JPH02184751A - 超臨界流体クロマトグラフ／質量分析装置におけるインターフェース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超臨界流体クロマトグラフ／質量分析装置に
関し、特に両装置を接続するためのインターフェースの
改良に関する。

［従来の技術］ 気体と液体との中間的性質を有する超臨界流体を移動相
とする超臨界流体クロマトグラフィー（以下ＳＦＣと称
す）は、高速液体クロマトグラフィーと比べ高分離能で
あり、分析時間が短いという特徴を有している。また、
ガスクロマトグラフィーと比べ、揮発性成分や熱的不安
定な化学種まで分析が可能であり分離に関して有効な手
段である。一方、このＳＦＣにより分離された溶出成分
をオンライン方式で質量分析装置（以下ＭＳと称す）に
導入して分析するようにした装置、所謂ＳＦＣ／ＭＳの
開発が行われている。

第５図はかかるＳＦＣ／ＭＳの従来例を示す構成略図で
あり、１はＳＦＣで、Ｃ０２ガス（炭酸ガス）を満たし
たガスボンベ２と冷却器付送液ポンプ３とインジェクタ
４とミクロカラム５とこのカラムを一定温度に保つため
のオーブン６とから構成されている。ＳＦＣにおいては
、先ず、ガスボンベ２内のＣＯ□ガスを冷凍器付送液ポ
ンプ３により一旦液化する。この液化は移動相としての
ＣＯ２ガスを微量かつ定流量でミクロカラム５に導入す
るために行われる。そして、液化されたＣＯ□はＣＯｚ
の臨界点以上の圧力（７３ａｔｍ以上）でオーブン６に
よりＣ０２の臨界点以上の温度（３１℃以上）に保たれ
たミクロカラム５内に導入されるため、カラム内でＣＯ
□の超臨界流体の移動相が形成される。この状態におい
て、インジェクタ４より試料を注入すれば、試料は超臨
界流体に溶解されカラムで展開１分離される。分離され
た溶出成分（試料成分）は管７を介してＭＳ８のイオン
源内に導入され、電子衝撃などによりイオン化されて質
量分析される。

尚、ＳＦＣにおける移動相に常温で液体のもの例えばへ
キサンのような有機溶媒を用いた場合には、液化の必要
がないため送液ポンプ３に冷凍器を装備する必要はない
。また、ＳＦＣにおいては、その流系内の圧力を超臨界
点以上の圧力に維持するために、移動相の出口部分、即
ち管７の開放端部に抵抗を持たせる必要がある。そのた
めに、管７としてその内径を微小にしたキャピラリー管
を用いたり、あるいは管７の開放端部にステンレスなど
の粉末を焼結して作成したフィルター（多孔性部材）を
詰めたり、さらには管７の先端にオリフィスを設置する
ことにより管７の開放端部の抵抗を大きくしている。ま
た、管７から放出された超臨界流体の移動相は圧力が低
下してガス化されるため、溶出成分（常温で固体の場合
）は粉末となって析出される。

一方、５ＦＣＩとＭＳ８との接続（インターフェース）
は、ＳＦＣで分離された溶出成分を導くための管７の先
端部を高真空に保たれたイオン源内に直接導入する構造
が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ このようにＳＦＣからの管を直接イオン源内に導入した
方式においては、管先端部で析出した粉末状の溶出成分
がガス化した移動相の噴出に伴ってイオン源内に流入す
る。従って、流入する多量の移動相の為、溶出成分のイ
オン化は化学イオン化（ＣＩ）をベースとした形のもの
に制約される。

また、流入した不純物あるいは溶出成分のうち気化され
なかったものがイオン源内壁に付着して汚染するので、
頻繁にイオン源内の真空を破って掃除する必要が生じ手
間がかかる。さらに、イオン源内に多量のガス化した移
動相が導入されることになるため、排気能力の大きな高
真空ポンプによりイオン源内を排気する必要があり、コ
ストアップの原因となる。

そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり
、ＳＦＣから分離された溶出成分のイオン化を任意なイ
オン化方式で行なうことのできるインターフェースを提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明はイオン源と、該イオ
ン源内に外部から連続して導入されるベルトと、超臨界
流体クロマトグラフと、該超臨界流体クロマトグラフか
らの流体を導く導管と、該導管の先端に形成されるノズ
ルとを備え、前記ノズルから粉末状に析出した溶出成分
をイオン源外部で前記ベルト上に付着させてイオン源内
に導くように構成したものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳説する。

