WO2021214965A1 - イオン分析装置 - Google Patents

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WO2021214965A1
WO2021214965A1 PCT/JP2020/017639 JP2020017639W WO2021214965A1 WO 2021214965 A1 WO2021214965 A1 WO 2021214965A1 JP 2020017639 W JP2020017639 W JP 2020017639W WO 2021214965 A1 WO2021214965 A1 WO 2021214965A1
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WO
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pin
ion
recess
ground electrode
notch
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PCT/JP2020/017639
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English (en)
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Inventor
陽平 藤次
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Priority to PCT/JP2020/017639 priority patent/WO2021214965A1/ja
Priority to JP2022516785A priority patent/JP7311038B2/ja
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    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/068—Mounting, supporting, spacing, or insulating electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/165—Electrospray ionisation
    • H01J49/167—Capillaries and nozzles specially adapted therefor
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    • H01J49/165—Electrospray ionisation

Definitions

  • the present invention relates to an ion analyzer.
  • liquid chromatograph mass spectrometer As one of the devices that analyze substances contained in liquid samples.
  • the liquid sample is introduced into the column of the liquid chromatograph on the flow of the mobile phase, and the target substance is separated from other substances inside the column.
  • the target substance flowing out of the column is ionized by the ionization source of the mass spectrometer, and then separated and measured by the mass spectrometer according to the mass-to-charge ratio.
  • an electrospray ionization (ESI) source is used as an ionization source of the mass spectrometer.
  • the ESI source is one of the atmospheric pressure ionization sources that ionizes the target substance in the atmospheric pressure atmosphere.
  • a liquid sample is charged and nebulizer gas is sprayed onto it to spray it into the ionization chamber.
  • the charged droplet sprayed into the ionization chamber is ionized by splitting due to charge repulsion inside the droplet and vaporization (desolvent) of the mobile phase.
  • the mass spectrometer In the mass spectrometer, if a droplet containing a large amount of neutral molecules derived from a mobile phase, such as an ion other than the target substance-derived ion, enters the mass spectrometer, the mass spectrometer will be contaminated. Therefore, in many ESI sources, the arrangement of the ESI nozzle and the ion introduction section is determined so that the direction in which the charged droplets are sprayed from the ESI nozzle and the direction in which the ions are introduced from the ionization chamber into the mass spectrometer are orthogonal to each other. There is. The ions generated in the ionization chamber are taken into the mass spectrometer by riding on the gas flow generated by the differential pressure between the ionization chamber at atmospheric pressure and the mass spectrometer at vacuum.
  • Patent Document 1 describes a configuration for increasing the efficiency of ion uptake into the mass spectrometer in an ESI source having the above configuration.
  • This ESI source converges with a ground electrode having an opening through which the jet from the ESI nozzle passes, a converging electrode having an opening surrounding the ion intake port from the ionization chamber to the mass analyzer, and a jet from the ESI nozzle. It has a push-in electrode located on the opposite side of the electrode.
  • a first voltage having the same polarity as the ion to be measured is applied to the indentation electrode.
  • a second voltage having the same polarity as the ion to be measured and having an absolute value smaller than the first voltage is applied to the focusing electrode.
  • the ions contained in the jet flow emitted from the ESI nozzle are pushed out toward the converging electrode by the potential gradient from the pushing electrode to the converging electrode, and the ions are taken in from the converging electrode in the vicinity of the converging electrode. It is converged to the ion uptake port by the potential gradient toward the mouth.
  • Neutral molecules on the other hand, are unaffected by the potential gradient. Therefore, it is possible to increase the efficiency of taking in ions derived from the target substance while suppressing the entry of neutral molecules derived from the mobile phase or the like into the mass spectrometric section and contaminating the mass spectrometric section.
  • Patent Document 1 describes that three electrodes, a ground electrode, a converging electrode, and a push-in electrode, are arranged in the ionization chamber, but a specific method for actually fixing these electrodes in the ionization chamber is shown. It has not been. Of these electrodes, the ground electrode located closest to the ESI nozzle will become dirty on the surface of the ground electrode due to the jet flow from the ESI nozzle as the analysis of the liquid sample is repeated. Must be removed and cleaned with. Further, since these electrodes form an electric field that induces ions toward the ion uptake port in the ionization chamber, high accuracy is required for the mutual positional relationship in order to obtain high ion uptake efficiency. .. Therefore, there is a demand for a technique for easily attaching and detaching electrodes with high position reproducibility.
  • the ESI source of the mass spectrometer has been described as a specific example, but the same technique as described above can be used in various situations where electrodes to which a voltage for controlling the behavior of ions is applied are arranged in a limited space inside the ion analyzer. It has been demanded.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a technique for easily attaching and detaching electrodes with high position reproducibility even in a narrow space.
  • a first member which is fixed to an ion outlet and has a fixing pin on one side and a pin hole on the other side of the ion outlet.
  • a member to be fixed to the first member including an ion flow control unit for controlling the movement of ions flowing out from the ion outlet, the first member perpendicular to the axis of the fixing pin.
  • a second member having a first recess for engaging from a direction and a second recess for engaging an insertion pin inserted into the pin hole from a second direction different from the first direction.
  • a pin member having an insertion pin to be inserted into the pin hole and a head for sandwiching and fixing the second recess between the first member is provided.
  • a second member including an ion flow control unit is attached to a first member fixed to an ion outlet to control the movement of ions flowing out from the ion outlet. It is controlled by the unit.
  • the ion flow control unit is typically an electrode member.
  • the second member When attaching the second member to the first member, insert the insertion pin of the pin member into the pin hole of the first member in advance. Then, the first recess of the second member is engaged with the fixing pin of the first member from the first direction perpendicular to the axis of the fixing pin, and the pin member is formed from a second direction different from the first direction. Engage the second recess of the second member with the insertion pin. These can be performed by one operation of sliding the second member closer to the first member. Finally, the second recess of the second member is sandwiched and fixed between the heads of the first member and the pin member.
  • the fixing pin of the first member is engaged with the first recess of the second member
  • the insertion pin of the pin member is engaged with the second recess of the second member. And positioned in a plane orthogonal to the insertion pin. Then, by sandwiching and fixing the second recess of the second member between the head of the pin member and the first member, the pin member is positioned in one direction orthogonal to the surface. Therefore, the ion flow control unit can be fixed with high position reproducibility.
  • the second member can be easily attached by simply sliding the second member close to the first member and fixing it with the pin member, loosening the pin member and sliding the second member to separate it from the first member. The second member can be easily removed with.
  • the schematic block diagram of the mass spectrometer which is an Example of the ion analyzer which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the mass spectrometer 1 of this embodiment.
  • the mass spectrometer 1 of this embodiment includes an ionization chamber 10, a first intermediate vacuum chamber 20, a second intermediate vacuum chamber 30, and an analysis chamber 40.
  • the inside of the ionization chamber 10 has a substantially atmospheric pressure atmosphere.
  • the inside of the analysis chamber 40 is evacuated to a high vacuum state of, for example, about 10-3 to 10-4 Pa by a high-performance vacuum pump (not shown).
