WO2019053851A1 - Esiスプレイヤー及びイオン化装置 - Google Patents

Esiスプレイヤー及びイオン化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019053851A1
WO2019053851A1 PCT/JP2017/033298 JP2017033298W WO2019053851A1 WO 2019053851 A1 WO2019053851 A1 WO 2019053851A1 JP 2017033298 W JP2017033298 W JP 2017033298W WO 2019053851 A1 WO2019053851 A1 WO 2019053851A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pipe
hole
esi
inner diameter
esi sprayer
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/033298
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
航 福井
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Priority to US16/625,138 priority Critical patent/US10978287B2/en
Priority to JP2019541574A priority patent/JP6717438B2/ja
Priority to PCT/JP2017/033298 priority patent/WO2019053851A1/ja
Publication of WO2019053851A1 publication Critical patent/WO2019053851A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165Electrospray ionisation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • G01N30/7233Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0404Capillaries used for transferring samples or ions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples
    • H01J49/0445Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples with means for introducing as a spray, a jet or an aerosol
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165Electrospray ionisation
    • H01J49/167Capillaries and nozzles specially adapted therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • G01N30/7233Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph
    • G01N30/724Nebulising, aerosol formation or ionisation
    • G01N30/7266Nebulising, aerosol formation or ionisation by electric field, e.g. electrospray
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0431Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for liquid samples

