WO2021140713A1 - イオン化装置 - Google Patents

イオン化装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2021140713A1
WO2021140713A1 PCT/JP2020/037678 JP2020037678W WO2021140713A1 WO 2021140713 A1 WO2021140713 A1 WO 2021140713A1 JP 2020037678 W JP2020037678 W JP 2020037678W WO 2021140713 A1 WO2021140713 A1 WO 2021140713A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sample liquid
tubular member
conductive
ionization
probe
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/037678
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩崇 児山
重吉 堀池
功 片所
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 JP2021569729A priority Critical patent/JP7294456B2/ja
Publication of WO2021140713A1 publication Critical patent/WO2021140713A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus that ionizes a component in a liquid sample separated by a column of a liquid chromatograph.
  • a liquid chromatograph mass spectrometer is widely used to analyze the components contained in a liquid sample.
  • the liquid chromatograph mass spectrometer includes a liquid chromatograph that separates the components contained in the liquid sample with a column, and a mass spectrometer that ionizes each component after separation and separates and measures each component by mass-to-charge ratio. ..
  • ESI electrospray ionization
  • the ESI nozzle used in the ESI method has a liquid supply pipe for circulating a liquid sample and an air supply pipe provided on the outer periphery of the liquid feed pipe for circulating nebulizer gas.
  • the sample liquid flowing out from the column of the liquid chromatograph is sprayed from the tip with a nebulizer gas.
  • Ions are generated by desorbing (desolventizing) a solvent such as a mobile phase from the charged droplets sprayed from the ESI nozzle.
  • Nano ESI is a method in which the flow rate of the sample solution is suppressed to the nL / min level and the sample solution is ionized by the ESI method (for example, Patent Document 1).
  • nano ESI With nano ESI, the ionization efficiency is improved and the measurement sensitivity is improved, but the measurement throughput is reduced because the amount of measurable sample solution is small. Further, in nano ESI, since a small diameter pipe having an inner diameter of several tens of ⁇ m is used, the inside of the pipe is liable to be clogged due to salt precipitation from the sample solution or the like. Further, for such a pipe, a pipe made of fused silica (fused quartz) is often used because of the ease of microfabrication. However, fused silica has a problem that it is easily damaged and has low durability.
  • the problem to be solved by the present invention is an ionization apparatus that can be suitably used for measuring the components contained in the eluate from the column of the liquid chromatograph with high sensitivity and high throughput, and has sufficient durability. Is to provide.
  • the present invention which has been made to solve the above problems, is an ionization apparatus used for ionizing a sample liquid flowing out from a column of a liquid chromatograph.
  • a conductive probe A voltage application unit that applies a predetermined voltage for probe electrospray ionization by the conductive probe, and The sample liquid guiding portion for guiding the sample liquid flowing out from the column to the conductive probe is provided.
  • the sample liquid flowing out from the column of the liquid chromatograph is guided to the conductive probe by the sample liquid guiding unit while applying a predetermined voltage from the voltage applying unit to the conductive probe.
  • This conductive probe can be configured as a solid member because the sample liquid does not flow inside like the ESI nozzle but is used to charge the sample liquid.
  • the sample liquid guided by the conductive probe is charged and ionized while flowing on the surface of the probe.
  • the sample liquid is circulated in the ESI nozzle and the sample liquid is charged only by the inner diameter surface of the nozzle, whereas in the ionization probe according to the present invention, the sample liquid is guided to the conductive probe by the sample liquid guiding portion.
  • the ionization efficiency is higher than that using the ESI nozzle.
  • PESI Probe ElectroSpray Ionization
  • the voltage application unit may directly supply the PESI voltage to the conductive probe, or indirectly (for example, as in the example described later, via a conductive connection jig and a sample liquid). ) A PESI voltage may be applied to the conductive probe.
  • the ionization device according to the present invention. Further, it can be suitably used for measuring the components contained in the eluate from the column of the liquid chromatograph with high sensitivity and high throughput.
  • the block diagram of the liquid chromatograph mass spectrometer including the ionization apparatus which concerns on this invention The schematic block diagram of the ionization source which is 1st Embodiment of the ionization apparatus which concerns on this invention.
  • the schematic block diagram of the ionization source which is the 6th Embodiment of the ionization apparatus which concerns on this invention The schematic block diagram of the ionization source which is 7th Embodiment of the ionization apparatus which concerns on this invention.
  • the schematic block diagram of the ionization source which is the tenth embodiment of the ionization apparatus which concerns on this invention The figure explaining the modification of the ionization source of the tenth embodiment.
  • the figure explaining another modification of the ionization source of 10th Embodiment The schematic block diagram of the ionization source which is 11th Embodiment of the ionization apparatus which concerns on this invention.
  • the side view which shows the schematic structure of the ionization source of 11th Embodiment.
  • the cross-sectional view which shows the schematic structure of the ionization source of 11th Embodiment.
  • the figure explaining another modification of the ionization source of the twelfth embodiment The figure explaining the coating process in the ionization source of each embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of a liquid chromatograph mass spectrometer 1 including each embodiment of the ionization device according to the present invention.
  • the liquid chromatograph mass spectrometer 1 includes a liquid chromatograph 2 and a mass spectrometer 3.
  • the liquid chromatograph 2 includes a column 4, and the mass spectrometer 3 includes an ionization source 5.
  • the liquid sample introduced into the liquid chromatograph 2 is introduced into the mass spectrometer 3 after the components are separated by the column 4, ionized by the ionization source 5, and measured for each mass-to-charge ratio.
  • the ionization apparatus according to the present invention is used as the ionization source 5.
  • FIGS. 2 to 19 The schematic configuration of the ionization source of the first embodiment to the twelfth embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 19. It should be noted that all of these are schematic views, and the sizes of the components are appropriately enlarged in order to make the arrangement and structure easy to understand, and do not necessarily match the actual scale.
  • FIG. 2 schematically shows the ion source 10 of the first embodiment.
  • the ion source 10 of the first embodiment has a tubular member 11 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a conductive probe 12 arranged at the outlet end of the tubular member 11.
  • the tubular member 11 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to the conductive probe 12 from the voltage application unit 6.
  • the PESI voltage is a voltage applied to a conductive probe in a probe electrospray ionization method in which a sample liquid is charged and ionized.
  • the sample liquid containing the components separated by the column 4 of the liquid chromatograph 2 sequentially flows into the tubular member 11.
  • the sample liquid flowing out from the outlet of the tubular member 11 comes into contact with the conductive probe 12 to which the PESI voltage is applied, is charged, and is ionized.
  • a material that can be easily microfabricated for example, a material made of fused silica (fused quartz) has been used, but such a material has a problem that it is easily damaged and has low durability.
  • fused silica fused quartz
  • the flow rate is suppressed to nL / min, there is a problem that the throughput also decreases.
  • the components in the sample liquid are ionized over a wide range of the entire surface of the conductive probe 12. Therefore, the flow rate of the sample liquid to be introduced into the ionization apparatus 10 can be increased as compared with the case where the nano ESI nozzle is used. Therefore, the throughput of analysis is improved as compared with the case of using the nano ESI nozzle. Further, since it is not necessary to suppress the flow rate of the sample liquid, it is not necessary to use a capillary having a small inner diameter, and it is possible to improve the durability while maintaining the same sensitivity as when using the nano ESI nozzle.
  • Patent Document 2 it has been proposed to use the PESI method for the purpose of measuring the distribution of the target substance distributed on the surface of a living tissue or the like (for example, Patent Document 2).
  • the conventional PESI method has been performed as follows.
  • a conductive probe is placed above the measurement target area on the sample surface, and the probe is moved downward to bring the tip into contact with the sample surface to attach the sample. Subsequently, the probe is moved up to the original position, and a predetermined voltage (PESI voltage) of several tens to several thousand V is applied to the probe. As a result, the sample attached to the tip of the probe is charged and ionized by Coulomb repulsion.
  • PESI voltage a predetermined voltage
  • imaging mass spectrometry can be performed with spatial resolution at the nm level by using a probe whose tip is processed to nm size, but since the sample collected by the probe is ionized as it is, it is contained in the sample. It was not possible to separate the components of the sample and perform mass spectrometry.
  • a liquid sample (when the analysis target is a solid, a solution dissolved in an appropriate solvent) is subjected to liquid chromatography. It can be introduced into the graph 2 and mass spectrometrically analyzed for the components separated by the column 4 of the liquid chromatograph 2.
  • FIG. 3 schematically shows the ion source 20 of the second embodiment.
  • the ionization source 20 of the second embodiment has a tubular member 21 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a conductive conductivity coaxial with the tubular member 21 housed in the outlet side end of the tubular member 21. It has a probe 22.
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to the conductive probe 22 from the voltage application unit 6.
  • the tubular member 21 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the sample liquid containing the components separated by the column 4 of the liquid chromatograph 2 sequentially flows into the tubular member 21.
  • the sample liquid that has flowed into the tubular member 21 comes into contact with the conductive probe 22 housed at the outlet side end thereof, is charged, and is ionized.
  • the sample liquid comes into contact with the surface of the conductive probe over a wide range and is charged, so that the ionization efficiency is improved.
  • FIG. 4 schematically shows the ion source 30 of the third embodiment.
  • the ion source 30 of the third embodiment has a tubular member 31 and a conductive probe 32 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2.
  • a predetermined voltage PESI voltage
  • PESI voltage is applied to the conductive probe 32 from the voltage application unit 6.
  • a groove 33 is provided on a part of the surface of the conductive probe 32 as shown in the cross-sectional view on the right side of FIG. 4, and the tubular member 31 flows out from the tubular member 31. It is arranged so as to guide the sample liquid to be used to the groove 33.
  • the tubular member 31 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the sample liquid containing the components separated by the column 4 of the liquid chromatograph 2 sequentially flows into the tubular member 31.
  • the sample liquid that has flowed into the tubular member 31 comes into contact with the conductive probe 32, is charged, and is ionized.
  • the groove 33 is formed on the surface of the conductive probe 32, and the sample liquid comes into contact with the conductive probe 32 in a wider area to be charged, so that the ionization efficiency is improved.
  • FIG. 4 shows an example in which the groove 33 is provided in the upper part of the conductive probe 32, it does not necessarily have to be the upper part. Further, a plurality of grooves may be provided.
  • the tubular member 31 may be a groove extending from the base end to the tip of the conductive probe 32, or may be a groove (recess) provided in a part of the tip from the base end.
  • the tubular member 31 is shown in a tapered shape in FIG. 4, the inner diameter may be uniform.
  • FIG. 5 schematically shows the ion source 40 of the fourth embodiment.
  • the ion source 40 of the fourth embodiment has a tubular member 41 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a conductive probe 42 arranged in the vicinity of the outlet of the tubular member 41.
  • a predetermined voltage PESI voltage
  • the conductive probe 42 is applied to the conductive probe 42 from the first voltage application unit 43 (corresponding to the voltage application unit 6 in other embodiments).
  • at least a part of the tubular member 41 is also made of a conductive material.
  • the ionization source 40 of the fourth embodiment further has a second voltage application unit 44, and a predetermined voltage is applied from the second voltage application unit 44 to the portion of the tubular member 41 made of the conductive material. Will be done.
  • This predetermined voltage is a voltage that forms a predetermined potential gradient between the tubular member 41 and the conductive probe 42.
  • the tubular member 41 and the second voltage applying portion 44 correspond to the sample liquid guiding portion.
  • the sample liquid is charged while flowing through the tubular member 41, and the charged droplets are guided to the conductive probe 42 by the potential gradient formed between the ion source 40 and the conductive probe 42. Therefore, more (charged) sample liquid is guided to the conductive probe 42, and the ionization efficiency is improved.
  • FIG. 5 shows a configuration in which the sample liquid is induced by an electric field, it is also possible to induce the sample liquid by a magnetic field. Furthermore, it is also possible to apply ultrasonic waves to vaporize the sample liquid and then guide the sample liquid to the conductive probe by the action of an electric field or a magnetic field.
  • the ion source 40 of the fourth embodiment is a voltage that changes the magnitude of the voltage applied from the first voltage application unit 43 to the tubular member 41 and / or the voltage applied from the second voltage application unit 44 to the conductive probe 42. It has a change unit 45. In the fourth embodiment, one or both of the above voltages can be changed to invert the potential gradient formed between the tubular member 41 and the conductive probe 42, thereby functioning as a shutter.
  • FIG. 6 schematically shows the ion source 50 of the fifth embodiment.
  • the ion source 50 of the fifth embodiment has a tubular member 51 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a plurality of conductive probes 52 housed in the outlet side end of the tubular member 51. ..
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied from the voltage application unit 6 to each of the plurality of conductive probes 52.
  • the tubular member 51 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the ion source 50 of the fifth embodiment is obtained by changing the conductive probe 22 in the ion source 20 of the second embodiment to a plurality of conductive probes 52.
  • the ionization efficiency is further increased as compared with the ionization source 20 of the second embodiment. It is possible to improve the sensitivity and throughput of analysis by configuring multiple conventional ESI nozzles in parallel.
  • the ESI nozzle has a structure having a flow path for flowing the sample liquid inside, it is difficult to miniaturize it, and a configuration having a plurality of ESI nozzles simply increases the size of the ionization source.
  • the fifth embodiment it is possible to improve the sensitivity and throughput of analysis by constructing a compact and integrated ion source 50 at low cost only by using a plurality of conductive probes 52.
  • FIG. 7 schematically shows the ion source 60 of the sixth embodiment.
  • the ion source 60 of the sixth embodiment is connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2, and is housed in a tubular member 61 whose outlet side end is branched into a plurality of flow paths and each of the plurality of flow paths. It has a conductive probe 62.
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to each of the conductive probes 62 from the voltage application unit 6.