  • the first intermediate vacuum chamber 20 and the second intermediate vacuum chamber 30 sandwiched between the ionization chamber 10 and the analysis chamber 40 are also evacuated by a vacuum pump (not shown), and are gradually evacuated from the ionization chamber 10 toward the analysis chamber 40. It has a multi-stage differential exhaust system configuration with an increased degree of vacuum.
  • the ionization probe 11 for ESI is arranged in the ionization chamber 10. As schematically shown in FIG. 2, the ESI ionization probe 11 has an ESI nozzle 111 and an assist gas nozzle 112.
  • the ESI nozzle 111 applies a predetermined high voltage (ESI voltage) to the liquid sample and sprays it with nebulizer gas as charged droplets in the ionization chamber 10.
  • Heating gas is supplied to the assist gas nozzle 112, and vaporization (desolvation) of the mobile phase contained in the liquid sample sprayed from the ESI nozzle 111 is promoted.
  • the charged droplets sprayed from the ESI ionization probe 11 come into contact with the surrounding atmosphere and become finer, and in the process of evaporation of a solvent such as a mobile phase from the droplets, the sample component pops out with an electric charge and becomes ions.
  • a ground electrode 12, a push electrode 13, and a convergence electrode 14 are arranged in front of the spray flow from the ESI ionization probe 11.
  • the ground electrode 12 is grounded, and a predetermined DC voltage is applied to the indentation electrode 13 and the convergence electrode 14 from a power source (not shown).
  • the ionization chamber 10 and the first intermediate vacuum chamber 20 communicate with each other by a small-diameter heating capillary 15. Since there is a pressure difference between both open ends of the heating capillary 15, a gas flow flowing from the ionization chamber 10 to the first intermediate vacuum chamber 20 is formed by this pressure difference. The ions generated in the ionization chamber 10 are sucked into the heating capillary 15 on the flow of this gas flow, and are introduced into the first intermediate vacuum chamber 20 together with the gas flow from the outlet end thereof.
  • a skimmer 22 having a small diameter opening at the top is provided on the partition wall separating the first intermediate vacuum chamber 20 and the second intermediate vacuum chamber 30.
  • an ion guide 21 composed of a plurality of ring-shaped electrodes arranged so as to surround the ion optical axis is arranged.
  • the ions introduced into the first intermediate vacuum chamber 20 are converged in the vicinity of the opening of the skimmer 22 by the action of the electric field formed by the ion guide 21, and are sent to the second intermediate vacuum chamber 30 through the opening.
  • the second intermediate vacuum chamber 30 is provided with a multipole (for example, octupole) type ion guide 31 composed of a plurality of rod electrodes.
  • the ions are converged by the action of the high-frequency electric field formed by the ion guide 31, and are sent to the analysis chamber 40 through the opening of the skimmer 32 provided in the partition wall separating the second intermediate vacuum chamber 30 and the analysis chamber 40.
  • a quadrupole mass filter 41 and an ion detector 42 are arranged in the analysis chamber 40.
  • the ions introduced into the analysis chamber 40 are introduced into the quadrupole mass filter 41 and have a specific mass charge due to the action of an electric field formed by the high frequency voltage and the DC voltage applied to the quadrupole mass filter 41. Only ions with a ratio pass through the quadrupole mass filter 41 and reach the ion detector 42.
  • the ion detector 42 generates a detection signal according to the amount of reached ions, and outputs the detection signal to the control / processing unit 6 (not shown).
  • the control / processing unit 6 controls the measurement operation of each of the above units, and also performs processing such as creating mass spectrum data based on the detection signal output from the ion detector 42.
  • the blowing direction along the central axis of the spray flow from the ESI ionizing probe 11 is the Z-axis direction
  • the ion uptake direction along the central axis of the heating capillary 15 orthogonal to this is the X-axis direction.
  • the direction orthogonal to the X-axis direction and the Z-axis direction is defined as the Y-axis direction.
  • the ground electrode 12 is arranged at the position closest to the ionization probe 11 for ESI.
  • the ground electrode 12 is an electrode having a flat plate-shaped main body 122 parallel to the XY plane, and an opening 121 centered on the central axis of the spray flow from the ESI ionization probe 11 is formed.
  • a converging electrode 14 is arranged at the end of the heating capillary 15 on the inlet side.
  • the converging electrode 14 is a flat plate-shaped electrode parallel to the YZ plane, and an opening 141 surrounding the inlet side end of the heating capillary 15 is formed.
  • a flat plate-shaped indentation electrode 13 parallel to the YZ plane is arranged so as to face the inlet end of the heating capillary 15 and the convergence electrode 14 with the spray flow in between. That is, the spray flow from the ESI ionization probe 11 passes through the opening 121 of the ground electrode 12 and then enters the space between the indentation electrode 13 and the convergence electrode 14.
  • a first voltage having the same polarity as the ion to be analyzed is applied to the indentation electrode 13 from a power source (not shown). Further, a second voltage having the same polarity as the ion to be analyzed and having an absolute value smaller than the first voltage is applied to the focusing electrode 14 from a power source (not shown). The ground electrode 12 and the heating capillary 15 are grounded.
  • Ions that have entered the space between the push-in electrode 13 and the convergent electrode 14 are pushed out from the push-in electrode 13 toward the convergent electrode 14 by an electric field formed by the potential difference between the first voltage and the second voltage. Further, in the vicinity of the focusing electrode 14, ions are converged toward the inlet end of the heating capillary 15 and introduced into the heating capillary 15.
  • the ion analyzer of this embodiment is characterized in that the ground electrode 12 is attached to and detached from the auxiliary member 16.
  • the attachment / detachment mechanism of the ground electrode 12 will be described with reference to FIGS. 3 to 11.
  • the ground electrode 12 of this embodiment is fixed to the auxiliary member 16 fixed to the ESI ionization probe 11 by the pin member 17. That is, the auxiliary member 16 corresponds to the first member in the present invention, and the ground electrode corresponds to the second member in the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view of the auxiliary member 16 XY
  • FIG. 4 is a side view of the auxiliary member 16 XX
  • FIG. 5 is a side view of the auxiliary member 16 attached to the ionization probe 11 for ESI.
  • the auxiliary member 16 has a flat plate-shaped main body portion 161.
  • the main body 161 has a disk shape in half and a rectangular plate shape in the other half.
  • An opening 1611 for attaching to the ESI ionization probe 11 is formed in the center of the main body 161.
  • a first extension portion 162 and a second extension portion 163 are provided on one side of the main body portion 161 on the side opposite to the disk-shaped portion of the rectangular plate-shaped portion.
  • the first extension portion 162 and the second extension portion 163 are both flat plate-shaped small pieces.
  • a fixing pin 1621 is arranged toward the outside of the main body portion 161.
  • An opening 1631 is formed in the center of the second extension portion 163.
  • a thread groove corresponding to the thread of the insertion pin 172 of the pin member 17, which will be described later, is formed on the inner peripheral surface of the opening 1631.
  • the ESI ionization probe 11 is fixed to the chamber of the ionization chamber 10 so that the tip of the ESI nozzle 111 is vertically downward.
  • the auxiliary member 16 is fixed at a position near the tip of the ESI ionization probe 11 in a direction in which the flat plate-shaped main body 161 is horizontal.
  • the auxiliary member 16 is a member made of a conductive material (for example, stainless steel), and is grounded while being fixed to the ESI ionization probe 11.
