 8 в отрицательном направлении Z-оси.[0015] FIG. 4 is a perspective view of the frame 8 and the ionization device 300 that are provided in the mass spectrometry apparatus 200. Frame 8 is placed in front of the instrument 200 for mass spectrometry. The front side of the mass spectrometry instrument 200 is the same as the end side of the mass spectrometry instrument 200 in the negative Z-axis direction. The frame 8 is placed in front of the mass spectrometry instrument 200, for example by means of a loop structure. The mounting structure of the frame 8 on the mass spectrometry apparatus 200 is not limited to a loop structure, and a screw clamp may be used. A locking block 9 is provided on the frame 8. The locking block 9 is screwed onto the frame 8, for example, in a position next to the end of the frame 8 in the positive X-axis direction at the end face of the frame 8 in the negative Z-axis direction.

[0016] Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, показанную на фиг. 4, рассматриваемую с задней стороны. Трубка 500, присоединенная к газоотсасывающему устройству 400, присоединяется к торцевой поверхности рамки 8 в отрицательном направлении Y-оси. Трубка 500 сообщается с вогнутой частью 8a, сформированной в тыльной поверхности рамки 8. Тыльная поверхность рамки 8 и торцевая сторона рамки 8 в положительном направлении Z-оси являются одним и тем же. Устройство 300 ионизации привинчивается на центральной части донной части 8a1 вогнутой части 8a. В устройстве 300 ионизации сформировано сквозное отверстие 1b, чтобы сообщаться с вогнутой частью 8a в рамке 8. Предусмотрено кольцевое уплотнение 14, чтобы окружать вогнутую часть 8a рамки 8.[0016] FIG. 5 is a diagram illustrating the frame 8 shown in FIG. 4 viewed from the rear. The tube 500 attached to the gas suction device 400 is attached to the end surface of the frame 8 in the negative direction of the Y-axis. The tube 500 communicates with the concave part 8a formed in the back surface of the frame 8. The back surface of the frame 8 and the end side of the frame 8 in the positive Z-axis direction are the same. The ionization device 300 is screwed on the central part of the bottom part 8a1 of the concave part 8a. In the ionization device 300, a through hole 1b is formed to communicate with the concave portion 8a in the frame 8. An annular seal 14 is provided to surround the concave portion 8a of the frame 8.

[0017] Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, установленную на прибор 200 для масс-спектрометрии посредством петлевой конструкции открываемым/закрываемым образом, и в приборе 200 для масс-спектрометрии предусмотрен канал 201 для впуска ионов. Как показано на фиг. 6, конец канала 201 для впуска ионов предусмотрен впереди прибора 200 для масс-спектрометрии. Когда рамка 8 размещена так, чтобы покрывать канал 201 для впуска ионов, и стопор 21 закреплен к запирающему блоку 9, описанному выше, рамка 8 фиксируется к прибору 200 для масс-спектрометрии с концом канала 201 для впуска ионов, обращенным к сквозному отверстию 1b устройства 300 ионизации (см. фиг. 4). На этой стадии, когда кольцевое уплотнение 14, показанное на фиг. 6, приходит в тесное соприкосновение с передней поверхностью прибора 200 для масс-спектрометрии, между вогнутой частью 8a рамки 8 и прибором 200 для масс-спектрометрии формируется герметичное пространство.[0017] FIG. 6 is a diagram illustrating the frame 8 mounted on the mass spectrometry instrument 200 by an open/close loop structure, and the ion inlet 201 is provided in the mass spectrometry instrument 200. As shown in FIG. 6, an end of the ion inlet 201 is provided in front of the mass spectrometry apparatus 200. When the frame 8 is positioned to cover the ion inlet 201 and the stopper 21 is fixed to the locking block 9 described above, the frame 8 is fixed to the mass spectrometry instrument 200 with the end of the ion inlet 201 facing the through hole 1b of the device. 300 ionization (see Fig. 4). At this stage, when the O-ring 14 shown in FIG. 6 comes into close contact with the front surface of the mass spectrometry instrument 200, a sealed space is formed between the concave portion 8a of the frame 8 and the mass spectrometry instrument 200.

[0018] Далее, конструкция рамки 8 и устройства 300 ионизации будет описана подробно со ссылкой на фиг. 7-22.[0018] Next, the structure of the frame 8 and the ionization device 300 will be described in detail with reference to FIG. 7-22.

[0019] Фиг. 7 является видом в перспективе, иллюстрирующим устройство 300 ионизации, предусмотренное для рамки 8. Фиг. 7 показывает состояние, в котором множество компонентов, конфигурирующих рамку 8, собраны с устройством 300 ионизации. Фиг. 8 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации. Как показано на фиг. 8, устройство 300 ионизации включает в себя изоляционную пластину 1, разрядную пластину 4, изоляционную пластину 2, разрядную пластину 5, разрядный электрод 6, изоляционную пластину 3, уплотняющую пластину 7 и трубку 12.[0019] FIG. 7 is a perspective view illustrating the ionization device 300 provided for the frame 8. FIG. 7 shows a state in which a plurality of components configuring the frame 8 are assembled with the ionization device 300. Fig. 8 is an exploded perspective view illustrating the frame 8 and the ionization device 300. As shown in FIG. 8, the ionization device 300 includes an insulating plate 1, a discharge plate 4, an insulating plate 2, a discharge plate 5, a discharge electrode 6, an insulating plate 3, a sealing plate 7, and a tube 12.

[0020] Изоляционная пластина 2 является первой изолирующей секцией. Разрядный электрод 6 является первым электродом, предусмотренным на изоляционной пластине 2. Изоляционная пластина 1 является второй изоляционной секцией, предусмотренной между изоляционной пластиной 2 и прибором 200 для масс-спектрометрии. Разрядная пластина 4 является вторым электродом, предусмотренным на изоляционной пластине 1 на расстоянии (например, 1,5 мм) от разрядного электрода 6 и заземленным.[0020] The insulating plate 2 is the first insulating section. The discharge electrode 6 is the first electrode provided on the insulating plate 2. The insulating plate 1 is the second insulating section provided between the insulating plate 2 and the mass spectrometry instrument 200 . The discharge plate 4 is the second electrode provided on the insulating plate 1 at a distance (for example, 1.5 mm) from the discharge electrode 6 and grounded.

[0021] Фиг. 9 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 1. Фиг. 10 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в положительном направлении Y-оси. Фиг. 11 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в отрицательном направлении X-оси.[0021] FIG. 9 is a perspective view illustrating the insulating plate 1. FIG. 10 is a side view illustrating the insulating plate 1 viewed in the positive direction of the Y-axis. Fig. 11 is a side view illustrating the insulating plate 1 viewed in the negative direction of the X-axis.

[0022] Изоляционная пластина 1 является изолирующим элементом, сформированным так, чтобы быть подгоняемой в вогнутую часть 8b рамки 8. Материалом изоляционной пластины 1 является, например, PTFE (политетрафторэтилен). Следует отметить, что материал изоляционной пластины 1 не ограничивается PTFE, и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF (поливинилдиенфторид), EPBR (этилен-пропилен-бутадиен каучук), SBR (стирол-бутадиен каучук) или CMC (изопреновый каучук, карбоксиметилцеллюлоза). Материал может включать в себя PP (полипропилен) или нейлоновую изоляционную смолу. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.[0022] The insulating plate 1 is an insulating member formed to fit into the concave portion 8b of the frame 8. The material of the insulating plate 1 is, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene). Note that the material of the insulating plate 1 is not limited to PTFE, and may be, for example, a fluorine binder such as PVDF (Polyvinyl Diene Fluoride), EPBR (Ethylene Propylene Butadiene Rubber), SBR (Styrene Butadiene Rubber), or CMC (Isoprene Rubber). , carboxymethylcellulose). The material may include PP (polypropylene) or nylon insulating resin. One type of material may be used alone, or two or more types of material may be used in combination.

[0023] В изоляционной пластине 1 сформированы вогнутая часть 1a, сквозное отверстие 1b, отверстие 1c под винт, выпуклая часть 1d и множество отверстий 1e под винты.[0023] In the insulating plate 1, a concave portion 1a, a through hole 1b, a screw hole 1c, a convex portion 1d, and a plurality of screw holes 1e are formed.

[0024] Вогнутая часть 1a является углублением, сформированным в торцевой поверхности изоляционной пластины 1 в отрицательном направлении Z-оси. Разрядная пластина 4, показанная на фиг. 8, подгоняется в вогнутую часть 1a.[0024] The concave part 1a is a recess formed in the end surface of the insulating plate 1 in the negative Z-axis direction. The discharge plate 4 shown in FIG. 8 fits into the concave portion 1a.

