JP2005071722A

JP2005071722A - 液体クロマトグラフ質量分析計

Info

Publication number: JP2005071722A
Application number: JP2003297867A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Fukuda; 充昭福田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】
気体を噴出させる脱溶媒部を備えたインタフェースでの脱溶媒化の効率を向上させたＬＣ／ＭＳを提供する。
【解決手段】
気体噴出手段１８は円筒状をなし、上部に乾燥ガスを取り込む気体取込み口１８ａを備え、気体を噴出する気体噴出口１８ｂは、下部に設けられた吸入口４の外周を囲むように設けられている。気体を噴出口１８ｂから垂直方向に均一に噴出させる均一化構造として、気体取込み口１８ａは、取り込む乾燥ガスの流路が（Ｂ）で破線で示されるように、気体噴出手段１８内部の壁面にそって乾燥ガスが取り込まれるように壁面に向けられている。したがって、乾燥ガスはこの気体噴出手段１８内部において、壁面に沿って周方向にまわりながら下降していき、気体噴出口１８ｂから垂直方向に均一に噴出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体クロマトグラフからの液体試料をイオン化して噴霧し、噴霧されたイオン又は荷電液滴を吸入して脱溶媒しながら質量分析部に送る液体クロマトグラフ質量分析計（以下、ＬＣ／ＭＳという）に関する。

ＬＣ／ＭＳでは、液体クロマトグラフ部で分離された成分を大気圧下でイオン化して質量分析部に導入する方法が用いられることがある。この場合、液体クロマトグラフ部のカラムにより分離された成分をイオン化するインタフェースが必要である。ＬＣ／ＭＳに一般的に用いられるインタフェースとしては、エレクトロスプレイインタフェース（ＥＳＩ）や大気圧化学イオン化インタフェース（ＡＰＣＩ）等、いくつかの種類がある。

ＥＳＩ法では、液体試料を細いノズルの先端に送り、そのノズルの先端に高電圧を印加する。これによりノズル先端には強い不平等電界が形成され、この強い電界により液体試料が帯電液滴として噴霧され、更に、液滴内でのイオンのクーロン反発力により液滴の***が進行してイオン化が行われる。一方、ＡＰＣＩ法ではネブライザ（霧化器）においてガス流により液体試料を強制噴霧し、これを加熱することにより液滴の脱溶媒化を行った後、コロナ放電により生成したバッファイオンにより試料のイオン化（化学イオン化）を行う（特許文献１参照。）。
ＥＳＩ法又はＡＰＣＩ法により噴霧されたイオン又は荷電液滴は、細菅あるいは細孔を経て質量分析部に送られる。その細菅あるいは細孔内では、荷電液滴は加熱されて溶媒が蒸発し、他の粒子との衝突等を経てさらに微小化してイオン化が促進される。
特開２００３−２０２３２５号公報

インタフェースで細菅あるいは細孔に吸入されるイオンや荷電液滴の脱溶媒を促進する方法として、図４に示される気体噴出部１８を備えた脱溶媒部が検討されている。５は細菅、４はその細菅５の試料吸入口で、ＥＳＩ法やＡＰＣＩ法により噴霧されたイオン又は荷電液滴を吸入する。
気体噴出部１８は気体取込み口１８ａから乾燥ガスを取り込み、試料吸入口４の周囲の気体噴出口１８ｂから噴出することにより、試料吸入口４に吸入されるイオンや荷電液滴の脱溶媒を促進する。
脱溶媒部６の気体噴出手段１８において、図４のように気体噴出口１８ｂに向けた気体導入口１８ａを設けて乾燥ガスを取り込んだ場合、その導入方向が噴出口１８ｂからの乾燥ガス噴出方向を規定してしまい、矢印で示されるように、乾燥ガスが噴出口８ｂから垂直方向に均一に噴出されず、荷電液滴の脱溶媒化の効率が下がってしまい、さらに、イオン又は荷電液滴の吸入にも影響を与えてしまう。