  • the tubular member 61 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the outlet side end of the tubular member 51 in the ion source 50 of the fifth embodiment is branched into a plurality of flow paths, and the conductive probe 62 is housed in each flow path. is there.
  • each of the plurality of conductive probes 62 is provided with a flow path for guiding the sample liquid, and the sample liquid is dispersed and charged by each of the plurality of conductive probes 62.
  • the ionization efficiency is further increased as compared with the ionization source 50 of the embodiment.
  • one conductive probe 62 is arranged in each of the branched flow paths, but a plurality of conductive probes 62 can be arranged in each of these flow paths.
  • FIG. 8 schematically shows the ion source 70 of the seventh embodiment.
  • a plurality of ionization sources 70 of the seventh embodiment are housed coaxially with the tubular member 71 at the outlet side end of the tubular member 71 and the tubular member 71 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2.
  • the conductive probe 72 is provided with a mesh electrode 73 having holes 74 formed at positions facing the tips of the plurality of conductive probes 72.
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to the plurality of conductive probes 72 from the voltage application unit 6. Further, the mesh electrode 73 is maintained at a predetermined potential (typically grounded).
  • the tubular member 71 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the ion source 70 of the seventh embodiment is the configuration of the ion source 50 of the fifth embodiment with the mesh electrode 73 added.
  • a mesh electrode 73 having a hole 74 formed at a position facing the conductive probe is used, and the mesh electrode 73 is maintained at a predetermined potential to form a mesh with the conductive probe 72.
  • a predetermined potential gradient can be formed between the electrodes 73, and electric field interference between the conductive probes 72 can be suppressed.
  • FIG. 8 shows an example in which the mesh electrode 73 is arranged at a position away from the tip of the conductive probe 72, but an arrangement such that the conductive probe 72 is inserted into these holes 75 can also be adopted. Further, the relationship between the conductive probe 72 and the hole 74 may be one-to-one, or one of them may be plural.
  • the seventh embodiment it is also possible to use a plate-shaped electrode having holes formed instead of the mesh electrode 73.
  • the mesh electrode 73 the electrode having a large number of minute holes
  • the ions generated by the conductive probe 72 easily pass through the holes of the mesh electrode.
  • the retention of the sample liquid is higher when the mesh electrode 73 is used than when the plate-shaped electrode is used, and more samples are used in the ionization source 80 of the eighth embodiment and the ionization source 100 of the tenth embodiment, which will be described later.
  • the liquid can be ionized.
  • FIG. 9 schematically shows the ion source 80 of the eighth embodiment.
  • the ion source 80 of the eighth embodiment includes a tubular member 81 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2, a plurality of conductive probes 82, and a mesh electrode 83.
  • the longitudinal direction of the tubular member 81 and the mesh electrode 83 are arranged in parallel.
  • the outlet side of the tubular member 81 is branched into a plurality of flow paths, and each of the plurality of flow paths reaches the vicinity of the hole 84 formed in the mesh electrode 83.
  • the plurality of conductive probes 82 are arranged so that the longitudinal direction of each conductive probe 82 is substantially orthogonal to the longitudinal direction of the tubular member 81 and the tip of each conductive probe 82 faces the hole 84.
  • a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to the plurality of conductive probes 82 from the voltage application unit 6.
  • the mesh electrode 83 is maintained at a predetermined potential (typically grounded).
  • the flow path is shown only for the hole 84 in the left half of the mesh electrode 83, but the flow path is similarly connected to the hole 84 in the right half.
  • the tubular member 81 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the ionization source 80 of the eighth embodiment is guided to the vicinity of the hole 84 of the mesh electrode 83 through each of the plurality of flow paths included in the tubular member 81, and is charged by the conductive probe 82 arranged to face the hole 84. And ionized.
  • the ion source 80 of the eighth embodiment has the characteristics of both the ion source 60 of the sixth embodiment and the ion source 70 of the seventh embodiment, and the effects obtained by the ion sources of these embodiments can be obtained. Play both.
  • FIG. 10 schematically shows the ionization source 90 of the ninth embodiment.
  • the ion source 90 of the ninth embodiment includes a tubular member 91 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a conductive probe 92 arranged near the outlet end of the tubular member 91.
  • a heater 93 is wound around the outer circumference of the tubular member 91, and the tubular member 91 (and the sample liquid circulating therein) is heated by supplying electric power from the heating unit 94 to the heater 93.
  • the tubular member 91 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the mode switching unit 96 is embodied in software by, for example, executing an analysis control program pre-installed in a computer on a processor.
  • the ionization source 90 of the ninth embodiment can select two types of ionization modes, PESI mode and APCI mode.
  • PESI mode no power is supplied to the heater 93 (that is, the sample liquid is not heated), and a predetermined PESI voltage is applied to the conductive probe 92.
  • the magnitude of the PESI voltage is, for example, 1 to 2 kV.
  • APCI mode electric power is supplied to the heater 93 to heat the tubular member 91 (and the sample liquid flowing through the tubular member 91), and a predetermined APCI voltage is applied to the conductive probe 92.
  • a mobile phase of the liquid chromatograph 2 containing a substance that is easily ionized is used.
  • the heater 93 is heated to, for example, 400 ° C., which vaporizes the sample solution.
  • the easily ionized component contained in the vaporized sample solution comes into contact with the conductive probe 92 to which a predetermined APCI voltage is applied and is ionized.
  • the magnitude of the APCI voltage is, for example, 4 kV.
  • the component to be analyzed is ionized by the charge exchange occurring between the ion generated in this way and the component to be analyzed.
  • the PESI method is an ionization method suitable for ionizing highly polar compounds like the ESI method
  • the APCI method is suitable for ionizing low polar compounds.
  • the ionization efficiency can be increased by selecting an ionization method that matches the characteristics of the sample to be analyzed.
  • FIG. 11 schematically shows the ion source 100 of the tenth embodiment.
  • the ion source 100 of the tenth embodiment is a tubular member 101 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2, and a plurality of conductive probes arranged so as to surround the outlet side end of the tubular member 101. It has 102 and a mesh electrode 103 in which a hole 104 is formed at a position facing the tips of the plurality of conductive probes 102.
  • the plurality of conductive probes 102 are arranged radially so as to surround the outlet side end portion of the tubular member 101, and a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to each of the voltage application portions 6. Further, the mesh electrode 103 is maintained at a predetermined potential (typically grounded).
  • the tubular member 101 corresponds to the sample liquid guiding portion.
  • the sample liquid flowing out from the tubular member 101 is guided to the conductive probe 102 adjacent to the outlet end of the tubular member 101, and further, another conductive probe adjacent to the conductive probe 102. It is guided to the sex probe 102.
  • Ion suppression is a phenomenon in which ionization of a sample component is suppressed, and the factors thereof are various. For example, when a compound supplied at the same time as a sample component is more easily ionized than the sample component, such a compound is used. The charge may be deprived and the ionization of the sample component may be suppressed. Further, even when the sample liquid contains salt, the ionization of the sample component is difficult to proceed (suppressed).
  • the sample liquid flowing out from the tubular member 101 is guided between the conductive probes 102 from the side closer to the tubular member 101 to the far side. Therefore, the compound that is more easily ionized than the sample component is immediately ionized by the conductive probe 102 located adjacent to the tubular member 101, and the sample component is ionized by the conductive probe 102 located outside the sample component. Further, even when salt is contained, the conductive probe 102 located far from the tubular member 101 does not reach, so that the conductive probe 102 located away from the tubular member 101 may suppress the ionization of the sample component. Absent.
  • FIG. 11 shows a configuration in which the conductive probes 102 are arranged concentrically, but this arrangement can be changed as appropriate.
  • the conductive probes are arranged in a row, and the tubular member 111 is located in the vicinity of the hole 114 (the hole provided in the mesh electrode 113) corresponding to the conductive probe located at the center thereof.
  • the exit end of the can be placed.
  • the outlet end of the tubular member 121 can be arranged in the vicinity of the hole 124 (the hole provided in the mesh electrode) corresponding to the conductive probe arranged at the end of the row.
  • the same effect as that of the tenth embodiment can be obtained by these configurations.
  • FIG. 14 schematically shows the ion source 130 of the eleventh embodiment.
  • the ion source 130 of the eleventh embodiment has a tubular member 131 connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 and a plurality of conductive probes 132, similarly to the ion source 100 of the tenth embodiment.
  • the sample liquid branch portion 133 is provided at the tip of the tubular member 131, and the outside of the sample liquid branch portion 133 ( The tips of the plurality of conductive probes 132 are located on the side opposite to the tubular member 131).
  • the plurality of conductive probes 132 are arranged radially from the tip end to the base end end, and a predetermined voltage (PESI voltage) is applied to each of them from the voltage application unit 6.
  • the ion source 130 of the eleventh embodiment has a tubular member 131 and a multi-probe holder 134 for positioning and fixing a plurality of conductive probes 132.
  • the tubular member 131 and the sample liquid branching portion 133 correspond to the sample liquid guiding portion.
  • FIG. 17 shows an example of the structure of the sample liquid branching portion 133.
  • the sample liquid branching portion 133 has a structure in which the inner member 135 and the outer member 136 are overlapped.
  • the inner member 135 is a columnar member having a recess formed in the center on one end face (end face on the tip side), and the bottom surface of the recess is formed in a mesh shape.
  • the outer member 136 is a hollow columnar member in which one end surface (end surface on the tip side) has a dome-shaped convex portion and the other surface is open, and the peripheral portion of the end surface formed in the dome shape. Is provided with a plurality of openings 1361.
  • the number and position of the openings 1361 of the outer member 136 are determined according to the number and position of the conductive probes 132.
  • the outer member 136 is arranged so that the positions of the tip of the conductive probe 132 coincide with the opening 1361 provided on the end surface of the outer member 136 (the opening 1361 and the tip of the conductive probe 132 are in contact with each other or close to each other). Will be done.
  • the inner member 135 is arranged so that the outlet end of the tubular member 131 abuts on the central portion of the bottom surface of the inner member 135, and is housed inside the outer member 136.
  • the sample liquid flowing out from the column 4 of the liquid chromatograph 2 is introduced into the tubular member 131.
  • the sample liquid flowing out of the tubular member 131 reaches the sample liquid branch portion 133, the bottom surface formed in a mesh shape spreads from the center of the bottom surface of the recess of the inner member 135. Then, it flows out from the fine holes of the mesh, flows into the inside of the outer member 136, and flows out from the opening 1361 provided in the outer member 136. That is, the sample liquid that has flowed out from the tubular member 131 branches into the plurality of openings 1361 and flows out.
  • the sample liquid flowing out from the plurality of openings 1361 comes into contact with or in contact with the conductive probes 132 arranged on the outside of each opening 1361 to be charged and ionized.
  • the sample liquid flowing out of the tubular member 131 is divided into a very small amount through a mesh-like portion of the inner member 135 of the sample liquid branch portion 133 and a plurality of openings 1361 provided in the outer member 136. Therefore, it is easily ionized by contact with the conductive probe 132.
  • FIG. 18 schematically shows the ion source 140 of the twelfth embodiment.
  • the ion source 140 of the twelfth embodiment is configured by adding a conductive connection jig 145 to the ion source 50 of the fifth embodiment and applying a predetermined voltage from the voltage application unit 6 to the connection jig 145. It is a thing.
  • the connection jig 145 is a ring-shaped jig that connects the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 or the pipe (not shown) connected to the outlet to the tubular member 51.
  • the connection jig 145 for example, one made of stainless steel can be used.
  • the sample liquid flowing out from the column 4 of the liquid chromatograph 2 is charged while flowing through the connecting jig 145, and then introduced into the tubular member 51. Then, a voltage is applied to the plurality of conductive probes 52 located at the tips of the tubular members 51 by the charged sample liquid, and the sample liquid is ionized on the surface of each conductive probe 52. That is, in the ionization source 140 of the twelfth embodiment, a voltage is indirectly applied to the conductive probe 52 from the voltage application unit 6 (via the connection jig 145 and the sample liquid).
  • the charge inside the sample liquid is distributed throughout while the charged sample liquid flows through the tubular member 51, so that the ionization efficiency can be stabilized.
  • the configuration of the ion source 50 of the fifth embodiment has been described, but changes such as adding a connection jig 145 can be made to the ion source of another embodiment in the same manner as described above.
  • a metal capillary has been used in order to charge the sample liquid while circulating the sample liquid.
  • a metal one for the tubular member or the conductive probe that serves as a path for the sample liquid to flow.
  • an insulating material such as silica is used in the ionization source 140 of the twelfth embodiment, in which the column outlet and the sample liquid flow path are connected by a conductive connection jig and the sample liquid is charged through the connection jig, an insulating material such as silica is used. Can also be used.
  • the metal tubular member or a conductive probe is used in the ionization source of each of the above embodiments and combined with a supercritical chromatograph, the metal is corroded by carbon dioxide used as the mobile phase, and the corroded component is contained. It may dissolve in the sample solution.
  • a silica capillary is used as a tubular member and combined with a supercritical fluid chromatograph, the silica capillary is likely to be damaged when a load is applied due to adiabatic expansion that occurs when the sample liquid flows out.
  • the tubular member made of metal or silica when the sample liquid containing the non-volatile salt is circulated, the salt is deposited on the inner wall of the flow path and the sample liquid is stably fed. You will not be able to. Furthermore, the inside of the flow path may be blocked by salt, making it impossible to feed the sample solution itself. In order to avoid such problems, conventionally, when analyzing a sample solution containing salt, measures such as pretreatment for desalting and then introduction into an ion source may be taken, but before such measures are taken. The process is time-consuming.
  • the chemical resistance coating referred to here is, for example, a coating of a glass (SiO 2 ) -based material or a coating of a fluorine-based material.
  • Non-Patent Document 1 describes a molten silica capillary coated with a fluorinated polymer at the tip and inner wall surface.