Definitions

  • the present invention relates to an ESI sprayer and an ionization apparatus used to ionize a liquid sample in an ion analysis apparatus such as a mass spectrometer.
  • Liquid chromatographs are widely used as an apparatus for analyzing components contained in liquid samples.
  • a liquid sample is introduced into a column of a mobile phase flow, and various components contained in the liquid sample are temporally separated and then measured by a detector.
  • a liquid chromatograph having a mass spectrometer as a detector is called a liquid chromatograph mass spectrometer.
  • various components sequentially eluted from the liquid chromatograph column are introduced into the ion source of the mass spectrometer to be ionized, and the generated ions are measured at each mass-to-charge ratio.
  • the eluate from the column is introduced into the pipe of the ESI sprayer to which a predetermined ionization voltage (ESI voltage) is applied and charged, and then nebulizer gas such as nitrogen gas is sprayed thereon to make the inside of the ionization chamber fine. It sprays as a charged droplet, desolvates and ionizes in the ionization chamber.
  • ESI voltage ionization voltage
  • nebulizer gas such as nitrogen gas
  • nano ESI or micro ESI is widely used recently to measure a minute amount of component contained in a sample with high sensitivity.
  • the volume per unit time of the eluate introduced into the ESI sprayer is suppressed by using a narrow column and controlling the flow rate of the mobile phase from nL / min level to ⁇ L / min level, and charging efficiency
  • the ionization efficiency is enhanced by increasing the concentration of
  • Patent Document 1 proposes an ESI sprayer provided with a sheath member which is a cylindrical body attached to the outer periphery of a thin tube of an ESI sprayer.
  • the sheath member protects the tip of the capillary while it is removed from the mass spectrometer (when not in use), and when the capillary is inserted into a hole formed in the housing of the mass spectrometer (when in use) Is retracted in contact with the protrusion projecting from the inner wall surface of the hole to expose the tip of the capillary.
  • Such an ESI sprayer is used as an ion source for ionizing a liquid sample in various ion analyzers as well as the liquid chromatograph mass spectrometer.
  • a material which is easy to microprocess and to which a substance does not adhere easily as the above thin tubes used by nano ESI or micro ESI include, for example, fused silica (fused quartz).
  • fused silica is an insulator and can not charge a liquid sample flowing in the piping from the outside of the piping made of fused silica. Therefore, conventionally, there has been proposed a configuration in which a pipe of an ESI sprayer is divided into two, and a connection gap is provided between two pipes using a conductive pipe connection jig (for example, Patent Document 2) Non-Patent Document 1). In this configuration, the liquid sample can be charged in the connection gap by applying a predetermined ionization voltage (ESI voltage) to the pipe connection jig.
  • ESI voltage predetermined ionization voltage
  • the pipe connecting jig is also a sheath member so as to protect the connection gap as well as the pipe from damage. It needs to be placed inside. In this case, it is necessary to add a configuration for securing a conductive path for applying the ESI voltage to the piping connection jig, and there is a problem that the number of components of the ESI sprayer increases and the manufacturing cost increases. .
  • the problem to be solved by the present invention is that the tip portion of the capillary through which the liquid sample flows can be protected while suppressing the manufacturing cost, and ESI can be used for piping made of an insulator such as fused silica. It is to provide a sprayer.
  • the present invention which has been made to solve the above problems, has a first hole formed in the housing of the ionization device, and an inner diameter smaller than the first hole formed at the tip of the first hole and the tip being an ionizing chamber
  • An ESI sprayer used by being attached to a second hole communicating with a) a first pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first hole; b) a second pipe having an outer diameter smaller than the inner diameter of the second hole; c) a pipe connecting jig made of a conductive material and connecting an end face of the first pipe separated from an end face of the second pipe; d) an expandable tubular body made of a conductive material and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first hole and larger than the inner diameter of the second hole, one end of which is fixed to the pipe connection jig And a pipe protection member disposed to cover at least the tip of the second pipe.
  • a liquid sample is introduced from a first pipe and circulated toward a second pipe connected to the first pipe by a pipe connection jig. That is, the second pipe is disposed on the tip side of the ESI sprayer and used.
  • the pipe connection jig connects the end face of the first pipe separated and the end face of the second pipe. Therefore, even when both the first pipe and the second pipe are insulators such as fused silica, by applying a predetermined ionization voltage (ESI voltage) to a pipe connection jig made of a conductive material, The liquid sample can be charged by the separated portion (connection gap) of the first pipe and the second pipe.
  • ESI voltage predetermined ionization voltage
  • the pipe protection member and the pipe connection are provided by applying the ESI voltage from the other end side of the pipe protection member.
  • the liquid sample flowing in the connection gap can be easily charged via the jig. That is, in the ESI sprayer according to the present invention, since the pipe protection member is also used as a component constituting a conductive path, it is necessary to add a component for securing a conductive path for applying an ESI voltage to a pipe connection jig. Can be manufactured at low cost with a minimal number of components.
  • the pipe protection member is disposed to cover at least the tip of the second pipe, the ESI sprayer is not in use (in a state not attached to the housing of the ionization device).
  • the second pipe is protected by the pipe protection member.
  • the outer diameter of the pipe protection member is larger than the inner diameter of the second hole, when the ESI sprayer is inserted from the first hole of the housing of the ionization device, the pipe protection member reaches the inlet of the second hole Further, it does not enter earlier than that, and the pipe connection jig contracts to expose the second pipe and insert it into the second hole.
  • the ESI sprayer according to the present invention can protect the tip of a capillary through which a liquid sample flows while suppressing the manufacturing cost.
  • insulators such as fused silica
  • FIG. 6 is a view for explaining the shapes of first and second holes formed in the mass spectrometer of the liquid chromatograph mass spectrometer of the present embodiment.
  • FIG. 1 is an example schematically showing them with the attachment of an ESI sprayer formed on the housing 50 of the ionization device.
  • a housing 50 of the ionization device is provided with a first hole 51, and a second hole 52 formed at the tip of the first hole 51 and smaller in inner diameter than the first hole 51 and having a tip communicating with the ionization chamber.
  • the ESI sprayer 40 has a first pipe 41, a second pipe 42, a pipe connection jig 43, and a pipe protection member 44.
  • the outer diameter of the first pipe 41 is smaller than the inner diameter of the first hole 51
  • the outer diameter of the second pipe 42 is smaller than the inner diameter of the second hole 52.
  • the pipe connection jig 43 is made of a conductive material, and in a state where the end face of the first pipe 41 and the end face of the second pipe 42 are separated (by forming a connection gap between both end faces), both pipes Connect
  • the pipe protection member 44 is an expandable and contractible tubular member (in the longitudinal direction) made of a conductive material and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first hole 51 and larger than the inner diameter of the second hole 52.
  • the pipe protection member 44 may be disposed so as to cover at least the tip of the second pipe 42, and the pipe protection member 44 covering the entire length of the second pipe 42 as in this embodiment is a preferable embodiment. Is not a required requirement.
  • a liquid sample is introduced from the first pipe 41 and flows toward the second pipe 42 through the connection gap formed inside the pipe connection jig 43. That is, the second pipe 42 is disposed so as to be on the tip side (ionization chamber side) of the ESI sprayer 40. Then, by applying a predetermined ionization voltage (ESI voltage) from a voltage application unit (not shown) to the pipe connection jig 43 made of a conductive material, the connection gap between the first pipe 41 and the second pipe 42 is obtained. Charge the liquid sample.