  • FIG. 6 is an XY plan view of the ground electrode 12
  • FIG. 7 is an XZ side view of the ground electrode 12
  • FIG. 8 is a YZ side view of the ground electrode 12 as viewed from the left side of the paper surface of FIG. 6
  • FIG. 9 is a view of the ground electrode 12. It is a YZ side view seen from the right side of the paper surface of 6.
  • the ground electrode 12 is entirely made of a conductive material (for example, stainless steel).
  • the ground electrode 12 has a rectangular flat plate-shaped main body 122 having an opening 121 formed in the center.
  • a first extending portion 123 extends to one end of one long side of the rectangular flat plate-shaped main body portion 122, and a second extending portion 124 extends to a short side not adjacent to the one end.
  • the first extension portion 123 is a flat plate-shaped small piece.
  • the first extending portion 123 is formed with a U-shaped first notch 1231 that opens toward the outside (the side opposite to the side on which the opening 121 is formed).
  • the U-shaped first notch 1231 corresponds to the first recess in the present invention.
  • the second extension portion 124 is a member having an L shape when viewed from above, and the short side side of the L shape is connected to the main body portion 122.
  • a J-shaped second notch 1241 opened vertically downward with the ground electrode 12 attached is formed on the surface on the long side of the L-shape.
  • the J-shaped second notch 1241 corresponds to the second recess in the present invention.
  • the J-shaped second notch 1241 is shallow on the inside (the side where the opening 121 of the main body 122 is formed), and the inclined portion 1242 is provided obliquely downward.
  • the pin member 17 is composed of a head 171 and an insertion pin 172 connected to the head and formed with a thread. Both the head 171 and the insertion pin 172 are made of a conductive material (for example, stainless steel). For the pin member 17, for example, a knurled screw can be used.
  • the insertion pin 172 of the pin member 17 is inserted into the opening 1631 formed in the second extension portion 163 of the auxiliary member 16 and temporarily fixed.
  • the ground electrode 12 is arranged so as to be located diagonally to the upper left of the mounting position of the ground electrode 12 on the paper surface of FIG. 11, and is formed in the second notch 1241 of the second extension portion 124 of the ground electrode 12.
  • the inclined portion 1242 is brought into contact with the insertion pin 172. Then, the ground electrode 12 is slid along the inclined portion 1242.
  • the ground electrode 12 is slid so that the first extension portion 123 of the ground electrode 12 comes close to the fixing pin 1621 provided on the first extension portion 162 of the auxiliary member 16 and is formed on the first extension portion 123.
  • the first notch 1231 is inserted into the fixing pin 1621.
  • the ground electrode 12 When the second notch 1241 formed in the second extending portion 124 of the ground electrode 12 is inserted into the insertion pin 172 of the pin member 17, the ground is subsequently grounded along the inclined portion 1242 provided in the second notch 1241.
  • the electrode 12 easily slides due to the weight of the ground electrode 12, and stops in a state where the upper surface of the insertion pin 172 is in contact with the top of the second notch 1241.
  • the upper side surface of the first notch 1231 of the first extension portion 123 of the ground electrode 12 comes into contact with the fixing pin 1621. As a result, the ground electrode 12 is positioned in the XZ plane with respect to the auxiliary member 16.
  • the head 171 of the pin member 17 is rotated clockwise, and the second extension portion 124 of the ground electrode 12 is pressed against the second extension portion 163 of the auxiliary member 16 to fix it.
  • the ground electrode 12 is also fixed in the Y-axis direction.
  • the clock also refers to the ground electrode 12 in accordance with the rotation of the head 171.
  • a force that rotates around is applied, and the upper end of the first notch 1231 of the first extension portion 123 is fixed in a state of being pressed against the fixing pin 1621. Since the auxiliary member 16, the ground electrode 12, and the pin member 17 are all made of conductive members and the auxiliary member 16 is grounded, the ground electrode 12 fixed to the auxiliary member 16 is also grounded. Will be done.
  • the most common method of fixing a member such as the ground electrode of the present embodiment is to form a plurality of thread grooves in the member for fixing the ground electrode and the same number of openings as the thread grooves in the ground electrode. After aligning the ground electrode, a screw is inserted into the thread groove from each opening to screw the ground electrode.
  • a member for example, a ground electrode
  • the first notch 1231 and the second notch 1241 opened in two different directions are inserted into the fixing pin 1621 and the insertion pin 172, respectively, and the second notch 1241 opens vertically downward. Since it has a vertical shape, the top of the second notch 1241 is in contact with the insertion pin, and the upper side of the first notch 1231 is in contact with the insertion pin 172. Therefore, the ground electrode 12 can be fixed with high reproducibility without causing a deviation in the fixed position.
  • the second extending portion 124 of the ground electrode 12 is provided with the second notch 1241 opened vertically downward, the top of the second notch 1241 is formed by the pin member 17 due to the weight of the ground electrode 12 itself. It abuts on the insertion pin 172, and the upper side of the first notch 1231 abuts on the insertion pin 172. Therefore, the position of the ground electrode 12 does not change even if the user releases his / her hand in this state. Therefore, the workability when attaching the ground electrode 12 is also improved.
  • the inclined portion 1242 is provided in the second notch 1241, the inclined portion 1242 is inserted after the second notch 1241 is inserted until the insertion pin 172 of the pin member 17 is in contact with the inclined portion 1242. If the ground electrode 12 is slid along the above, the top of the second notch 1241 can be moved to a position where it abuts on the insertion pin 172, and the workability is further improved. Further, since the second notch 1241 is shallow inward, the ground electrode 12 can be slid closer to the auxiliary member 16 from diagonally above, not from vertically above. Therefore, as in the present embodiment, the ground electrode 12 can be easily attached and detached even when there is not enough space vertically above the mounting position of the ground electrode 12.
  • the above embodiment is an example and can be appropriately modified according to the gist of the present invention.
  • first extension portion 162 and the second extension portion 163 of the auxiliary member 16 are individually provided, and the first extension portion 123 and the second extension portion 124 of the ground electrode 12 are also individually provided. , These can be configured as a single extension.
  • 13 and 14 show a modified example of the ground electrode 212 in which the first extension 123 and the second extension 124 of the ground electrode 12 are formed as a single extension.
  • FIG. 13 is an XY plan view of the ground electrode 212
  • FIG. 14 is an XX side view of the ground electrode 212.
  • the parts corresponding to the respective parts of the ground electrode 12 of the above-described embodiment described with reference to FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the ground electrode 212 of the modified example has one extension portion 125 formed vertically downward on the long side side of the main body portion 122, and a first notch 1231 and a second notch 1241 are provided at one end and the other end, respectively. It is a plumb bob.
  • the shapes of the first notch 1231 and the second notch 1241 are the same as those in the above embodiment.
  • a screw (lowlet screw) is used as the pin member 17, but the pin member positions the ground electrode 12 by pressing the notch 1231 of the ground electrode 12 against the fixing pin 1621 by the rotation of the member. It suffices to have a function, a function of pressing the ground electrode 12 against the auxiliary member 16 to fix it, and a function of grounding the ground electrode 12 through the auxiliary member 16, and is not limited to screws.
