JPH1012182A

JPH1012182A - イオン源および質量分析装置

Info

Publication number: JPH1012182A
Application number: JP9058797A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Hirabayashi; 由紀子平林; Takayuki Nabeshima; 貴之鍋島; Yasuaki Takada; 安章高田; Minoru Sakairi; 実坂入; Hideaki Koizumi; 英明小泉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ソニックスプレーイオン源及び質量分析装置
において、質量分析装置内部に取り込まれる液滴密度を
適正な値にし、ノイズを低減させる。【解決手段】試料溶液導入部１内の溶液試料は、キャ
ピラリー２に導入される。キャピラリー２はイオン源６
に設置される。ガス供給部４から供給されるガスは、ガ
ス管５によってイオン源６に導入され、キャピラリー２
の外周部に沿って流され、オリフィス３から大気中に噴
出する。ガス流は拡散部材７に当たり拡散される。大気
中に生成された微小な液滴またはイオンは、拡散部材７
の穴８を通過し、細孔１０から質量分析計１１内部に取
り込まれ、質量分析される。【効果】従来のソニックスプレーイオン源及び質量分
析装置より試料溶液の流量が高い場合でも使用可能とな
る。オートチューニングにより、ユーザーの調整作業が
軽減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析装置及び
これに用いるイオン源に関し、特に液体中に存在する試
料をイオン化して質量分析計に導入するのに適したイオ
ン源及びそのイオン源を用いた質量分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャピラリー電気泳動（ＣＥ）あるいは
液体クロマトグラフ（ＬＣ）は、溶液中に存在する試料
の分離ができるが、分離された試料の種類の同定が困難
である。一方、質量分析計（ＭＳ）は試料を高感度で同
定することができるが、溶液中の試料の分離ができな
い。このため、水等の溶媒に溶解した複数の物質を分離
分析する場合、質量分析計にキャピラリー電気泳動を結
合させたキャピラリ−電気泳動／質量分析計（ＣＥ／Ｍ
Ｓ）、または液体クロマトグラフを結合させた液体クロ
マトグラフ／質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）が一般に使用さ
れる。

【０００３】キャピラリー電気泳動あるいは液体クロマ
トグラフにより分離された試料を質量分析計で分析する
ためには、溶液中の試料分子を気体状のイオンに変換す
ることが必要である。このようなイオンを得る従来技術
として、イオンスプレー法（アナリティカル・ケミスト
リー（ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）、
第５９巻（１９８７年）第２６４２項から第２６４６
項）等が知られている。このイオンスプレー法では、キ
ャピラリの外周部に沿ってガスが流され、試料溶液が導
入されるキャピラリーと、質量分析計にイオン取り込む
ための細孔（サンプリングオリフィス）との間に、高電
圧（３〜６ｋＶ）が印加され、キャピラリー先端では強
電界が発生している。このような構成のもとで生成する
静電噴霧現象により、小さな帯電液滴が生じ、上記のガ
スにより帯電液滴の中の溶液が気化し、気体状のイオン
が生成される。このように生成したイオンはサンプリン
グオリフィスを介し質量分析計に導入され、質量分析さ
れる。上記のガスは、帯電液滴の気化を促進させる他
に、キャピラリーの先端で放電が起こるのを抑圧する。

【０００４】キャピラリーに供給される溶液の流量が１
０μＬ（マイクロリットル）／分以下で、ガスを流さず
にイオン化する方法である、エレクトロスプレー法（ジ
ャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリー（Ｊｏｕｎ
ａｌｏｆＰｈｙｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）、第８
８巻（１９８４年）第４４５１頁から第４４５９頁）
は、イオンスプレー法と区別されているが、イオン生成
の原理はイオンスプレー法と同じである。また、大気圧
化学イオン化法（アナリティカル・ケミストリー（Ａｎ
ａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）、第５４巻
（１９８２年）第１４３頁から第１４６頁）では、キャ
ピラリーの先端の近くに放電を行なう電極を設け、大気
圧下に噴霧された液滴を放電によりイオンさせる方式が
取られている。これら従来の各種のスプレーイオン化法
では、高いイオン生成効率を得るためには、直径が約１
０ｎｍ以下の微細な帯電液滴の生成が必要と考えられて
いる。

【０００５】イオンスプレーでより効率良くイオン化す
るために、粒径の小さな液滴が多いスプレーの中心部分
のみを通過させるリキッドシールドを質量分析計の前に
設置する方法がUnited States Patent 5,352,892に記載
されている。また、大気圧化学イオン化法で効率よくイ
オン化するために、中心に穴が開いたシートを質量分析
計の前に設置してスプレーの広がりを抑え、広がり角の
小さなスプレーだけを質量分析計に導入させる方法が特
開昭６１ー１９４３４９に記載されている。同じく大気
圧化学イオン化法で効率よくイオン化するために、噴霧
したスプレーを混合する手段を設け、脱溶媒を促す方法
が特開平７ー１５９３７７に記載されている。さらに、
噴霧により生成された液滴を加熱し、気化を促進させる
方法が特開平５ー２５６８３７に記載されている。