  • ESI voltage ionization voltage
  • One end of the pipe protection member 44 made of a conductive material is in contact with the pipe connection jig 43, and the ESI voltage is applied from the other end side of the pipe protection member 44 to thereby connect the pipe protection member 44 and the pipe.
  • the liquid sample flowing in the connection gap is charged via the connection jig 43.
  • the pipe protection member 44 is disposed so as to cover the entire length of the second pipe 42, and the pipe protection member 44 is used when the ESI sprayer 40 is not in use (in a state not attached to the housing 50 of the ionization device). The second pipe 42 is protected.
  • the pipe protection member 44 since the outer diameter of the pipe protection member 44 is larger than the inner diameter of the second hole 52, when the ESI sprayer 40 is inserted from the first hole 51 of the housing 50 of the ionization device, the pipe protection member 44 After reaching the inlet of the hole 52, it does not advance further than that, and the pipe connection jig 44 is contracted to expose the second pipe 42 and be inserted into the second hole 52, the tip of which is the second hole 52 Slightly project into the ionization chamber 210 (see FIG. 2).
  • the ESI sprayer and ionization apparatus of this embodiment are used to ionize the eluate from the column in a liquid chromatograph mass spectrometer.
  • the principal part structure of the whole liquid chromatograph mass spectrometer of a present Example is shown in FIG.
  • the liquid chromatograph mass spectrometer of the present embodiment is roughly divided into a liquid chromatograph 100 and a mass spectrometer 200, and the operation of each part is controlled by a controller (not shown).
  • the liquid chromatograph 100 includes a mobile phase container 110 in which the mobile phase is stored, a pump 111 which sucks the mobile phase and feeds it at a constant flow rate, an injector 112 which injects a predetermined amount of liquid sample into the mobile phase, a liquid sample A column 113 for separating various compounds contained in the time direction, and a column oven (not shown) for controlling the temperature of the column 113 are provided.
  • an auto sampler (not shown) for introducing a plurality of liquid samples into the injector 112 one by one is provided.
  • the mass spectrometer 200 has a configuration of a differential pumping system including an ionization chamber 210 at substantially atmospheric pressure, an intermediate vacuum chamber 220 evacuated by a vacuum pump (not shown), and an analysis chamber 230 of high vacuum. ing.
  • an ESI sprayer 211 for spraying while applying a charge to the sample solution is installed.
  • the ionization chamber 210 and the intermediate vacuum chamber 220 in the latter stage are in communication via a small diameter heating capillary 212.
  • the intermediate vacuum chamber 220 is provided with an ion guide 221 for transporting ions to the subsequent stage while focusing ions, and the intermediate vacuum chamber 220 and the analysis chamber 230 are separated by a skimmer 222 having small holes at the top.
  • a quadrupole mass filter 231 and an ion detector 232 are installed in the analysis chamber 230.
  • the mass spectrometer has a simple quadrupole type configuration in this embodiment, mass spectrometers having other configurations (triple quadrupole type, ion trap-time of flight type, etc.) may be used.
  • the mass spectrometer 200 can perform SIM (selected ion monitoring) measurement or MS scan measurement.
  • SIM selected ion monitoring
  • MS scan measurement ions are detected while scanning the mass-to-charge ratio of the ions passing through the quadrupole mass filter 231.
  • FIG. 4 shows the configuration of the ESI sprayer 211 of this embodiment.
  • the ESI sprayer 211 is used to spray the eluate from the column 113 of the liquid chromatograph 100 as charged droplets into the ionization chamber 210.
  • the pipe of the ESI sprayer 211 is divided into an inlet pipe 11 and an ESI capillary (outlet pipe) 12 in two.
  • the inlet pipe 11 corresponds to the first pipe 41 described above
  • the ESI capillary 12 corresponds to the second pipe 42 described above.
  • the inlet pipe 11 is a pipe made of polyetheretherketone resin (PEEK), and the ESI capillary 12 is a pipe made of fused silica.
  • PEEK polyetheretherketone resin
  • the ESI capillary 12 is a pipe made of fused silica.
  • the ESI capillary 12 used in the present embodiment is a pipe having a diameter smaller than that of the inlet pipe 11, and a protective pipe 13 having an outer diameter the same size as the inlet pipe 11 is attached to the outer periphery thereof.
  • the protective pipe 13 is also a pipe made of polyetheretherketone resin (PEEK).
  • PEEK polyetheretherketone resin
  • the inlet pipe 11 and the ESI capillary 12 to which the protective pipe 13 is attached are connected by the pipe connection jig 14 such that the end faces of the both are separated to form a connection gap.
  • the pipe connection jig 14 corresponds to the above-described pipe connection jig 43.
  • the protection pipe 13 is a component other than the pipe protection member.
  • the protective pipe 13 is mainly used to match the inner diameter of the outlet-side pipe insertion hole 14 b (see FIG. 5) of the pipe connection jig 14. Although this protective tube 13 also has the effect of protecting the ESI capillary 12, it is a component other than the above-mentioned piping protection member 44.
  • the ESI sprayer 211 is provided with a first connection member 15 for mounting the ESI sprayer 211 in the housing of the mass spectrometer 200, and a second connection member 15 for fixing the inlet pipe 11 to the first connection member 15. And a connecting member 17.
  • a pipe protection member 16 (corresponding to the pipe protection member 44 described above) consisting of a spring portion 161 and a sheath portion 162 is attached to the outer periphery of the ESI capillary 12, and one end of the spring portion 161 is a jig for pipe connection. It is attached to 14.
  • the sheath portion 162 covers the portion including the tip of the ESI capillary 12 and protects the ESI capillary 12. Further, the base end of the sheath portion 162 (the end portion on the spring portion 161 side) is located at a portion where the ESI capillary 12 is protected by the protective tube 13 and the sheath portion 162 and the protective tube 13 overlap in the region 18 It is in the state.
  • the spring portion 161 having relatively low rigidity can be obtained by thus extending the proximal end of the sheath portion 162 to a position overlapping the protective tube 13. Swinging of the supported sheath portion 162 can be restricted, and the risk of breakage of the ESI capillary 12 can be reduced.
  • the pipe connection jig 14 is a cylindrical body whose both ends are formed in a tapered shape (ferrule shape), and has a central axis X parallel to the axial direction of the cylindrical body.
  • Through-holes inlet-side pipe insertion holes 14 a and outlet-side pipe insertion holes 14 b) having inner diameters corresponding to the outer diameters of the inlet pipe 11 and the protective pipe 13 are formed.
  • a gap-forming protrusion 14c having a length L that protrudes inward from the inner peripheral wall is formed in a ring shape. It is provided.
  • the pipe connection jig 14 and the pipe protection member 16 (the spring portion 161 and the sheath portion 162) of this embodiment are made of stainless steel (SUS), but may be made of another conductive material.
  • the inlet side pipe 11 and the ESI capillary 12 When connecting the inlet side pipe 11 and the ESI capillary 12 using the pipe connection jig 14, the inlet side pipe 11 is inserted into the inlet side pipe insertion hole 14a, and the end face thereof is in contact with the gap forming projection 14c. Get in touch. Further, the ESI capillary 12 to which the protective tube 13 is attached is inserted into the outlet side piping insertion hole 14b, and the end face of the ESI capillary 12 is brought into contact with the gap forming protrusion 14c. Then, both ends of the pipe connection jig 14 are respectively pressed against the inlet side pipe 11 and the protective pipe 13 using the coupling and the ferrule, and the both ends are plastically deformed. Thereby, the inlet-side pipe 11 and the ESI capillary 12 are connected via the connection gap which is determined by the length L of the gap forming protrusion 14 c.
  • a gap forming protrusion 14c is formed in a ring shape, and the inlet pipe 11 and the ESI capillary 12 (and the protective pipe 13) are formed into the inlet pipe insertion hole 14a and the outlet pipe.
  • the insertion holes 14b When each of the insertion holes 14b is inserted, their tips contact circumferentially, so that a force is locally applied between the clearance forming projections 14c and the clearance forming projections 14c are deformed, and the connection gap is formed. The possibility of changes in the length L and the inner diameter of the pipe is reduced.