[0025] Сквозное отверстие 1b имеет функцию переноса вещества, подлежащего ионизации, к прибору 200 для масс-спектрометрии. Вещество, которое подлежит ионизации, является веществом, ионизированным в пространстве, включающем в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, через коронный разряд, возникающий между разрядным электродом 6 и разрядной пластиной 4. Пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, будет описано подробно позже.[0025] The through hole 1b has the function of transferring the substance to be ionized to the mass spectrometry instrument 200 . The substance to be ionized is a substance ionized in a space including a region where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other through a corona discharge occurring between the discharge electrode 6 and the discharge plate 4. The space including the area where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other will be described in detail later.

[0026] Отверстие 1c под винт является отверстием, в которое вставляется крепежный элемент (например, винт 15, показанный на фиг. 8) для прикрепления разрядной пластины 4 к изоляционной пластине 1.[0026] The screw hole 1c is a hole into which a fastener (for example, the screw 15 shown in Fig. 8) is inserted to attach the discharge plate 4 to the insulating plate 1.

[0027] Выпуклая часть 1d сформирована на торцевой грани изоляционной пластины 1 в направлении положительной Z-оси, а также сформирована с таким размером, чтобы быть способной вставляться в отверстие 8a2 рамки 8 без какого-либо зазора.[0027] The convex part 1d is formed on the end face of the insulating plate 1 in the positive Z-axis direction, and is also formed in such a size as to be able to be inserted into the hole 8a2 of the frame 8 without any gap.

[0028] Отверстия 1e под винты являются отверстиями, в которые множество крепежных элементов (например, винтов 15, показанных на фиг. 8) вставляются для прикрепления изоляционной пластины 1 к рамке 8.[0028] The screw holes 1e are holes into which a plurality of fasteners (for example, screws 15 shown in Fig. 8) are inserted to attach the insulating plate 1 to the frame 8.

[0029] Когда изоляционная пластина 1 прикрепляется к рамке 8, выпуклая часть 1d изоляционной пластины 1 вставляется в отверстие 8a2, и изоляционная пластина 1 вставляется в вогнутую часть 8b рамки 8. После этого изоляционная пластина 1 прикрепляется к рамке 8 посредством завинчивания множества винтов 15 через донную часть 8a1 рамки 8 в отверстия 1e под винты изоляционной пластины 1.[0029] When the insulating plate 1 is attached to the frame 8, the convex portion 1d of the insulating plate 1 is inserted into the hole 8a2, and the insulating plate 1 is inserted into the concave portion 8b of the frame 8. Thereafter, the insulating plate 1 is attached to the frame 8 by screwing a plurality of screws 15 through the bottom part 8a1 of the frame 8 into the screw holes 1e of the insulating plate 1.

[0030] Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 4. Фиг. 13 является видом сбоку разрядной пластины 4, рассматриваемой с отрицательного направления X-оси. Разрядная пластина 4 является электропроводящим элементом, который вставляется в вогнутую часть 1a изоляционной пластины 1 и соединяется с отрицательным электродом, например, источника 700 питания постоянного тона, показанного на фиг. 3. Материалом разрядной пластины 4 является, например, SUS304, который является сплавом аустенитной нержавеющей стали. Материал разрядной пластины 4 не ограничивается SUS304 и может быть SUS303, сплавом ферритовой нержавеющей стали, сплавом на основе титана, алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью, железным сплавом или подобное. Ферритовый нержавеющий сплав включает в себя SUS430 или подобное. Алюминиевый сплав включает в себя A6063, A5056 или подобное. Медный сплав включает в себя хромистую медь, бериллиевую медь или подобное. Литейный чугун включает в себя серый чугун, представленный посредством FC200, шаровидный графитовый чугун, представленный посредством FCD400, или подобное. Сталь включает в себя углеродистую сталь, представленную посредством SC450, материал трубки из углеродистой стали для механической конструкции, представленный посредством STKM, или подобное. Железный сплав включает в себя хромомолибденовую сталь, представленную посредством SCM, или подобное.[0030] FIG. 12 is a perspective view illustrating the discharge plate 4. FIG. 13 is a side view of the discharge plate 4 viewed from the negative X-axis direction. The discharge plate 4 is an electrically conductive member that is inserted into the concave portion 1a of the insulating plate 1 and connected to the negative electrode of, for example, the constant tone power supply 700 shown in FIG. 3. The material of the discharge plate 4 is, for example, SUS304, which is an austenitic stainless steel alloy. The material of the discharge plate 4 is not limited to SUS304, and may be SUS303, ferritic stainless steel alloy, titanium-based alloy, aluminum alloy, copper alloy, cast iron, steel, iron alloy or the like. Ferrite stainless steel includes SUS430 or the like. Aluminum alloy includes A6063, A5056 or the like. The copper alloy includes chromium copper, beryllium copper, or the like. The cast iron includes gray iron represented by FC200, nodular graphite iron represented by FCD400, or the like. The steel includes carbon steel represented by SC450, carbon steel tube material for mechanical structure represented by STKM, or the like. The iron alloy includes chromium molybdenum steel represented by SCM or the like.

Разрядная пластина 4 может быть токопроводящим материалом или непроводящим материалом, или токопроводящее покрытие может быть сформировано на поверхности разрядной пластины 4. Материал покрытия может быть, например, графитом, титановым покрытием или непроводящим материалом, смешанным с токопроводящим материалом.The discharge plate 4 may be a conductive material or a non-conductive material, or a conductive coating may be formed on the surface of the discharge plate 4. The coating material may be, for example, graphite, a titanium coating, or a non-conductive material mixed with the conductive material.

[0031] В выпускной пластине 4 сформированы отверстие 4b под винт, отверстие 4c под винт и сквозное отверстие 4a.[0031] In the exhaust plate 4, a screw hole 4b, a screw hole 4c, and a through hole 4a are formed.

[0032] В отверстие 4b под винт вставляется винт 15, описанный выше. Таким образом, разрядная пластина 4 прикрепляется к изоляционной пластине 1.[0032] The screw 15 described above is inserted into the screw hole 4b. Thus, the discharge plate 4 is attached to the insulating plate 1.

[0033] В отверстие 4c под винт вставляется винт для прикрепления токопроводящей клеммы, предусмотренной на конце проводки 600, присоединенной к отрицательному электроду, например, источника 700 питания постоянного тока, показанного на фиг. 3. Этот винт ввинчивается в отверстие 4c под винт в разрядной пластине 4, так что отрицательный электрод источника 700 питания постоянного тока электрически присоединяется к разрядной пластине 4.[0033] A screw is inserted into the screw hole 4c to attach a conductive terminal provided at the end of the wiring 600 connected to the negative electrode, such as the DC power supply 700 shown in FIG. 3. This screw is screwed into the screw hole 4c in the discharge plate 4, so that the negative electrode of the DC power supply 700 is electrically connected to the discharge plate 4.

[0034] Сквозное отверстие 4a является отверстием, которое пронизывает разрядную пластину 4 в направлении Z-оси и имеет функцию переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии. Первая толщина t1 части разрядной пластины 4, в которой сквозное отверстие 4a сформировано в направлении Z-оси, тоньше второй толщины t2 части разрядной пластины 4, в которой отверстие 4b под винт сформировано в направлении Z-оси. Первая толщина t1 равна, например, 0,8-1,2 мм, а вторая толщина t2 равна, например, 5,0-7,0 мм. Посредством конфигурирования разрядной пластины 4, как описано выше, когда разрядная пластина 4 подгоняется в вогнутую часть 1a изоляционной пластины 1, конец разрядной иглы разрядного электрода 6 может быть размещен рядом со сквозным отверстием 4a разрядной пластины 4, и пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, может быть предоставлено.[0034] The through hole 4a is a hole that penetrates the discharge plate 4 in the Z-axis direction and has the function of carrying ionized matter to the mass spectrometry instrument 200. The first thickness t1 of the portion of the discharge plate 4 in which the through hole 4a is formed in the Z-axis direction is thinner than the second thickness t2 of the portion of the discharge plate 4 in which the screw hole 4b is formed in the Z-axis direction. The first thickness t1 is, for example, 0.8-1.2 mm, and the second thickness t2 is, for example, 5.0-7.0 mm. By configuring the discharge plate 4 as described above, when the discharge plate 4 is fitted into the concave portion 1a of the insulating plate 1, the discharge needle end of the discharge electrode 6 can be placed near the through hole 4a of the discharge plate 4, and a space including an area where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other can be provided.

[0035] Угловая часть 4e сквозного отверстия 4a функционирует как разрядный электрод разрядной пластины 4. Угловая часть 4e является частью, где торцевая грань 4d разрядной пластины 4 в отрицательном направлении Z-оси пересекается с поверхностью 4a1 стенки, формирующей сквозное отверстие 4a.[0035] The corner portion 4e of the through hole 4a functions as the discharge electrode of the discharge plate 4. The corner portion 4e is the portion where the end face 4d of the discharge plate 4 in the negative Z-axis direction intersects with the wall surface 4a1 forming the through hole 4a.