そこで本発明は、気体を噴出させる脱溶媒部を備えたインタフェースでの脱溶媒化の効率を向上させたＬＣ／ＭＳを提供することを目的とするものである。

本発明は、液体クロマトグラフからの試料溶液をイオン化し、生成したイオン又は荷電液滴を吸入して脱溶媒化しながら質量分析部に送る細菅あるいは細孔を備えたインタフェース部を備えた液体クロマトグラフ質量分析計であって、乾燥気体を取り込む気体取込み口と、前記気体取込み口から取り込んだ気体を前記細菅あるいは細孔の試料吸入口の周囲から噴出する気体噴出口とを有した気体噴出手段を備え、前記気体噴出手段は、前記気体取込み口からの気体を前記気体噴出口から垂直方向に均一に噴出させる均一化構造を備えていることを特徴とするものである。

均一化構造としては、前記気体取込み口の出口を壁面に向け、取り込まれた気体を壁面に沿って前記気体噴出口に導くものとするか、又は、気体取込み口の出口に遮蔽板を備え、前記遮蔽板によって前記気体取込み口から取り込んだ気体の流れを乱すようにしたものとしてもよい。
イオン化の手段としては、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ法）、又は、大気圧化学イオン化法（ＡＰＣＩ法）を用いることができる。

気体噴出手段に前記気体取込み口からの気体を前記気体噴出口から垂直方向に均一に噴出させる均一化構造を備えたので、気体噴出口から乾燥気体が垂直方向に均一に噴出させることができ、試料の脱溶媒化、試料吸入口からの吸入の効率を向上させることができる。

図１は一実施例を概略的に示す構成図である。
このＬＣ／ＭＳは、液体クロマトグラフ部（図示略）、インタフェース部１０、イオン光学系２０、質量分析部３０から構成される。
インタフェース部１０は、液体クロマトグラフ部と接続され先端部が高電圧を印加可能となっている細いノズルを備えたプローブ２と、導入された試料を脱溶媒化する手段を備えた脱溶媒部６とから構成され、脱溶媒部６には試料を吸入する試料吸入口４を有している。
プローブ２はその細いノズルの先端部に高電圧を印加し、液体クロマトグラフからの液体試料をイオン化してプローブ２先端より噴霧するＥＳＩ法を用いたエレクトロスプレーイオン化部である。

脱溶媒部６は、プローブ２によって噴出されたイオン又は荷電液滴の一部を吸入口４から吸入し、吸入口４から細菅５によって試料を移送しながら脱溶媒化してイオン光学系２０に送る。脱溶媒部６のメイン室６ａはロータリーポンプにより１００〜３００Ｐａの減圧状態に保たれており、外部との圧力差によってのイオン又は荷電液滴を吸入口４から吸入する。脱溶媒部６の吸入口４側には、例えばＮ₂などの乾燥ガスを気体取込み口１８ａから取り込み、取り込んだ乾燥ガスを吸入口４から吸入される荷電液滴に向けて吸入口４の周囲に設けられた噴出口１８ｂから噴出する気体噴出手段１８が設けられている。荷電液滴は、脱溶媒部６に導入される前に乾燥ガスを吹き付けられることで、溶媒が試料から離脱し、試料イオンが脱溶媒化される。また、図示していないがこの部分はヒータとなっている。このヒータにより荷電液滴を加熱して溶媒を蒸発させ、さらに脱溶媒化を促進させる。

イオン光学系２０はターボ分子ポンプにより１０^-1〜１０^-3Ｐａの真空度に保たれており、収束レンズやオクタポールを備えて、脱溶媒部６の細菅５から導かれたイオンを収束させて、質量分析部３０へ導く。
質量分析部３０はターボ分子ポンプにより１０^-4Ｐａ以下の真空度に保たれており、四重極ロッドなど、イオンを質量数で分離する電極と、分離されたイオンを検出する検出器を備えている。