  • an urging member such as a spring made of a conductive material that is rotatably attached to the auxiliary member 16 and pushes the ground electrode 12 toward the auxiliary member 16 may be used.
  • screws it is preferable to use screws as in the above embodiment because the elasticity of the spring or the like may be lost when the ground electrode is used in a place where a high temperature environment can occur, such as the ground electrode of the above embodiment.
  • ground electrode 12 of the above embodiment and the ground electrode 212 of the modified example. Since both of these ground electrodes 12 and 212 were fixed so that the main body portion 122 was horizontal, a substantially vertical extension portion was provided on the main body portion 122, but the main body portion 122 became vertical.
  • the present invention can also be applied to the ground electrode fixed in this manner.
  • FIG. 15 is an X-Z front view of the ground electrode 312 of another modified example in which the main body 122 is vertically fixed.
  • an extension portion can be provided so as to be mounted on the same plane as the main body portion 122.
  • the first notch 1231 may be formed to be open in two directions, vertically downward and outward. Even if the ground electrode 312 having the first notch 1231 having such a shape is used, the upper portion of the first notch 1231 can be brought into contact with the fixing pin 1621 for positioning.
  • both the above-described embodiment and the modified example are examples in which the ground electrodes 12, 212, and 312 are fixed inside the ionization chamber 10, but the same configuration as described above is used when fixing various members that control the ion flow. Can be used. Further, the same configuration as described above can be used for an ion analyzer other than the mass spectrometer such as an ion mobility analyzer.
  • the ion analyzer is A first member which is fixed to an ion outlet and has a fixing pin on one side and a pin hole on the other side of the ion outlet.
  • a member to be fixed to the first member including an ion flow control unit for controlling the movement of ions flowing out from the ion outlet, the first member perpendicular to the axis of the fixing pin.
  • a second member having a first recess for engaging from a direction and a second recess for engaging an insertion pin inserted into the pin hole from a second direction different from the first direction.
  • a pin member having an insertion pin to be inserted into the pin hole and a head for sandwiching and fixing the second recess between the first member is provided.
  • a second member including an ion flow control unit is attached to a first member fixed to the ion outlet to control the movement of ions flowing out from the ion outlet. It is controlled by the unit.
  • the ion flow control unit is typically an electrode member.
  • the first member is a member fixed to the ionization probe.
  • the second member is a ground electrode having an opening through which a jet from the ionization probe passes.
  • the ionization device according to the first item can be suitably used in an ionization device provided with a ground electrode having an opening through which a jet flow from the ionization probe is passed, as in the second item.
  • the first recess is a notch that opens on the side opposite to the side on which the second recess is formed.
  • the fixing pin of the first member is formed by sliding the second member with respect to the first member from the side opposite to the side where the second recess is formed.
  • the first recess of the second member can be engaged with the above, and the second recess of the second member can be engaged with the insertion pin of the pin member.
  • the second recess is a notch that opens vertically downward when the second member is attached to the first member.