[0036] Фиг. 14 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 2. Фиг. 15 является видом сбоку изоляционной пластины 2, рассматриваемой в отрицательном направлении Y-оси. Изоляционная пластина 2 является изолирующим элементом, прикрепленным к торцевой грани изоляционной пластины 1 в отрицательном направлении Z-оси, с тем чтобы удерживать разрядную пластину 4. Материалом изоляционной пластины 2 является, например, PTFE. Материал изоляционной пластины 2 не ограничивается PTFE и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF, EPBR, SBR или CMC. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.[0036] FIG. 14 is a perspective view illustrating the insulating plate 2. FIG. 15 is a side view of the insulating plate 2 viewed from the negative direction of the Y-axis. The insulating plate 2 is an insulating member attached to the end face of the insulating plate 1 in the negative Z-axis direction so as to hold the discharge plate 4. The material of the insulating plate 2 is, for example, PTFE. The material of the insulating plate 2 is not limited to PTFE, and may be, for example, a fluorine binder such as PVDF, EPBR, SBR, or CMC. One type of material may be used alone, or two or more types of material may be used in combination.

[0037] В изоляционной пластине 2 cформированы вогнутая часть 2a, сквозное отверстие 2b, отверстие 2c под винт, отверстие 2f под винт, отверстие 2h под винт и сквозное отверстие 2i.[0037] In the insulating plate 2, a concave portion 2a, a through hole 2b, a screw hole 2c, a screw hole 2f, a screw hole 2h, and a through hole 2i are formed.

[0038] Вогнутая часть 2a является углублением, сформированным в торцевой грани 2d в отрицательном направлении Z-оси изоляционной пластины 2, с тем чтобы быть способным к размещению разрядной пластины 5 и разрядного электрода 6. Сквозное отверстие 2i сформировано в донной поверхности вогнутой части 2a в положительном направлении Z-оси, проходя от донной поверхности вогнутой части 2a до торцевой грани 2g изоляционной пластины 2 в положительном направлении Z-оси. Сквозное отверстие 2i является отверстием для вставки разрядной иглы разрядного электрода 6.[0038] The concave portion 2a is a recess formed in the end face 2d in the negative Z-axis direction of the insulating plate 2 so as to be capable of accommodating the discharge plate 5 and the discharge electrode 6. The through hole 2i is formed in the bottom surface of the concave portion 2a in the positive direction of the Z-axis, extending from the bottom surface of the concave portion 2a to the end face 2g of the insulating plate 2 in the positive direction of the Z-axis. The through hole 2i is a hole for inserting the discharge needle of the discharge electrode 6.

[0039] Два отверстия 2c под винты сформированы в торцевой грани 2d в отрицательном направлении Z-оси изоляционной пластины 2. Два отверстия 2c под винты размещаются порознь в направлении Y-оси, с тем чтобы удерживать вогнутую часть 2a.[0039] Two screw holes 2c are formed in the end face 2d in the negative Z-axis direction of the insulating plate 2. The two screw holes 2c are placed apart in the Y-axis direction so as to hold the concave part 2a.

[0040] Сквозное отверстие 2b сформировано для вставки трубки 12 от наклонной поверхности 2e изоляционной пластины 2 по направлению к торцевой грани 2g в положительном направлении Z-оси изоляционной пластины 2.[0040] The through hole 2b is formed to insert the tube 12 from the inclined surface 2e of the insulating plate 2 towards the end face 2g in the positive Z-axis direction of the insulating plate 2.

[0041] Трубка 12 является трубчатым элементом, созданным из керамики, например, для введения аналита посредством прибора 200 для масс-спектрометрии в пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. Трубка 12 вставляется в сквозное отверстие 2b изоляционной пластины 2 через уплотняющую пластину 7, которая привинчивается на наклонную поверхность 2e изоляционной пластины 2. [0041] The tube 12 is a tubular member made of ceramic, for example, for introducing an analyte through the mass spectrometry instrument 200 into a space including a region where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other. The tube 12 is inserted into the through hole 2b of the insulating plate 2 through the sealing plate 7, which is screwed onto the inclined surface 2e of the insulating plate 2.

[0042] Уплотняющая пластина 7 привинчивается на наклонную поверхность 2e изоляционной пластины 2 посредством завинчивания винта 20, показанного на фиг. 8, в отверстие 2f под винт наклонной поверхности 2e изоляционной пластины 2. Угол θ наклона (фиг. 15) наклонной поверхности 2e относительно пластины, параллельной торцевой поверхности 2d, предпочтительно равен 25º-35º, например, 30º.[0042] The sealing plate 7 is screwed onto the inclined surface 2e of the insulating plate 2 by screwing the screw 20 shown in FIG. 8 into the screw hole 2f of the ramp 2e of the insulating plate 2. The angle θ (FIG. 15) of the ramp 2e with respect to the plate parallel to the end surface 2d is preferably 25º-35º, such as 30º.

[0043] Уплотнительное кольцо 13, показанное на фиг. 8, предпочтительно предусмотрено между уплотнительной пластиной 7 и наклонной поверхностью 2e изоляционной пластины 2. Посредством обеспечения уплотнительного кольца 13 воздухонепроницаемость между сквозным отверстием 2b изоляционной пластины 2 и трубкой 12 увеличивается.[0043] The O-ring 13 shown in FIG. 8 is preferably provided between the sealing plate 7 and the inclined surface 2e of the insulating plate 2. By providing the sealing ring 13, the air tightness between the through hole 2b of the insulating plate 2 and the tube 12 is increased.

[0044] Отверстие 2h под винт является отверстием, в которое завинчивается крепежный элемент (например, винт 15, показанный на фиг. 8) для прикрепления изоляционной пластины 2 к изоляционной пластине 2.[0044] The screw hole 2h is a hole into which a fastener (for example, screw 15 shown in Fig. 8) is screwed in order to attach the insulating plate 2 to the insulating plate 2.

[0045] Фиг. 16 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 5. Фиг. 17 является видом сбоку разрядной пластины 5, рассматриваемой в положительном направлении Y-оси. Разрядная пластина 5 является электропроводящим элементом, который вставляется в вогнутую часть 2a изоляционной пластины 2 и сформирован с таким размером, чтобы быть способным удерживать разрядную иглу разрядного электрода 6. Материалом разрядной пластины 5 является, например, SUS304. Материал разрядной пластины 5 не ограничивается SUS304 и может быть SUS303, SUS430 или вышеупомянутым алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью или железным сплавом.[0045] FIG. 16 is a perspective view illustrating the discharge plate 5. FIG. 17 is a side view of the discharge plate 5 viewed in the positive direction of the Y-axis. The discharge plate 5 is an electrically conductive member that is inserted into the concave portion 2a of the insulating plate 2 and is sized to be able to hold the discharge needle of the discharge electrode 6. The material of the discharge plate 5 is, for example, SUS304. The material of the discharge plate 5 is not limited to SUS304, and may be SUS303, SUS430, or the aforementioned aluminum alloy, copper alloy, cast iron, steel, or iron alloy.

[0046] В разрядной пластине 5 сформировано сквозное отверстие 5a, отверстие 5b под винт и отверстие 5c под винт.[0046] In the discharge plate 5, a through hole 5a, a screw hole 5b, and a screw hole 5c are formed.

[0047] Сквозное отверстие 5a является отверстием, которое пронизывает разрядную пластину 5 в направлении Z-оси, так что может быть вставлена разрядная игла разрядного электрода 6.[0047] The through hole 5a is a hole that penetrates the discharge plate 5 in the Z-axis direction so that the discharge needle of the discharge electrode 6 can be inserted.

[0048] В отверстие 5b под винт вставляется винт для прикрепления токопроводящей клеммы, предусмотренной на конце проводки 600, присоединенной, например, к положительному электроду, например, источника 700 питания постоянного тока, показанного на фиг. 3. Этот винт ввинчивается в отверстие 5b под винт разрядной пластины 5, так что положительный электрод источника 700 питания постоянного тока электрически присоединяется к разрядной пластине 5. Отверстие 5c под винт является отверстием для вставки винта для прикрепления разрядной пластины 5 к изоляционной пластине 2.[0048] A screw is inserted into the screw hole 5b to attach a conductive terminal provided at the end of the wiring 600 connected to, for example, the positive electrode of, for example, the DC power supply 700 shown in FIG. 3. This screw is screwed into the screw hole 5b of the discharge plate 5, so that the positive electrode of the DC power supply 700 is electrically connected to the discharge plate 5. The screw hole 5c is a screw insertion hole for attaching the discharge plate 5 to the insulation plate 2.