【０００６】最近、イオン化法として、音速のガスによ
り試料溶液を噴霧するだけで効率よくイオンが生成する
ソニックスプレー法が報告されている(Analytical Chem
istry, vol.66, pp4457-4559(1994) またはAnalytical
Chemistry, vol.67, pp2878-2882(1995) または特開平
７ー３０６１９３)。この方法では、音速のガスの流れ
により微細な帯電液滴が生成され、さらに溶媒分子が剥
がされてイオンが生成する考えられている。

【０００７】上記のソニックスプレー法は質量分析装置
の細孔の至近距離から高速のガスを流している。試料溶
液の流量を高くすると、大量の帯電液滴が生成されて細
孔から質量分析計内部に取り込まれ、断熱膨張により冷
却された帯電液滴が凝集して大きな液滴になるため、ノ
イズが非常に多いという問題があった。そのため、試料
溶液の流量が１ml/min程度の高い場合には使用できなか
った。

【０００８】また、試料溶液の流量や溶媒の種類に応じ
てガス流量を調節する調整作業が必要であり、ユーザー
の負担が大きかった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術のソニックスプレー法のイオン化効率をさらに
向上させ、ノイズを低減させるイオン源を提供すること
にある。また、１ｍｌ／ｍｉｎ程度の高い溶液流量で使
用すると、大量の液滴が細孔から質量分析計内部に取り
込まれ、断熱膨張により冷却された帯電液滴が凝縮して
大きな液滴になるため、ノイズが多くなるかまたは全く
測定できないという問題があった。本発明は、このよう
に高い溶液流量について起きる問題に対してなされたも
のである。また本発明は、ユーザーが行わなければらな
かった調整作業を軽減させるためになされたものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】試料溶液の流量が高い場
合、前記イオン源から噴霧されるスプレー中には大量に
帯電液滴が生成される。スプレーが質量分析装置内にと
りこまれると、圧力が急激に下がるため断熱膨張が起こ
り、急激に冷却される。質量分析装置に取り込まれたス
プレー中の液滴密度が高すぎると、液滴は冷却されて凝
集し、大きな液滴を形成するため、ノイズが増加し測定
が困難になる。そこで、イオン源と細孔の間にスプレー
を拡散させる部材を設置し、スプレー中の液滴密度を下
げてから質量分析装置内に取り込ませることにより、液
滴の凝集が防止され、この問題は解決される。前記ソニ
ックスプレー法では、スプレーの中心付近の液滴密度が
高いので、スプレーの中心部分を拡散させ、スプレーの
周辺部に液滴通過口を設け、質量分析装置に取り込ませ
ることで、より効果が上がる。また、拡散部材と細孔の
間に部屋を設け、さらに前記部屋のガスを大気中に逃が
す排気口を設けることにより、細孔入口付近の液滴密度
がほぼ一定になり、さらに安定な測定が可能となる。

【００１１】さらに、高い溶液流量に応じてガス流量を
変化させ、溶液を十分に気化できる量のガスを供給す
る。またはガス流量に応じて溶液流量を変化させ、その
ガスの量で十分気化する量の溶液を供給する。また溶媒
の種類に応じてガス流量を変化させる。

【００１２】また、検出信号を基に、最適なガス流量お
よび溶液流量をオートチューニングすることにより、ユ
ーザーの作業が軽減される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明を詳細
に説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明の装置構成を
示すブロック図である。試料溶液導入部１に供給された
溶液試料は、キャピラリー２に導入される。キャピラリ
ー２はイオン源本体６に固定され、先端部はオリフィス
３に挿入されている。キャピラリー２の先端は、オリフ
ィスの開口部から約−０．２５〜1.0 mm突出させる。ガ
ス供給部４から供給されるガスは、ガス管５によりイオ
ン源本体６に導入され、キャピラリーの外周部に沿って
流され、キャピラリー２の先端部が挿入されたオリフィ
ス３から大気中に約２００ｍ／ｓ以上のＦ／Ｓで噴出す
る。ここでは、ガスの標準状態(20℃、1気圧)換算にお
ける流量をＦ、また前記キャピラリー先端近傍の中心軸
にほぼ直交する面上において、前記キャピラリー２と前
記オリフィス３の間の空間がほぼ最小となる面積をＳと
している。噴霧ガスには、例えば窒素、アルゴン、酸
素、空気等を用いる。キャピラリー２に導入された試料
溶液は、キャピラリー２の先端部に沿って噴出するガス
により噴霧され、微小液滴の他に試料分子の気体状の擬
似分子イオンが生成する（この方法がソニックスプレー
（ＳｏｎｉｃＳｐｒａｙ）法である）。液滴またはイオ
ンは拡散部材７にあたって拡散され、さらに拡散部材７
の穴８を通り抜け、細孔１０から質量分析計１１内部に
取り込まれ質量分析される。拡散部材７と細孔１０の間
には、有限な空間９が存在する。前記空間９として、有
限な部屋を設置してもよい。