  • both ends are crushed (plastically deformed) using the coupling and the ferrule, but a material made of a softer material than SUS is used.
  • the user can manually press both ends to both pipes.
  • FIG. 6 shows the shapes of the first hole 51 and the second hole 52 formed at the mounting position of the ESI sprayer 211 in the housing 50 of the mass spectrometer 200.
  • the lower part of FIG. 6 is an enlarged view of the connection portion between the first hole 51 and the second hole 52 and the vicinity of the outlet of the second hole 52 (a part surrounded by a dashed line in the upper view).
  • FIG. 7 shows the ESI sprayer 211 attached to the housing of the mass spectrometer 200.
  • the inside of the part surrounded by a thick line in FIG. 7 is the first hole 51 and the second hole 52 shown in FIG.
  • the tip member 21, the ESI capillary housing member 22, the ESI sprayer main body portion housing member 23, and the ESI sprayer mounting member 24 are disposed in this order from the tip side of the ESI sprayer 211.
  • the first hole 51 and the second hole 52 are formed in the inside thereof.
  • the tip member 21 is a member whose tip is formed like a cone and an opening is formed at the top thereof, and a slight gap is formed between the tip and the tip of the ESI capillary 12. Nebulizer gas, which will be described later, is fed from this gap.
  • a sheath portion contact surface 22a is formed on the inner wall surface of the ESI capillary housing member 22.
  • the ESI capillary housing member 22 is made of a conductive material, and when the ESI voltage is applied from the voltage application unit 60 to the ESI capillary housing member 22 with the ESI sprayer 211 inserted, piping is connected through the sheath portion 162 and the spring portion 161. A high voltage is applied to the jig 14. In many cases, the partition walls of the ionization chamber 210 and the intermediate vacuum chamber 220, in which the ion introduction openings are formed, are grounded, and an ESI voltage at a predetermined potential is applied to the grounded portion. The ESI voltage charges the liquid passing through the connection gap inside the gap forming protrusion 14c.
  • a nebulizer gas flow path 24 a is formed in the ESI sprayer mounting member 24.
  • Nebulizer gas such as nitrogen gas is supplied from the nebulizer gas supply unit 70 to the first hole 51 through the nebulizer gas flow path 24 a.
  • the nebulizer gas supplied to the first hole 51 passes through the space of the outer periphery of the ESI sprayer 211, reaches the tip of the ESI sprayer 211, and spouts from the opening of the tip member 21.
  • the nebulizer gas is delivered from the ESI capillary 12 and sprayed to the charged eluate, and is sprayed into the ionization chamber 210 as charged droplets.
  • the sprayed charged droplets are desolvated and ionized in the ionization chamber 210, pass through the heating capillary 212, enter the intermediate vacuum chamber 220 and the analysis chamber 230 in order, and are provided for analysis.
  • the pipe protection member 16 is also used as a component that constitutes a conductive path, a conductive path for applying an ESI voltage to the pipe connection jig 14 is secured.
  • Components can be manufactured at low cost with a minimal number of components.
  • the pipe protection member 16 since the pipe protection member 16 is disposed so as to cover the entire length of the ESI capillary 12, it is attached to the housing 50 of the mass spectrometer 200 when not used.
  • the ESI capillary 12 is protected by the piping protection member 16 in a state where the Further, the eluate from the column 113 can be charged in the connection gap formed between the inlet side pipe 11 made of an insulator and the ESI capillary 12.
  • the pipe connection jig 14 provided in the ESI sprayer 211 of the present embodiment connects the inlet side pipe 11 and the ESI capillary 12 without interposing other jigs and the like. Further, since the positions of the end face of the inlet side pipe 11 and the end face of the ESI capillary 12 are defined by the gap forming protrusion 14 c, the length L of the gap (connection gap) formed between them becomes constant. Therefore, when a high voltage is applied to the ESI capillary housing member 22 and a high voltage is applied to the piping connection jig 14 through the sheath portion 162 and the spring portion 161, the liquid sample passing through the gap (connection gap) is stabilized. It can be charged at a high efficiency.
  • the gap forming protrusion 14 c is formed in a ring shape, and the inlet-side pipe 11 and the protective pipe 13 are attached to the inside of the piping connection jig 14. 2.
  • the pipe connection jig 14 used in the present embodiment has a tapered shape toward both ends. That is, since both ends are in a ferrule shape, both ends of the pipe connection jig 14 can be plastically deformed with a smaller force than in the case of using a cylindrical pipe connection jig. Therefore, when plastically deforming both ends of the pipe connection jig 14, the inlet pipe 11 or the ESI capillary 12 may be damaged, or the internal space of the gap forming protrusion 14c may be crushed to reduce its inner diameter. The possibility of collapsing is also reduced.
  • the pipe connection jig 14 used in the present embodiment has a protective tube 13 attached to the ESI capillary 12 having a diameter smaller than that of the inlet side pipe 11. If a plurality of types of pipes having different inner diameters are prepared in advance as this protective pipe 13, one protective jig for pipe connection is used using the protective pipe 13 having an appropriate inner diameter corresponding to the outer diameter of the outlet side pipe. 14 can be used to connect piping with different outer diameters. In addition, by using such a protective tube 13, it is possible to protect an extremely thin and fragile pipe such as the ESI capillary 12 of the above embodiment. Furthermore, by configuring such that at least one of the protective tube 13 and the sheath portion 162 is positioned outside the ESI capillary 12, excessive bending of the ESI capillary 12 is prevented.
  • the inner diameters of the inlet-side piping insertion hole 14 a and the outlet-side piping insertion hole 14 b are set to the same size, but they may be different.
  • a plurality of piping connection jigs are prepared in advance in which the inner diameters of at least one of the inlet-side piping insertion hole 14a and the outlet-side piping insertion hole 14b are different from each other.
  • a pipe connection jig may be used according to the outer diameter of the pipe.
  • a plurality of piping connection jigs having the same inner diameter of the inlet side pipe insertion hole 14a and the outlet side pipe insertion hole 14b and different lengths of the gap forming projections 14c are prepared in advance,
  • the liquid sample may be charged with a connection gap of an appropriate length according to the charging tendency of the liquid sample and the ionization efficiency of the components contained in the sample.
  • the ESI capillary housing member 22 made of a conductive member is disposed in the housing of the mass spectrometer 200, and the ESI capillary housing member 22 is applied with the ESI voltage from the voltage applying unit 60. It can also be configured to apply a voltage directly from the portion 60 to the sheath portion 162.
  • the nebulizer gas is supplied from the nebulizer gas supply unit 70 to the inside of the first hole 51 and the second hole 52, and the nebulizer from the column 113 released from the tip of the ESI sprayer 211 is nebulizer.
  • the configuration is such that the gas is blown, it is not necessary to always use the configuration that uses the nebulizer gas.
  • the solvent can be sufficiently desolved only by releasing the eluate into the ionization chamber 210, so no nebulizer gas is supplied. May be
  • the inlet side piping 11 of the ESI sprayer 211 and the ESI capillary 12 were connected was explained in the said Example, the inlet side piping 11 of the ESI sprayer 211 and the liquid chromatograph 100 using this piping connection jig 14
  • the outlet side piping of the column 113 can also be connected.
  • the ESI sprayer 211 provided in the mass spectrometer of the liquid chromatograph mass spectrometer has been described in the above embodiment, the above embodiment can be implemented as an ionization device of various ion analyzers (ion mobility spectrometer, classifier, etc.) An ESI sprayer similar to the example can be used.
  • Second connection member 21 Tip member 22: ESI capillary housing member 22a: sheath portion contact surface 23: ESI sprayer main body housing member 24: ESI sprayer mounting member 24a: nebulizer gas supply flow path DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 ... Housing 51 ... 1st hole 52 ... 2nd hole 60 ... Voltage application part 70 ... Nebulizer gas supply part 100 ... Liquid chromatograph 200 ... Mass spectrometer 210 ... Ionization room 40, 211 ... ESI sprayer