[0049] Фиг. 18 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядный электрод 6. Фиг. 19 является видом сбоку разрядного электрода 6, рассматриваемого в направлении Y-оси. Материалом разрядного электрода 6 является, например, SUS430. Материал разрядного электрода 6 не ограничивается SUS430 и может быть SUS303, SUS304 или вышеупомянутым алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью, железным сплавом или подобное.[0049] FIG. 18 is a perspective view illustrating the discharge electrode 6. FIG. 19 is a side view of the discharge electrode 6 viewed from the Y-axis direction. The material of the discharge electrode 6 is, for example, SUS430. The material of the discharge electrode 6 is not limited to SUS430, and may be SUS303, SUS304, or the aforementioned aluminum alloy, copper alloy, cast iron, steel, iron alloy, or the like.

[0050] Разрядный электрод 6 включает в себя цоколь 6a и разрядную иглу 6b.[0050] The discharge electrode 6 includes a cap 6a and a discharge needle 6b.

[0051] Цоколь 6a является цилиндрическим элементом, имеющим торцевую грань 6b, сформированную плоской, чтобы приводиться в соприкосновение с изоляционной пластиной 3. Разрядная игла 6b предусмотрена на торцевой грани цоколя 6a, противоположной торцевой грани 6d. Разрядная игла 6b простирается от цоколя 6a в положительном направлении Z-оси, и ее концевая часть 6c размещается обращенной к сквозному отверстию 4a разрядной пластины 4. Область рядом с концевой частью 6c разрядной иглы 6b имеет сужающуюся форму, и угол θ наклона области с концевой частью 6c на вершине предпочтительно равен 15º-25º и равен, например, 20º.[0051] The base 6a is a cylindrical member having an end face 6b formed flat to be brought into contact with the insulating plate 3. A discharge needle 6b is provided on the end face of the base 6a opposite the end face 6d. The discharge needle 6b extends from the cap 6a in the positive Z-axis direction, and its end portion 6c is placed facing the through hole 4a of the discharge plate 4. The area near the end portion 6c of the discharge needle 6b has a tapering shape, and the angle θ of the region with the end portion 6c at the top is preferably 15º-25º and equal to, for example, 20º.

[0052] Фиг. 20 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 3. Фиг. 21 является видом сбоку изоляционной пластины 3, рассматриваемой в положительном направлении X-оси. Материалом изоляционной пластины 3 является, например, PTFE. Материал изоляционной пластины 3 не ограничивается PTFE и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF, EPBR, SBR или CMC. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.[0052] FIG. 20 is a perspective view illustrating the insulating plate 3. FIG. 21 is a side view of the insulating plate 3 viewed in the positive direction of the X-axis. The material of the insulating plate 3 is, for example, PTFE. The material of the insulating plate 3 is not limited to PTFE, and may be, for example, a fluorine binder such as PVDF, EPBR, SBR, or CMC. One type of material may be used alone, or two or more types of material may be used in combination.

[0053] В изоляционной пластине 3 два сквозных отверстия 3a пронизывают насквозь изоляционную пластину 3 в направлении Z-оси. Изоляционная пластина 3 прикрепляется к изоляционной пластине 2 посредством вставки винтов 16, показанных на фиг. 8, в два сквозных отверстия 3a, так что торцевая грань 3b изоляционной пластины 3 в положительном направлении Z-оси приводится в соприкосновение с цоколем 6a разрядного электрода 6, и завинчивания винтов 16 в изоляционную пластину 2.[0053] In the insulating plate 3, two through holes 3a penetrate through the insulating plate 3 in the Z-axis direction. The insulating plate 3 is attached to the insulating plate 2 by inserting the screws 16 shown in FIG. 8 into two through holes 3a so that the end face 3b of the insulating plate 3 in the positive direction of the Z-axis is brought into contact with the cap 6a of the discharge electrode 6, and screwing the screws 16 into the insulating plate 2.

[0054] Обращаясь обратно к фиг. 8, рамка 8 включает в себя запирающий блок 9, запирающий блок 10 и позиционирующий шип 11. Что касается материала рамки 8, предпочтительно используется металл, такой как алюминий (сплав) или нержавеющая сталь, для того, чтобы предотвращать утечку электромагнитных волн, вызванную посредством коронного разряда. Кроме того, может быть использована PMMA (полиметилметакрилатная смола), имеющая высокую прозрачность, чтобы облегчать подтверждение состояния переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии. Даже когда используется такая смола, имеющая высокую прозрачность, является предпочтительным формировать прозрачную токопроводящую пленку на поверхности рамки с точки зрения предотвращения утечки электромагнитных волн. Запирающий блок 9 привинчивается к рамке 8 винтами 17. Запирающий блок 10 является элементом, конфигурирующим петлевую конструкцию, которая привинчивается к рамке 8 винтами 18. Позиционирующий шип 11 вставляется в запирающий блок 10 в направлении Y-оси.[0054] Referring back to FIG. 8, the frame 8 includes a locking block 9, a locking block 10, and a positioning bar 11. As for the material of the frame 8, metal such as aluminum (alloy) or stainless steel is preferably used in order to prevent leakage of electromagnetic waves caused by corona discharge. In addition, PMMA (polymethyl methacrylate resin) having high transparency can be used to facilitate confirmation of the transfer state of the ionized substance to the mass spectrometry apparatus 200. Even when such a resin having high transparency is used, it is preferable to form a transparent conductive film on the surface of the frame from the viewpoint of preventing leakage of electromagnetic waves. The locking block 9 is screwed to the frame 8 by the screws 17. The locking block 10 is an element configuring a hinge structure which is screwed to the frame 8 by the screws 18. The positioning pin 11 is inserted into the locking block 10 in the Y-axis direction.

[0055] Фиг. 22 является видом в поперечном сечении устройства 300 ионизации и рамки 8 в XZ-плоскости, показанной на фиг. 7. Пространство 30, сформированное в устройстве 300 ионизации, является пространством, которое включает в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. Объем пространства 30 равен, например, 2550 мм³, когда размер вогнутой части 1a равен 6 мм глубиной, 17 мм шириной и 25 мм длиной. Однако объем пространства 30 не ограничивается этим и может быть объемом, способным создавать количество ионизированного вещества, требуемого для анализа посредством прибора 200 для масс-спектрометрии, например, 10-4000 мм³, более предпочтительно 100-3000 мм³ и даже более предпочтительно 500-2600 мм³, в то же время обеспечивая область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга.[0055] FIG. 22 is a cross-sectional view of the ionization device 300 and frame 8 in the XZ plane shown in FIG. 7. The space 30 formed in the ionization device 300 is a space that includes a region where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other. The volume of space 30 is, for example, 2550 mm ³ when the size of the concave portion 1a is 6 mm deep, 17 mm wide and 25 mm long. However, the volume of space 30 is not limited to this, and may be a volume capable of producing an amount of ionized matter required for analysis by the mass spectrometry apparatus 200, for example, 10-4000 mm ³ , more preferably 100-3000 mm ³ , and even more preferably 500- 2600 mm ³ while providing a region where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other.

[0056] Как описано выше, в настоящем варианте осуществления участок формирования ионов может быть выполнен в небольшом пространстве. Одной причиной для этого является то, что в разрядной пластине, которая является разрядным электродом, сформировано отверстие, и разрядная пластина имеет роль (функцию) разделения (стенки), которая составляет пространство. Кроме того, отверстие пространства (4a) разрядной пластины может функционировать в качестве секции переноса, которая переносит ионизированный аналит (33a), а концевая часть (кромка) отверстия разрядной пластины и разрядный электрод составляют пару электродов, так что размер устройства ионизации может быть дополнительно уменьшен.[0056] As described above, in the present embodiment, the ion generation portion can be provided in a small space. One reason for this is that a hole is formed in the discharge plate, which is the discharge electrode, and the discharge plate has the role (function) of a partition (wall) that constitutes a space. In addition, the opening of the space (4a) of the discharge plate can function as a transfer section that transfers the ionized analyte (33a), and the end portion (edge) of the opening of the discharge plate and the discharge electrode constitute an electrode pair, so that the size of the ionization device can be further reduced. .