【００１５】また、上記イオン源の代わりに、イオン源
本体６に電圧を印可し、試料溶液に電界または電圧をか
けるイオン源を使用してもよい。

【００１６】図２は、本発明の一実施例である拡散部材
を正面から見た図である。円形の板状の拡散部材７に６
個の穴８が円状に配置されている。細孔１０の位置が、
６個の穴８に囲まれた部分と重なるように設置される。
また、イオン源のキャピラリー２の中心軸と細孔１０の
中心軸も、ほぼ一致するように設置する。

【００１７】この拡散部材を設置する効果を、以下に説
明する。

【００１８】ソニックスプレー法によるスプレー内に生
成される液滴の密度は、スプレーの中心軸付近で高く、
中心から離れるほど低い。その密度分布を、図３に示
す。スプレーの中心軸はキャピラリー２の中心軸とほぼ
一致しているので、キャピラリー２と細孔１０の中心軸
をほぼ一致させて設置すると、液滴密度の高いガスが細
孔１０から質量分析装置内部に取り込まれる。質量分析
装置内部の真空中に取り込まれた液滴は、断熱膨張によ
り急激に冷却される。液滴密度が高い気体が冷却される
と、液滴は凝集し、大きな液滴となりノイズの原因とな
る。

【００１９】細孔１０の前面に拡散部材７を設置し、液
滴が細孔１０から取り込まれる前にスプレーを拡散させ
ると、液滴密度の分布が図４に示すように平均化され
る。従って、細孔１０から取り込まれるガスの液滴密度
が低くなり、断熱膨張により冷却されても凝集が起こり
にくくなり、ノイズを減らすことが可能となる。

【００２０】図５は、上記図２の拡散部材が板状部材で
ある場合の、拡散部材と質量分析装置の細孔部分の断面
図である。拡散部材の６個の穴８の中心軸と細孔１０の
中心軸は、平行になっているが一直線上には乗っていな
い。拡散部材７と質量分析計の間には、スペーサー１３
が配置されており、拡散部材７と細孔１０の間に有限な
空間９を形成している。細孔１０はヒーター１２により
加熱されている。イオン源６のキャピラリー２と細孔１
０の中心軸はほぼ一致するように配置されているため、
イオン源から噴霧されたガス流は直接細孔１０に取り込
まれず、拡散部材７により拡散される。拡散された液滴
は、穴８を経由して細孔１０から質量分析計内に取り込
まれる。

【００２１】またこの拡散部材７は、図５のように細孔
に接するように配置するほかに、細孔に接しないよう
に、離れた位置に設置してもよい。

【００２２】図６は、上記図２の拡散部材が別の板状部
材である場合の、拡散部材と質量分析装置の細孔部分の
断面図である。拡散部材７の６個の穴８の中心軸と細孔
１０の中心軸は、平行になっているが一直線上には乗っ
ていない。拡散部材７の質量分析計側の面には窪みがあ
り、拡散部材７と細孔１０の間に有限な部屋１８を形成
している。細孔１０はヒーター１２により加熱されてい
る。イオン源６のキャピラリー２と細孔１０の中心軸は
ほぼ一致するように配置されているため、イオン源から
噴霧されたガス流は直接細孔１０に取り込まれず、拡散
部材７により拡散される。拡散された液滴は、穴８を経
由して部屋１８に入り、さらに細孔１０から質量分析計
内に取り込まれる。

【００２３】またこの拡散部材７は、図６のように細孔
に接するように配置するほかに、細孔に接しないよう
に、離れた位置に設置してもよい。

【００２４】また、上記図４、５、６の実施例におい
て、溶液流量が比較的低い場合には、キャピラリー２の
中心軸と、穴８のうちの1個の穴の中心軸がほぼ一致す
るように設置してもよい。