  • the fifth to the fifth which have a configuration in which a plurality of conductive probes are individually provided and arranged in parallel, or a configuration in which a plurality of conductive probes are integrated by slitting the tip of one tubular member.
  • the space between the conductive probes and the slits are as narrow as about 30 ⁇ m, so that the gaps such as the slits are filled by applying a coating having a thickness of 10 ⁇ m. Therefore, due to the capillary phenomenon, the functionality of branching and distributing the sample liquid to each of the plurality of conductive probes is lost.
  • a thin film coating is formed with a thickness of 1 ⁇ m or less.
  • a metal cylindrical base material for forming a tubular member and a conductive probe is prepared.
  • the tip portion is formed into a thin shape by squeezing or extending the tip of the base material.
  • the inner diameter of the tip portion is reduced to 100 ⁇ m or less, preferably 10 to 50 ⁇ m or less.
  • the tip portion of the base material (for example, a portion having a length of 5 mm from the tip) is irradiated with a femtosecond laser beam to form a slit.
  • Slit processing can be performed using a laser beam other than the femtosecond laser beam, but debris can be suppressed during processing by irradiating the femtosecond laser beam. Then, the processing oil or the like adhering to the surface of the base material is removed, and the material is immersed in a desired coating material (for example, a fluorine-based material).
  • a desired coating material for example, a fluorine-based material.
  • the conductive probe located at the portion where the slit at the tip of the base material is formed and the inner wall surface of the tubular member can be coated with a thickness of 1 ⁇ m or less. Further, the thickness can be adjusted to an appropriate level by immersing the tip of the base material in the coating material a plurality of times.
  • the base material is a metal tube
  • the sample solution such as gold or platinum is adsorbed on the surface in order to apply a voltage to the sample solution. It is preferable to coat with a conductive material that can suppress the above. Gold or platinum coating can be performed, for example, by vacuum deposition.
  • the flow of the sample liquid is likely to be hindered by the surface tension acting between the sample liquid and the tube wall.
  • a nebulizer gas such as electrospray ionization (similar to conventional ESI, nebulizer). It is also possible to use an assist gas that promotes ionization of gas or the like together).
  • the nanospray may not be stable.
  • the tubular member or the conductive probe (the tubular member and the plurality of conductive probes are integrally formed by forming a slit at the tip of the tubular member) which serves as a path for the sample liquid to flow in the ion source of each embodiment.
  • the surface of the formed slit nozzle By coating the surface of the formed slit nozzle) with an appropriate material, it is possible to suppress the adsorption of the sample liquid, stabilize the spray of the sample liquid, and form a more durable ion source. Further, by such a coating, corrosion of each of the above parts can be suppressed. Further, if a base material of a material having a rigidity higher than that of silica such as metal is used, it is less likely to be damaged even if it comes into contact with other members when attached to an ion source.
  • the type of the sample liquid to be measured is determined in advance, it is preferable to apply a coating according to the type on the surface of the base material or the glass coating or the fluorine-based coating.
  • a coating according to the type on the surface of the base material or the glass coating or the fluorine-based coating.
  • the sample to be measured is hydrophilic, it may be coated with a hydrophobic material, and if the sample to be measured is hydrophobic, it may be coated with a hydrophilic material.
  • a hydrophilic polymer can be used
  • the hydrophobic material for example a material having an Octa Decyl Silyl (ODS) group (C 18 H 37 Si) can be used. it can.
  • each of the above embodiments is an example, and can be appropriately modified according to the gist of the present invention.
  • the configuration in which the tubular member is connected to the outlet of the column 4 of the liquid chromatograph 2 has been described, but when the liquid feeding pipe is provided in advance on the outlet side of the column 4, an appropriate connecting member is described.
  • the tubular member may be connected to the liquid delivery pipe using the above.
  • a connecting member for example, the ionization probe connecting jig described in Patent Document 3 can be preferably used.
  • all of the above embodiments are for explaining individual characteristics regarding the arrangement of the conductive probe and the sample liquid guiding member (tubular member, etc.), and are used in appropriate combinations except for those that are incompatible with each other. be able to.
  • the tubular member and the conductive probe are shown as separate members in each of the above embodiments, they can also be configured as an integral member as in the examples described later.
  • FIG. 20 shows a structure in which the tip shape of the probe used by the present inventor in the ionization apparatus of the embodiment was examined.
  • the sheath flow type PESI (1 piece) corresponds to the ion source 20 of the second embodiment described with reference to FIG.
  • the multi-probe PESI (5) corresponds to the ion source 50 of the fifth embodiment described with reference to FIG.
  • the multi-slit ESI (8 divisions) corresponds to a modified example of the fifth embodiment.
  • the multi-slit ESI (8 divisions) is formed by dividing into 8 tips of the probe used in the conventional micro ESI nozzle.
  • This probe can be manufactured by slitting the tip of a tubular member made of, for example, metal (for example, SUS) with a femtosecond laser machine.
  • FIG. 21 shows an SEM image of the tip (a portion corresponding to the conductive probe) of the probe of the multi-slit ESI (8 divisions) actually produced by the present inventor. From the left side of FIG. 21, SEM images of the base, center, and tip of the probe are taken.
  • the permissible flow rate of the sheath flow type PESI (1 piece) (flow rate of the sample solution that can be ionized without causing the sample solution to flow out) is about 0.1 ⁇ L / min, multi.
  • the permissible flow rate of the probe PESI (5) was estimated to be about 50 ⁇ L / min, and the permissible flow rate of the multi-slit ESI (8 divisions) was estimated to be about 400 ⁇ L / min. That is, when a multi-slit ESI type probe is used, the permissible flow rate can be increased and the analysis throughput can be improved.
  • FIG. 22 is a photograph of a jet from the tip of the multi-slit ESI (8 divisions).
  • a slit is provided at the tip of a probe having an inner diameter of 50 ⁇ m, a sample solution of 5 ⁇ L / min is introduced, and a PESI voltage of 2 kV is applied for spraying.
  • a slit is provided at the tip of a probe having an inner diameter of 50 ⁇ m, a sample solution of 10 ⁇ L / min is introduced, and a PESI voltage of 4 kV is applied (without assist gas).
  • a PESI voltage of 4 kV is applied (without assist gas).
  • a slit is provided at the tip of a probe having an inner diameter of 50 ⁇ m, a sample solution of 50 ⁇ L / min is introduced, and the sample liquid is sprayed with an assist gas while applying a PESI voltage of 5 kV. It was confirmed that a good ion jet was generated under any of these conditions.
  • FIG. 23 is a result of comparing the ion detection sensitivities using the multi-slit ESI (8 divisions, slit) actually manufactured by the present inventor and the existing micro ESI nozzle (micro).
  • the existing micro ESI nozzle applies a voltage of several kV to a metal capillary with an inner diameter of about 10 ⁇ m, and then introduces a predetermined amount of nebulizer gas around it to spray a liquid sample from the tip of the capillary and ionize it. , Optimized for flow rates of several ⁇ L / min.
  • the multi-slit ESI is described in FIGS. 20-22.
  • a sample solution prepared by dissolving a predetermined amount of reserpin (concentration 1 pg / ⁇ L) in a mixture of water and acetonitrile at a ratio of 3: 7 is mixed with a multislit ESI or micro at a flow rate of 1 ⁇ L / min to 50 ⁇ L / min. Infusion was sent to the ESI nozzle and the relative ionic strength values were compared.
  • the droplets contained in the spray sprayed from the multi-slit ESI are finer than the droplets sprayed from the conventional micro ESI nozzle. This promotes desolvation and also reduces ion suppression. Even with a normal micro ESI nozzle, if a high voltage is applied, a similar spray called multi-jet can be generated. However, in the micro ESI nozzle, since there is no starting point of each jet, it only occurs as an irregular phenomenon, and its reproducibility is low.
  • FIG. 24 is a photograph of a state in which the surface is corroded as a result of repeatedly circulating the sample liquid through a slit nozzle whose surface is not coated, and the right side of FIG. 24 is an enlarged part of the photograph. It is a thing.
  • FIG. 25 is a photograph taken after the sample liquid was repeatedly circulated through a slit nozzle whose surface was coated with a fluorine-based coating. From the comparison between FIGS. 24 and 25, it can be seen that the surface of the slit nozzle is prevented from being corroded by applying the fluorine-based coating treatment to the surface.
  • FIG. 26 shows the results of ionizing the sample liquid using a slit nozzle with a fluorine-based coating on the surface and a slit nozzle without coating, and measuring the intensity of all the generated ions with a mass spectrometer.
  • the sample was reserpine, which was dissolved in a mobile phase, which is a mixed solution of acetonitrile and water, and used as the sample solution.
  • the amount of ions generated is increased by using the slit nozzle whose surface is coated with a fluorine-based coating.
  • 0.1% formic acid may be added to the mobile phase.
  • FIG. 27 shows the results of ionizing the sample liquid using a slit nozzle with a fluorine-based coating on the surface and a slit nozzle without coating, and repeatedly measuring the intensity of all the generated ions with a mass spectrometer.
  • the sample was reserpine, which was dissolved in a mobile phase, which is a mixed solution of acetonitrile and water, and used as the sample solution.
  • a mobile phase which is a mixed solution of acetonitrile and water
  • the ion analyzer according to the first aspect of the present invention is an ionizer used for ionizing the sample liquid flowing out from the column of the liquid chromatograph.
  • a voltage application unit that applies a predetermined voltage for probe electrospray ionization by the conductive probe, and The sample liquid guiding portion for guiding the sample liquid flowing out from the column to the conductive probe is provided.
  • the sample liquid flowing out from the column of the liquid chromatograph is guided to the conductive probe by the sample liquid guiding unit while applying a predetermined voltage from the voltage applying unit to the conductive probe.
  • This conductive probe is used to charge the sample liquid instead of the sample liquid flowing inside like the ESI nozzle.
  • the sample liquid guided by the conductive probe is charged and ionized while flowing on the surface of the probe.
  • the sample liquid is circulated in the ESI nozzle and the sample liquid is charged only by the inner diameter surface of the nozzle, whereas in the ionization probe according to the present invention, the sample liquid is guided to the conductive probe by the sample liquid guiding portion.
  • the voltage application unit may directly supply the PESI voltage to the conductive probe, or indirectly (for example, as in the example described later, via a conductive connection jig and a sample liquid). ) A PESI voltage may be applied to the conductive probe.
  • the ionizing device according to the second aspect of the present invention is the ionizing device according to the first item.
  • the sample liquid guiding portion has a tubular member into which the sample liquid is introduced and the conductive probe is coaxially arranged at the outlet end.
  • the conductive probe is coaxially arranged at the outlet end of the tubular member of the sample liquid guiding portion, and the sample liquid comes into contact with the sample liquid over a wide range on the surface of the conductive probe. Since it is charged, the ionization efficiency is improved.
  • the ionizing device according to the third aspect of the present invention is the ionizing device according to the first item.
  • the sample liquid guiding portion has a tubular member into which the sample liquid is introduced, and guides the sample liquid to a tip portion of the conductive probe arranged independently of the tubular member.
  • the sample liquid is guided from the tubular member of the sample liquid guiding portion to the tip of the conductive probe. Since the electric charge tends to concentrate on the tip of the probe, the sample liquid can be efficiently ionized at the tip.
  • the ionizing device according to the fourth aspect of the present invention is the ionizing device according to any one of the above items 1 to 3. Grooves are formed on at least a part of the surface of the conductive probe.
  • the surface area of the conductive probe in contact with the sample liquid is increased due to the formation of grooves on the surface, and the sample liquid flows through the grooves formed on the surface of the conductive probe. As a result, the sample liquid is charged and easily ionized.
  • the ionizing device is the ionizing device according to the first item.
  • the sample liquid induction unit is a second voltage application unit in which a sample liquid flows through the inside and a tubular member having at least a part of conductivity and a voltage having a predetermined potential difference from the predetermined voltage are applied to the tubular member. including.
  • the sample liquid is charged not only in the conductive probe but also in the sample liquid guiding portion, so that the sample liquid is more easily ionized.
  • the ionizing device according to the sixth aspect of the present invention is the ionizing device according to the fifth item. At least one of the voltage applied to the tubular member and the voltage applied to the conductive probe can be changed.
  • At least one of the voltage applied to the tubular member and the voltage applied to the conductive probe can be changed to reverse the magnitude relationship between the two, so that the ionizer can be used as a shutter.
  • the ionizing device according to the seventh aspect of the present invention is the ionizing device according to any one of the above items 1 to 6. A plurality of the conductive probes are provided in parallel.
  • the sample solution is more easily charged and the sample solution is more easily ionized than when one conductive probe is used. ..
  • the ionizing device according to the eighth aspect of the present invention is the ionizing device according to the seventh item.
  • the sample liquid guiding unit has a plurality of flow paths for guiding the sample liquid to the plurality of conductive probes.
  • the sample liquid guided by the plurality of conductive probes is dispersed and the charging efficiency is increased. Is improved, and it becomes easier to ionize.
  • a mesh electrode is provided in which a plurality of holes are formed and maintained at a predetermined potential, which are arranged so as to face the tips of the plurality of conductive probes or into which the tips are inserted.
  • a mesh electrode in which a plurality of holes are formed and maintained at a predetermined potential is arranged so as to face the tips of the plurality of conductive probes, or the tips are inserted. Therefore, the electric field interference between the adjacent conductive probes is reduced, and the ionization efficiency is stabilized.
  • the ionizing device according to the tenth aspect of the present invention is the ionizing device according to the ninth item.
  • the sample liquid guiding portion is provided so as to guide the sample liquid into each of the plurality of holes.
  • the sample liquid is guided to a hole formed in the mesh electrode and facing the tip of the conductive probe or into which the tip is introduced, the sample liquid is prepared by the conductive probe. It is surely induced and the ionization efficiency is improved.