«GP» на чертеже является расстоянием между электродами, и расстояние между электродами GP равно кратчайшему расстоянию от конца разрядного электрода 6 до разрядной пластины 4. Вогнутая часть 1a изоляционной пластины 1 и торцевая грань 2g изоляционной пластины 2 функционируют как секция формирования пространства для формирования пространства 30. Трубка 12 функционирует в качестве секции введения для введения аналита посредством прибора 200 для масс-спектрометрии в пространство 30. Пространство 30 является квазизамкнутым пространством, имеющим канал для впуска вещества, поскольку пространство 30 сообщается с внешней стороной изоляционной пластины 1 и изоляционной пластины 2 через трубку 12. Сквозное отверстие 4a, сформированное в разрядной пластине 4, и сквозное отверстие 1b изоляционной пластины 1 функционируют как секция переноса для переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии."GP" in the drawing is the distance between the electrodes, and the distance between the electrodes GP is equal to the shortest distance from the end of the discharge electrode 6 to the discharge plate 4. The concave portion 1a of the insulating plate 1 and the end face 2g of the insulating plate 2 function as a space forming section for forming the space 30 The tube 12 functions as an injection section for introducing the analyte via the mass spectrometry instrument 200 into the space 30. The space 30 is a quasi-enclosed space having a channel for the inlet of the substance, since the space 30 communicates with the outside of the insulating plate 1 and insulating plate 2 through the tube 12. The through hole 4a formed in the discharge plate 4 and the through hole 1b of the insulating plate 1 function as a transfer section for transferring the ionized substance to the mass spectrometry apparatus 200.

[0057] Далее будет описан способ ионизации вещества посредством устройства 300 ионизации.[0057] Next, a method for ionizing a substance by means of the ionization device 300 will be described.

[0058] Когда газоотсасывающе устройство 400 приводится в действие (этап S1), в пространстве (секции формирования ионов) 30 создается отрицательное давление. Затем, вещество 32, подлежащее анализу посредством прибора 200 для масс-спектрометрии, вводится в пространство 30, включающее в себя область 31 (этап S2). Воздух также вводится вместе с веществом 32, которое является образцом для анализа. Газ, всасываемый с веществом 32, может быть инертным газом, таким как азот, в зависимости от типа вещества. Поскольку воздух может быть использован в качестве впускного газа в настоящем варианте осуществления, прибор не усложняется, и операционные расходы могут быть уменьшены.[0058] When the gas suction device 400 is operated (step S1), a negative pressure is generated in the space (ion generation section) 30 . Then, the substance 32 to be analyzed by the mass spectrometry instrument 200 is introduced into the space 30 including the area 31 (step S2). Air is also introduced along with substance 32, which is the sample for analysis. The gas drawn in with the substance 32 may be an inert gas such as nitrogen, depending on the type of substance. Since air can be used as an inlet gas in the present embodiment, the apparatus is not complicated and the operating cost can be reduced.

[0059] Вещество 32, введенное в пространство 30, ионизируется посредством коронного разряда 33, возникающего между разрядным электродом 6 и разрядной пластиной 4 (этап S3).[0059] The substance 32 introduced into the space 30 is ionized by the corona discharge 33 occurring between the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 (step S3).

[0060] Ионизированное вещество 33a, которое является веществом, ионизированным в пространстве 30, переносится к прибору 200 для масс-спектрометрии через сквозное отверстие 4a разрядной пластины 4 и сквозное отверстие 1b изоляционной пластины 1 (этап S4). Принцип транспортировки ионизированного вещества 33a к прибору 200 для масс-спектрометрии совершается посредством первоначального притяжения посредством разности потенциалов и затем втягивания посредством дифференциального давления. С притяжением посредством разности потенциалов канала 201 для впуска иона устанавливается на потенциал, противоположный знаку заряда иона ионизированного вещества 33a, так что доля ионизированного вещества 33a собирается вокруг канала 201 для впуска ионов. Дополнительно, при втягивании посредством дифференциального давления прибор 200 для масс-спектрометрии снабжается газоотсасывающим устройством (не показано), и когда газоотсасывающее устройство работает (активизировано), ионизированное вещество 33a, которое существует вокруг канала 201 для впуска ионов, захватывается внутрь прибора 200 для масс-спектрометрии.[0060] The ionized substance 33a, which is the substance ionized in the space 30, is transferred to the mass spectrometry apparatus 200 through the through hole 4a of the discharge plate 4 and the through hole 1b of the insulating plate 1 (step S4). The principle of transporting the ionized substance 33a to the mass spectrometry instrument 200 is accomplished by first being attracted by a potential difference and then being drawn in by a differential pressure. With attraction by the potential difference, the ion inlet 201 is set to the opposite potential of the ion charge of the ionized substance 33a, so that a proportion of the ionized substance 33a is collected around the ion inlet 201. Further, when drawn in by differential pressure, the mass spectrometry instrument 200 is provided with a gas suction device (not shown), and when the gas suction device is operated (activated), the ionized substance 33a that exists around the ion inlet port 201 is trapped inside the mass instrument 200. spectrometry.

[0061] Обращаясь теперь к фиг. 24-26, будет описана интенсивность обнаружения ионов (в последующем также называется «интенсивностью ионов») прибора 200 для масс-спектрометрии, когда используется устройство 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.[0061] Turning now to FIG. 24-26, the ion detection intensity (hereinafter also referred to as "ion intensity") of the mass spectrometry instrument 200 when the ionization apparatus 300 according to the present embodiment is used will be described.

[0062] Фиг. 24 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 2,0 кВ. Фиг. 25 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 2,5 кВ. Фиг. 26 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 3,0 кВ. Фиг. 24-26 показывают результаты эксперимента, в котором интенсивность ионов была измерена, когда расстояние между электродами было сокращено при постоянной скорости с 3 мм до 0 мм. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет параллельные двойные оси истекшего времени (минуты) и расстояния между электродами (мм). Вертикальная ось каждого чертежа представляет интенсивность ионов при каждом истекшем времени и при каждом расстоянии между электродами.[0062] FIG. 24 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes with the discharge voltage set to 2.0 kV. Fig. 25 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes with the discharge voltage set to 2.5 kV. Fig. 26 is a diagram showing a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes with the discharge voltage set to 3.0 kV. Fig. 24-26 show the results of an experiment in which the ion intensity was measured when the distance between the electrodes was shortened at a constant speed from 3 mm to 0 mm. The horizontal axis of each of these drawings represents the parallel dual axes of elapsed time (minutes) and distance between electrodes (mm). The vertical axis of each drawing represents the intensity of the ions at each elapsed time and at each distance between the electrodes.

[0063] На каждой из фиг. 24-26 расстояние между электродами равно 3 мм до тех пор, пока не пройдет 0,5 минуты. После 0,5 минуты расстояние между электродами сокращается с постоянной скоростью. После 1,5 минуты расстояние между электродами равно 2 мм. После 2,5 минут расстояние между электродами равно 1 мм. После 3,5 минут расстояние между электродами равно 0 мм.[0063] In each of FIGS. 24-26 the distance between the electrodes is 3 mm until 0.5 minutes have passed. After 0.5 minutes, the distance between the electrodes is reduced at a constant rate. After 1.5 minutes, the distance between the electrodes is 2 mm. After 2.5 minutes, the distance between the electrodes is 1 mm. After 3.5 minutes, the distance between the electrodes is 0 mm.

[0064] Как показано на фиг. 24, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться, поскольку разряд не возникает, когда напряжение разряда равно 2,0 кВ.[0064] As shown in FIG. 24, the ionized substance 33a cannot be observed because the discharge does not occur when the discharge voltage is 2.0 kV.

[0065] С другой стороны, как показано на фиг. 25 и 26, разряд возникает, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ или более, так что ионизированное вещество 33a наблюдается.[0065] On the other hand, as shown in FIG. 25 and 26, the discharge occurs when the discharge voltage is 2.5 kV or more, so that the ionized substance 33a is observed.

[0066] Как показано на фиг. 25, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ, интенсивность ионов начинает увеличиваться, когда расстояние между электродами сокращается до 1,5 мм (2,0 минуты). В интервале расстояния между электродами от 1,3 мм до 0,6 мм (2,2 минуты до 2,9 минуты) интенсивность ионов сохраняет первое значение (около 0,6 × 10⁷). Когда расстояние между электродами сокращается до 0,6 мм или менее, интенсивность ионов начинает уменьшаться от первого значения. Когда расстояние между электродами меньше или равно 0,4 мм (3,1 минуты), интенсивность ионов сохраняет второе значение (около 0,2 × 10⁷). Другими словами, когда расстояние между электродами меньше 0,5 мм, интенсивность ионов является относительно низкой, но может быть обнаружена до некоторой степени и может наблюдаться. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,5 мм, интенсивность ионов является относительно высокой. Когда расстояние между электродами равно 1,5 мм или более, интенсивность ионов не может наблюдаться.[0066] As shown in FIG. 25, when the discharge voltage is 2.5 kV, the ion intensity starts to increase when the distance between the electrodes shortens to 1.5 mm (2.0 minutes). In the range of the distance between the electrodes from 1.3 mm to 0.6 mm (2.2 minutes to 2.9 minutes), the ion intensity retains the first value (about 0.6 × 10 ⁷ ). When the distance between the electrodes is reduced to 0.6 mm or less, the ion intensity starts to decrease from the first value. When the distance between the electrodes is less than or equal to 0.4 mm (3.1 minutes), the ion intensity keeps the second value (about 0.2×10 ⁷ ). In other words, when the distance between the electrodes is less than 0.5 mm, the ion intensity is relatively low, but can be detected to some extent and can be observed. When the distance between the electrodes is in the range of 0.5 mm to 1.5 mm, the ion intensity is relatively high. When the distance between the electrodes is 1.5 mm or more, the ion intensity cannot be observed.