【００２５】図７は、上記図２の拡散部材がまた別の板
状部材である場合の、拡散部材と質量分析装置の細孔部
分の断面図である。拡散部材７の６個の穴８の中心軸と
細孔１０の中心軸は、平行になっているが一直線上には
乗っていない。拡散部材７の質量分析計側の面には窪み
があり、拡散部材７と細孔１０の間に有限な部屋１８を
形成している。さらに拡散部材７には、部屋１８から大
気中に抜ける排気口１４が設置されており、部屋１８内
のガス圧または液滴密度が高まるのを防いでいる。部屋
１８内の液滴密度が高まると、質量分析計１１内に取り
込まれる液滴密度が高まりノイズの原因となるため、排
気口１４を設けて部屋内１８の液滴密度を適切な値に保
つ必要がある。細孔１０はヒーター１２により加熱され
ている。イオン源６のキャピラリー２と細孔１０の中心
軸はほぼ一致するように配置されているため、イオン源
から噴霧されたガス流は直接細孔１０に取り込まれず、
拡散部材７により拡散される。拡散された液滴は、穴８
を経由して部屋１８に入り、さらに細孔１０から質量分
析計内に取り込まれる。過剰な液滴は、排気口１４から
大気中に放出される。

【００２６】またこの拡散部材７は、図７のように細孔
に接するように配置するほかに、細孔に接しないよう
に、離れた位置に設置してもよい。

【００２７】図８は、本発明のまた別の実施例である拡
散部材を正面から見た図である。円形の拡散部材７に１
個の穴８が斜めに切り出されている。細孔１０はの位置
が、穴８の一方の開口部と重なるように設置される。

【００２８】図９は、上記図８の拡散部材７と質量分析
装置の細孔部分の断面図である。拡散部材７の穴８の中
心軸と細孔１０の中心軸が交わるように、穴８は斜めに
切り出されている。細孔１０はヒーター１２により加熱
されている。イオン源６のキャピラリー２から噴霧され
たガス流は、穴８の縁に当たって拡散された後、斜めに
切り出された穴８を通って細孔１０に達する。従って、
上記の別の実施例と同様に、ノイズを低減することがで
きる。

【００２９】またこの拡散部材７は、図９のように細孔
に接するように配置するほかに、細孔に接しないよう
に、離れた位置に設置してもよい。

【００３０】図１０は、拡散部材７に加熱手段を設けた
場合の装置構成を示すブロック図である。拡散部材７に
は加熱用ブロック１５が設けられ、細孔１０とは別に加
熱されている。

【００３１】図１１は、実際の拡散部材をイオン源側か
ら見た図である。円形の板状の拡散部材７に６個の穴８
が円状に配置されている。また4個のネジ穴１６が配置
されている。

【００３２】図１２は、図１１の拡散部材を反対側から
見た図である。円形の板状の拡散部材７に６個の穴８が
円状に配置されている。また4個のネジ穴１６が配置さ
れている。

【００３３】図１３は、図１１、１２に示された拡散部
材が質量分析装置に取り付けられている状態の、拡散部
材と質量分析装置の細孔部分の断面図である。拡散部材
の６個の穴８の中心軸と細孔１０の中心軸は、平行にな
っているが一直線上には乗っていない。細孔１０の位置
が、６個の穴８に囲まれた部分と重なるように拡散部材
７は設置されている。また、イオン源のキャピラリー２
の中心軸と細孔１０の中心軸も、ほぼ一致するように設
置する。拡散部材７と質量分析計の間には、スペーサー
１３が配置されており、ネジ穴１６に取り付けられたネ
ジ１７によって質量分析装置に固定されている。それに
より、拡散部材７と細孔１０の間に有限な空間９を形成
している。細孔１０はヒーター１２により加熱されてい
る。イオン源６のキャピラリー２と細孔１０の中心軸は
ほぼ一致するように配置されているため、イオン源から
噴霧されたガス流は直接細孔１０に取り込まれず、拡散
部材７により拡散される。拡散された液滴は、穴８を経
由して細孔１０から質量分析計内に取り込まれる。

【００３４】図１４は、実際の拡散部材の別の実施例を
イオン源側から見た図である。円形の板状の拡散部材７
に６個の穴８が円状に配置されている。また4個のネジ
穴１６が配置されている。

【００３５】図１５は、図１４の拡散部材を反対側から
見た図である。円形の板状の拡散部材７に６個の穴８が
円状に配置されている。また4個のネジ穴１６が配置さ
れている。穴８を含む部分が削り込まれており、質量分
析装置との間に部屋１８を形成する。

【００３６】図１６は、図１４、１５に示された拡散部
材が質量分析装置に取り付けられている状態の、拡散部
材と質量分析装置の細孔部分の断面図である。拡散部材
の６個の穴８の中心軸と細孔１０の中心軸は、平行にな
っているが一直線上には乗っていない。細孔１０の位置
が、６個の穴８に囲まれた部分と重なるように拡散部材
７は設置されている。また、イオン源のキャピラリー２
の中心軸と細孔１０の中心軸も、ほぼ一致するように設
置する。拡散部材７は、ネジ穴１６に取り付けられたネ
ジ１７によって質量分析装置に固定されている。拡散部
材７の質量分析装置側が削り込まれているので、拡散部
材７と細孔１０の間に有限な部屋１８が形成されてい
る。細孔１０はヒーター１２により加熱されている。イ
オン源６のキャピラリー２と細孔１０の中心軸はほぼ一
致するように配置されているため、イオン源から噴霧さ
れたガス流は直接細孔１０に取り込まれず、拡散部材７
により拡散される。拡散された液滴は、穴８を経由して
細孔１０から質量分析計内に取り込まれる。