  • the ionizing device is the ionizing device according to any one of the above items 1 to 10.
  • the sample liquid guiding unit has a heating unit that heats the sample liquid.
  • a PESI mode in which a first predetermined voltage is applied from the voltage application unit to the conductive probe without operating the heating unit, and the first step from the voltage application unit to the conductive probe while operating the heating unit. It is provided with a mode switching unit for switching between the APCI mode in which a second predetermined voltage having an absolute value larger than the predetermined voltage of 1 is applied.
  • PESI and APCI can be used properly according to the characteristics of the components contained in the sample solution.
  • the ionizing device is the ionizing device according to the seventh item.
  • the sample liquid guiding portion has a tubular member through which the sample liquid flows, and the tubular member is arranged so as to guide the sample liquid to at least one of the plurality of conductive probes. Further, it has an inter-probe guidance portion that guides the sample liquid flowing out of the tubular member from the at least one conductive probe to another conductive probe.
  • the ionizing device according to the thirteenth aspect of the present invention is the ionizing device according to the twelfth item.
  • the plurality of conductive probes are arranged so as to surround a predetermined axis so as to be parallel to the longitudinal direction of the conductive probe and so that the tips of the plurality of conductive probes are positioned radially.
  • the inter-probe guidance portion guides the sample liquid flowing out of the tubular member in a direction away from the predetermined axis.
  • the ionizing device according to the 14th aspect of the present invention is the ionizing device according to the 12th item.
  • the plurality of conductive probes are arranged in a row.
  • the tubular member is arranged to guide the sample solution to a conductive probe located at the center or end of the row.
  • the inter-probe guidance member guides the sample liquid flowing out of the tubular member to a conductive probe located adjacent to the tubular member.
  • the sample liquid since the sample liquid is guided between the conductive probes by the inter-probe guiding portion, the sample liquid can be charged and ionized by more conductive probes. ..
  • the ionizing device is the ionizing device according to any one of the above items 7 to 14.
  • the sample guiding portion has a tubular member through which the sample liquid flows inside, and a sample liquid branching portion provided at the tip of the tubular member and directing the sample liquid flowing out of the tubular member to a plurality of outlets.
  • the plurality of conductive probes are arranged so as to surround the sample guiding portion, and the tips of the plurality of conductive probes are arranged in contact with or close to any of the plurality of outlets.
  • the sample liquid is guided to a plurality of outlets by the sample liquid branching portion, and is efficiently ionized by a conductive probe arranged in contact with or close to the plurality of outlets.
  • the ionization device according to the 16th aspect of the present invention further includes the tubular member, the sample liquid branching portion, and a holder for positioning the plurality of conductive probes in the ionization device according to the 15th item.
  • the tubular member, the sample liquid branching portion, and the plurality of conductive probes are positioned by the holder, the sample liquid flowing out from the plurality of outlets can be more reliably ionized. it can.
  • the ionizing device according to paragraph 17 of the present invention is the ionizing device according to any one of the above items 7 to 16.
  • a tubular member having one or a plurality of slits formed on the tip side is provided, and a portion of the tubular member in which the slit is not formed is formed with a slit as a tubular member through which the sample liquid flows.
  • the portion is configured as the plurality of conductive probes.
  • the sample liquid flowing out from the tubular member can be more reliably guided to the plurality of conductive probes.
  • the ionizing device according to paragraph 18 of the present invention is the ionizing device according to any one of the above items 1 to 17.
  • the sample liquid guiding portion has a tubular member through which the sample liquid flows. At least one of the tubular member and the conductive probe has at least a part of the surface coated with a material that suppresses adsorption of the sample liquid.
  • the ionizing device according to the 19th aspect of the present invention is the ionizing device according to the 18th item.
  • the material is a fluorine-based material or a glass-based material.
  • the ionizing device according to the 20th aspect of the present invention is the ionizing device according to the 19th item.
  • the fluoromaterials are polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene / ethylene. It is one of the copolymers (ETFE).
  • a fluorine-based material or a glass-based material can be used, for example, as in the ionization device of item 19.
  • the fluoromaterial include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoro. Any of ethylene and ethylene copolymer (ETFE) can be used.
  • the ionizing device according to the 21st aspect of the present invention is the ionizing device according to the 19th or 20th item.
  • a coating made of a hydrophobic material or a hydrophilic material is further applied.
  • the ionization apparatus of item 21 is coated with a hydrophobic material or a hydrophilic material, it is possible to further suppress the adsorption of the sample liquid by using the one according to the characteristics of the sample liquid. it can.
  • the ionizing device according to the 22nd aspect of the present invention is the ionizing device according to any one of the above items 18 to 21.
  • one end side is formed into a thin shape, and one or more slits are formed on the one end side by laser processing, so that a slit is formed in the tubular member.
  • the missing part is formed as a tubular member through which the sample liquid flows inside, and the part where the slit is formed is formed as a plurality of the conductive probes.
  • the coating is applied.
  • the ionizing device according to the 23rd aspect of the present invention is the ionizing device according to the 22nd item.
  • the thickness of the coating is 1 ⁇ m or less.
  • the ionizing device according to the 24th aspect of the present invention is the ionizing device according to the 22nd or 23rd item.
  • the inner diameter of the opening on one end side is 100 ⁇ m or less.
  • one end (tip) of the metal tubular member is formed to be thin (for example, in the ionization device of item 24, the inner diameter of the opening at the tip is 100 ⁇ m or less).
  • the amount of sample liquid sent can be suppressed and ionization can be performed more reliably.
  • the surface is coated by immersing one end side (tip side) of the tubular member in the coating material, it can be coated thinly (for example, in the ionization apparatus of item 23, the thickness is 1 ⁇ m or less). Further, the thickness of the coating can be adjusted by changing the number of times of immersion.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液をイオン化するために用いられるイオン化装置１０において、導電性プローブ１２と、前記導電性プローブ１２によりプローブエレクトロスプレーイオン化を行う所定の電圧を印加する電圧印加部６と、前記カラム４から流出する試料液を前記導電性プローブ１２に誘導する試料液誘導部１１とを備える。

Description

イオン化装置
　本発明は、液体クロマトグラフのカラムで分離された液体試料中の成分をイオン化する装置に関する。
　液体試料に含まれる成分を分析するために液体クロマトグラフ質量分析装置が広く用いられている。液体クロマトグラフ質量分析装置は、液体試料に含まれる成分をカラムで分離する液体クロマトグラフと、分離後の各成分をイオン化して質量電荷比毎に分離して測定する質量分析装置を備えている。
　液体クロマトグラフ質量分析装置において液体試料に含まれる成分をイオン化する方法の一つに、エレクトロスプレーイオン化（ESI: ElectroSpray Ionization）法がある。ESI法で用いられるESIノズルは、液体試料を流通させる送液管と、該送液管の外周に設けられネブライザガスを流通させる送気管を有している。ESI法では、ESIノズルの先端に所定の電圧を印加しつつ、液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液を該先端からネブライザガスで噴霧する。ESIノズルから噴霧される帯電液滴から移動相等の溶媒が脱離（脱溶媒）することによってイオンが生成される。