［実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す構成略図であり、第５
図と同一番号のものは同一構成要素を示す。

第１図において、９はＭＳ８のイオン源、１０は電極群
、１１は一次粒子ビーム発生器、１２゜１３は中間室、
１４は予備室、１５は試料保持用ベルトで、大気側に置
かれた第１の供給スプール１６に巻回されている。この
ベルト１５はプーリ１７及びシール手段１８ａ、１８ｂ
、１８ｃを介して前記イオン源９内に導入され、さらに
、プーリ１９で方向転換された後、シール手段１８ｄ。

１８ｅ、１８ｆを介して第２の巻取スプール２０に巻き
取られる。２１は前記ベルト１５を挾んで前記プーリ１
７に接触したピンチローラで、図示外の駆動モータに連
結させることによりこのピンチローラを矢印方向に回せ
ば、プーリ１７及び１９を介して供給スプール１６に巻
回されたベルト１５が一定速度でイオン源内１０に導入
された後、再び、予備室１４内に戻されて巻取スプール
２０に巻き取られる。

２２は前記予備室１４内に置かれた第２の供給スプール
で、この供給スプールには補助ベルト２３が巻回保持さ
れている。さらに、この補助ベルトはガイドローラ２４
を介して前記予備室１４内において後述する溶出成分が
付着されたベルト１５上に重ねられ、ベルト１５と一緒
にイオン源９内に導入される。イオン源内に導入された
補助ベルト２３は前記プーリ１９に接近して並列に配置
されたプーリ２５ａ及び２５ｂ（実際にはこのブーりは
１個である）によりベルト１５から剥離された後、再び
ベルト１５と重合わされてイオン源９から取出される。

イオン源室から取出された補助ベルト２３はベルト１５
と一緒に予備室１４内に戻された後、第２の巻取スプー
ル２６に巻き取られる。

２７は油回転ポンプ、２８はダイヤフラム方式ドライ真
空ポンプ等の低真空ポンプである。

一方、５ＦＣ１に接続された管７の開放端部７ａは予備
室１４内に置かれたベルト１５に対しである間隔離して
対向するように置かれる。また、この管７の開放端部に
は第５図で説明したように多孔性部材を詰めるなどして
抵抗を持たせ、ＳＦＣ流系内の圧力を超臨界点以上の圧
力に維持している。

かかる構成において、管７の開放端部７ａで析出した粉
状の溶出成分はガス化した移動相の噴出に伴って下方に
吹き出されるため、ベルト１５上に付着する。このとき
、ベルト１５はピンチローラ２１の回転に伴って一定速
度で順次イオン源１０側に移送されているため、５ＦＣ
１で分離された溶出成分はベルト１５上にクロマトグラ
ムとして展開される。この展開された溶出成分はガイド
ローラ２４の位置で補助ベルト２３により包囲された後
、シール手段１８ａ乃至１８ｃを通過してイオン源９内
に導入される。そして、プーリ２５ａ、２５ｂにより補
助ベルト２３が強制的に剥離され、ベルト１５に付着さ
れた溶出成分のみがイオン化部２９に移送されて一次粒
子ビームＢの照射を受はイオン化される。生成されたイ
オンＩは電極群１０で引出されると共に、加速、集束さ
れて質量分析系に導入され質量分析される。

次に、イオン化されなかった溶出成分を保持したベルト
１５には、補助ベルト２３が再び重ねられ、両ベルトが
一体となって各シール手段１８ｄ乃至１８ｆ部分を通過
して予備室１４内に戻される。そして、ベルト１５及び
補助ベルト２３は夫々巻取スプール２０．２６に巻き取
られる。

このように析出した粉末状の溶出成分をベルトに付着さ
せてイオン源内に導入するようになせば、粉末状溶出成
分をイオン源内にガスと共に勢いよく吹き込んでいた従
来に比べ粉末状溶出成分のみをゆっくりと導入すること
ができるため、溶出成分を効率良くイオン化することが
できる。