【００３７】また、図１７のように、拡散部材７と質量
分析装置の間にスペーサー１３を配置し、部屋１８内の
過剰な液滴を大気中に放出させてもよい。

【００３８】図１８は、実際の拡散部材の、また別の実
施例をイオン源側から見た図である。円形の板状の拡散
部材７に６個の穴８が円状に配置されている。また4個
のネジ穴１６が配置されている。

【００３９】図１９は、図１８の拡散部材を反対側から
見た図である。円形の板状の拡散部材７に６個の穴８が
円状に配置されている。また4個のネジ穴１６が配置さ
れている。穴８を含む部分が削り込まれており、質量分
析装置との間に部屋１８を形成する。さらに拡散部材７
は、部屋１８から拡散部材の縁まで溝状に４個所掘り込
まれており、質量分析装置との間に排気口１４を形成す
る。

【００４０】図２０は、図１８、１９に示された拡散部
材が質量分析装置に取り付けられている状態の、拡散部
材と質量分析装置の細孔部分の断面図である。拡散部材
の６個の穴８の中心軸と細孔１０の中心軸は、平行にな
っているが一直線上には乗っていない。細孔１０の位置
が、６個の穴８に囲まれた部分と重なるように拡散部材
７は設置されている。また、イオン源のキャピラリー２
の中心軸と細孔１０の中心軸も、ほぼ一致するように設
置する。拡散部材７は、ネジ穴１６に取り付けられたネ
ジ１７によって質量分析装置に固定されている。拡散部
材７の質量分析装置側が削り込まれているので、拡散部
材７と細孔１０の間に有限な部屋１８が形成されてい
る。拡散部材７の部屋１８の部分から縁まで溝状に掘ら
れているので、質量分析装置との間には4本の排気口１
４が形成され、部屋１８と大気中とを結んでいる。細孔
１０はヒーター１２により加熱されている。イオン源６
のキャピラリー２と細孔１０の中心軸はほぼ一致するよ
うに配置されているため、イオン源から噴霧されたガス
流は直接細孔１０に取り込まれず、拡散部材７により拡
散される。拡散された液滴は、穴８を経由して細孔１０
から質量分析計内に取り込まれる。部屋１８内の過剰な
液滴は、排気口１４から大気中に放出される。

【００４１】図２１は、拡散部材の別の実施例を質量分
析装置側から見た図である。円形の板状の拡散部材７に
６個の穴８が円状に配置されている。穴８を含む部分が
削り込まれており、質量分析装置との間に部屋１８を形
成する。さらに拡散部材７は、部屋１８から拡散部材の
縁まで溝状に２個所掘り込まれており、質量分析装置と
の間に排気口１４を形成する。各部のサイズは、図２１
に示した通りである。

【００４２】図２２は、本発明によるイオン源および質
量分析装置を液体クロマトグラフと直結した場合の実施
例である。液体クロマトグラフ２２により分離され溶液
試料は、キャピラリー２を通ってイオン源本体６に導入
される。ガスボンベ１９から供給されるガスは、レギュ
レーター２０およびガスフローコントローラー２１によ
って流量を制御され、ガス管５によりイオン源本体６に
導入される。さらにキャピラリー２の外周部に沿って流
される。キャピラリー２に導入された試料溶液は、キャ
ピラリー２の外周部に沿って流れるガスによって噴霧さ
れ、微小液滴の他に試料分子の気体状の擬似分子イオン
が生成する。液滴またはイオンは拡散部材７にあたって
拡散され、さらに拡散部材７の穴８を通り抜け、細孔１
０から質量分析計１１内部に取り込まれ質量分析され
る。分析データはパソコン２５に送られ、記憶・演算さ
れる。質量分析装置内は、真空部２４中の真空ポンプに
より、真空に保たれている。拡散部材７と細孔１０の間
には、有限な空間９が存在する。前記空間９として、有
限な部屋を設置してもよい。また、イオン源本体６はＸ
ＹＺステージ２３の上に設置されており、位置を調整で
きる。

【００４３】図２３は、拡散部材７の円状に配置された
穴８のうち、対角線上に配置されている穴の間隔Ｄ、
つまり穴８がその上に配置されている円の直径Ｄと、リ
ジンの１価のプロトン付加イオンのイオン強度の関係を
示す。試料溶液は、１μmol／lのリジンのメタノール水
溶液である。この時、拡散部材７の表面とイオン源本体
６の距離は３ミリメートルである。図の四角は溶液流量
が１ｍｌ／ｍｉｎの場合、丸は溶液流量が0.2ｍｌ／ｍ
ｉｎの場合、三角は溶液流量が0.03ｍｌ／ｍｉｎの場合
である。Ｄ＝４ｍｍのときにイオン強度が高くなってい
る。