　ESI法では、帯電液滴の脱溶媒が不完全であるとイオン化効率が低くなる。そこで、最近では、ナノESIと呼ばれるものが広く用いられている。ナノESIとは、試料液の流量をnL/minレベルに抑えてESI法で試料液をイオン化するものである（例えば特許文献１）。
特開２０１９－４５２９１号公報 国際公開第２００７／１２６１４１号 国際公開第２０１９／０５３８４７号
"FortisTip",[online],エーエムアール株式会社,[令和2年9月15日検索],インターネット<URL: https://www.amr-inc.co.jp/dcms_media/other/%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%AB%E3%83%86%E3%82%A3%E3%82%B9%E3%83%81%E3%83%83%E3%83%97%20%E3%82%AB%E3%82%BF%E3%83%AD%E3%82%B0.pdf>
　ナノESIでは、イオン化効率が高まり測定感度が向上する一方、測定可能な試料液の量が少ないため測定のスループットは低下する。また、ナノESIでは、内径が数十μmという細径の配管が用いられるため、試料液から塩が析出する等によって配管の内部が詰まりやすい。さらに、こうした配管には、微細加工の容易さから、多くの場合ヒューズドシリカ（溶融石英）からなるものが用いられる。しかし、ヒューズドシリカは破損しやすく、耐久性が低いという問題があった。
　本発明が解決しようとする課題は、液体クロマトグラフのカラムからの溶出液に含まれる成分を高感度かつ高スループットで測定するために好適に用いることができ、また十分な耐久性を有するイオン化装置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、液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液をイオン化するために用いられるイオン化装置であって、
　導電性プローブと、
　前記導電性プローブによりプローブエレクトロスプレーイオン化を行う所定の電圧を印加する電圧印加部と、
　前記カラムから流出する試料液を前記導電性プローブに誘導する試料液誘導部と
　を備える。
　本発明に係るイオン化装置では、電圧印加部から導電性プローブに所定の電圧を印加しつつ、液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液を試料液誘導部によって導電性プローブに誘導する。この導電性プローブは、ESIノズルのように試料液が内部を流通するものではなく試料液を帯電させるために用いられるため、中実の部材として構成することができる。導電性プローブに誘導された試料液は該プローブの表面を流れるうちに帯電されイオン化する。従来のESI法ではESIノズル内に試料液を流通させ該ノズルの内径面のみで試料液を帯電するのに対し、本発明に係るイオン化プローブでは試料液誘導部によって試料液を導電性プローブに誘導し、該導電性プローブの表面全体で試料液を帯電させ、プローブエレクトロスプレーイオン化（PESI: Probe ElectroSpray Ionization）するため、ESIノズルを用いるよりもイオン化効率が高くなる。また、ナノESIのように試料液の流量を制限する必要がないため、測定のスループットが高くなる。さらに、細径のキャピラリを使用する必要もなく、十分な耐久性を確保することができる。なお、上記電圧印加部は、導電性プローブに直接、PESI電圧を供給するものであっても良く、間接的に（例えば後述する例のように、導電性の接続治具及び試料液を介して）導電性プローブにPESI電圧を印加するものであってもよい。
　本発明に係るイオン化装置を用いることにより、十分な耐久性を確保することができる。また、液体クロマトグラフのカラムからの溶出液に含まれる成分を高感度かつ高スループットで測定するために好適に用いることができる。
本発明に係るイオン化装置を含む液体クロマトグラフ質量分析装置のブロック図。 本発明に係るイオン化装置の第１実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第２実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第３実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第４実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第５実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第６実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第７実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第８実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第９実施形態であるイオン化源の概略構成図。 本発明に係るイオン化装置の第１０実施形態であるイオン化源の概略構成図。 第１０実施形態のイオン化源の変形例を説明する図。 第１０実施形態のイオン化源の別の変形例を説明する図。 本発明に係るイオン化装置の第１１実施形態であるイオン化源の概略構成図。 第１１実施形態のイオン化源の概略構成を示す側面図。 第１１実施形態のイオン化源の概略構成を示す断面図。 第１１実施形態のイオン化源における試料液分岐部の構造を示す図。 第１２実施形態のイオン化源の別の変形例を説明する図。 各実施形態のイオン化源におけるコーティング処理を説明する図。 本発明者が実験に使用したプローブの形状を説明する図。 本発明者が作製したマルチスリット型ESIプローブのSEM画像。 本発明者が作製したマルチスリット型ESIプローブで生成されたイオン噴流の画像。 本発明者が作製したマルチスリット型ESIプローブと既製品ミクロESIノズルのイオン化強度の比較。 表面が腐食したマルチスリット型ESIプローブ（コーティングなし）の写真。 コーティングにより表面の腐食を抑制したマルチスリット型ESIプローブの写真。 表面をコーティングしたマルチスリット型ESIプローブを用いた場合のイオンの生成量を、コーティングなしの場合と比較した結果を示すグラフ。 表面をコーティングしたマルチスリット型ESIプローブを用いた場合のイオンの生成量及びそのばらつきを、コーティングなしの場合と比較した結果を示すグラフ。
　本発明に係るイオン化装置の実施形態について、以下、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るイオン化装置の各実施形態を含む液体クロマトグラフ質量分析装置１のブロック図である。液体クロマトグラフ質量分析装置１は、液体クロマトグラフ２と質量分析計３で構成される。液体クロマトグラフ２はカラム４を備えており、質量分析計３はイオン化源５を備えている。液体クロマトグラフ２に導入された液体試料は、カラム４で成分分離された後、質量分析計３に導入され、イオン化源５でイオン化されて質量電荷比毎に測定される。本発明に係るイオン化装置は、上記イオン化源５として用いられる。
　図２～図１９を参照して第１実施形態～第１２実施形態のイオン化源の概略構成を説明する。なお、これらはいずれも模式図であって配置や構造を分かりやすくするために構成要素の大きさを適宜に拡大しており、実際の縮尺とは必ずしも一致しない。
＜第１実施形態＞
　図２に第１実施形態のイオン化源１０を模式的に示す。第１実施形態のイオン化源１０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材１１と該管状部材１１の出口端に配置された導電性プローブ１２を有する。第１実施形態では、管状部材１１が前記試料液誘導部に相当する。導電性プローブ１２には電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。PESI電圧とは、試料液を帯電させてイオン化する探針エレクトロスプレーイオン化（Probe ElectroSpray Ionization）法において導電性プローブに印加される電圧をいう。第１実施形態のイオン化源１０では液体クロマトグラフ２のカラム４で分離された成分を含んだ試料液が順次、管状部材１１に流入する。管状部材１１の出口から流出する試料液は、PESI電圧が印加された導電性プローブ１２と接触して帯電し、イオン化する。
　従来、液体試料に含まれる成分を分離し質量分析する際には、液体クロマトグラフのカラムで分離した成分をESIノズルに導入してイオン化していた。そうした分析では、質量分析の感度を高めるために液体クロマトグラフからESIノズルに導入する試料液の流量をnL/minに抑えたナノESIノズルが用いられていたが、ナノESIノズルに用いられるキャピラリは内径が小さく塩などの析出によって詰まりやすいという問題があった。また、こうしたキャピラリには、微細加工が容易である素材、例えばヒューズドシリカ（溶融石英）からなるものが用いられていたが、こうした材料は破損しやすく、耐久性が低いという問題があった。また、流量がnL/minに抑えられているためスループットも低下するという問題があった。
　これに対し、第１実施形態のイオン化源１０（及び以降に説明する各実施形態のイオン化源２０～１１０）では、導電性プローブ１２の表面全体の広い範囲で試料液中の成分をイオン化することができるため、ナノESIノズルを用いる場合に比べてイオン化装置１０に導入する試料液の流量を多くすることができる。従って、ナノESIノズルを用いる場合よりも分析のスループットが向上する。また、試料液の流量を抑える必要がないことから、内径が小さいキャピラリを使用する必要もなく、ナノESIノズルを用いる場合と同等の感度を維持しつつ、耐久性を高めることができる。
　また、生体組織等の表面に分布する目的物質の分布を測定することを目的として、PESI法を用いることが提案されている（例えば特許文献２）。従来のPESI法は以下のように行われていた。
　まず、試料表面の測定対象領域の上方に導電性のプローブを配置し、プローブを下動してその先端を試料表面に接触させ試料を付着させる。続いて、プローブを元の位置まで上動し、プローブに数十V乃至数千Vの所定の電圧（PESI電圧）を印加する。これにより、プローブ先端に付着した試料に電荷が付与され、クーロン反発によってイオン化する。
　従来のPESI法では、先端がnmサイズに加工されたプローブを用いることにより、nmレベルの空間分解能でイメージング質量分析を行うことができるものの、探針で採取した試料をそのままイオン化するため、試料中の成分を分離して質量分析することができなかった。
　一方、第１実施形態のイオン化源１０（及び以降に説明する各実施形態のイオン化源２０～１１０）では、液体試料（分析対象が固体の場合は適宜の溶媒に溶解させた溶液）を液体クロマトグラフ２に導入し、液体クロマトグラフ２のカラム４で分離した成分を質量分析することができる。
＜第２実施形態＞
　図３に第２実施形態のイオン化源２０を模式的に示す。第２実施形態のイオン化源２０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材２１と該管状部材２１の出口側端部に収容された、該管状部材２１と同軸の導電性プローブ２２を有する。導電性プローブ２２には電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。第２実施形態では、管状部材２１が前記試料液誘導部に相当する。
　第２実施形態のイオン化源２０では、液体クロマトグラフ２のカラム４で分離された成分を含んだ試料液が順次、管状部材２１に流入する。管状部材２１に流入した試料液は、その出口側端部に収容された導電性プローブ２２と接触して帯電し、イオン化する。第２実施形態のイオン化源２０では、試料液が導電性プローブの表面の広い範囲で接触して帯電するため、イオン化効率が向上する。
＜第３実施形態＞
　図４に第３実施形態のイオン化源３０を模式的に示す。第３実施形態のイオン化源３０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材３１と導電性プローブ３２を有する。導電性プローブ３２には電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。第３実施形態のイオン化源３０では、図４の右側に断面図で示すように導電性プローブ３２の表面の一部に溝３３が設けられており、管状部材３１は、該管状部材３１から流出する試料液を溝３３に導くように配置されている。第３実施形態では、管状部材３１が前記試料液誘導部に相当する。
　第３実施形態のイオン化源３０では、液体クロマトグラフ２のカラム４で分離された成分を含んだ試料液が順次、管状部材３１に流入する。管状部材３１に流入した試料液は、導電性プローブ３２と接触して帯電し、イオン化する。第３実施形態のイオン化源３０では、導電性プローブ３２の表面に溝３３が形成されており、試料液がより広い面積で導電性プローブ３２と接触して帯電するため、イオン化効率が向上する。なお、図４では導電性プローブ３２の上部に溝３３を設けた例を示したが、必ずしも上部でなくてもよい。また、溝を複数設けてもよい。さらに、導電性プローブ３２の基端から先端に至る溝であってもよく、基端から先端の一部に設けられた溝（凹部）であってもよい。図４では管状部材３１を先細り形状で示しているが、内径が均一なものであってもよい。
＜第４実施形態＞
　図５に第４実施形態のイオン化源４０を模式的に示す。第４実施形態のイオン化源４０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材４１と該管状部材４１の出口の近傍に配置された導電性プローブ４２を有する。第４実施形態では、導電性プローブ４２には第１電圧印加部４３（他の実施形態における電圧印加部６に相当）から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。第４実施形態では、管状部材４１も、その少なくとも一部が導電性材料で構成されている。また、第４実施形態のイオン化源４０は第２電圧印加部４４を更に有しており、管状部材４１の該導電性材料で構成された部分に第２電圧印加部４４から所定の電圧が印加される。この所定の電圧は、管状部材４１と導電性プローブ４２の間に所定の電位勾配を形成するような電圧であり、例えば、分析の対象が正イオンである場合には、管状部材４１から導電性プローブ４２に向かって下りの（負の）電位勾配が形成される。第４実施形態では、管状部材４１及び第２電圧印加部４４が前記試料液誘導部に相当する。
　第４実施形態のイオン化源４０では、管状部材４１を流れる間に試料液を帯電させるとともに、導電性プローブ４２との間に形成した電位勾配によって帯電液滴を導電性プローブ４２に誘導する。従って、より多くの（帯電した）試料液が導電性プローブ４２に誘導され、イオン化効率が向上する。なお、図５では電場により試料液を誘導する構成を示したが、磁場によって試料液を誘導することも可能である。さらには、超音波を付与して試料液を蒸気化した上で電場や磁場の作用で試料液を導電性プローブへと誘導することもできる。
　また、第４実施形態のイオン化源４０は第１電圧印加部４３から管状部材４１に印加する電圧及び／又は第２電圧印加部４４から導電性プローブ４２に印加する電圧の大きさを変更する電圧変更部４５を有している。第４実施形態では、上記電圧の一方又は両方を変更し、管状部材４１と導電性プローブ４２の間に形成される電位勾配を反転させることによりシャッターとして機能させることもできる。
＜第５実施形態＞
　図６に第５実施形態のイオン化源５０を模式的に示す。第５実施形態のイオン化源５０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材５１と、該管状部材５１の出口側端部に収容された複数本の導電性プローブ５２を有する。複数の導電性プローブ５２のそれぞれには電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。第５実施形態では、管状部材５１が前記試料液誘導部に相当する。
　第５実施形態のイオン化源５０は、第２実施形態のイオン化源２０における導電性プローブ２２を複数本の導電性プローブ５２に変更したものである。第５実施形態では、複数の導電性プローブ５２によって試料液を帯電させるため、第２実施形態のイオン化源２０よりも更にイオン化効率が高まる。従来のESIノズルを複数、並列に備えた構成によって分析の感度やスループットを向上することも一応可能ではある。しかし、ESIノズルは内部に試料液を流通させる流路を有する構造であることから小型化が難しく、単純にESIノズルを複数備えた構成ではイオン化源が大型化する。また、複数のESIノズルを集積して一体化することも難しい。さらに、コストも増大する。これに対し、第５実施形態では、導電性プローブ５２を複数本用いるのみで、低コストで小型かつ一体型のイオン化源５０を構成して分析の感度及びスループットを向上することができる。
＜第６実施形態＞
　図７に第６実施形態のイオン化源６０を模式的に示す。第６実施形態のイオン化源６０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続され、出口側端部が複数の流路に分岐した管状部材６１と、該複数の流路のそれぞれに収容された導電性プローブ６２を有する。導電性プローブ６２のそれぞれには電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。第６実施形態では、管状部材６１が前記試料液誘導部に相当する。
　第６実施形態のイオン化源６０は、第５実施形態のイオン化源５０における管状部材５１の出口側端部を複数の流路に分岐させ、それぞれの流路に導電性プローブ６２を収容したものである。第６実施形態では、複数の導電性プローブ６２のそれぞれに試料液を誘導する流路が設けられており、試料液が分散されて複数の導電性プローブ６２のそれぞれにより帯電されるため、第５実施形態のイオン化源５０よりも更にイオン化効率が高まる。図７では、分岐した流路のそれぞれに導電性プローブ６２を１本ずつ配置しているが、これらの流路に複数本の導電性プローブ６２を配置することもできる。
＜第７実施形態＞