Abstract

イオン化装置のハウジング50に形成された第1孔51と、該第1孔51の先端に形成され該第1孔51よりも内径が小さく先端がイオン化室210に連通する第2孔52に取り付けて用いられるESIスプレイヤー211において、前記第1孔51の内径よりも小さい外径を有する第1配管11と、前記第2孔52の内径よりも小さい外径を有する第2配管12と、導電性材料からなり、離間した前記第1配管11の端面と前記第2配管12の端面を接続する配管接続用治具14と、導電性材料からなり、前記第1孔51の内径よりも小さく前記第2孔52の内径よりも大きい外径を有する伸縮可能な筒状体であって、一端が前記配管接続用治具14に固定され、前記第2配管12の少なくとも先端を覆うように配置される配管保護部材16とを備える。

Description

ESIスプレイヤー及びイオン化装置
 本発明は、質量分析装置等のイオン分析装置において液体試料をイオン化するために用いられるESIスプレイヤー及びイオン化装置に関する。
 液体試料に含まれる成分を分析する装置として、液体クロマトグラフが広く用いられている。液体クロマトグラフでは、移動相の流れに乗せて液体試料をカラムに導入し、該液体試料に含まれる各種成分を時間的に分離した後、検出器で測定する。検出器として質量分析計を有する液体クロマトグラフは、液体クロマトグラフ質量分析装置と呼ばれる。液体クロマトグラフ質量分析装置では、液体クロマトグラフのカラムから順次溶出される各種成分を質量分析計のイオン源に導入してイオン化し、生成されたイオンを質量電荷比ごとに測定する。イオン源では、例えば所定のイオン化電圧(ESI電圧)を印加したESIスプレイヤーの配管にカラムからの溶出液を導入して帯電させ、これに窒素ガス等のネブライザガスを吹き付けることによりイオン化室内に微細な帯電液滴として噴霧し、イオン化室内で脱溶媒させてイオン化する。
 液体クロマトグラフ質量分析装置において、試料に含まれる微量の成分を高感度で測定するために、最近ではナノESIやマイクロESIと呼ばれるものが広く用いられている。これらは、細径のカラムを使用するとともに移動相の流量をnL/minレベルからμL/minレベルに抑えることにより、ESIスプレイヤーに導入される溶出液の単位時間当たりの量を抑え、帯電効率を高めたり脱溶媒させやすくしたりしてイオン化効率を高めたものである。
 ナノESIやマイクロESIでは、上記のように少量の溶出液をESIスプレイヤーに導入するため、その配管として外径が数百μm、内径が数十μmという細管が用いられる。こうした細管は脆弱であり、使用者がESIスプレイヤーを質量分析装置に取り付けたり質量分析装置から取り外したりする際に、その先端部を不用意に他の部材に接触させると簡単に損傷してしまう。そこで、特許文献1には、ESIスプレイヤーの細管の外周に進退自在に取り付けられた筒状体であるシース部材を備えたESIスプレイヤーが提案されている。該シース部材は、質量分析装置から取り外されている間(不使用時)は上記細管の先端を保護し、細管が質量分析装置のハウジングに形成された孔に挿入される際(使用時)には該孔の内壁面から突出する突出部に接触して後退し、細管の先端を露出させる。こうしたESIスプレイヤーは液体クロマトグラフ質量分析装置に限らず、様々なイオン分析装置において液体試料をイオン化するイオン源として用いられる。
特表2014-509059号公報 特開2015-14616号公報
"コネクター・アダプター・ユニオン",[online],エムエス機器株式会社,[平成29年8月9日検索],インターネット<URL:http://www.technosaurus.co.jp/categories/view/194>
 ナノESIやマイクロESIで用いられる上記のような細管には、微細加工が容易であり物質が付着しにくい材料からなるものを用いることが好ましい。そのような材料として、例えばヒューズドシリカ(溶融石英)が挙げられる。しかし、ヒューズドシリカは絶縁物であり、ヒューズドシリカからなる配管の外部から該配管の中を流れる液体試料を帯電させることはできない。そこで、従来、ESIスプレイヤーの配管を二分し、導電性を有する配管接続用治具を用いて2本の配管の間に接続ギャップを設けて接続する構成が提案されている(例えば特許文献2、非特許文献1)。この構成では、配管接続用治具に所定のイオン化電圧(ESI電圧)を印加することにより、接続ギャップにおいて液体試料を帯電させることができる。
 特許文献1に記載のESIスプレイヤーの構成に特許文献2や非特許文献1に記載の構成を組み込む場合、配管とともに接続ギャップも損傷から保護するように、前記配管接続用治具もシース部材の内部に配置する必要がある。この場合、配管接続用治具にESI電圧を印加する導電経路を確保するための構成を追加する必要があり、ESIスプレイヤーの構成部品の数が増えて製造コストが高くなるという問題があった。
 本発明が解決しようとする課題は、製造コストを抑えつつ、液体試料が流通する細管の先端部を保護することができ、またヒューズドシリカ等の絶縁物からなる配管を使用することができるESIスプレイヤーを提供することである。
 上記課題を解決するために成された本発明は、イオン化装置のハウジングに形成された第1孔と、該第1孔の先端に形成され該第1孔よりも内径が小さく先端がイオン化室に連通する第2孔に取り付けて用いられるESIスプレイヤーであって、
 a) 前記第1孔の内径よりも小さい外径を有する第1配管と、
 b) 前記第2孔の内径よりも小さい外径を有する第2配管と、
 c) 導電性材料からなり、離間した前記第1配管の端面と前記第2配管の端面を接続する配管接続用治具と、
 d) 導電性材料からなり、前記第1孔の内径よりも小さく前記第2孔の内径よりも大きい外径を有する伸縮可能な筒状体であって、一端が前記配管接続用治具に固定され、前記第2配管の少なくとも先端を覆うように配置される配管保護部材と
 を備えることを特徴とする。
 本発明に係るESIスプレイヤーでは、液体試料を第1配管から導入し、配管接続用治具により該第1配管に接続された第2配管に向かって流通させる。つまり、第2配管をESIスプレイヤーの先端側に配置して用いる。配管接続用治具は、離間した第1配管の端面と第2配管の端面を接続する。従って、第1配管及び第2配管の両方がヒューズドシリカ等の絶縁物である場合でも、導電性材料からなる配管接続用治具に所定のイオン化電圧(ESI電圧)を印加することにより、第1配管と第2配管の離間部分(接続ギャップ)で液体試料を帯電させることができる。また、配管接続用治具には、導電性材料からなる配管保護部材の一端が接触しているため、該配管保護部材の他端側からESI電圧を印加することにより、配管保護部材及び配管接続用治具を介して接続ギャップを流れる液体試料を容易に帯電させることができる。つまり、本発明に係るESIスプレイヤーでは配管保護部材を導電経路を構成する部品としても利用するため、配管接続用治具にESI電圧を印加する導電経路を確保するための構成部品を追加する必要がなく、構成部品の数を最小限に抑えて低コストで製造することができる。
 また、本発明に係るESIスプレイヤーでは、配管保護部材が第2配管の少なくとも先端を覆うように配置されるため、ESIスプレイヤーの不使用時(イオン化装置のハウジングに取り付けられていない状態)には配管保護部材によって該第2配管が保護される。また、配管保護部材の外径が第2孔の内径よりも大きいため、ESIスプレイヤーをイオン化装置のハウジングの第1孔から挿入していくと、配管保護部材は第2孔の入口に達したあとそれよりも先には進入せず、配管接続用治具が収縮して第2配管が露出し第2孔に挿入される。
 本発明に係るESIスプレイヤーでは、製造コストを抑えつつ、液体試料が流通する細管の先端部を保護することができる。また、液体試料を流通させる配管としてヒューズドシリカ等の絶縁物からなるものを使用することができる。
本発明に係るESIスプレイヤーの主たる構成要素の配置を模式的に示した一例。 上記一例のESIスプレイヤーを質量分析装置のハウジングに形成された孔に挿入した状態を説明する図。 本発明に係るESIスプレイヤー及びイオン化装置の一実施例を有する液体クロマトグラフ質量分析装置全体の要部構成図。 本実施例のESIスプレイヤーの構成を説明する図。 本実施例において用いる配管接続用治具の構造を説明する図。 本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置の質量分析計に形成された第1孔及び第2孔の形状を説明する図。 本実施例のESIスプレイヤーを液体クロマトグラフ質量分析装置に取り付けた状態を説明する図。
 本発明に係るESIスプレイヤーの具体的な一実施例を説明する前に、本発明に係るESIスプレイヤーの主たる構成要素について説明する。図1はそれらを、イオン化装置のハウジング50に形成されたESIスプレイヤーの取り付け部とともに模式的に示した一例である。