【００４４】図２４は、拡散部材７の円状に配置された
穴８のうち、対角線上に配置されている穴の間隔Ｄ、
つまり穴８がその上に配置されている円の直径Ｄと、グ
ラミシジンＳの２価のプロトン付加イオンのイオン強度
の関係を示す。縦軸はイオン強度（相対強度）、横軸は
穴の間隔Ｄである。試料溶液は、１μmol／lのグラミシ
ジンＳのメタノール水溶液である。この時、拡散部材７
の表面とイオン源本体６の距離は３ミリメートルであ
る。図の四角は溶液流量が１ｍｌ／ｍｉｎの場合、丸は
溶液流量が0.2ｍｌ／ｍｉｎの場合、三角は溶液流量が
0.03ｍｌ／ｍｉｎの場合である。Ｄ＝３または４ｍｍの
ときにイオン強度が高くなっている。

【００４５】図２３、２４から、拡散部材７の表面とイ
オン源本体６の距離は３ミリメートルの場合、穴８の間
隔Ｄは3ミリメートル以上４ミリメートル以下が最適で
あることがわかる。このことから類推して、穴８の間隔
Ｄを底辺とし、イオン源本体６と拡散部材７の表面間の
距離を高さとする二等辺三角形の頂角が53度から64度の
範囲になるように、穴８の間隔Ｄおよびイオン源本体６
と拡散部材７間の距離を調整するとよい。

【００４６】図２５は、本発明の実施例の拡散部材を設
置し、溶液流量１ｍｌ／ｍｉｎの場合に、１μmol／lの
リジン溶液から得られた質量スペクトルである。質量分
析装置内に取り込まれる液滴の密度が適正であるので、
きれいなスペクトルが得られており、Ｓ／Ｎは２７であ
る。

【００４７】図２６は、本発明の拡散部材を設置せず
に、図２５と同様にして得られたスペクトルである。質
量分析装置内に過剰に液滴が取り込まれるため、溶媒分
子が幾つも凝集したクラスターイオンが現れている。ま
た、Ｓ／Ｎも７と低くなっている。

【００４８】図２７は、本発明の実施例の拡散部材を設
置し、溶液流量１ｍｌ／ｍｉｎの場合に、１μmol／lの
チトクロームＣ溶液から得られた質量スペクトルであ
る。チトクロームＣの多価イオンのシリーズが観測され
ている。この場合、イオン源本体６に電圧を印可し、試
料溶液に電界または電圧をかけるイオン源を使用してい
る。従来この溶液流量ではタンパク質の多価イオンは測
定ができなかったが、本発明による拡散部材を設置した
イオン源および質量分析装置により、溶液流量１ｍｌ／
ｍｉｎでも多価イオンの測定が可能となった。

【００４９】図２８は、溶液流量が1ml/min、0.2ml/mi
n、0.03ml/minのときのイオン強度とガス流量の関係で
ある。縦軸がガス流量、横軸がイオン強度（相対強度）
である。図の四角は溶液流量が1ml/minの場合、丸は溶
液流量が0.2 ml/minの場合、三角は溶液流量が0.03 ml/
minの場合である。各流量のオン強度は、ガス流量が3〜
4l/minのときに高くなっており、流量による差が比較的
小さい。従って、流量が少々変わる程度ならば、ガス流
量の調整が不要となる。拡散部材７を設けることによ
り、ガス流量の調整が簡便化される。

【００５０】（実施例２）第一の実施例のように拡散部
材を用いない場合に、溶液流量に応じてガス流量を変化
させ、溶液を十分に気化できる量のガスを供給し、また
はガス流量に応じて溶液流量を変化させ、そのガスの量
で十分気化する量の溶液を供給し、さらに溶媒の種類に
応じて適当なガス流量を供給する装置について説明す
る。この場合、使用できる溶液流量は比較的低い値であ
る。また本装置は、検出信号を基に、最適なガス流量お
よび溶液流量のオートチューニングも行う。