　図８に第７実施形態のイオン化源７０を模式的に示す。第７実施形態のイオン化源７０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材７１と該管状部材７１の出口側端部に該管状部材７１と同軸に収容された、複数本の導電性プローブ７２と、該複数本の導電性プローブ７２の先端と対向する位置に穴７４が形成されたメッシュ電極７３を有する。複数の導電性プローブ７２には電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。また、メッシュ電極７３は所定の電位に維持（典型的には接地）される。第７実施形態では、管状部材７１が前記試料液誘導部に相当する。
　第７実施形態のイオン化源７０は、第５実施形態のイオン化源５０の構成にメッシュ電極７３を加えたものである。複数本の導電性プローブを並列に配置し、それぞれにPESI電圧を印加すると、隣接する導電性プローブ間で電場干渉が起こり、試料液のイオン化が安定しない場合がある。第７実施形態のイオン化源７０では、導電性プローブと対向する位置に穴７４が形成されたメッシュ電極７３を用い、該メッシュ電極７３を所定の電位に維持することで、導電性プローブ７２とメッシュ電極７３の間に所定の電位勾配を形成し、導電性プローブ７２間での電場干渉を抑制することができる。
　図８では導電性プローブ７２の先端から離間した位置にメッシュ電極７３を配置した例を示したが、これらの穴７５に導電性プローブ７２を挿入するような配置を採ることもできる。また、導電性プローブ７２と穴７４の関係は１対１であってもよく、いずれか一方が複数であってもよい。
　第７実施形態において、メッシュ電極７３の代わりに板状の電極に穴を形成したものを用いることも可能である。ただし、上記のようにメッシュ電極７３（多数の微小な孔を有する電極）を用いると、導電性プローブ７２で生成されたイオンが該メッシュ電極の孔を容易に通過する。また、板状の電極を用いるよりもメッシュ電極７３を用いる方が試料液の保持性が高く、後述する第８実施形態のイオン化源８０や第１０実施形態のイオン化源１００では、より多くの試料液をイオン化することができる。
＜第８実施形態＞
　図９に第８実施形態のイオン化源８０を模式的に示す。第８実施形態のイオン化源８０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材８１と、複数本の導電性プローブ８２と、メッシュ電極８３を備えている。第８実施形態では、管状部材８１の長手方向とメッシュ電極８３が平行に配置される。管状部材８１の出口側は複数の流路に分岐しており、これら複数の流路はそれぞれ、メッシュ電極８３に形成された穴８４の近傍に達している。複数の導電性プローブ８２は、各導電性プローブ８２の長手方向が管状部材８１の長手方向と略直交し、各導電性プローブ８２の先端が穴８４と対向するように配置されている。複数の導電性プローブ８２には電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。メッシュ電極８３は所定の電位に維持（典型的には接地）される。なお、図９では、メッシュ電極８３の左半分の穴８４についてのみ流路を示しているが、右半部の穴８４についても同様に流路が接続されている。第８実施形態では、管状部材８１が前記試料液誘導部に相当する。
　第８実施形態のイオン化源８０では、管状部材８１が有する複数の流路のそれぞれを通じてメッシュ電極８３の穴８４の近傍に誘導され、該穴８４と対向して配置された導電性プローブ８２によって帯電されイオン化される。第８実施形態のイオン化源８０は、第６実施形態のイオン化源６０と第７実施形態のイオン化源７０の両方の特徴を兼ね備えたものであり、これらの実施形態のイオン化源で得られる効果の両方を奏する。
＜第９実施形態＞
　図１０に第９実施形態のイオン化源９０を模式的に示す。第９実施形態のイオン化源９０は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材９１と、該管状部材９１の出口端の近傍に配置された導電性プローブ９２を備えている。管状部材９１の外周にはヒータ９３が巻き付けられており、加熱部９４からヒータ９３に電力が供給されることにより管状部材９１（及びその中を流通する試料液）が加熱される。第９実施形態では、管状部材９１が前記試料液誘導部に相当する。
　また、導電性プローブ９２には電圧印加部９５から2種類の所定の電圧（PESI電圧とAPCI電圧）が択一的に印加される。加熱部９４からヒータ９３への電力の供給、及び電圧印加部９５から導電性プローブ９２に印加する電圧は、モード切替部９６によって制御される。モード切替部９６は、例えばコンピュータに予めインストールされた分析制御用プログラムをプロセッサで実行することによりソフトウェア的に具現化される。
　第９実施形態のイオン化源９０は、PESIモードとAPCIモードの2種類のイオン化モードを選択することができる。PESIモードでは、ヒータ９３に電力は供給せず（即ち試料液を加熱せず）、導電性プローブ９２に所定のPESI電圧を印加する。PESI電圧の大きさは、例えば1～2kVである。また、APCIモードでは、ヒータ９３に電力を供給して管状部材９１（及びその中を流通する試料液）を加熱し、導電性プローブ９２に所定のAPCI電圧を印加する。
　APCIモードでイオン化する際には、例えば液体クロマトグラフ２の移動相としてイオン化しやすい物質を含むものを用いる。APCIモードでは、ヒータ９３は例えば400℃に加熱され、これによって試料液が気化される。気化された試料液に含まれる、イオン化しやすい成分は、所定のAPCI電圧が印加された導電性プローブ９２と接触してイオン化する。APCI電圧の大きさは、例えば4kVである。こうして生成されたイオンと分析対象の成分の間で電荷交換が生じることにより分析対象成分がイオン化される。一般に、PESI法はESI法と同様に高極性の化合物のイオン化に適したイオン化法であり、APCI法は低極性の化合物のイオン化に適している。第９実施形態では、分析対象の試料の特性に合わせたイオン化法を選択することによってイオン化効率を高めることができる。
＜第１０実施形態＞
　図１１に第１０実施形態のイオン化源１００を模式的に示す。第１０実施形態のイオン化源１００は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材１０１と、該管状部材１０１の出口側端部を取り囲むように配置された複数本の導電性プローブ１０２と、該複数本の導電性プローブ１０２の先端と対向する位置に穴１０４が形成されたメッシュ電極１０３を有する。複数の導電性プローブ１０２は、管状部材１０１の出口側の端部を取り囲むように放射状に配置されており、それぞれに電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。また、メッシュ電極１０３は所定の電位に維持（典型的には接地）される。第１０実施形態では、管状部材１０１が前記試料液誘導部に相当する。
　第１０実施形態のイオン化源１００では、管状部材１０１から流出する試料液が、該管状部材１０１の出口端に隣接する導電性プローブ１０２に誘導され、さらにその導電性プローブ１０２に隣接する別の導電性プローブ１０２へと誘導される。
　ESI法やPESI法では、イオンサプレッションと呼ばれる現象が起こる場合があることが知られている。イオンサプレッションとは、試料成分のイオン化が抑制される現象であり、その要因は様々であるが、例えば、試料成分と同時に供給される化合物が該試料成分よりもイオン化しやすい場合に、そうした化合物に電荷を奪われ試料成分のイオン化が抑制される場合がある。また、試料液に塩が含まれる場合にも試料成分のイオン化が進行しにくくなる（抑制される）。
　第１０実施形態では、管状部材１０１から流出する試料液が該管状部材１０１に近い方から遠い方へと導電性プローブ１０２間で誘導されていく。そのため、試料成分よりもイオン化しやすい化合物は管状部材１０１に隣接して位置する導電性プローブ１０２ですぐにイオン化され、試料成分はそれよりも外側に位置する導電性プローブ１０２によってイオン化される。また、塩が含まれる場合でも、管状部材１０１から遠くに位置する導電性プローブ１０２までは到達しないため、管状部材１０１から離れて位置する導電性プローブ１０２では試料成分のイオン化が抑制されることがない。
　図１１では、導電性プローブ１０２を同心円状に配置する構成を示したが、この配列は適宜に変更することができる。例えば、図１２に示すように、導電性プローブが列をなすように配置し、その中央に位置する導電性プローブに対応する穴１１４（メッシュ電極１１３に設けられた穴）の近傍に管状部材１１１の出口端を配置することができる。あるいは、図１３に示すように、列の端部に配置された導電性プローブに対応する穴１２４（メッシュ電極に設けられた穴）の近傍に管状部材１２１の出口端を配置することもできる。これらの構成によっても第１０実施形態と同様の効果が得られる。
＜第１１実施形態＞
　図１４に第１１実施形態のイオン化源１３０を模式的に示す。第１１実施形態のイオン化源１３０は、第１０実施形態のイオン化源１００と同様に、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続された管状部材１３１と複数本の導電性プローブ１３２とを有する。図１５に側面図、図１６に断面図で示すように、第１１実施形態のイオン化源１３０では、管状部材１３１の先端に試料液分岐部１３３が設けられ、該試料液分岐部１３３の外側（管状部材１３１と反対側）に複数の導電性プローブ１３２の先端が位置している。複数の導電性プローブ１３２は、先端から基端に向かって放射状に配置され、それぞれに電圧印加部６から所定の電圧（PESI電圧）が印加される。また、第１１実施形態のイオン化源１３０は、管状部材１３１と複数の導電性プローブ１３２を位置決めして固定するマルチプローブホルダ１３４を有している。第１１実施形態では、管状部材１３１及び試料液分岐部１３３が前記試料液誘導部に相当する。
　図１７に試料液分岐部１３３の構造の一例を示す。図１７中央に示すように、試料液分岐部１３３は、内側部材１３５と外側部材１３６を重ね合わせた構造を有している。図１７左側に示すように、内側部材１３５は、一方の端面（先端側の端面）に中央が窪んだ凹部が形成された円柱状の部材であり、該凹部の底面はメッシュ状に形成されている。外側部材１３６は、一方の端面（先端側の端面）がドーム状の凸部が形成され他方の面が開放された中空の円柱状の部材であり、該ドーム状に形成された端面の周縁部には複数の開口１３６１が設けられている。外側部材１３６の開口部１３６１の数と位置は、導電性プローブ１３２の数及び位置に応じて決められる。外側部材１３６は、該外側部材１３６の端面に設けられた開口部１３６１と導電性プローブ１３２の先端の位置が一致する（開口１３６１と導電性プローブ１３２の先端部が接触又は近接する）ように配置される。内側部材１３５は、該内側部材１３５の底面の中央部に管状部材１３１の出口端が当接するように配置され、外側部材１３６の内部に収容される。
　第１１実施形態のイオン化源１３０では、液体クロマトグラフ２のカラム４から流出した試料液が管状部材１３１に導入される。管状部材１３１から流出する試料液が試料液分岐部１３３に達すると、内側部材１３５の凹部の底面の中央からメッシュ状に形成された底面を広がっていく。そして、メッシュの微細な穴から流出して外側部材１３６の内部に流れ込み、該外側部材１３６に設けられた開口部１３６１から流出する。即ち、管状部材１３１から流出した試料液が複数の開口部１３６１へと分岐して流出する。複数の開口部１３６１から流出する試料液は、各開口部１３６１の外側に接触又は近接して配置された導電性プローブ１３２に接触して帯電し、イオン化する。
　第１１実施形態では、管状部材１３１から流出する試料液は、試料液分岐部１３３の内側部材１３５のメッシュ状の部分及び外側部材１３６に設けられた複数の開口部１３６１を通じて極微量に分割されるため、導電性プローブ１３２との接触により容易にイオン化される。
＜第１２実施形態＞
　図１８に第１２実施形態のイオン化源１４０を模式的に示す。第１２実施形態のイオン化源１４０は、第５実施形態のイオン化源５０に導電性の接続治具１４５を追加し、電圧印加部６から接続治具１４５に所定の電圧を印加するように構成したものである。接続治具１４５は、液体クロマトグラフ２のカラム４の出口、あるいは該出口に接続された配管（図示略）と管状部材５１とを接続する、リング状の治具である。接続治具１４５には、例えばステンレスからなるものを用いることができる。
　第１２実施形態のイオン化源１４０では、液体クロマトグラフ２のカラム４から流出した試料液が接続治具１４５を流れる間に帯電した後、管状部材５１に導入される。そして、帯電した試料液によって管状部材５１の先端に位置する複数の導電性プローブ５２にも電圧が印加され、各導電性プローブ５２の表面で試料液がイオン化される。即ち、第１２実施形態のイオン化源１４０では、電圧印加部６から（接続治具１４５及び試料液を介して）間接的に導電性プローブ５２に電圧を印加する。第１２実施形態のイオン化源１４０では、帯電した試料液が管状部材５１を流通する間に該試料液内部の電荷が全体に行き渡るため、イオン化効率を安定化することができる。ここでは第５実施形態のイオン化源５０の構成を元に説明したが、他の実施形態のイオン化源においても上記同様に接続治具１４５を追加する等の変更を加えることができる。
＜コーティング＞
　従来、エレクトロスプレーイオン化源では、試料液を流通させつつ該試料液を帯電させるために、例えば金属製のキャピラリが用いられている。上記各実施形態のイオン化源においても、試料液が流通する経路となる管状部材や導電性プローブに金属製のものを用いることが可能である。あるいは、導電性の接続治具によりカラム出口と試料液流路を接続し、該接続治具を介して試料液を帯電させる、第１２実施形態のイオン化源１４０では、シリカ等の絶縁性材料からなるキャピラリを用いることもできる。
　例えば、上記各実施形態のイオン化源において金属製の管状部材や導電性プローブを使用し、超臨界クロマトグラフと組み合わせた場合、その移動相として用いられる二酸化炭素によって金属が腐食され、腐食した成分が試料液に溶けだす可能性がある。また、管状部材としてシリカキャピラリを用いて超臨界流体クロマトグラフと組み合わせた場合には、試料液が流出する際に起こる断熱膨張によって負荷がかかるとシリカキャピラリが損傷しやすい。
　また、金属製、シリカ製のいずれの管状部材を用いた場合でも、不揮発性の塩を含む試料液を流通させると、流路の内壁に塩が析出し、試料液を安定して送液することができなくなる。さらには、流路の内部が塩によって塞がれ、試料液を送液すること自体ができなくなる場合もある。こうした問題が生じるのを回避するために、従来、塩を含む試料液を分析する際には脱塩の前処理を施してからイオン化源に導入する等の対応を採る場合もあるが、そうした前処理には手間がかかる。
　そこで、上記各実施形態のイオン化源では、試料液が流通する経路となる管状部材や導電性プローブとして、金属からなる基材の表面に耐薬品性コーティングを施したものを用いることが好ましい。ここでいう耐薬品性コーティングとは、具体的には、例えばガラス（SiO2）系材料のコーティングやフッ素系材料のコーティングである。フッ素系材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）などを用いることができる。例えば、非特許文献１には、溶融シリカキャピラリの先端部と内壁面をフッ素化ポリマーでコーティングしたものが記載されている。
　従来用いられている、一般的なコーティング処理では、10μmあるいはそれ以上の厚さのフッ素化ポリマーが形成される。しかし、複数の導電性プローブを個別に備えそれらを並列配置した構成、あるいは１本の筒状部材の先端部にスリット加工を施して複数の導電性プローブを一体化した構成を有する、第５～第８実施形態、第１０実施形態、及び第１２実施形態のイオン化源では、導電性プローブ間の空間やスリットは例えば30μm程度と狭いため、厚さ10μmのコーティングを施すとスリット等の空隙が埋まってしまい、毛細管現象により複数の導電性プローブのそれぞれに試料液を分岐させて流通させるという機能性が失われてしまう。
　そこで、これらの実施形態では、1μm以下の厚さで薄膜コーティングを形成する。図１９上段に示すように、まず、筒状部材及び導電性プローブを形成する金属製の円筒状の基材を用意する。次に、図１９中段に示すように、基材の先端を絞る又は延ばすことにより先端部を細く成形する。このとき、先端部の内径を100μm以下、好ましくは10～50μm以下まで細くしておく。そして、基材の先端部（例えば先端から長さ5mmの部分）にフェムト秒レーザ光を照射してスリットを形成する。フェムト秒レーザ光以外のレーザ光によってもスリット加工は可能であるが、フェムト秒レーザ光を照射することにより加工時にデブリが発生するのを抑制することができる。その後、基材の表面に付着している加工油等を除去し、所望のコーティング材料（例えばフッ素系材料）に浸漬する。これにより、図１９下段に示すように、基材先端のスリットを形成した部分に位置する導電性プローブと、管状部材の内壁面を1μm以下の厚さでコーティングすることができる。また、基材の先端部を複数回、コーティング材料に浸漬させることにより適宜の厚さに調整することができる。
　基材が金属管である場合は、コーティング剤の剥離を防止するために、金属管の表面にガラス層を形成し、該ガラス層の表面を上記のようにコーティングするとよい。また、基材がガラス管、樹脂管、あるいはセラミックス材料からなる管など、導電性を有しないものである場合は、試料液に電圧を印加するために、表面に金や白金といった試料液の吸着を抑制可能な導電性材料でコーティングするとよい。金や白金のコーティングは、例えば真空蒸着により行うことができる。
　さらに、基材先端の、内径が小さく流路が狭い部分では、試料液と管壁の間に働く表面張力によって試料液の流通が妨げられやすい。上記各実施形態のイオン源では、エレクトロスプレーイオン化のようなネブライザガスを用いることなく、微量の試料液を先端から吐出させて電場のみでイオン化することが可能である（従来のESIと同様にネブライザガス等のイオン化を促進するアシストガスを併用することも可能である）。そのため、試料液の流通が妨げられると試料液を吐出する際の抵抗が大きくなり、試料液の吐出量が安定せず、ナノスプレーが安定しなくなる場合がある。上記のように、撥水性を有するフッ素系材料により表面をコーティングすることで、試料液と管壁の間に表面張力が働くのを抑制し、ナノスプレーを安定させることができる。