[0067] Как показано на фиг. 26, когда напряжение разряда равно 3,0 кВ, интенсивность ионов начинает увеличиваться, когда расстояние между электродами сокращается до 2,6 мм (0,9 минуты). Интенсивность ионов сохраняет первое значение (около 0,4 × 10⁷) в интервале расстояния между электродами от 2,4 мм до 1,3 мм (0,9 минуты до 2,2 минуты). В интервале расстояния между электродами от 1,3 мм до 0,5 мм (2,2 минуты до 3,0 минут) интенсивность ионов увеличивается до второго значения (около 0,6 × 10⁷), чтобы поддерживать это значение. Когда расстояние между электродами сокращается до 0,5 мм или менее, интенсивность ионов начинает уменьшаться от второго значения. Когда расстояние между электродами меньше или равно 0,3 мм (3,2 минуты), интенсивность ионов сохраняет третье значение (около 0,2 × 10⁷). Другими словами, когда расстояние между электродами меньше 0,5 мм, интенсивность ионов является относительно низкой, но может быть обнаружена до некоторой степени и может наблюдаться. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,3 мм, интенсивность ионов становится максимальным значением. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 1,3 мм до 2,6 мм, интенсивность ионов является относительно высоким значением, но ниже максимального значения. Когда расстояние между электродами равно 2,6 мм или более, интенсивность ионов не может наблюдаться.[0067] As shown in FIG. 26, when the discharge voltage is 3.0 kV, the ion intensity starts to increase when the distance between the electrodes shortens to 2.6 mm (0.9 minutes). The ion intensity retains the first value (about 0.4×10 ⁷ ) over the electrode spacing range from 2.4 mm to 1.3 mm (0.9 minutes to 2.2 minutes). In the range of electrode spacing from 1.3 mm to 0.5 mm (2.2 minutes to 3.0 minutes), the ion intensity increases to the second value (about 0.6×10 ⁷ ) to maintain this value. When the distance between the electrodes is reduced to 0.5 mm or less, the ion intensity starts to decrease from the second value. When the distance between the electrodes is less than or equal to 0.3 mm (3.2 minutes), the ion intensity keeps the third value (about 0.2×10 ⁷ ). In other words, when the distance between the electrodes is less than 0.5 mm, the ion intensity is relatively low, but can be detected to some extent and can be observed. When the distance between the electrodes is in the range of 0.5 mm to 1.3 mm, the ion intensity becomes the maximum value. When the distance between the electrodes is in the range of 1.3 mm to 2.6 mm, the ion intensity is a relatively high value, but below the maximum value. When the distance between the electrodes is 2.6 mm or more, the ion intensity cannot be observed.

[0068] Сравнение интенсивности обнаружения ионов при напряжении разряда 2,5 кВ с интенсивностью обнаружения ионов при напряжении разряда 3,0 кВ, интенсивности обнаружения ионов, когда расстояние между электродами равно 2,0 мм (истекшее время: 1,5 минуты) при 3,0 кВ найдено более высоким, чем при 2,5 кВ. Однако, интенсивность обнаружения ионов, когда расстояние между электродами равно примерно 1,0 мм (истекшее время: около 2,5 минуты), имеет одинаковый уровень для любого напряжения разряда.[0068] Comparison of ion detection intensity at 2.5 kV discharge voltage with ion detection intensity at 3.0 kV discharge voltage, ion detection intensity when electrode distance is 2.0 mm (elapsed time: 1.5 minutes) at 3 .0 kV is found to be higher than at 2.5 kV. However, the ion detection intensity when the distance between the electrodes is about 1.0 mm (elapsed time: about 2.5 minutes) has the same level for any discharge voltage.

[0069] В результате, в устройстве 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления является предпочтительным, чтобы напряжение разряда было установлено на 3,0 кВ, и чтобы расстояние между электродами было установлено от 0,5 мм до 2,4 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,7 мм до 1,3 мм, и даже более предпочтительно от 0,9 мм до 1,1 мм. Кроме того, когда напряжение разряда устанавливается на 2,5 кВ, расстояние между электродами предпочтительно устанавливается от 0,7 мм до 1,3 мм, а более предпочтительно от 0,9 мм до 1,1 мм. Однако когда устройство 300 ионизации касается канала 201 для впуска ионов, расстояние между электродами может становиться короче вследствие смещения позиции разрядной пластины 4, и не может быть cгенеририрован коронный разряд. Следовательно, с учетом монтажного допуска устройства 300 ионизации, является более предпочтительным установка расстояния между электродами примерно в 1,5 мм (от 1,3 мм до 1,7 мм). Когда напряжение повышается слишком высоко, коронный разряд может изменяться в дуговой разряд, который не подходит для ионизации. В некоторых случаях, достаточная ионизация может быть подтверждена даже при напряжении разряда 2 кВ.[0069] As a result, in the ionization device 300 according to the present embodiment, it is preferable that the discharge voltage be set to 3.0 kV, and that the distance between the electrodes be set from 0.5 mm to 2.4 mm, preferably from 0. 5 mm to 1.3 mm, more preferably 0.7 mm to 1.3 mm, and even more preferably 0.9 mm to 1.1 mm. In addition, when the discharge voltage is set to 2.5 kV, the distance between the electrodes is preferably set to 0.7 mm to 1.3 mm, and more preferably 0.9 mm to 1.1 mm. However, when the ionization device 300 touches the ion inlet port 201, the distance between the electrodes may become shorter due to the displacement of the position of the discharge plate 4, and a corona discharge may not be generated. Therefore, considering the mounting tolerance of the ionization device 300, it is preferable to set the distance between the electrodes to about 1.5 mm (from 1.3 mm to 1.7 mm). When the voltage is raised too high, the corona can change into an arc that is not suitable for ionization. In some cases, sufficient ionization can be confirmed even at a discharge voltage of 2 kV.

[0070] Обращаясь теперь к фиг. 27 и 28, будет описан результат сравнения устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления с уровнем техники.[0070] Referring now to FIG. 27 and 28, the result of comparing the ionization device 300 according to the present embodiment with the prior art will be described.

[0071] Фиг. 27 является схемой, иллюстрирующей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами посредством устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 28 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами согласно уровню техники. Фиг. 27 и 28 показывают результаты эксперимента, в котором была измерена интенсивность ионов, когда было зафиксировано расстояние между электродами в 1,5 мм, а напряжение разряда было изменено в 2,0 кВ, 2,5 кВ и 3,0 кВ, в таком порядке. В этом эксперименте напряжение разряда было установлено на 2,0 кВ в интервале от 0 минут до 1 минуты, 2,5 кВ в интервале от 1 минуты до 2 минут, и 3,0 кВ в интервале от 2 минут до 3 минут. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет истекшее время (минуты), а вертикальная ось представляет интенсивность обнаружения ионов.[0071] FIG. 27 is a diagram illustrating a change in the ion detection intensity with respect to the distance between the electrodes by the ionization device 300 according to the present embodiment. Fig. 28 is a diagram showing a change in ion detection intensity with respect to electrode spacing according to the prior art. Fig. 27 and 28 show the results of an experiment in which the ion intensity was measured when the distance between the electrodes was fixed at 1.5 mm and the discharge voltage was changed to 2.0 kV, 2.5 kV and 3.0 kV, in that order. . In this experiment, the discharge voltage was set to 2.0 kV from 0 minutes to 1 minute, 2.5 kV from 1 minute to 2 minutes, and 3.0 kV from 2 minutes to 3 minutes. The horizontal axis of each of these plots represents the elapsed time (minutes) and the vertical axis represents the ion detection intensity.

[0072] Как показано на фиг. 27, согласно устройству 300 ионизации ионы могут быть обнаружены, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ или более. С другой стороны, в уровне техники, как показано на фиг. 28, могут быть обнаружены только слабые ионы, даже когда прикладывается одинаковое напряжение разряда. Фиг. 28 показывает график в нормальном режиме измерения He для 400ºC в традиционном источнике ионов, прямой анализ в реальном времени (DART).[0072] As shown in FIG. 27, according to the ionization device 300, ions can be detected when the discharge voltage is 2.5 kV or more. On the other hand, in the prior art, as shown in FIG. 28, only weak ions can be detected even when the same discharge voltage is applied. Fig. 28 shows a normal mode plot of He measurement for 400ºC in a conventional ion source, real-time direct analysis (DART).