【００５１】図２９は、本発明による装置構成を示すブ
ロック図である。以下に詳細に説明する。

【００５２】試料溶液導入部１に供給された溶液試料
は、ポンプ２６によりキャピラリー２に導入される。ポ
ンプ２６は制御部３０により制御され、送り出す溶液の
流量を変化させる。ポンプ２６と制御部３０の間の信号
は、信号線３１を通じて伝達される。制御部３０は、自
動制御を行う他、ユーザーが条件をインプットし動作条
件を変えることもできる。キャピラリー２は、曲がらな
いように金属製キャピラリー２７に通されて固定され、
前記金属製キャピラリー２７はイオン源本体６に固定さ
れる。前記キャピラリー２の一部は、前記金属製キャピ
ラリー２７から突出しており、その先端部はオリフィス
３に挿入されている。キャピラリー２の先端は、オリフ
ィス３の開口部から約-0.25〜1.0 mm突出させる。ガス
供給部４から供給されるガスは、ガス管５及び電磁弁２
８を通ってイオン源本体６に導入される。電磁弁２８
は、制御部３０により制御され、ガス流量を変化させ
る。電磁弁２８と制御部３０の間の信号は、信号線３２
を通じて伝達される。制御部３０は、自動制御を行う
他、ユーザーが条件をインプットし動作条件を変えるこ
ともできる。前記イオン源本体６に導入されたガスは、
キャピラリー２の外周部に沿って流され、キャピラリー
２の先端部が挿入されたオリフィス３から大気中に噴出
する。噴霧ガスには、例えば窒素、アルゴン、酸素、空
気等を用いる。キャピラリーに導入された試料溶液は、
キャピラリーの先端部に沿って噴出するガスにより噴霧
され、微小液滴の他に試料分子の気体状の擬似分子イオ
ンが生成する。生成したイオンは、カバー３４の穴を通
り抜け、細孔１０から質量分析計１１内部に取り込まれ
質量分析され、検出器２９でイオン強度が検出される。
また、細孔１０はヒーター１２により加熱されている。
検出器２９は信号線３３によって制御部３０と繋がって
おり、信号を制御部３０に送っている。

【００５３】また、上記イオン源の代わりに、イオン源
本体６に電圧を印可し、試料溶液に電界または電圧をか
けるイオン源を使用してもよい。

【００５４】以下に制御部３０について、より詳細に説
明する。制御部３０は、ポンプ２６、電磁弁２８及び検
出器２９と信号線３１、３２及び３３によって繋がって
おり、溶液流量、ガス流量及び検出イオン強度の情報を
得ている。また、制御部３０は溶媒の種類及び溶液流量
に応じた必要なガス流量のテーブルをもっており、得ら
れた情報、ユーザーがインプットした溶媒の種類の等を
基に溶液流量またはガス流量を自動的に制御する。さら
に、制御部３０は、検出器２９で得られた検出イオン強
度をモニターし、検出イオン強度がより高くなるように
溶液流量やガス流量を自動的に制御する。これにより、
ユーザーはガス流量または溶液流量の調節を行わなくと
も、測定を行うことが可能となる。また、制御部３０は
マニュアル設定も行うことが可能で、ユーザーが自由に
各流量を設定することができ、検出信号に関わらず制御
量を固定することも可能である。ユーザーが各流量の初
期値をマニュアルで設定した場合においても、制御部１
８が検出イオン強度をモニターし自動的に各流量を制御
すること（オートチューニング）も可能である。

【００５５】図３０及び３１は、溶液流量によって試料
のイオン化に必要なガス流量が異なることを示した、イ
オン強度とガス流量の関係図である。

【００５６】図３０は、溶液流量が200μl/minのときの
イオン強度とガス流量の関係である。縦軸がガス流量、
横軸がイオン強度（相対強度）である。イオン強度は、
ガス流量が6l/minのときに最大になっており、溶液流量
200μl/minのときはガス流量6l/minにすればよいことが
わかる。

【００５７】図３１は、溶液流量が30μl/minのときの
イオン強度とガス流量の関係である。縦軸がガス流量、
横軸がイオン強度（相対強度）である。イオン強度は、
ガス流量が3l/minのときに最大になっており、溶液流量
30μl/minのときはガス流量3l/minにすればよいことが
わかる。

【００５８】図２９の制御部３０は、上記の関係をテー
ブルにして記憶しており、前記テーブルを基に各流量を
制御している。

【００５９】図３２は本発明の第二の実施例により得ら
れる質量スペクトルである。試料溶液は、10μmol/lの
チウラムを50%メタノール水溶液に溶かしたものであ
る。チウラムのプロトン(H)付加イオンとナトリウム(N
a)付加イオンが検出されている。

【００６０】図２９の制御部３０は、特定の質量（例え
ば、プロトン付加のチウラムイオンの241、またはナト
リウム付加のチウラムイオンの263）のイオン強度、ま
たはスペクトル全体のイオン強度をモニターし、溶液流
量またはガス流量を制御する。