　上記のように、各実施形態のイオン源において試料液が流通する経路となる管状部材や導電性プローブ（筒状部材の先端にスリットを形成して管状部材と複数の導電性プローブを一体的に構成したスリットノズルを含む）の表面を適宜の材料でコーティングすることにより、試料液の吸着を抑え、試料液のスプレーを安定させ、更に耐久性の高いイオン源を構成することができる。また、こうしたコーティングにより、上記各部の腐食を抑制することもできる。さらに、金属等、シリカよりも剛性を有する材料の基材を用いると、イオン源への取り付け時に他の部材に接触しても破損しにくくなる。
　また、測定対象である試料液の種類が予め決まっている場合には、基材の表面、あるいは上記ガラスコーティングやフッ素系コーティングの上に、その種類に応じたコーティングを施すとよい。例えば、測定対象の試料が親水性のものである場合には疎水性の材料のコーティングを施し、測定対象の試料が疎水性のものである場合には親水性の材料のコーティングを施すとよい。親水性の材料としては、例えば親水性のポリマーを用いることができ、疎水性の材料としては、例えばオクタデシルシリル（ODS: Octa Decyl Silyl）基（C18H37Si）を持つ材料を用いることができる。
　上記実施形態はいずれも一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。上記の各実施形態では管状部材を液体クロマトグラフ２のカラム４の出口に接続する構成を説明したが、カラム４の出口側に予め送液管が設けられている場合には、適宜の接続部材を用いて該送液管に上記管状部材を接続してもよい。そうした接続部材として、例えば特許文献３に記載のイオン化プローブ接続用治具を好適に用いることができる。
　また、上記実施形態はいずれも、導電性プローブや試料液誘導部材（管状部材等）の配置に関する個々の特徴を説明するためのものであり、互いに相いれないものを除いて適宜に組み合わせて用いることができる。
　さらに、上記の各実施形態では管状部材と導電性プローブを別の部材として図示したが、後述する実施例のように、これらを一体の部材として構成することもできる。
　次に、本発明者が実際に作製したイオン化装置（実施例）とそのイオン化装置を用いた実験結果について説明する。
　図２０に、本発明者が実施例のイオン化装置において用いるプローブの先端形状について検討した構造を示す。シースフロー型PESI（1本）は、図３により説明した第２実施形態のイオン化源２０に相当する。マルチプローブPESI（5本）は、図６により説明した第５実施形態のイオン化源５０に相当する。マルチスリットESI（8分割）は、第５実施形態の変形例に相当する。マルチスリットESI（8分割）は、従来のマイクロESIノズルで用いられるプローブの先端8本に分割して成形したものである。このプローブは、例えば金属（例えばSUS）からなる管状部材の先端部をフェムト秒レーザ加工機でスリット加工することにより作製することができる。図２１に本発明者が実際に作製したマルチスリットESI（8分割）のプローブの先端部（導電性プローブに相当する部分）のSEM画像を示す。図２１の左側から順に、プローブの基部、中央部、先端部のSEM画像である。
　本発明者が試料液を導入して行った実験から、シースフロー型PESI（1本）の許容流量（試料液を流出させることなくイオン化可能な試料液の流量）は約0.1μL/min、マルチプローブPESI（5本）の許容流量は約50μL/min、マルチスリットESI（8分割）の許容流量は約400μL/minと推定された。即ち、マルチスリットESI型のプローブを用いると許容流量を増大し、分析スループットを向上することができる。
　図２２は、マルチスリットESI（8分割）の先端からの噴流（ジェット）の写真である。図２２の左図は、内径50μmのプローブの先端にスリットを設け、5μL/minの試料液を導入し、2kVのPESI電圧を印加し噴霧したものである。図２２の中央図は、内径50μmのプローブの先端にスリットを設け、10μL/minの試料液を導入し、4kVのPESI電圧を印加したものである（アシストガスなし）。図２２の右図は、内径50μmのプローブの先端にスリットを設け、50μL/minの試料液を導入し、5kVのPESI電圧を印加しつつアシストガスで噴霧したものである。これらのいずれの条件においても良好なイオン噴流の生成を確認することができた。
　図２３は、本発明者が実際に作製したマルチスリットESI（8分割、slit）と既存のマイクロESIノズル（micro）とを用いてイオンの検出感度を比較した結果である。既存のマイクロESIノズルは、内径10μm程度の金属キャピラリに数kVの電圧を印加し、さらにその周囲に所定量のネブライザガスを導入することで液体試料をキャピラリ先端から噴霧してイオン化するものであり、数μL/min程度の流速に対して最適化されている。マルチスリットESIは、図２０～２２において説明したものである。ここでは、水とアセトニトリルを3:7で混合した混合液に対して所定量のレセルピン（濃度1pg/μL）を溶解させた試料液を1μL/min～50μL/minの流量でマルチスリットESIあるいはマイクロESIノズルにインフュージョン送液し、イオン強度相対値を比較した。
　図２３に示す結果から、特に10μL/minの流量で試料液を送液する際にマルチスリットESIを用いると、従来のマイクロESIノズルよりも感度が向上する効果が得られることが分かる。これは、マルチスリットESIでは、プローブ内を流れる試料液がプローブ先端のスリット部分に到達すると毛細管現象により8分割された先端部で試料液が分岐し、各先端部のプローブ表面で試料液に電圧が印加されイオン化効率が向上したものと解釈できる。また、マルチスリットESIでは8つの先端部に試料液が分岐し、各先端部から噴霧される。そのため、マルチスリットESIから噴霧されるスプレーに含まれる液滴は、従来のマイクロESIノズルから噴霧される液滴よりも微細化される。これによって脱溶媒が促進され、またイオンサプレッションも低減する。通常のマイクロESIノズルでも高電圧を印加すればマルチジェットと呼ばれる同様のスプレーが発生しうる。しかし、マイクロESIノズルでは、各ジェットの起点となる部分がないため不規則な現象として発生するのみであり、その再現性は低い。
　次に、本発明者がプローブの表面へのコーティング処理の効果を確認した結果を説明する。図２４の左側は表面にコーティング処理を施していないスリットノズルに試料液を繰り返し流通させた結果、表面に腐食が生じた状態を撮影した写真であり、図２４の右側はその一部を拡大したものである。一方、図２５は、表面にフッ素系コーティング処理を施したスリットノズルに試料液を繰り返し流通させた後に撮影した写真である。図２４と図２５の比較から、表面にフッ素系コーティング処理を施したことによりスリットノズルの表面の腐食が防止されていることが分かる。
　図２６に、表面にフッ素系コーティング処理を施したスリットノズルとコーティング処理なしのスリットノズルを用いて試料液をイオン化し、生成された全イオンの強度を質量分析装置で測定した結果を示す。試料はレセルピンであり、これをアセトニトリルと水の混合液である移動相に溶解したものを試料液として使用した。図２６に示す結果から分かる通り、表面にフッ素系コーティング処理を施したスリットノズルを用いることにより、イオンの生成量が増大する。なお、移動相には0.1%のギ酸を追加してもよい。
　図２７に、表面にフッ素系コーティング処理を施したスリットノズルとコーティング処理なしのスリットノズルを用いて試料液をイオン化し、生成された全イオンの強度を質量分析装置で繰り返し測定した結果を示す。試料はレセルピンであり、これをアセトニトリルと水の混合液である移動相に溶解したものを試料液として使用した。図２７に示す結果から分かる通り、表面にフッ素系コーティング処理を施したスリットノズルを用いることにより、イオンの生成量が増大し（ピーク高さ、ピーク面積ともに大きくなり）、また、測定回毎のばらつきも小さくなる（即ちスプレーが安定する）。なお、移動相には0.1%のギ酸を追加してもよい。
［態様］
　以上、図面を参照して本発明における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本発明の種々の態様について説明する。
（第１項）
　本発明の第１項のイオン分析装置は、液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液をイオン化するために用いられるイオン化装置であって、
　導電性プローブと、
　前記導電性プローブによりプローブエレクトロスプレーイオン化を行う所定の電圧を印加する電圧印加部と、
　前記カラムから流出する試料液を前記導電性プローブに誘導する試料液誘導部と
　を備える。
　本発明の第１項のイオン化装置では、電圧印加部から導電性プローブに所定の電圧を印加しつつ、液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液を試料液誘導部によって導電性プローブに誘導する。この導電性プローブは、ESIノズルのように試料液が内部を流通するものではなく試料液を帯電させるために用いられる。導電性プローブに誘導された試料液は該プローブの表面を流れるうちに帯電されイオン化する。従来のESI法ではESIノズル内に試料液を流通させ該ノズルの内径面のみで試料液を帯電するのに対し、本発明に係るイオン化プローブでは試料液誘導部によって試料液を導電性プローブに誘導し、該導電性プローブの表面全体で試料液を帯電させ、プローブエレクトロスプレーイオン化するため、ESIノズルを用いるよりもイオン効率が高くなる。また、ナノESIのように試料液の流量を制限する必要がないため、測定のスループットが高くなる。さらに、細径のキャピラリを使用する必要もなく、十分な耐久性を確保することができる。なお、上記電圧印加部は、導電性プローブに直接、PESI電圧を供給するものであっても良く、間接的に（例えば後述する例のように、導電性の接続治具及び試料液を介して）導電性プローブにPESI電圧を印加するものであってもよい。
（第２項）
　本発明の第２項のイオン化装置は、上記第１項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部に導入され、出口端に前記導電性プローブが同軸に配置される管状部材を有する。
　本発明の第２項のイオン化装置では、試料液誘導部が有する管状部材の出口端に、導電性プローブが同軸に配置されており、試料液が導電性プローブの表面の広い範囲で接触して帯電するため、イオン化効率が向上する。
（第３項）
　本発明の第３項のイオン化装置は、上記第１項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部に導入される管状部材を有し、該管状部材と独立して配置された前記導電性プローブの先端部に前記試料液を誘導する。
　本発明の第３項のイオン化装置では、試料液誘導部が有する管状部材から導電性プローブの先端部に試料液を誘導する。プローブの先端部には電荷が集中しやすいことから該先端部で試料液を効率よくイオン化することができる。
（第４項）
　本発明の第４項のイオン化装置は、上記第１項から第３項のいずれかのイオン化装置において、
　前記導電性プローブの表面の少なくとも一部に溝が形成されている。
　本発明の第４項のイオン化装置では、表面に溝が形成されていることで試料液と接触する導電性プローブの表面積が大きくなり、導電性プローブの表面に形成された溝を試料液が流れることで該試料液が帯電しイオン化しやすくなる。
（第５項）
　本発明の第５項のイオン化装置は、上記第１項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、内部を試料液が流通し、少なくとも一部が導電性を有する管状部材と、前記所定の電圧と所定の電位差を有する電圧を該管状部材に印加する第２電圧印加部を含む。
　本発明の第５項のイオン化装置では、導電性プローブだけでなく、試料液誘導部においても試料液が帯電されるため、試料液がよりイオン化しやすくなる。
（第６項）
　本発明の第６項のイオン化装置は、上記第５項のイオン化装置において、
　前記管状部材に印加する電圧及び前記導電性プローブに印加する電圧の少なくとも一方を変更可能である。
　本発明の第６項のイオン化装置では、管状部材に印加する電圧及び導電性プローブに印加する電圧の少なくとも一方を変更して両者の大小関係を逆にすることでシャッターとして用いることもできる。
（第７項）
　本発明の第７項のイオン化装置は、上記第１項から第６項のいずれかのイオン化装置において、
　複数の前記導電性プローブが並列に設けられている。
　本発明の第７項のイオン化装置では、複数の導電性プローブが並列に設けられているため、1本の導電性プローブを用いるよりも試料液が帯電されやすく、試料液がよりイオン化しやすくなる。
（第８項）
　本発明の第８項のイオン化装置は、上記第７項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液を前記複数の導電性プローブに誘導する複数の流路を有する。
　本発明の第８項のイオン化装置では、複数の導電性プローブに試料液を誘導する流路が複数設けられているため、該複数の導電性プローブに誘導される試料液が分散されて帯電効率が向上し、よりイオン化しやすくなる。
（第９項）
　本発明の第９項のイオン化装置は、上記第７項又は第８項のイオン化装置において、さらに、
　前記複数の導電性プローブの先端と対向して配置される、又は該先端が挿入される、複数の穴が形成され、所定の電位に維持されるメッシュ電極
　を備える。
　本発明の第９項のイオン化装置では、複数の穴が形成され所定の電位に維持されるメッシュ電極が、複数の導電性プローブの先端と対向して配置される、又は該先端が挿入されるため、隣接する導電性プローブ間での電場干渉が低減され、イオン化効率が安定化する。
（第１０項）
　本発明の第１０項のイオン化装置は、上記第９項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記複数の穴のそれぞれに前記試料液を誘導するように設けられている。
　本発明の第１０項のイオン化装置では、メッシュ電極に形成され、導電性プローブの先端と対向する、又は該先端が導入される穴に試料液が誘導されるため、試料液が導電性プローブにより確実に誘導されイオン化効率が向上する。
（第１１項）
　本発明の第１１項のイオン化装置は、上記第１項から第１０項のいずれかのイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液を加熱する加熱部を有し、
　さらに、
　前記加熱部を動作させることなく前記電圧印加部から前記導電性プローブに第１の所定の電圧を印加するPESIモードと、前記加熱部を動作させつつ前記電圧印加部から前記導電性プローブに前記第１の所定の電圧よりも絶対値が大きい第２の所定の電圧を印加するAPCIモードとを切り替えるモード切替部
　を備える。
　本発明の第１１項のイオン化装置では、試料液に含まれる成分の特性に応じてPESIとAPCIを使い分けることができる。
（第１２項）
　本発明の第１２項のイオン化装置は、上記第７項のイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材を有し、該管状部材が前記複数の導電性プローブのうちの少なくとも１本に前記試料液を誘導するように配置されており、さらに、前記管状部材から流出する前記試料液を前記少なくとも１本の導電性プローブから他の導電性プローブへと誘導するプローブ間誘導部を有している。
（第１３項）
　本発明の第１３項のイオン化装置は、上記第１２項のイオン化装置において、
　前記複数の導電性プローブが、所定の軸を取り囲むように、該導電性プローブの長手方向に平行に、かつ該複数の導電性プローブの先端が放射状に位置するように配置されており、
　前記プローブ間誘導部が、前記管状部材から流出する試料液を該所定の軸から遠ざかる方向に誘導する。
（第１４項）
　本発明の第１４項のイオン化装置は、上記第１２項のイオン化装置において、
　前記複数の導電性プローブが列をなすように配置されており、
　前記管状部材が、前記列の中央又は端部に位置する導電性プローブに前記試料液を誘導するように配置されており、
　前記プローブ間誘導部材が、前記管状部材から流出する試料液を隣接して位置する導電性プローブに誘導する。
　本発明の第１２項から第１４項のイオン化装置では、プローブ間誘導部によって試料液が導電性プローブ間で誘導されるため、より多くの導電性プローブにより試料液を帯電させイオン化することができる。
（第１５項）
　本発明の第１５項のイオン化装置は、上記第７項から第１４項のいずれかのイオン化装置において、
　前記試料誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材と、該管状部材の先端部に設けられ該管状部材から流出する試料液を複数の流出口に向かわせる試料液分岐部とを有し、
　前記複数の導電性プローブが前記試料誘導部を取り囲むように配置され、該複数の導電性プローブのそれぞれの先端が、前記複数の流出口のいずれかに接触又は近接配置される。
　本発明の第１５項のイオン化装置では、試料液分岐部によって試料液が複数の流出口に導かれ、該複数の流出口に接触又は近接配置された導電性プローブによって効率よくイオン化される。
（第１６項）
　本発明の第１６項のイオン化装置は、上記第１５項のイオン化装置において、さらに、前記管状部材、前記試料液分岐部、及び前記複数の導電性プローブを位置決めするホルダを有する。
　本発明の第１６項のイオン化装置では、ホルダによって管状部材、試料液分岐部、及び複数の導電性プローブが位置決めされるため、複数の流出口から流出する試料液をより確実にイオン化することができる。
（第１７項）
　本発明の第１７項のイオン化装置は、上記第７項から第１６項のいずれかのイオン化装置において、
　先端側に1乃至複数のスリットが形成された筒状部材を備え、該筒状部材のうちスリットが形成されていない部分が、前記試料液が内部を流通する管状部材として、スリットが形成されている部分が前記複数の導電性プローブとして構成されている。
　第１７項のイオン化装置では、管状部材と複数の導電性プローブが一体的に構成されるため、管状部材から流出する試料液をより確実に複数の導電性プローブに導くことができる。
（第１８項）
　本発明の第１８項のイオン化装置は、上記第１項から第１７項のいずれかのイオン化装置において、
　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材を有し、