[0073] Фиг. 29 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных посредством устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Фиг. 30 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных в уровне техники. Каждый из этих чертежей является графическим представлением массы/заряда (m/z) иона. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет m/z иона. Величина «m/z» является «безразмерной величиной», полученной делением массы иона на унифицированную атомную единицу массы и затем делением на число зарядов иона. m является массой иона в атомных единицах массы u, а z является числом зарядов иона. Вертикальная ось представляет интенсивность ионов.[0073] FIG. 29 is a graphical representation of the mass distribution of ions generated by the ionization apparatus 300 according to the present embodiment. Fig. 30 is a graphical representation of the mass distribution of ions generated in the prior art. Each of these drawings is a graphical representation of the mass/charge (m/z) of an ion. The horizontal axis of each of these drawings represents the m/z of the ion. The value of "m/z" is a "dimensionless value" obtained by dividing the mass of the ion by the unified atomic mass unit and then dividing by the number of charges of the ion. m is the mass of the ion in atomic mass units u, and z is the number of charges on the ion. The vertical axis represents the intensity of the ions.

[0074] Когда сравниваются пики фоновых компонентов, наблюдаемых посредством устройства 300 ионизации и в уровне техники, обнаруженные пики считаются находящимися почти на одном и том же уровне, но отношения интенсивностей считаются различными.[0074] When the background component peaks observed by the ionization device 300 and the prior art are compared, the detected peaks are considered to be at almost the same level, but the intensity ratios are considered to be different.

[0075] Фиг. 31 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива) ионизируется с помощью устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 32 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива), ионизируется с помощью уровня техники. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет m/z иона, а вертикальная ось представляет интенсивность иона.[0075] FIG. 31 is a diagram showing a measurement result when a volatile substance generated from a sample (eg, beer) is ionized by the ionization device 300 according to the present embodiment. Fig. 32 is a diagram showing a measurement result when a volatile substance generated from a sample (eg, beer) is ionized by the prior art. The horizontal axis of each of these drawings represents the m/z of the ion and the vertical axis represents the intensity of the ion.

[0076] Согласно фиг. 31 и 32, обнаруженные компоненты являются почти одинаковыми, но интенсивность ионов посредством устройства 300 ионизации приблизительно в 10 раз больше интенсивности ионов в уровне техники. Это считается происходящим, главным образом, вследствие того факта, что расстояние от точки ионизации летучего вещества до канала 201 для впуска ионов может быть сокращено, и рассеивание ионизированного вещества 33a может сдерживаться посредством пространства 30. Расстояние от канала 201 для впуска ионов до секции генерации ионов (точки ионизации) равно, например, 5 мм.[0076] Referring to FIG. 31 and 32, the detected components are almost the same, but the ion intensity by the ionization device 300 is about 10 times the ion intensity in the prior art. This is said to occur mainly due to the fact that the distance from the ionization point of the volatile matter to the ion inlet duct 201 can be shortened, and the dispersion of the ionized matter 33a can be suppressed by the space 30. The distance from the ion inlet 201 to the ion generation section (ionization points) is, for example, 5 mm.

[0077] Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей соотношение соответствия между напряжением разряда и расстоянием между электродами, которые задаются, когда процесс ионизации выполняется с помощью устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления.[0077] FIG. 33 is a diagram illustrating a correspondence relationship between a discharge voltage and an electrode distance that is set when an ionization process is performed by the ionization device 300 according to the present embodiment.

[0078] Когда напряжение разряда равно 2,0 кВ, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться независимо от размера расстояния между электродами, поскольку разряд не происходит.[0078] When the discharge voltage is 2.0 kV, the ionized substance 33a cannot be observed regardless of the size of the distance between the electrodes, since the discharge does not occur.

[0079] В случае напряжения разряда 2,5 кВ ионизированное вещество 33a может наблюдаться, когда расстояние между электродами является небольшим (например, примерно от 0,1 до 0,2 мм), когда расстояние между электродами равно 1 мм, или подобное. Однако, когда расстояние между электродами равно 2 мм, ионизированное вещество 33a является почти ненаблюдаемым. Когда расстояние между электродами равно 3 мм, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться.[0079] In the case of a discharge voltage of 2.5 kV, the ionized substance 33a can be observed when the distance between the electrodes is small (for example, about 0.1 to 0.2 mm), when the distance between the electrodes is 1 mm, or the like. However, when the distance between the electrodes is 2 mm, the ionized substance 33a is almost unobservable. When the distance between the electrodes is 3 mm, the ionized substance 33a cannot be observed.

[0080] В случае напряжения разряда 3,0 кВ ионизированное вещество 33a может наблюдаться, когда расстояние между электродами является небольшим (например, примерно от 0,1 до 0,2 мм), 1 мм, 2 мм или подобное. Однако, когда расстояние между электродами равно 3 мм, ионизированное вещество 33a является почти ненаблюдаемым.[0080] In the case of a discharge voltage of 3.0 kV, the ionized substance 33a can be observed when the distance between the electrodes is small (for example, about 0.1 to 0.2 mm), 1 mm, 2 mm, or the like. However, when the distance between the electrodes is 3 mm, the ionized substance 33a is almost unobservable.

[0081] Как описано выше, согласно устройству 300 ионизации по настоящему варианту осуществления изоляционная секция предусматривается за пределами прибора 200 для масс-спектрометрии, и коронный разряд может быть сгенерирован в небольшом пространстве 30, сформированном в изоляционной секции. Следовательно, рассеивание ионизированного вещества может сдерживаться. Дополнительно, разрядная пластина 4 размещается в изоляционной пластине 1, размещенной напротив канала 201 для впуска ионов, так что область 31, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, может быть размещена рядом с каналом 201 для впуска ионов. Следовательно, расстояние от области 31 до канала 201 для впуска ионов может быть уменьшено, например, до нескольких миллиметров. Таким образом, согласно устройству 300 ионизации образец, подлежащий ионизации, может быть ионизирован без рассеивания, и ионизированный образец может быть отправлен быстро к прибору 200 для масс-спектрометрии. Т.е., очень концентрированное ионизированное вещество 33a, рассеивание которого за пределы (в открытое пространство) изоляционной секции сдерживается, может быть быстро перенесено к каналу 201 для впуска ионов, в то же время сдерживая снижение концентрации. В результате, быстрота реагирования анализа и чувствительность анализа прибора 200 для масс-спектрометрии существенно улучшаются.[0081] As described above, according to the ionization apparatus 300 of the present embodiment, an insulating section is provided outside of the mass spectrometry apparatus 200, and a corona discharge can be generated in a small space 30 formed in the insulating section. Therefore, the dispersion of the ionized matter can be restrained. Further, the discharge plate 4 is placed in the insulating plate 1 placed opposite the ion inlet 201, so that a region 31 where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other can be placed adjacent to the ion inlet 201. Therefore, the distance from the region 31 to the ion inlet channel 201 can be reduced to, for example, a few millimeters. Thus, according to the ionization device 300, the sample to be ionized can be ionized without scattering, and the ionized sample can be quickly sent to the mass spectrometry apparatus 200. That is, the highly concentrated ionized substance 33a, whose dispersion outside (into the open space) of the insulating section is suppressed, can be quickly transferred to the ion inlet port 201 while suppressing the decrease in concentration. As a result, the analysis response time and analysis sensitivity of the mass spectrometry instrument 200 are greatly improved.

[0082] Дополнительно, поскольку разрядная пластина 4, размещенная в изоляционной пластине 1, заземляется, можно предохранить прибор 200 для масс-спектрометрии от обнаружения ненормального напряжения, чтобы останавливать его работу.[0082] Further, since the discharge plate 4 housed in the insulating plate 1 is grounded, it is possible to prevent the mass spectrometry instrument 200 from detecting an abnormal voltage to stop its operation.

[0083] Дополнительно, поскольку разрядная пластина 4 размещается в вогнутой части 1a, сформированной в изоляционной пластине 1, расстояние от области 31, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, до канала 201 для впуска ионов может быть дополнительно уменьшено. Соответственно, возможно дополнительно сдерживать снижение концентрации вещества, которое может быть перенесено к прибору 200 для масс-спектрометрии, в то же время, обеспечивая электрическую изоляцию с прибором 200 для масс-спектрометрии. В результате, быстрота реакции анализа и чувствительность анализа прибора 200 для масс-спектрометрии дополнительно улучшаются по сравнению со случаем, когда изоляционная пластина 1 не снабжается вогнутой частью 1a.[0083] Further, since the discharge plate 4 is housed in the concave portion 1a formed in the insulating plate 1, the distance from the region 31 where the discharge electrode 6 and the discharge plate 4 are opposite each other to the ion inlet port 201 can be further reduced. Accordingly, it is possible to further suppress a decrease in the concentration of a substance that can be transferred to the mass spectrometry instrument 200 while providing electrical isolation with the mass spectrometry instrument 200. As a result, the analysis response speed and the analysis sensitivity of the mass spectrometry apparatus 200 are further improved compared to the case where the insulating plate 1 is not provided with the concave part 1a.