  • the first recess of the second member is engaged with the fixing pin of the first member, and the insertion pin of the pin member inserted into the pin hole of the first member is the second member of the second member. Since the second member is supported by the fixing pin of the first member in the state where the two recesses are engaged, the work of sandwiching and fixing the second recess of the second member between the first member and the head of the pin member. Can be done with one hand.
  • the second recess has a J-shaped notch formed shallower than the opposite side on the side where the first recess is formed.
  • the notch of the second recess since the notch of the second recess has a J-shape formed shallower than the opposite side on the side where the first recess is formed, it is engaged with the insertion pin of the first member. It is easy to match and the work can be done more easily.
  • the second recess has a notch that is inclined downward when the second member is attached to the first member on the side where the first recess is formed.
  • the ion analyzer when the second recess of the second member is engaged with the insertion pin of the pin member inserted into the pin hole of the first member, the ion analyzer is formed in the second recess of the second member. Since the second member can be slid along the inclined slope, the work can be performed more easily.

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Abstract

イオン流出口に対して固定され、該イオン流出口を挟む一方に固定ピン１６２１が、他方にピン穴１６３１が、それぞれ設けられた第１部材１６と、前記イオン流出口から流出するイオンの動きを制御するためのイオン流制御部１２１を含む、前記第１部材に固定されるべき部材であって、前記固定ピンに該固定ピンの軸に垂直な第１方向から係合するための第１凹部１２３１と、前記ピン穴に挿入される挿入ピンに前記第１方向とは異なる第２方向から係合するための第２凹部１２４１とを有する第２部材１２と、前記ピン穴に挿入される挿入ピン１７２と、前記第１部材との間で前記第２凹部を挟んで固定するための頭部１７１とを有するピン部材１７とを備えるイオン分析装置１。

Description

イオン分析装置
　本発明は、イオン分析装置に関する。
　液体試料に含まれる物質を分析する装置の１つに液体クロマトグラフ質量分析装置がある。液体クロマトグラフ質量分析装置では、移動相の流れに乗せて液体試料を液体クロマトグラフのカラムに導入し、該カラムの内部で目的物質を他の物質から分離する。カラムから流出した目的物質は質量分析装置のイオン化源でイオン化された後、質量分析部で質量電荷比に応じて分離されて測定される。
　質量分析装置のイオン化源としては、例えばエレクトロスプレーイオン化（ESI: ElectroSpray Ionization）源が用いられる。ESI源は大気圧雰囲気で目的物質をイオン化する大気圧イオン化源の１つである。ESI源では、液体試料を帯電させ、それにネブライザガスを吹き付けてイオン化室内に噴霧する。イオン化室内に噴霧された帯電液滴は、液滴内部での電荷反発による分裂と移動相の気化（脱溶媒）によってイオン化する。
　質量分析装置では、目的物質由来のイオン以外のもの、例えば移動相由来の中性分子を多く含んだ液滴が質量分析部に入り込むと質量分析部が汚染されてしまう。そこで、多くのESI源では、ESIノズルから帯電液滴を噴霧する方向と、イオン化室から質量分析部にイオンを導入する方向が直交するように、ESIノズルとイオン導入部の配置が決められている。イオン化室内で生成されたイオンは、大気圧であるイオン化室と真空である質量分析部間の差圧によって生じるガス流に乗って質量分析部に取り込まれる。
　特許文献１には、上記の構成を有するESI源において、質量分析部へのイオンの取り込み効率を高める構成が記載されている。このESI源は、ESIノズルからの噴流を通過させる開口を有する接地電極と、イオン化室から質量分析部へのイオンの取り込み口を囲う開口を有する収束電極と、ESIノズルからの噴流を挟んで収束電極と反対側に配置された押し込み電極を備えている。押し込み電極には、測定対象イオンと同極性の第１電圧が印加される。また、収束電極には測定対象イオンと同極性であり絶対値が第１電圧よりも小さい第２電圧が印加される。ESIノズルから放出された噴流に含まれるイオンは、接地電極の開口を通過した後、押し込み電極から収束電極に向かう電位勾配によって収束電極に向かって押し出され、収束電極の近傍では収束電極からイオン取り込み口に向かう電位勾配によってイオン取り込み口へと収束される。一方、中性分子は電位勾配の影響を受けない。従って、移動相等に由来する中性分子が質量分析部に進入して該質量分析部が汚染されることを抑制しつつ、目的物質由来のイオンの取り込み効率を高めることができる。
国際公開第２０１８／０７８６９３号明細書
　特許文献１には、接地電極、収束電極、及び押し込み電極という3つの電極をイオン化室内に配置することが記載されているが、これらの電極を実際にイオン化室内に固定する具体的な方法は示されていない。これらの電極のうち、ESIノズルに対して最も近い位置に配置される接地電極は、液体試料の分析を繰り返すうちにESIノズルからの噴流によって接地電極の表面の汚れが増大するため、適宜の時点で取り外して洗浄する必要がある。また、これらの電極はイオン化室においてイオンの取り込み口に向かってイオンを誘導する電場を形成するものであることから、高いイオン取り込み効率を得るためには相互の位置関係に高い精度が要求される。そのため、高い位置再現性で以て簡便に電極を着脱可能な技術が求められている。
　ここでは質量分析装置のESI源を具体例として説明したが、イオンの挙動を制御する電圧が印加される電極をイオン分析装置内部の限られた空間に配置する様々な状況において上記同様の技術が求められている。
　本発明が解決しようとする課題は、狭い空間でも高い位置再現性で以て簡便に電極を着脱可能な技術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に係るイオン分析装置は、
　イオン流出口に対して固定され、該イオン流出口を挟む一方に固定ピンが、他方にピン穴が、それぞれ設けられた第１部材と、
　前記イオン流出口から流出するイオンの動きを制御するためのイオン流制御部を含む、前記第１部材に固定されるべき部材であって、前記固定ピンに該固定ピンの軸に垂直な第１方向から係合するための第１凹部と、前記ピン穴に挿入される挿入ピンに前記第１方向とは異なる第２方向から係合するための第２凹部とを有する第２部材と、
　前記ピン穴に挿入される挿入ピンと、前記第１部材との間で前記第２凹部を挟んで固定するための頭部とを有するピン部材と
　を備える。
　本発明に係るイオン分析装置は、イオン流出口に対して固定された第１部材に、イオン流制御部を含む第２部材を取り付けて、イオン流出口から流出するイオンの動きを、イオン流制御部によって制御するものである。イオン流制御部とは、典型的には電極部材である。