 イオン化装置のハウジング50には、第1孔51と、該第1孔51の先端に形成され該第1孔51よりも内径が小さく先端がイオン化室に連通する第2孔52が形成されている。ESIスプレイヤー40は、第1配管41、第2配管42、配管接続用治具43、及び配管保護部材44を有している。第1配管41の外径は第1孔51の内径よりも小さく、第2配管42の外径は第2孔52の内径よりも小さい。配管接続用治具43は、導電性材料からなり、第1配管41の端面と第2配管42の端面の間を離間させた状態で(両端面の間に接続ギャップを形成して)両配管を接続する。配管保護部材44は、導電性材料からなり、第1孔51の内径よりも小さく第2孔52の内径よりも大きい外径を有する(長手方向に)伸縮可能な筒状体であって、一端が配管接続用治具43に固定され、第2配管42の全長を覆うように配置される。なお、配管保護部材44は、第2配管42の少なくとも先端を覆うように配置されていればよく、本実施例のように第2配管42の全長を覆う配管保護部材44は好ましい一態様であって、必須の要件ではない。
 このESIスプレイヤー40では、液体試料が第1配管41から導入され、配管接続用治具43の内部に形成された接続ギャップを介して第2配管42に向かって流通する。つまり、第2配管42がESIスプレイヤー40の先端側(イオン化室側)となるように配置される。そして、導電性材料からなる配管接続用治具43に、電圧印加部(図示なし)から所定のイオン化電圧(ESI電圧)を印加することにより、第1配管41と第2配管42の接続ギャップで液体試料を帯電させる。配管接続用治具43には、導電性材料からなる配管保護部材44の一端が接触しており、該配管保護部材44の他端側からESI電圧を印加することにより、配管保護部材44及び配管接続用治具43を介して接続ギャップを流れる液体試料を帯電させる。
 また、配管保護部材44が第2配管42の全長を覆うように配置されており、ESIスプレイヤー40の不使用時(イオン化装置のハウジング50に取り付けられていない状態)には配管保護部材44によって該第2配管42が保護される。また、配管保護部材44の外径が第2孔52の内径よりも大きいため、ESIスプレイヤー40をイオン化装置のハウジング50の第1孔51から挿入していくと、配管保護部材44は第2孔52の入口に達したあとそれよりも先には進入せず、配管接続用治具44が収縮して第2配管42が露出し第2孔52に挿入され、その先端が第2孔52を通ってイオン化室210内にわずかに突出する(図2参照)。
 本発明に係るESIスプレイヤー及びイオン化装置のより具体的な一実施例について、以下、図面を参照して説明する。本実施例のESIスプレイヤー及びイオン化装置は、液体クロマトグラフ質量分析装置においてカラムからの溶出液をイオン化するために用いられる。図3に本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置全体の要部構成を示す。
 本実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置は、大別して、液体クロマトグラフ100と質量分析計200から構成され、図示しない制御部により各部の動作が制御される。液体クロマトグラフ100は、移動相が貯留された移動相容器110、移動相を吸引して一定流量で送給するポンプ111、移動相中に所定量の液体試料を注入するインジェクタ112、液体試料に含まれる各種化合物を時間方向に分離するカラム113、及び該カラム113を温調するカラムオーブン(図示なし)とを備えている。また、インジェクタ112に複数の液体試料を1つずつ導入するオートサンプラ(図示なし)を備えている。
 質量分析計200は、略大気圧であるイオン化室210と、真空ポンプ(図示なし)により真空排気された中間真空室220及び高真空の分析室230を備えた差動排気系の構成を有している。イオン化室210には、試料溶液に電荷を付与しながら噴霧するESIスプレイヤー211が設置されている。イオン化室210と後段の中間真空室220との間は細径の加熱キャピラリ212を通して連通している。中間真空室220にはイオンを収束させつつ後段へ輸送するためのイオンガイド221が設置されており、中間真空室220と分析室230との間は頂部に小孔を有するスキマー222で隔てられている。分析室230には、四重極マスフィルタ231とイオン検出器232が設置されている。本実施例では質量分析計を簡素な四重極型の構成としたが、他の構成(三連四重極型、イオントラップ-飛行時間型等)の質量分析計を用いてもよい。
 質量分析計200では、SIM(選択イオンモニタリング)測定やMSスキャン測定を行うことができる。SIM測定では、四重極マスフィルタ231を通過させるイオンの質量電荷比を固定してイオンを検出する。MSスキャン測定では、四重極マスフィルタ231を通過させるイオンの質量電荷比を走査しつつイオンを検出する。
 図4に、本実施例のESIスプレイヤー211の構成を示す。ESIスプレイヤー211は、液体クロマトグラフ100のカラム113からの溶出液を帯電液滴としてイオン化室210内に噴霧するために用いられる。ESIスプレイヤー211の配管は入口側配管11とESIキャピラリ(出口側配管)12に二分されている。この入口側配管11は上述の第1配管41に相当し、ESIキャピラリ12が上述の第2配管42に相当する。入口側配管11はポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)からなる配管であり、ESIキャピラリ12はヒューズドシリカからなる配管である。これらはいずれも絶縁物である。なお、これらの配管材料は一例であり、他の絶縁物からなるものを用いても良い。
 本実施例で用いられるESIキャピラリ12は入口側配管11よりも細径の配管であり、その外周には入口側配管11と同じ大きさの外径の保護管13が取り付けられている。この保護管13もポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)からなる配管である。入口側配管11と、保護管13が取り付けられたESIキャピラリ12は、配管接続用治具14により、両者の端面を離間させて接続ギャップが形成されるように接続される。この配管接続用治具14は上述の配管接続用治具43に相当する。なお、この保護管13は配管保護部材とは別の構成要素である。この保護管13は、主として配管接続用治具14の出口側配管挿入孔14b(図5参照)の内径と一致させるために用いられるものである。この保護管13もESIキャピラリ12を保護する効果を有するが、上述の配管保護部材44とは別の構成要素である。
 また、ESIスプレイヤー211は、該ESIスプレイヤー211を質量分析計200のハウジングに取り付けられるための第1接続部材15と、該第1接続部材15に入口側配管11を固定するための第2接続部材17とを有している。さらに、ESIキャピラリ12の外周には、ばね部161とシース部162からなる配管保護部材16(上述の配管保護部材44に相当)が取り付けられており、ばね部161の一端は配管接続用治具14に取り付けられている。
 ESIスプレイヤー211の不使用時(質量分析計200のハウジングに挿入されていない時)には、シース部162がESIキャピラリ12の先端を含む部分を覆い該ESIキャピラリ12を保護する。また、シース部162の基端(ばね部161側の端部)は、保護管13によりESIキャピラリ12が保護された部分に位置しており、領域18でシース部162と保護管13が重なった状態となっている。この保護管13はPEEK等相対的に剛性が高いものであるため、このようにシース部162の基端を保護管13と重なるところまで延長することで、相対的に剛性が低いばね部161で支持されているシース部162の揺動を規制することができ、ESIキャピラリ12が破損してしまうリスクを低減することができる。
 図5に示すように、配管接続用治具14は、両端がテーパ状(フェルール状)に形成された筒状体であり、該筒状体の軸方向に平行な中心軸Xを有し、入口側配管11及び保護管13の外径に対応する内径を有する貫通孔(入口側配管挿入孔14a、出口側配管挿入孔14b)が形成されている。また、筒状体内部の、入口側配管挿入孔14aと出口側配管挿入孔14bの境界部には、内部の周壁から内側に突出する、長さLの隙間形成用突出部14cがリング状に設けられている。本実施例の配管接続用治具14及び配管保護部材16(ばね部161とシース部162)はステンレス鋼(SUS)からなるが、その他の導電性材料からなるものとしても良い。
 配管接続用治具14を用いて入口側配管11とESIキャピラリ12を接続する際には、入口側配管挿入孔14aに入口側配管11を挿入し、その端面を隙間形成用突出部14cに当接させる。また、出口側配管挿入孔14bに、保護管13を取り付けたESIキャピラリ12を挿入し、その端面をその先端を隙間形成用突出部14cに当接させる。そして、カップリングとフェルールを用いて配管接続用治具14の両端部を入口側配管11と保護管13にそれぞれ押し付け、該両端部を塑性変形させる。これにより、隙間形成用突出部14cの長さLで定まる接続ギャップを介して入口側配管11とESIキャピラリ12が接続される。
 この配管接続用治具14は、隙間形成用突出部14cがリング状に形成されており、入口側配管11や、ESIキャピラリ12(及び保護管13)を入口側配管挿入孔14aと出口側配管挿入孔14bにそれぞれ挿入する際に、それらの先端が周状に接触するため、隙間形成用突出部14cとの間に局所的に力が加わって隙間形成用突出部14cが変形し、接続ギャップの長さLや配管の内径が変化する可能性が低減されている。本実施例ではSUSからなる配管接続用治具14を用いているため、カップリングとフェルールを用いて両端部をつぶす(塑性変形させる)ようにしたが、SUSよりも軟らかい材質からなるものを用いれば、使用者が手で両端部を両配管に押し当てることもできる。