図２は同実施例における気体噴出手段１８の構造を示す断面図である。
気体噴出手段１８は、試料のイオン又は荷電液滴を質量分析部３０側に送る細菅５を加熱して試料の脱溶媒化を図るヒータの役割を兼ねている。この気体噴出手段１８は円筒状をなし、上部に乾燥ガスを取り込む気体取込み口１８ａを備え、気体を噴出する気体噴出口１８ｂは、下部に設けられた吸入口４の外周を囲むように設けられている。気体を噴出口１８ｂから垂直方向に均一に噴出させる均一化構造として、気体取込み口１８ａは、取り込む乾燥ガスの流路が（Ｂ）で破線で示されるように、気体噴出手段１８内部の壁面にそって乾燥ガスが取り込まれるように壁面に向けられている。したがって、乾燥ガスはこの気体噴出手段１８内部において、壁面に沿って周方向にまわりながら下降していき、気体噴出口１８ｂから、矢印で示されるように、垂直方向に均一に噴出される。

ＬＣ／ＭＳ分析時の動作を説明すると、液体クロマトグラフで成分ごとに分離された試料を含む溶液は、プローブ２においてエレクトロスプレーによりイオン化され、イオンと荷電液滴の状態で吸入口４付近に噴霧される。噴霧されたイオン又は荷電液滴の一部を、気体噴出口１８ｂから乾燥ガスを吹きつけながら吸入口４より吸入する。このとき、吸入する荷電液滴に対して乾燥ガスを吸入口４から垂直方向に均一に吹き付けることで溶媒成分が飛ばされるので、試料の脱溶媒化が促進される。吸入口４より吸入されたイオン又は荷電液滴は、ヒータにより加熱されてさらに脱溶媒化が促進され、イオン光学系２０でイオンが収束されて、質量分析部３０へと送られる。

図３は気体噴出手段１８の他の実施例を示したものである。ここでは、気体を噴出口１８ｂから垂直方向に均一に噴出させる均一化構造として、気体取込み口の出口に遮蔽板１９を取り付けて、取り込んだ乾燥ガスが気体噴出口１８ｂに直接向かわないようすることで同様の効果を得ることができる。
また、プローブ２からの試料溶液の噴霧を、大気圧化学イオン化法用いて行なった場合であっても、同様に適用することができる。

一実施例を示す概略図である。同実施例の気体噴出手段を示す図であり、（Ａ）は垂直断面図、（Ｂ）は水平断面図である。他の実施例における気体噴出手段を示す垂直断面図である。従来の気体噴出手段の垂直断面図である。

符号の説明

２プローブ
４吸入口
５細菅
６脱溶媒部
１０インタフェース部
１８気体噴出手段
１８ａ気体取込み口
１８ｂ気体噴出口
２０イオン光学系
３０質量分析部

Claims

液体クロマトグラフからの試料溶液をイオン化し、生成したイオン又は荷電液滴を吸入して脱溶媒化しながら質量分析部に送る細菅あるいは細孔を備えたインタフェース部を備えた液体クロマトグラフ質量分析計において、
乾燥気体を取り込む気体取込み口と、前記気体取込み口から取り込んだ気体を前記細菅あるいは細孔の試料吸入口の周囲から噴出する気体噴出口とを有した気体噴出手段を備え、
前記気体噴出手段は、前記気体取込み口からの気体を前記気体噴出口から垂直方向に均一に噴出させる均一化構造を備えていることを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
前記均一化構造は、前記気体取込み口の出口を壁面に向け、取り込まれた気体を壁面に沿って前記気体噴出口に導くものである請求項１に記載の液体クロマトグラフ質量分析計。
前記均一化構造は、前記気体取込み口の出口に遮蔽板を備え、前記遮蔽板によって前記気体取込み口から取り込んだ気体の流れを乱すようにしたものである請求項１に記載の液体クロマトグラフ質量分析計。
前記イオン化の手段は、エレクトロスプレーイオン化法を用いたものである請求項１から３のいずれかに記載の液体クロマトグラフ質量分析計。
前記イオン化の手段は、大気圧化学イオン化法を用いたものである請求項１から３のいずれかに記載の液体クロマトグラフ質量分析計。