　第１部材に第２部材を取り付ける際には、予め第１部材のピン穴にピン部材の挿入ピンを挿入しておく。そして、第１部材の固定ピンに対して該固定ピンの軸に垂直な第１方向から第２部材の第１凹部を係合させ、また、第１方向とは異なる第２方向からピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させる。これらは第１部材に対して第２部材をスライドさせて近接させていくという１つの動作により行うことができる。最後に、第１部材とピン部材の頭部の間に第２部材の第２凹部を挟んで固定する。
　本発明に係るイオン分析装置では、第１部材の固定ピンに第２部材の第１凹部を係合させ、ピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させることで、固定ピン及び挿入ピンに直交する面内で位置決めされる。そして、ピン部材の頭部と第１部材の間で第２部材の第２凹部を挟んで固定することにより上記面と直交する一方向にも位置決めされる。従って、高い位置再現性で以てイオン流制御部を固定することができる。また、第２部材をスライドさせて第１部材に近接させてピン部材で固定するのみで第２部材を簡便に取り付け、ピン部材を緩めて第２部材をスライドさせて第１部材から離間させるのみで第２部材を簡便に取り外すことができる。
本発明に係るイオン分析装置の一実施例である質量分析装置の概略構成図。 本実施例の質量分析装置のイオン化源の構成を説明する図。 本実施例における補助部材のX-Y平面図。 本実施例における補助部材のX-Z側面図。 本実施例における補助部材をESI用イオン化プローブに取り付けた状態のX-Z側面図。 本実施例における接地電極のX-Y平面図。 本実施例における補助部材のX-Z側面図。 本実施例における補助部材のY-Z側面図。 本実施例における補助部材の別のY-Z側面図。 本実施例におけるピン部材の斜視図。 本実施例において接地電極を補助部材に取り付ける様子を説明する図。 本実施例において接地電極を補助部材に取り付ける様子を説明する別の図。 変形例の接地電極のX-Y平面図。 変形例の補助部材のX-Z側面図。 さらに別の変形例の補助部材のX-Z正面図。
　本発明に係るイオン分析装置の一実施例である質量分析装置について、以下、図面を参照して説明する。
　図１は、本実施例の質量分析装置１の要部構成図である。本実施例の質量分析装置１は、イオン化室１０、第１中間真空室２０、第２中間真空室３０、及び分析室４０を備えている。イオン化室１０内は略大気圧雰囲気である。分析室４０内は、図示しない高性能の真空ポンプにより例えば10‐3～10‐4Pa程度の高真空状態まで真空排気される。イオン化室１０と分析室４０とに挟まれた第１中間真空室２０及び第２中間真空室３０もそれぞれ図示しない真空ポンプにより真空排気されており、イオン化室１０から分析室４０に向かって段階的に真空度が高められた、多段差動排気系の構成となっている。
　イオン化室１０にはESI用イオン化プローブ１１が配置されている。図２に模式的に示すとおり、ESI用イオン化プローブ１１は、ESIノズル１１１とアシストガスノズル１１２を有している。ESIノズル１１１は、液体試料に所定の高電圧（ESI電圧）を印加し、それにネブライザガスを吹き付けることによってイオン化室１０内に帯電液滴として噴霧する。
　アシストガスノズル１１２には加熱ガスが供給され、ESIノズル１１１から噴霧される液体試料に含まれる移動相の気化（脱溶媒）が促進される。ESI用イオン化プローブ１１から噴霧された帯電液滴は周囲の大気に接触して微細化され、液滴から移動相等の溶媒が蒸発する過程で試料成分が電荷を持って飛び出してイオンとなる。ESI用イオン化プローブ１１からの噴霧流の前方には、接地電極１２、押し込み電極１３、及び収束電極１４が配置されている。接地電極１２は接地され、押し込み電極１３及び収束電極１４には図示しない電源から所定の直流電圧が印加される。
　イオン化室１０と第１中間真空室２０との間は、細径の加熱キャピラリ１５により連通している。この加熱キャピラリ１５の両開口端には圧力差があるため、この圧力差によってイオン化室１０から第１中間真空室２０に流れるガス流が形成される。イオン化室１０内で生成されたイオンは、このガス流の流れに乗って加熱キャピラリ１５に吸い込まれ、その出口端から、ガス流とともに第１中間真空室２０に導入される。
　第１中間真空室２０と第２中間真空室３０とを隔てる隔壁には頂部に小径の開口を有するスキマー２２が設けられている。第１中間真空室２０内にはイオン光軸を取り囲んで配置された複数のリング状の電極から成るイオンガイド２１が配置されている。第１中間真空室２０に導入されたイオンは、このイオンガイド２１により形成される電場の作用によってスキマー２２の開口近傍に収束され、該開口を通して第２中間真空室３０へと送り込まれる。
　第２中間真空室３０には複数のロッド電極で構成された多重極（例えば八重極）型のイオンガイド３１が配設されている。このイオンガイド３１により形成される高周波電場の作用によってイオンは収束され、第２中間真空室３０と分析室４０を隔てる隔壁に設けられたスキマー３２の開口を通って分析室４０に送り込まれる。
　分析室４０には、四重極マスフィルタ４１とイオン検出器４２が配置されている。分析室４０に導入されたイオンは、四重極マスフィルタ４１に導入され、該四重極マスフィルタ４１に印加される高周波電圧と直流電圧とにより形成される電場の作用により、特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極マスフィルタ４１を通り抜けてイオン検出器４２に到達する。イオン検出器４２は、到達したイオンの量に応じた検出信号を生成し、図示しない制御・処理部６に検出信号を出力する。
　制御・処理部６は上記各部の測定動作を制御し、またイオン検出器４２から出力される検出信号に基づいてマススペクトルデータを作成する等の処理を行うものである。
　イオン化室１０の構成について、図２を参照してより詳しく説明する。以下の説明では便宜上、ESI用イオン化プローブ１１からの噴霧流の中心軸に沿った吹出し方向をZ軸方向、これに直交する加熱キャピラリ１５の中心軸に沿ったイオンの取り込み方向をX軸方向、X軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向とする。
　イオン化室１０において、ESI用イオン化プローブ１１から最も近い位置には接地電極１２が配置されている。接地電極１２はX-Y平面に平行な平板状の本体部１２２を有する電極であって、ESI用イオン化プローブ１１からの噴霧流の中心軸を中心とする開口部１２１が形成されている。
　加熱キャピラリ１５の入口側の端部には、収束電極１４が配置されている。収束電極１４は、Y-Z平面に平行な平板状の電極であり、加熱キャピラリ１５の入口側の端部を囲う開口部１４１が形成されている。
　噴霧流を挟んで加熱キャピラリ１５の入口端及び収束電極１４と対向して、Y-Z平面に平行な平板状の押し込み電極１３が配置されている。即ち、ESI用イオン化プローブ１１からの噴霧流は、接地電極１２の開口部１２１を通過したあと、押し込み電極１３と収束電極１４の間の空間に進入する。
　押し込み電極１３には、図示しない電源から分析対象のイオンと同極性の第１電圧が印加される。また、収束電極１４にも、図示しない電源から、分析対象のイオンと同極性であり、第１電圧よりも絶対値が小さい第２電圧が印加される。接地電極１２及び加熱キャピラリ１５は接地されている。
　押し込み電極１３と収束電極１４の間の空間に進入したイオンは、上記第１電圧と第２電圧の電位差によって形成される電場により押し込み電極１３から収束電極１４に向かって押し出される。また、収束電極１４の近傍では、イオンが加熱キャピラリ１５の入口端に向かって収束され、加熱キャピラリ１５に導入される。
　本実施例のイオン分析装置は、接地電極１２を補助部材１６に着脱する構成に特徴を有している。接地電極１２の着脱機構について、図３～図１１を参照して説明する。本実施例の接地電極１２は、ピン部材１７によってESI用イオン化プローブ１１に固定された補助部材１６に固定される。即ち、補助部材１６は本発明における第１部材に相当し、接地電極は本発明における第２部材に相当する。
　はじめに補助部材１６の構成を説明する。図３は補助部材１６のX-Y平面図、図４は補助部材１６のX-Z側面図、図５は補助部材１６をESI用イオン化プローブ１１に取り付けた状態のX-Z側面図である。
　補助部材１６は平板状の本体部１６１を有する。本体部１６１は、半分が円盤状、残り半分が矩形板状を有する。本体部１６１の中央にはESI用イオン化プローブ１１に取り付けるための開口部１６１１が形成されている。本体部１６１の、矩形板状に形成された部分の、円盤状の部分と反対側の一辺には、第１延設部１６２と第２延設部１６３が設けられている。第１延設部１６２及び第２延設部１６３はいずれも平板状の小片である。第１延設部１６２の中央には、本体部１６１の外方に向かって固定ピン１６２１が配置されている。第２延設部１６３の中央には開口部１６３１が形成されている。この開口部１６３１の内周面には、後述するピン部材１７の挿入ピン１７２のねじ山に対応するねじ溝が形成されている。