 上記のようにして入口側配管11とESIキャピラリ12の流路を接続したESIスプレイヤー211は、次に質量分析計200のハウジング50に取り付けられる。図6に、質量分析計200のハウジング50の、ESIスプレイヤー211の取り付け位置に形成されている第1孔51及び第2孔52の形状を示す。図6の下図は第1孔51と第2孔52の接続部及び第2孔52の出口近傍(上図において一点鎖線で囲んだ部分)の拡大図である。また、図7に質量分析計200のハウジングにESIスプレイヤー211を取り付けた状態を示す。
 図7において太線で囲まれた部分の内側が、図6に示す第1孔51と第2孔52である。質量分析計200のハウジング50には、ESIスプレイヤー211の先端側から順に、先端部材21、ESIキャピラリ収容部材22、ESIスプレイヤー本体部収容部材23、ESIスプレイヤー取り付け部材24が配置されており、それらの内部に第1孔51と第2孔52が形成されている。
 先端部材21は、先端がコーン状に形成されその頂部に開口が形成された部材であり、ESIキャピラリ12の先端との間にわずかな隙間が形成されている。この隙間から後述するネブライザガスが送給される。ESIキャピラリ収容部材22の内壁面にはシース部接触面22aが形成されており、ESIスプレイヤー211を差し込んでいくと、このシース部接触面22aにシース部162の先端が当接し、さらにESIスプレイヤー211を差し込んでいくとシース部162からESIキャピラリ12が露出するようになっている。ESIスプレイヤー211を所定の位置まで差し込んだ後、最後にESIスプレイヤー211をESIスプレイヤー取り付け部材24にボルト31で固定する。
 ESIキャピラリ収容部材22は導電性の材料からなり、ESIスプレイヤー211を差し込んだ状態で、電圧印加部60からESIキャピラリ収容部材22にESI電圧を印加すると、シース部162、ばね部161を通じて配管接続用治具14に高電圧が印加される。多くの場合、イオン導入開口が形成されている、イオン化室210と中間真空室220の隔壁は接地されており、この接地部に対して所定の電位となるESI電圧が印加される。このESI電圧により、隙間形成用突出部14cの内部の接続ギャップを通過する液体が帯電される。
 ESIスプレイヤー取り付け部材24にはネブライザガス流路24aが形成されている。このネブライザガス流路24aを通じて、ネブライザガス供給部70から窒素ガス等のネブライザガスが第1孔51に供給される。第1孔51に供給されたネブライザガスはESIスプレイヤー211の外周部の空間を通ってESIスプレイヤー211の先端部に到達して先端部材21の開口から噴出する。このネブライザガスはESIキャピラリ12から送出され帯電した溶出液に吹き付けられ、帯電液滴としてイオン化室210内に噴霧される。噴霧された帯電液滴はイオン化室210内で脱溶媒してイオン化し、加熱キャピラリ212を通過して中間真空室220、分析室230へと順に進入し、分析に供される。
 以上、説明したように、本実施例のESIスプレイヤー211では、配管保護部材16を導電経路を構成する部品としても利用するため、配管接続用治具14にESI電圧を印加する導電経路を確保するための構成部品を追加する必要がなく、構成部品の数を最小限に抑えて低コストで製造することができる。また、本実施例のESIスプレイヤー211では、配管保護部材16がESIキャピラリ12の全長を覆うように配置されるため、ESIスプレイヤー211の不使用時(質量分析計200のハウジング50に取り付けられていない状態)には配管保護部材16によってESIキャピラリ12が保護される。また、絶縁物からなる入口側配管11及びESIキャピラリ12の間に形成された接続ギャップにおいてカラム113からの溶出液を帯電させることができる。
 また、本実施例のESIスプレイヤー211が備える配管接続用治具14は、それ以外の治具等を介在させることなく入口側配管11とESIキャピラリ12を接続する。また、入口側配管11の端面とESIキャピラリ12の端面の位置が隙間形成用突出部14cにより規定されるため、それらの間に形成される隙間(接続ギャップ)の長さLが一定になる。従って、ESIキャピラリ収容部材22に高電圧を印加し、シース部162とばね部161を通じて配管接続用治具14に高電圧を印加したときに、その隙間(接続ギャップ)を通過する液体試料を安定した効率で帯電させることができる。
 本実施例で用いた配管接続用治具14は、隙間形成用突出部14cがリング状に形成されており、配管接続用治具14の内部に入口側配管11と(保護管13を取り付けた)ESIキャピラリ12を差し込んだときに、その端面全体がリング状の隙間形成用突出部14cに当接する。そのため、隙間形成用突出部14cに局所的に力が加わり該隙間形成用突出部14cが変形して入口側配管11の端面やESIキャピラリ12の端面が損傷したり、それらの間の接続ギャップの長さが変化したりする可能性が低減される。
 また、本実施例で用いた配管接続用治具14は、両端に向かって先細りの形状を有する。つまり両端部がフェルール状であるため、円筒状等の配管接続用治具を用いる場合よりも小さな力で配管接続用治具14の両端部を塑性変形させることができる。そのため、配管接続用治具14の両端部を塑性変形させる際に入口側配管11やESIキャピラリ12を破損してしまったり、隙間形成用突出部14cの内部空間を押しつぶしてその内径を小さくしてしまったりする可能性も低減される。
 本実施例で用いた配管接続用治具14は、入口側配管11よりも細径のESIキャピラリ12に取り付けられる保護管13を有している。この保護管13として、内径が異なる複数種類のものを予め用意しておけば、出口側配管の外径に応じた適宜の内径を有する保護管13を使用して、1つの配管接続用治具14を外径が異なる配管の接続に用いることができる。また、こうした保護管13を用いることにより、上記実施例のESIキャピラリ12のような極細径の壊れやすい配管を保護することもできる。さらに、ESIキャピラリ12の外側に、保護管13とシース部162の少なくとも一方が位置するように構成することにより、ESIキャピラリ12の過度な湾曲が防止される。
 本実施例では、入口側配管挿入孔14aと出口側配管挿入孔14bの内径を同じ大きさとしたが、これらは異なっていても良い。また、入口側配管挿入孔14aと出口側配管挿入孔14bの少なくとも一方の内径が相互に異なる、複数の配管接続用治具を予め用意しておき、接続しようとする入口側配管と出口側配管の外径に応じた配管接続用治具を用いるようにしてもよい。また、入口側配管挿入孔14aと出口側配管挿入孔14bの内径が同一であって、隙間形成用突出部14cの長さが相互に異なる複数の配管接続用治具を予め用意しておき、液体試料の帯電しやすさや該試料に含まれる成分のイオン化効率に応じて適宜の長さの接続ギャップで液体試料を帯電させるようにしてもよい。
 上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
 上記実施例では、質量分析計200のハウジングに導電性部材からなるESIキャピラリ収容部材22を配置し、該ESIキャピラリ収容部材22に電圧印加部60からESI電圧を印加する構成としたが、電圧印加部60からシース部162に直接電圧を印加するように構成することもできる。また、上記実施例では、ネブライザガス供給部70から第1孔51及び第2孔52の内部にネブライザガスを供給し、ESIスプレイヤー211の先端から放出される、カラム113からの溶出液にネブライザガスを吹き付ける構成としたが、必ずしもネブライザガスを用いる構成とする必要はない。例えば、ナノESIのように極微量の溶出液をESIスプレイヤー211に導入する場合、イオン化室210内に溶出液を放出するのみで十分に脱溶媒させることができるため、ネブライザガスを供給しなくてもよい。
 上記実施例ではESIスプレイヤー211の入口側配管11とESIキャピラリ12を接続する場合を説明したが、この配管接続用治具14を用いてESIスプレイヤー211の入口側配管11と液体クロマトグラフ100のカラム113の出口側配管を接続することもできる。また、上記実施例では液体クロマトグラフ質量分析装置の質量分析計が備えるESIスプレイヤー211を説明したが、様々なイオン分析装置(イオン移動度分析計や分級装置など)のイオン化装置として、上記実施例と同様のESIスプレイヤーを用いることができる。
11、41…入口側配管(第1配管)
12、42…ESIキャピラリ(第2配管)
13…保護管
14、43…配管接続用治具
 14a…入口側配管挿入孔
 14b…出口側配管挿入孔
 14c…隙間形成用突出部
15…第1接続部材
16、44…配管保護部材
 161…ばね部
 162…シース部
17…第2接続部材
21…先端部材
22…ESIキャピラリ収容部材
 22a…シース部接触面
23…ESIスプレイヤー本体部収容部材
24…ESIスプレイヤー取り付け部材
 24a…ネブライザガス供給流路
50…ハウジング
 51…第1孔
 52…第2孔
60…電圧印加部
70…ネブライザガス供給部
100…液体クロマトグラフ
200…質量分析計
 210…イオン化室
 40、211…ESIスプレイヤー