　前記管状部材及び前記導電性プローブのうちの少なくとも一方について、表面の少なくとも一部が前記試料液の吸着を抑制する材料によりコーティングされている。
（第１９項）
　本発明の第１９項のイオン化装置は、上記第１８項のイオン化装置において、
　前記材料がフッ素系材料又はガラス系材料である。
（第２０項）
　本発明の第２０項のイオン化装置は、上記第１９項のイオン化装置において、
　前記フッ素系材料が、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）のいずれかである。
　第１８項のイオン化装置では、管状部材及び／又は導電性プローブの表面の少なくとも一部がコーティングされているため、試料液の吸着による管の詰まりや腐食を抑制することができる。コーティングの材料としては、例えば第１９項のイオン化装置のように、フッ素系材料又はガラス系材料を用いることができる。また、フッ素系材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）のいずれかを用いることができる。
（第２１項）
　本発明の第２１項のイオン化装置は、上記第１９項又は第２０項のイオン化装置において、
　前記フッ素系材料又は前記ガラス系材料からなるコーティングの上に、さらに、疎水性材料又は親水性材料からなるコーティングが施されている。
　第２１項のイオン化装置では、疎水性材料又は親水性材料からなるコーティングが施されているため、試料液の特性に応じたものを使用することにより、試料液の吸着をより一層抑制することができる。
（第２２項）
　本発明の第２２項のイオン化装置は、上記第１８項から第２１項のいずれかのイオン化装置において、
　金属製の筒状部材の一端を延伸することにより該一端側が細く成形され、該一端側にレーザ加工により1乃至複数のスリットが形成されることにより、該筒状部材のうちスリットが形成されていない部分が前記試料液が内部を流通する管状部材として、スリットが形成されている部分が複数の前記導電性プローブとして構成されており、該一端側をコーティング材料に1乃至複数回浸漬することにより前記コーティングされている。
（第２３項）
　本発明の第２３項のイオン化装置は、上記第２２項のイオン化装置において、
　前記コーティングの厚さが1μm以下である。
（第２４項）
　本発明の第２４項のイオン化装置は、上記第２２項又は第２３項のイオン化装置において、
　前記一端側の開口部の内径が100μm以下である。
　第２２項のイオン化装置では、金属製の筒状部材の一端（先端）が細く（例えば第２４項のイオン化装置では先端部の開口の内径が100μm以下となるように）成形されているため、試料液の送液量を抑え、より確実にイオン化することができる。また、筒状部材の一端側（先端側）をコーティング材料に浸漬させることにより表面をコーティングするため、薄く（例えば第２３項のイオン化装置では厚さ1μm以下で）コーティングすることができる。また、浸漬する回数を変更することによりコーティングの厚さを調整することもできる。
１…液体クロマトグラフ質量分析装置
２…液体クロマトグラフ
３…質量分析装置
４…カラム
５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００…イオン化源
６、９５…電圧印加部
１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１…管状部材
１２、２２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、９２、１０２…導電性プローブ
３３…溝部
４３…第１電圧印加部
４４…第２電圧印加部
４５…電圧変更部
７３、８３、１０３、１１３、１２３…メッシュ電極
７４、８４、１０４、１１４、１２４…穴
９３…ヒータ
９４…加熱部
９６…モード切替部１３５…接続治具

Claims (24)

  1. 　液体クロマトグラフのカラムから流出する試料液をイオン化するために用いられるイオン化装置であって、
    　導電性プローブと、
    　前記導電性プローブによりプローブエレクトロスプレーイオン化を行う所定の電圧を印加する電圧印加部と、
    　前記カラムから流出する試料液を前記導電性プローブに誘導する試料液誘導部と
    　を備えるイオン化装置。
  2. 　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部に導入され、出口端に前記導電性プローブが同軸に配置される管状部材を有する、請求項１に記載のイオン化装置。
  3. 　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部に導入される管状部材を有し、該管状部材と独立して配置された前記導電性プローブの先端部に前記試料液を誘導する、請求項１に記載のイオン化装置。
  4. 　前記導電性プローブの表面の少なくとも一部に溝部が形成されている、請求項１に記載のイオン化装置。
  5. 　前記試料液誘導部が、内部を試料液が流通し、少なくとも一部が導電性を有する管状部材と、前記所定の電圧と所定の電位差を有する電圧を該管状部材に印加する第２電圧印加部を含む、請求項１に記載のイオン化装置。
  6. 　前記管状部材に印加する電圧及び前記導電性プローブに印加する電圧の少なくとも一方を変更可能である、請求項５に記載のイオン化装置。
  7. 　複数の前記導電性プローブが並列に設けられている、請求項１に記載のイオン化装置。
  8. 　前記試料液誘導部が、前記試料液を前記導電性プローブに誘導する複数の流路を有する、請求項７に記載のイオン化装置。
  9. 　さらに、
    　前記複数の導電性プローブの先端と対向して配置される、又は該先端が挿入される、複数の穴が形成され、所定の電位に維持されるメッシュ電極
    　を備える、請求項７に記載のイオン化装置。
  10. 　前記試料液誘導部が、前記複数の穴のそれぞれに前記試料液を誘導するように設けられている、請求項９に記載のイオン化装置。
  11. 　前記試料液誘導部が、前記試料液を加熱する加熱部を有し、
    　さらに、
    　前記加熱部を動作させることなく前記電圧印加部から前記導電性プローブに第１の所定の電圧を印加するPESIモードと、前記加熱部を動作させつつ前記電圧印加部から前記導電性プローブに前記第１の所定の電圧よりも絶対値が大きい第２の所定の電圧を印加するAPCIモードとを切り替えるモード切替部
    　を備える、請求項１に記載のイオン化装置。
  12. 　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材を有し、該管状部材が前記複数の導電性プローブのうちの少なくとも１本に前記試料液を誘導するように配置されており、さらに、前記管状部材から流出する前記試料液を前記少なくとも１本の導電性プローブから他の導電性プローブへと誘導するプローブ間誘導部を有している、請求項７に記載のイオン化装置。
  13. 　前記複数の導電性プローブが、所定の軸を取り囲むように、該導電性プローブの長手方向に平行に、かつ該複数の導電性プローブの先端が放射状に位置するように配置されており、
    　前記プローブ間誘導部が、前記管状部材から流出する試料液を該所定の軸から遠ざかる方向に誘導する、請求項１２に記載のイオン化装置。
  14. 　前記複数の導電性プローブが一次元状に配列されており、
    　前記管状部材が、前記一次元状の配列の中央又は端部に位置する導電性プローブに前記試料液を誘導するように配置されており、
    　前記プローブ間誘導部材が、前記管状部材から流出する試料液を隣接して位置する導電性プローブに誘導する、請求項１２に記載のイオン化装置。
  15. 　前記試料誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材と、該管状部材の先端部に設けられ該管状部材から流出する試料液を複数の流出口に向かわせる試料液分岐部とを有し、
    　前記複数の導電性プローブが前記試料誘導部を取り囲むように配置され、該複数の導電性プローブのそれぞれの先端が、前記複数の流出口のいずれかに接触又は近接配置される、請求項７に記載のイオン化装置。
  16. 　さらに、前記管状部材、前記試料液分岐部、及び前記複数の導電性プローブを位置決めするホルダを有する、請求項１５に記載のイオン化装置。
  17. 　先端側に1乃至複数のスリットが形成された筒状部材を備え、該筒状部材のうちスリットが形成されていない部分が、前記試料液が内部を流通する管状部材として、スリットが形成されている部分が前記複数の導電性プローブとして構成されている、請求項７に記載のイオン化装置。
  18. 　前記試料液誘導部が、前記試料液が内部を流通する管状部材を有し、
    　前記管状部材及び前記導電性プローブのうちの少なくとも一方について、表面の少なくとも一部が前記試料液の吸着を抑制する材料によりコーティングされている、請求項１に記載のイオン化装置。
  19. 　前記材料がフッ素系材料又はガラス系材料である、請求項１８に記載のイオン化装置。
  20. 　前記フッ素系材料が、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP）、及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）のいずれかである、請求項１９に記載のイオン化装置。
  21. 　前記フッ素系材料又は前記ガラス系材料からなるコーティングの上に、さらに、疎水性材料又は親水性材料からなるコーティングが施されている、請求項１９に記載のイオン化装置。
  22. 　金属製の筒状部材の一端を延伸することにより該一端側が細く成形され、該一端側にレーザ加工により1乃至複数のスリットが形成されることにより、該筒状部材のうちスリットが形成されていない部分が前記試料液が内部を流通する管状部材として、スリットが形成されている部分が複数の前記導電性プローブとして構成されており、該一端側をコーティング材料に1乃至複数回浸漬することにより前記コーティングされている、請求項１８に記載のイオン化装置。
  23. 　前記コーティングの厚さが1μm以下である、請求項２２に記載のイオン化装置。
  24. 　前記一端側の開口部の内径が100μm以下である、請求項２２に記載のイオン化装置。
PCT/JP2020/037678 2020-01-06 2020-10-05 イオン化装置 WO2021140713A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021569729A JP7294456B2 (ja) 2020-01-06 2020-10-05 イオン化装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-000235 2020-01-06
JP2020000235 2020-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021140713A1 true WO2021140713A1 (ja) 2021-07-15

Family

ID=76788184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/037678 WO2021140713A1 (ja) 2020-01-06 2020-10-05 イオン化装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7294456B2 (ja)
WO (1) WO2021140713A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023012619A1 (en) * 2021-08-01 2023-02-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Liquid transport system having multiple nebulizer nozzles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10112279A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Hamamatsu Photonics Kk イオン化分析装置
WO2007126141A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 University Of Yamanashi エレクトロスプレーによるイオン化方法および装置
JP2012199027A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Hitachi High-Technologies Corp 質量分析装置及びそれに用いられるイオン源
JP2015159051A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社島津製作所 高電圧電源装置及び該装置を用いた質量分析装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10112279A (ja) * 1996-10-07 1998-04-28 Hamamatsu Photonics Kk イオン化分析装置
WO2007126141A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 University Of Yamanashi エレクトロスプレーによるイオン化方法および装置
JP2012199027A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Hitachi High-Technologies Corp 質量分析装置及びそれに用いられるイオン源
JP2015159051A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社島津製作所 高電圧電源装置及び該装置を用いた質量分析装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023012619A1 (en) * 2021-08-01 2023-02-09 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Liquid transport system having multiple nebulizer nozzles

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021140713A1 (ja) 2021-07-15
JP7294456B2 (ja) 2023-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7232992B2 (en) Charged droplet sprayers
US9082603B2 (en) Atmospheric pressure ion source by interacting high velocity spray with a target
US8309916B2 (en) Ion transfer tube having single or multiple elongate bore segments and mass spectrometer system
JP2902197B2 (ja) 大気圧イオン化質量分析装置
US7049582B2 (en) Method and apparatus for an electrospray needle for use in mass spectrometry
JP2019505953A (ja) Ｅｓｉ動作中の放電を最小化するためのシステム
US9378938B2 (en) Reproducibility of impact-based ionization source for low and high organic mobile phase compositions using a mesh target
JP7011736B2 (ja) 複数ガス流のイオン化装置
US10020177B2 (en) Piezo-electric vibration on an in-source surface ionization structure to aid secondary droplet reduction
WO2021140713A1 (ja) イオン化装置
EP1077774B1 (en) Use of porous beads as a tip for nano-electrospray
US7060975B2 (en) Electrospray devices for mass spectrometry
EP3971564B1 (en) Spray ionization device, analysis device, and surface coating device
JP2006134877A (ja) 質量分析のためのエレクトロスプレー装置
JPWO2021140713A5 (ja)
JP6725082B2 (ja) Ｅｓｉスプレイヤー
US20150294837A1 (en) Continuously Moving Target for an Atmospheric Pressure Ion Source
Fu Development of Multi-nozzle Emitters for Nano-ESI Mass Spectrometry and Fabrication of 1D Polymer Structures Using Microstructured Fibers as Templates

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: 20912241

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021569729

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: 20912241

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1