　図５に示すように、ESI用イオン化プローブ１１は、ESIノズル１１１の先端が鉛直下方となるようにイオン化室１０のチャンバに固定される。補助部材１６はESI用イオン化プローブ１１の先端近傍の位置に、平板状の本体部１６１が水平となる向きに固定される。補助部材１６は導電性を有する材料（例えばステンレス）からなる部材であり、ESI用イオン化プローブ１１に固定された状態で接地されている。
　次に、接地電極１２の構成を説明する。図６は接地電極１２のX-Y平面図、図７は接地電極１２のX-Z側面図、図８は接地電極１２を図６の紙面の左側から見たY-Z側面図、図９は接地電極１２を図６の紙面の右側から見たY-Z側面図である。接地電極１２は全体が導電性を有する材料（例えばステンレス）で構成されている。
　接地電極１２は、中央に開口部１２１が形成された矩形平板状の本体部１２２を有する。矩形平板状の本体部１２２の長辺の１つの一端には第１延設部１２３が、該一端と隣接しない短辺には第２延設部１２４が、それぞれ延設されている。
　第１延設部１２３は平板状の小片である。第１延設部１２３には、外側（開口部１２１が形成されている側と反対側）に向かって開いたU字状の第１切り欠き１２３１が形成されている。このU字状の第１切り欠き１２３１は、本発明における第１凹部に相当する。
　第２延設部１２４は上方から見てL字状を有する部材であり、L字の短辺側が本体部１２２に連結されている。L字の長辺側の面には、該接地電極１２を取り付けた状態で鉛直下方となる向きに開いたJ字状の第２切り欠き１２４１が形成されている。このJ字状の第２切り欠き１２４１は、本発明における第２凹部に相当する。このJ字状の第２切り欠き１２４１は、内側（本体部１２２の開口部１２１が形成されている側）に浅くなっており、斜め下方に向かって傾斜部１２４２が設けられている。
　ピン部材１７は、図１０に示すように、頭部１７１と、該頭部に連結され、ねじ山が形成された挿入ピン１７２で構成されている。頭部１７１と挿入ピン１７２はいずれも導電性を有する材料（例えばステンレス）で構成されている。ピン部材１７には、例えばローレットねじを用いることができる。
　次に、図１１及び図１２を参照して、接地電極１２を補助部材１６に取り付ける手順を説明する。
　はじめに、補助部材１６の第２延設部１６３に形成された開口部１６３１に、ピン部材１７の挿入ピン１７２を挿入して仮止めしておく。続いて、接地電極１２を、図１１の紙面上で該接地電極１２の取り付け位置の斜め左上に位置するように配置し、接地電極１２の第２延設部１２４の第２切り欠き１２４１に形成された傾斜部１２４２を挿入ピン１７２に当接させる。そして、傾斜部１２４２に沿って接地電極１２をスライドさせていく。
　接地電極１２をスライドさせ、接地電極１２の第１延設部１２３が補助部材１６の第１延設部１６２に設けられている固定ピン１６２１に近接させていき、第１延設部１２３に形成された第１切り欠き１２３１を固定ピン１６２１に差し込む。
　接地電極１２の第２延設部１２４に形成された第２切り欠き１２４１をピン部材１７の挿入ピン１７２に差し込むと、その後は該第２切り欠き１２４１に設けられた傾斜部１２４２に沿って接地電極１２が該接地電極１２の自重によって容易にスライドし、挿入ピン１７２の上面が第２切り欠き１２４１の頂部と当接した状態で止まる。また、同じく接地電極１２の自重によって該接地電極１２の第１延設部１２３の第１切り欠き１２３１の上部側面が固定ピン１６２１と当接した状態になる。これにより、補助部材１６に対して、接地電極１２がX-Z面内で位置決めされる。
　その後、ピン部材１７の頭部１７１を時計回りに回転させ、接地電極１２の第２延設部１２４を補助部材１６の第２延設部１６３に押しあてて固定する。これにより、接地電極１２がY軸方向にも固定される。ピン部材１７の頭部１７１を回転させる際に、接地電極１２の第２延設部１２４が該頭部１７１に当接すると、該頭部１７１の回転に合わせて接地電極１２に対しても時計回りに回転する力が加えられ、第１延設部１２３の第１切り欠き１２３１の上端が固定ピン１６２１に押しあてられた状態で固定される。補助部材１６、接地電極１２、及びピン部材１７がいずれも導電性を有する部材で構成されており、補助部材１６が接地されていることから、該補助部材１６に固定された接地電極１２も接地される。
　従来知られている、本実施例の接地電極のような部材を固定する最も一般的な方法は、接地電極を固定する部材に複数のねじ溝を、接地電極にねじ溝と同数の開口を形成しておき、接地電極を位置合わせした後、各開口からねじ溝にねじを差し入れて接地電極をねじ止めするものである。しかし、イオン化室１０のように狭い空間で、固定する部材（例えば接地電極）を保持しつつ、各ねじ溝の位置にねじを差し込んでドライバー等でねじ止めする作業を行うことは困難である。
　上記作業よりも簡単に部材を固定する方法として、当該部材に同一方向（例えば水平方向）に開いたU字状の切り欠きを形成しておく方法も知られている。この場合には、部材を固定する複数の位置にねじを仮止めしておき、それぞれにU字状の切り欠きを差し込んだあと、各ねじを本締めする。この方法では、仮止めしたねじに固定する部材の各切り欠きを差し込んだ状態で該部材が保持されるため該部材を保持したままねじ止めする必要がない。また、ねじを予め仮止めしておくため、ねじ溝の位置にねじを差し込むという作業も不要である。従って、この方法を採れば作業自体は上記の最も一般的な方法よりも容易になる。しかし、この方法では使用者がU字状の切り欠きをねじに対してどの程度まで差し込むかによって固定位置にずれが生じうる。そのため、接地電極を固定する位置の再現性が悪い。
　これに対し、本実施例では、異なる2方向に開いた第１切り欠き１２３１と第２切り欠き１２４１をそれぞれ固定ピン１６２１と挿入ピン１７２に差し込む構成とし、第２切り欠き１２４１が鉛直下方に開いた形状を有しているため、該第２切り欠き１２４１の頂部が挿入ピンに当接し、また第１切り欠き１２３１の上辺が挿入ピン１７２に当接した状態で位置決めされる。従って、固定位置にずれを生じさせることなく、高い再現性で以て接地電極１２を固定することができる。
　また、接地電極１２の第２延設部１２４に、鉛直下方に開いた第２切り欠き１２４１を設けているため、接地電極１２自体の自重によって該第２切り欠き１２４１の頂部がピン部材１７の挿入ピン１７２に当接し、また第１切り欠き１２３１の上辺が挿入ピン１７２に当接する。そのため、この状態で使用者が手を放しても接地電極１２の位置が変化することがない。従って、接地電極１２を取り付ける際の作業性も向上する。
　さらに、第２切り欠き１２４１に傾斜部１２４２が設けられているため、傾斜部１２４２にピン部材１７の挿入ピン１７２を当接した状態まで該第２切り欠き１２４１を差し込んだあとは、傾斜部１２４２に沿って接地電極１２をスライドさせていけば、そのまま第２切り欠き１２４１の頂部が挿入ピン１７２に当接する位置まで移動させることができ、作業性がさらに向上する。また、第２切り欠き１２４１が内側に浅くなっているため、鉛直上方からではなく接地電極１２を斜め上方から補助部材１６に近接させてスライドさせることが可能である。そのため、本実施例のように、接地電極１２の取り付け位置の鉛直上方に十分な空間がない場合でも接地電極１２を容易に着脱できる。
　上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
　上記実施例では、補助部材１６の第１延設部１６２及び第２延設部１６３を個別に設け、接地電極１２の第１延設部１２３及び第２延設部１２４も個別に設けたが、これらは単一の延設部として構成することができる。接地電極１２の第１延設部１２３及び第２延設部１２４を単一の延設部として形成した変形例の接地電極２１２を図１３及び図１４に示す。
　図１３は接地電極２１２のX-Y平面図、図１４は接地電極２１２のX-Z側面図である。図６及び図７で説明した上記実施例の接地電極１２の各部に対応する箇所には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
　変形例の接地電極２１２は、本体部１２２の長辺側に、鉛直下方に１つの延設部１２５を形成し、その一端と他端にそれぞれ第１切り欠き１２３１と第２切り欠き１２４１を設けたものである。第１切り欠き１２３１及び第２切り欠き１２４１の形状は上記実施例と同じである。このような構成の接地電極２１２を用いることによっても、上記実施例と同様の手順で補助部材１６に接地電極２１２を固定することができる。
　また、上記実施例ではピン部材１７としてねじ（ローレットねじ）を使用したが、ピン部材は、該部材の回転により接地電極１２の切り欠き１２３１を固定ピン１６２１に押し当てて接地電極１２を位置決めする機能、接地電極１２を補助部材１６に押しあてて固定する機能、及び補助部材１６を通じて接地電極１２を接地する機能を有していればよく、ねじのみに限定されない。例えば、補助部材１６に回転可能に取り付けられて接地電極１２を該補助部材１６に向かって押す、導電性を有する材料からなるバネ等の付勢部材を用いてもよい。ただし、上記実施例の接地電極のように、高温環境になりうる箇所で使用する場合にはバネ等の弾性が失われる可能性があるため、上記実施例と同様にねじを用いることが好ましい。