尚、イオン化部２９部分に加熱手段を設け、溶出成分を
加熱してガス化させた後電子線を照射すれば、電子衝撃
や化学反応によるイオン化を行わせることができる。

第２図、第３図及び第４図は夫々管７の先端部で析出す
る溶出成分を効率良くベルト１５上に付着させるための
具体例を示すための図である。

先ず、第２図は管７の開放端部７ａをベルト１５の長手
方向（進行方向）に沿って略平行に配置すると共に、管
とベルトとの間に矩形状の穴３０を形成したマスク３１
を設置したことを特徴とするものである。３２は管の先
端部に巻き付けた加熱ヒータで、これは移動相の超臨界
流体が断熱膨脂することにより管７が冷却されて霜等が
付着するのを防止するためである。

このようになせば、管７から噴出する移動相ガスがベル
ト１５上に吹き付けるのを防止できる共に、粉末状の溶
出成分のみがマスク３１め穴３０を通してベルトの中央
部分に自然落下して付着される。

次に、第３図はベルト１５上に予めマトリックス添着手
段（例えばシリンジポンプ）３３により塗布すると共に
、マトリックス３４が塗布されたベルト上に析出された
粉末溶出成分をノズル３５を介して補助ガスと一緒に吹
き付けるようにしたことを特徴とするものである。３６
は補助ガス用遮断弁である。

このようになせば、マトリックス３４上に溶出成分を吹
き付けて付着させるため、ベルトへの溶出成分の付着を
確実に行うことができる。また、溶出成分は補助ガスに
よって方向性を持たせながら吹き付けられるため、無駄
なく溶出成分をベルトに付着させることができる。

第４図はベルト１５に対して対向して置かれた管７領域
をケース３７により覆うと共に、このケースの下部、つ
まりベルトを挾んで管と反対側を排気管３８を介して図
示外の真空ポンプにより排気するように構成したことを
特徴とするものである。

このようになせば、ケース３７内を真空ポンプで吸引す
ることにより下部に向かうガスの流れが形成され、それ
によって溶出成分に下方へ向かう方向性を持たせること
ができるため、効率良く溶出成分をベルト１５に付着さ
せることができる。

［効果］ 以上詳述したように本発明によれば、粉末状の溶出成分
だけをベルトに付着させた状態でゆっくりとイオン源内
に導入させることができるため、移動相の影響を受けず
に溶出成分をイオン化することができる。そのため溶出
成分のイオン化方式を任意に選択することができ、感度
の高いクロマトグラムを得ることができる。また、ベル
トへの溶出成分の付着はイオン源外において行うため、
従来のようにイオン源内壁に極めて気化しにくに不純物
や溶出成分が付着することがなくなり、頻繁にイオン源
内の真空を破って掃除する必要がなく取扱が非常に容易
となる。さらに、イオン源内に移動相ガスが導入される
のを皆無となすことができるため、大型の真空ポンプは
不要となり、コストの低減が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成略図、第２図、第
３図及び第４図は夫々管７の先端部で析出する溶出成分
を効率良くベルト１５上に付着させるための具体例を示
すための図、第５図はＳＦＣ／ＭＳの従来例を説明する
ための構成略図である。 １：ＳＦＣ２：ガスボンベ ３：冷凍器付送液ポンプ ４：インジェクタ　　　５：ミクロ力ラム６：オーブン
　　　　　７：管 ８：ＭＳ　　　　　　　　　９：イオン源１１ニ一次ビ
ーム発生器 １２．１３：中間室　　１４：予備室 １５：試料保持用ベルト ２３：補助ベルト　　　３１：マスク ３２：加熱ヒータ　　　３４：マトリックス３５：ノズ
ル　　　　　３７：ケース ３８：排気管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イオン源と、該イオン源内に外部から連続して導入され
   るベルトと、超臨界流体クロマトグラフと、該超臨界流
   体クロマトグラフからの流体を導く導管と、該導管の先
   端に形成されるノズルとを備え、前記ノズルから粉末状
   に析出した溶出成分をイオン源外部で前記ベルト上に付
   着させてイオン源内に導くように構成したことを特徴と
   する超臨界流体クロマトグラフ／質量分析装置における
   インターフェース。