[0084] Кроме того, поскольку разрядная пластина (электрод с потенциалом земли) 4 предусмотрена непосредственно перед каналом 201 для впуска ионов прибора для масс-спектрометрии, даже если дуговой разряд возникает между электродами вследствие приложения чрезмерного напряжения, например, ток не протекает через сам прибор для масс-спектрометрии. Следовательно, это не ведет к отказу прибора для масс-спектрометрии, и может быть обеспечена безопасность. Кроме того, в зависимости от прибора для масс-спектрометрии, часть для впуска ионов (канал для впуска ионов) может удерживаться при высоком напряжении, и может потребоваться регулировка напряжения самого источника ионов. Однако, источник ионов согласно настоящему варианту осуществления не требует регулировки напряжения относительно слоя масс-спектрометрии.[0084] In addition, since the discharge plate (ground potential electrode) 4 is provided directly before the ion inlet port 201 of the mass spectrometry instrument, even if an arc discharge occurs between the electrodes due to the application of excessive voltage, for example, current does not flow through the instrument itself for mass spectrometry. Therefore, it does not lead to failure of the mass spectrometry instrument, and safety can be ensured. In addition, depending on the mass spectrometry instrument, the ion inlet part (ion inlet port) may be held at a high voltage, and the voltage of the ion source itself may need to be adjusted. However, the ion source according to the present embodiment does not require voltage adjustment with respect to the mass spectrometry layer.

[0085] Дополнительно, в устройстве 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления воздух вводится в пространство 30 вместе с веществом 32, служащим в качестве образца для анализа, без использования газа-носителя (инертного газа, такого как гелий), как в уровне техники, так что может быть легко получено ионизированное вещество 33a.[0085] Further, in the ionization device 300 according to the present embodiment, air is introduced into the space 30 along with the substance 32 serving as an analysis sample without using a carrier gas (an inert gas such as helium), both in the prior art and that the ionized substance 33a can be easily obtained.

[0086] Вышеописанная конфигурация также облегчает управление величиной выборки (величиной всасывания) в пространство 30 и облегчает анализ посредством прибора 200 для масс-спектрометрии.[0086] The above-described configuration also makes it easier to control the sampling amount (suction amount) into the space 30 and facilitates analysis by the mass spectrometry instrument 200.

[0087] Согласно вышеописанной конфигурации ионизированное вещество может быть легко сформировано даже при нормальной температуре и/или атмосферном давлении. В уровне техники, например, предусмотрен нагреватель, чтобы предохранять ионизированное вещество от приклеивания к Ni-капилляру ячейки источника ионов. С другой стороны, ионизирующее устройство 300 согласно настоящему варианту осуществления не требует нагревателя. Как результат, конфигурация системы 100 для масс-спектрометрии может быть упрощена, чтобы улучшить надежность системы и уменьшить стоимость конструирования системы.[0087] According to the above-described configuration, the ionized substance can be easily formed even at normal temperature and/or atmospheric pressure. In the prior art, for example, a heater is provided to prevent the ionized substance from sticking to the Ni capillary of the ion source cell. On the other hand, the ionizing device 300 according to the present embodiment does not require a heater. As a result, the configuration of the mass spectrometry system 100 can be simplified in order to improve system reliability and reduce system engineering cost.

[0088] Согласно вышеописанной конфигурации образец может быть непосредственно проанализирован без распыления образца как в уровне техники.[0088] According to the configuration described above, the sample can be directly analyzed without spraying the sample as in the prior art.

[0089] В настоящем варианте осуществления коронный разряд выполняется посредством источника 700 питания постоянного тока (коронный разряд постоянного тока). Однако, коронный разряд может выполняться посредством источника питания переменного тока (коронный разряд переменного тока) вместо источника 700 питания постоянного тока. Когда используется источник 700 питания постоянного тока, может быть совместно использован источник питания прибора 200 для масс-спектрометрии, и конфигурация системы 100 для масс-спектрометрии упрощается, тем самым, надежность системы улучшается, и стоимость конструкции системы снижается. Кроме того, когда используется источник питания переменного тока, получается такой эффект, что в зависимости от ионизированного вещества вещество является более видимым с помощью переменного тока.[0089] In the present embodiment, the corona discharge is performed by the DC power supply 700 (DC corona discharge). However, the corona discharge can be performed by an AC power supply (AC corona) instead of the DC power supply 700 . When the DC power supply 700 is used, the power supply of the mass spectrometry instrument 200 can be shared, and the configuration of the mass spectrometry system 100 is simplified, thereby improving system reliability and reducing system construction cost. In addition, when an AC power supply is used, the effect is obtained that, depending on the ionized substance, the substance is more visible with the AC.

[0090] Способ ионизации согласно настоящему варианту осуществления включает в себя введение аналита посредством прибора для масс-спектрометрии в пространство, сформированное первой изоляционной секцией и второй изоляционной секцией, предусмотренное между первой изоляционной секцией и прибором для масс-спектрометрии, и включающее в себя область, где первый электрод, предусмотренный в первой изоляционной секции, и второй электрод, предусмотренный во второй изоляционной секции, находятся напротив друг друга; и ионизацию введенного вещества в пространстве посредством коронного разряда, сгенерированного между первым электродом и вторым электродом.[0090] The ionization method according to the present embodiment includes introducing an analyte through a mass spectrometry instrument into a space formed by the first isolation section and the second isolation section provided between the first isolation section and the mass spectrometry instrument, and including an area where the first electrode provided in the first insulating section and the second electrode provided in the second insulating section are opposite each other; and ionizing the introduced substance in space by means of a corona discharge generated between the first electrode and the second electrode.

[0091] Конфигурация, показанная в вышеописанном варианте осуществления, является примером содержимого настоящего раскрытия и может быть объединена с другим известным уровнем техники. Также, часть конфигурации может быть опущена или изменена без отступления от сути настоящего раскрытия.[0091] The configuration shown in the above embodiment is an example of the contents of the present disclosure and may be combined with other prior art. Also, part of the configuration may be omitted or changed without departing from the gist of this disclosure.

[0092] Настоящая международная заявка испрашивает приоритет по японской патентной заявке № 2020-029310, зарегистрированной 25 февраля 2020 года, полное содержимое которой включено в настоящий документ по ссылке. [0092] This international application claims priority under Japanese Patent Application No. 2020-029310, filed February 25, 2020, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Список ссылочных позицийList of reference positions

[0093] 1 Изоляционная пластина[0093] 1 Insulating plate

1b Сквозное отверстие (секция переноса)1b Through hole (transfer section)

2 Изоляционная пластина2 Insulating plate

4 Разрядная пластина4 Discharge plate

4a Отверстие (секция переноса)4a Hole (transfer section)

6 Разрядный электрод6 Shock electrode

12 Трубка12 Tube

30 Пространство (секция формирования ионов)30 Space (ion formation section)

31 Область31 Region

32 Вещество32 Substance

33 Коронный разряд33 Corona

33a Ионизированное вещество33a Ionized matter

100 Система для масс-спектрометрии100 System for mass spectrometry

200 Прибор для масс-спектрометрии200 Mass spectrometry instrument

201 Канал для впуска ионов201 Ion inlet

300 Устройство ионизации300 Ionizer

400 Газоотсасывающее устройство.400 Gas extraction device.

Claims

1. An ionization device, comprising:

an ion generation section configured to ionize the analyte by means of a corona discharge; And

a transfer section configured to transfer the ionized analyte to the mass spectrometry instrument, wherein

the ion generation section and the transfer section are separated by one electrode of a pair of electrodes that generate a corona discharge, said one electrode having a hole,

moreover, the ion formation section is formed as a space between the surface of the recess formed in the first end face of the first insulating plate and the second end face of the second insulating plate, and the first end face is attached to the second end face without a gap between them, the discharge needle of the other electrode is inserted into the hole provided in the second end face, said one electrode is provided in said recess in a position facing the other electrode with a distance between them.

2. The ionization device according to claim 1, while

the hole and the ion inlet of the instrument for mass spectrometry of the ionized analyte are placed in a straight line.

3. The ionization device according to claim 1 or 2, while

the tube configured to deliver the analyte has an opening next to the corona discharge.

4. System for mass spectrometry, containing:

ionization device according to any one of paragraphs. 1-3; And

instrument for mass spectrometry.

5. An ionization method for ionizing an analyte in an ionization device according to any one of paragraphs. 1-3 containing:

generating a corona discharge with a pair of electrodes, wherein one electrode of the pair of electrodes has a hole and separates an ion generating section that ionizes the analyte by corona discharge and a transfer section that carries the ionized analyte to the mass spectrometry instrument; And

feeding the analyte next to the corona discharge and causing ionization of the analyte.