　上記実施例の接地電極１２及び変形例の接地電極２１２以外にも様々な構成を採ることができる。これらの接地電極１２、２１２はいずれも本体部１２２が水平になるように固定されるものであったため、該本体部１２２に略垂直な延設部を設けたが、本体部１２２が鉛直になるように固定される接地電極についても本発明を適用することができる。
　図１５は、本体部１２２が鉛直に固定される別の変形例の接地電極３１２のX-Z正面図である。この例のように、本体部１２２が鉛直に固定される場合には、該本体部１２２と同一平面に載るような延設部を設けることができる。また、この変形例の接地電極３１２のように、第１切り欠き１２３１を鉛直下方と外方の2方向に開いた形状としてもよい。このような形状の第１切り欠き１２３１を有する接地電極３１２を用いても、該第１切り欠き１２３１の上部を固定ピン１６２１に当接させて位置決めすることができる。
　上記実施例及び変形例はいずれも、イオン化室１０の内部に接地電極１２、２１２、３１２を固定する場合の例であるが、イオン流を制御する種々の部材を固定する際に上記同様の構成を用いることができる。また、イオン移動度分析装置等、質量分析装置以外のイオン分析装置に上記同様の構成を用いることができる。
［態様］
　上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（第１項）
　一態様に係るイオン分析装置は、
　イオン流出口に対して固定され、該イオン流出口を挟む一方に固定ピンが、他方にピン穴が、それぞれ設けられた第１部材と、
　前記イオン流出口から流出するイオンの動きを制御するためのイオン流制御部を含む、前記第１部材に固定されるべき部材であって、前記固定ピンに該固定ピンの軸に垂直な第１方向から係合するための第１凹部と、前記ピン穴に挿入される挿入ピンに前記第１方向とは異なる第２方向から係合するための第２凹部とを有する第２部材と、
　前記ピン穴に挿入される挿入ピンと、前記第１部材との間で前記第２凹部を挟んで固定するための頭部とを有するピン部材と
　を備える。
　第１項のイオン分析装置は、イオン流出口に対して固定された第１部材に、イオン流制御部を含む第２部材を取り付けて、イオン流出口から流出するイオンの動きを、イオン流制御部によって制御するものである。イオン流制御部とは、典型的には電極部材である。第１部材に第２部材を取り付ける際には、予め第１部材のピン穴にピン部材の挿入ピンを挿入しておく。そして、第１部材の固定ピンに対して該固定ピンの軸に垂直な第１方向から第２部材の第１凹部を係合させ、また、第１方向とは異なる第２方向からピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させる。これらの係合は第１部材に対して第２部材をスライドさせて近接させていくという１つの動作により行うことができる。最後に、第１部材とピン部材の頭部の間に第２部材の第２凹部を挟んで固定する。第１項のイオン分析装置では、第１部材の固定ピンに第２部材の第１凹部を係合させることで一方向に位置決めされ、ピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させることで別の一方向に位置決めされる。そして、ピン部材の頭部と第１部材の間で第２部材の第２凹部を挟んで固定することによりさらに上記２つの一方向と同一平面にない、更に別の一方向に位置決めされる。従って、高い位置再現性で以てイオン流制御部を固定することができる。また、第２部材をスライドさせて第１部材に近接させてピン部材で固定するのみで第２部材を簡便に取り付け、ピン部材を緩めて第２部材をスライドさせて第１部材から離間させるのみで第２部材を簡便に取り外すことができる。
（第２項）
　第１項に記載のイオン化装置において、
　前記第１部材はイオン化プローブに固定された部材であり、
　前記第２部材が、前記イオン化プローブからの噴流を通過させる開口が形成された接地電極である。
　第１項に記載のイオン化装置は、第２項のように、イオン化プローブからの噴流を通過させる開口が形成された接地電極を備えたイオン化装置において好適に用いることができる。
　（第３項）
　第１項又は第２項に記載のイオン化装置において、
　前記第１凹部が、前記第２凹部が形成されている側と反対側に開口した切り欠きである。
　第３項に記載のイオン化装置では、第１部材に対して、第２凹部が形成された側と反対側から第２部材を第１部材に対してスライドさせることにより、第１部材の固定ピンに対して第２部材の第１凹部を係合させ、また、ピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させることができる。
（第４項）
　第１項から第３項のいずれかに記載のイオン化装置において、
　前記第２凹部が、前記第２部材を前記第１部材に取り付けた状態において鉛直下方に開口した切り欠きである。
　第４項のイオン化装置では、第１部材の固定ピンに対して第２部材の第１凹部を係合させ、第１部材のピン穴に挿入されたピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させた状態で第２部材が第１部材の固定ピンにより支持されるため、第１部材とピン部材の頭部の間に第２部材の第２凹部を挟んで固定する作業を片手で行うことができる。
（第５項）
　第１項から第４項のいずれかに記載のイオン化装置において、
　前記第２凹部が、前記第１凹部が形成されている側において反対側よりも浅く形成されたJ字状の切り欠きを有する。
　第５項に記載のイオン化装置では、第２凹部の切り欠きが第１凹部が形成されている側において反対側よりも浅く形成されたJ字状を有するため、第１部材の挿入ピンに係合させやすく、より作業を簡便に行うことができる。
（第６項）
　第１項から第５項のいずれかに記載のイオン化装置において、
　前記第２凹部が、前記第１凹部が形成されている側で前記第２部材を前記第１部材に取り付けた状態において下方に傾斜した切り欠きを有する。
　第６項に記載のイオン分析装置では、第１部材のピン穴に挿入されたピン部材の挿入ピンに第２部材の第２凹部を係合させる際に、第２部材の第２凹部に形成された傾斜に沿って該第２部材をスライドさせることができるため、より作業を簡便に行うことができる。
１…質量分析装置
１０…イオン化室
１１…ESI用イオン化プローブ
１１１…ESIノズル
１１２…アシストガスノズル
１２、２１２、３１２、…接地電極
１２１…開口部
１２２…本体部
１２３…第１延設部
１２３１…第１切り欠き（第１凹部）
１２４…第２延設部
１２４１…第２切り欠き（第２凹部）
１２４２…傾斜部
１２５…延設部
１３…押し込み電極
１４…収束電極
１４１…開口部
１５…加熱キャピラリ
１６…補助部材
１６１…本体部
１６１１…開口部
１６２…第１延設部
１６２１…固定ピン
１６３…第２延設部
１６３１…開口部
１７…ピン部材
１７１…頭部
１７２…挿入ピン

Claims (6)

  1. 　イオン流出口に対して固定され、該イオン流出口を挟む一方に固定ピンが、他方にピン穴が、それぞれ設けられた第１部材と、
    　前記イオン流出口から流出するイオンの動きを制御するためのイオン流制御部を含む、前記第１部材に固定されるべき部材であって、前記固定ピンに該固定ピンの軸に垂直な第１方向から係合するための第１凹部と、前記ピン穴に挿入される挿入ピンに前記第１方向とは異なる第２方向から係合するための第２凹部とを有する第２部材と、
    　前記ピン穴に挿入される挿入ピンと、前記第１部材との間で前記第２凹部を挟んで固定するための頭部とを有するピン部材と
    　を備えるイオン分析装置。
  2. 　前記第１部材はイオン化プローブに固定された部材であり、
    　前記第２部材が、前記イオン化プローブからの噴流を通過させる開口が形成された接地電極である、請求項１に記載のイオン分析装置。
  3. 　前記第１凹部が、前記第２凹部が形成されている側と反対側に開口した切り欠きである、請求項１に記載のイオン分析装置。
  4. 　前記第２凹部が、前記第２部材を前記第１部材に取り付けた状態において鉛直下方に開口した切り欠きである、請求項１に記載のイオン分析装置。
  5. 　前記第２凹部が、前記第１凹部が形成されている側において反対側よりも浅く形成されたJ字状の切り欠きを有する、請求項１に記載のイオン分析装置。
  6. 　前記第２凹部が、前記第１凹部が形成されている側で前記第２部材を前記第１部材に取り付けた状態において下方に傾斜した切り欠きを有する、請求項１に記載のイオン分析装置。
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