Claims (12)

  1.  イオン化装置のハウジングに形成された第1孔と、該第1孔の先端に形成され該第1孔よりも内径が小さく先端がイオン化室に連通する第2孔に取り付けて用いられるESIスプレイヤーであって、
     a) 前記第1孔の内径よりも小さい外径を有する第1配管と、
     b) 前記第2孔の内径よりも小さい外径を有する第2配管と、
     c) 導電性材料からなり、離間した前記第1配管の端面と前記第2配管の端面を接続する配管接続用治具と、
     d) 導電性材料からなり、前記第1孔の内径よりも小さく前記第2孔の内径よりも大きい外径を有する伸縮可能な筒状体であって、一端が前記配管接続用治具に固定され、前記第2配管の少なくとも先端を覆うように配置される配管保護部材と
     を備えることを特徴とするESIスプレイヤー。
  2.  前記第1配管及び前記第2配管が絶縁物からなるものであることを特徴とする請求項1に記載のESIスプレイヤー。
  3.  前記配管保護部材の少なくとも一部が弾性部材からなることを特徴とする請求項1に記載のESIスプレイヤー。
  4.  さらに、
     e) 前記第2配管の少なくとも一部の外周に配置された保護管
     を備えることを特徴とする請求項1に記載のESIスプレイヤー。
  5.  前記配管保護部材の少なくとも一部が筒状の部材であり、
     前記保護管の少なくとも一部が前記筒状の部材によって覆われている
     ことを特徴とする請求項4に記載のESIスプレイヤー。
  6.  前記配管接続用治具が、
     少なくとも両端部が塑性変形可能となっている筒状体の内部に、該筒状体の軸方向に、一端が前記第1配管の外径に対応し他端が前記第2配管の外径に対応する内径を有する貫通孔が設けられており、更に、前記筒状体の内部に、該貫通孔の周壁から内側に突出する隙間形成用突出部が設けられたものである
     ことを特徴とする請求項1に記載のESIスプレイヤー。
  7.  前記隙間形成用突出部はリング状に形成されている
     ことを特徴とする請求項6に記載のESIスプレイヤー。
  8.  前記配管用治具が両端に向かって先細りの形状を有する
     ことを特徴とする請求項6に記載のESIスプレイヤー。
  9.  さらに、
     f) 前記貫通孔の内径よりも細径の配管に取り付けられる配管径調整治具
     を有することを特徴とする請求項6に記載のESIスプレイヤー。
  10.  さらに、
     g) 前記配管接続用治具に電圧を印加する電圧印加部
     を備えることを特徴とする請求項2に記載のESIスプレイヤー。
  11.  前記2つの配管のうちの少なくとも一方がヒューズドシリカからなるものであることを特徴とする請求項1に記載のESIスプレイヤー。
  12.  a) 第1孔と、該第1孔の先端に形成され該第1孔よりも内径が小さく先端がイオン化室に連通する第2孔が形成されたハウジングと、
     b) 前記ハウジングに取り付けられるESIスプレイヤーであって、
      前記第1孔の内径よりも小さい外径を有する第1配管と、
      前記第2孔の内径よりも小さい外径を有する第2配管と、
      導電性材料からなり、離間した前記第1配管の端面と前記第2配管の端面を接続する配管接続用治具と、
      導電性材料からなり、前記第1孔の内径よりも小さく前記第2孔の内径よりも大きい外径を有する伸縮可能な筒状体であって、一端が前記配管接続用治具に固定され、前記第2配管の少なくとも先端を覆うように配置される配管保護部材と
     を備えるESIスプレイヤーと、
     c) 前記配管保護部材に直接的に又は間接的に電圧を印加する電圧印加部と
     を備えることを特徴とするイオン化装置。
PCT/JP2017/033298 2017-09-14 2017-09-14 Esiスプレイヤー及びイオン化装置 WO2019053851A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/625,138 US10978287B2 (en) 2017-09-14 2017-09-14 ESI sprayer and ionizer
JP2019541574A JP6717438B2 (ja) 2017-09-14 2017-09-14 Esiスプレイヤー及びイオン化装置
PCT/JP2017/033298 WO2019053851A1 (ja) 2017-09-14 2017-09-14 Esiスプレイヤー及びイオン化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/033298 WO2019053851A1 (ja) 2017-09-14 2017-09-14 Esiスプレイヤー及びイオン化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019053851A1 true WO2019053851A1 (ja) 2019-03-21

Family

ID=65723365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/033298 WO2019053851A1 (ja) 2017-09-14 2017-09-14 Esiスプレイヤー及びイオン化装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10978287B2 (ja)
JP (1) JP6717438B2 (ja)
WO (1) WO2019053851A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020241098A1 (ja) * 2019-05-24 2020-12-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 スプレーイオン化装置、分析装置および表面塗布装置
WO2021149003A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 Waters Technologies Corporation Sprayer assembly

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024047371A1 (en) * 2022-09-03 2024-03-07 Captec Medical Kft. Coaxial flow reaction interface

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10142197A (ja) * 1996-09-12 1998-05-29 Hitachi Ltd 質量分析装置
JP2007520711A (ja) * 2004-02-05 2007-07-26 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング キャピラリー分離法および定量分析計を連結させるためのデバイスおよび方法
JP2014509059A (ja) * 2011-03-10 2014-04-10 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン エレクトロスプレーエミッターアセンブリ
JP2015014616A (ja) * 2014-09-25 2015-01-22 株式会社島津製作所 インタフェース

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5572023A (en) 1995-05-30 1996-11-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Electrospray methods and apparatus for trace analysis
DK2069673T3 (da) * 2006-08-12 2013-11-04 Pelt Colleen K Van Nanoliter-flowrate-separations- og elektrosprayanordning med plug and play-trykforbindelser og diagnoseovervågningssystem med flere sensorer
WO2013063502A2 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Beckman Coulter, Inc. Improved capillary electrophoresis-electrospray ionization-mass spectrometry system
EP3485504A1 (en) * 2016-07-13 2019-05-22 Thermo Hypersil-Keystone LLC Replaceable emitter assembly for interfacing a separation column to a mass spectrometer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10142197A (ja) * 1996-09-12 1998-05-29 Hitachi Ltd 質量分析装置
JP2007520711A (ja) * 2004-02-05 2007-07-26 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング キャピラリー分離法および定量分析計を連結させるためのデバイスおよび方法
JP2014509059A (ja) * 2011-03-10 2014-04-10 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン エレクトロスプレーエミッターアセンブリ
JP2015014616A (ja) * 2014-09-25 2015-01-22 株式会社島津製作所 インタフェース

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020241098A1 (ja) * 2019-05-24 2020-12-03 国立研究開発法人産業技術総合研究所 スプレーイオン化装置、分析装置および表面塗布装置
JPWO2020241098A1 (ja) * 2019-05-24 2020-12-03
JP7198528B2 (ja) 2019-05-24 2023-01-04 国立研究開発法人産業技術総合研究所 スプレーイオン化装置、分析装置および表面塗布装置
WO2021149003A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 Waters Technologies Corporation Sprayer assembly
US11794200B2 (en) 2020-01-24 2023-10-24 Waters Technologies Corporation Sprayer assembly for DESI applications

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2019053851A1 (ja) 2020-01-16
JP6717438B2 (ja) 2020-07-01
US10978287B2 (en) 2021-04-13
US20200234940A1 (en) 2020-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2260503B1 (en) Electrospray ion sources for improved ionization
US6043487A (en) Electrospray ionizer
US20060016982A1 (en) Atmospheric pressure ion source high pass ion filter
US9240310B2 (en) Method and apparatus for improving ion transmission into a mass spectrometer
JP6717438B2 (ja) Esiスプレイヤー及びイオン化装置
US11794200B2 (en) Sprayer assembly for DESI applications
CN112106170A (zh) 撞击电离喷雾离子源或电喷雾电离离子源
CN111194475B (zh) Esi喷雾器用管和esi喷雾器
JP5975158B2 (ja) インターフェースおよび液体クロマトグラフ質量分析装置
CN111052302B (zh) 具有不对称喷雾的apci离子源
JP6725082B2 (ja) Esiスプレイヤー
CN109716483B (zh) 离子源适配器
US20210151311A1 (en) Ion source for mass spectrometer
JP7294535B2 (ja) イオン分析装置
CN117716468A (zh) 雾化器出口组件
JP3181808U (ja) インターフェースおよび液体クロマトグラフ質量分析装置
JP2000214135A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置
JP2012058122A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析装置
JPH10142197A (ja) 質量分析装置
JP2007225454A (ja) 液体クロマトグラフ質量分析計

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17925189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019541574

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17925189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1