【００６１】また、図３３を本発明をイオンスプレー法
に応用した例を示す。試料溶液導入部１に供給された溶
液試料は、金属キャピラリー３５に導入される。金属キ
ャピラリー３５はパイプ状のイオンスプレーイオン源３
６に挿入されている。金属キャピラリー３５と質量分析
装置の間には、電源１７によって電圧が印加され、溶液
を静電噴霧する。ガス供給部４から供給されるガスは、
ガス管５により流量１ｍｌ／ｍｉｎから３ｍｌ／ｍｉｎ
の範囲でイオンスプレーイオン源３５に導入され、キャ
ピラリーの外周部に沿って流され、静電噴霧により生成
された液滴の脱溶媒を助ける。このイオンスプレー法で
も、スプレーの中心軸付近の液滴密度が高くなってい
る。従って、溶液流量が高くなった場合に上記のソニッ
クスプレー法と同様、大量の液滴が質量分析装置内に取
り込まれ、断熱膨張により冷却されて凝集し、ノイズの
原因となるという問題が生じる。そこで本発明の拡散部
材を用いて、スプレーの中心軸付近の高密度の液滴を含
んだガスを拡散し、質量分析装置に取り込まれるガスの
液滴密度を適正な値に保つことにより、この問題が解決
されることは自明である。

【００６２】

【発明の効果】本発明の拡散部材を持ったイオン源及び
質量分析計を用いることにより、多量の液滴が質量分析
装置内に取り込まれ、断熱膨張のために液滴が凝集し大
きな液滴となってノイズの原因となることを防止できる
ため、従来のソニックスプレー法イオン源及び質量分析
装置よりもＳ／Ｎが高くなり、ノイズが低減する。ま
た、１μl/min程度と試料溶液が高い場合でも使用が可
能となる。

【００６３】溶液流量または溶媒の種類に応じた適当な
ガス流量を供給し、効率の良いイオン検出が可能とな
る。また、溶媒の種類またはガス流量に応じて溶液流量
を調節することが可能となる。さらに、検出イオン強度
が高くなるように溶液流量またはガス流量がオートチュ
ーニングされ、ユーザーの装置の調整作業が軽減され、
初心者にも取り扱いが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の装置の構成を示すブロ
ック図。

【図２】本発明の第一の実施例の拡散部材の正面図。

【図３】本発明の第一の実施例の拡散部材を用いない場
合の、液滴密度の分布。

【図４】本発明の第一の実施例の拡散部材を用いた場合
の、液滴密度の分布。

【図５】本発明の第一の実施例の拡散部材及び細孔部分
の断面図。

【図６】本発明の第一の実施例の別の拡散部材及び細孔
部分の断面図。

【図７】本発明の第一の実施例のさらに別の拡散部材及
び細孔部分の断面図。

【図８】本発明の第一の実施例の拡散部材の正面図。

【図９】本発明の第一の実施例の拡散部材及び細孔部分
の断面図。

【図１０】本発明の第一の実施例の加熱手段を持つ拡散
部材及び細孔部分の断面図。

【図１１】本発明の第一の実施例の拡散部材のイオン源
側から見た図。

【図１２】本発明の第一の実施例の拡散部材の質量分析
装置側から見た図。

【図１３】図１２、１３の拡散部材及び細孔部分の断面
図。

【図１４】本発明の第一の実施例の別の拡散部材のイオ
ン源側から見た図。

【図１５】本発明の第一の実施例の別の拡散部材の質量
分析装置側から見た図。

【図１６】図１４、１５の拡散部材及び細孔部分の断面
図。

【図１７】図１４、１５の拡散部材及び細孔部分の断面
図。

【図１８】本発明の第一の実施例のさらに別の拡散部材
のイオン源側から見た図。

【図１９】本発明の第一の実施例のさらに別の拡散部材
の質量分析装置側から見た図。

【図２０】図１８、１９の拡散部材及び細孔部分の断面
図。

【図２１】本発明の第一の実施例のさらに別の拡散部材
の質量分析装置側から見た図。

【図２２】本発明の第一の実施例の、液体クロマトグラ
フと直結した場合の構成図。

【図２３】本発明の第一の実施例の、拡散部材７の円状
に配置された穴８のうち、対角線上に配置されている穴
の間隔Ｄと、リジンの１価のプロトン付加イオンのイオ
ン強度の関係。

【図２４】本発明の第一の実施例の、拡散部材７の円状
に配置された穴８のうち、対角線上に配置されている穴
の間隔Ｄと、グラミシジンＳの２価のプロトン付加イオ
ンのイオン強度の関係。

【図２５】本発明の第一の実施例の、拡散部材７を配置
した場合に得られた、溶液流量が１ｍｌ／ｍｉｎのリジ
ンの質量スペクトル。

【図２６】拡散部材７を配置しない場合に得られた、溶
液流量が１ｍｌ／ｍｉｎのリジンの質量スペクトル。

【図２７】本発明の第一の実施例の、拡散部材７を配置
した場合に得られた、溶液流量が１ｍｌ／ｍｉｎのチト
クロームＣの質量スペクトル。

【図２８】本発明の第一の実施例において、溶液流量が
1、0.2、0.03ml/minのときのイオン強度とガス流量の関
係図。

【図２９】本発明の第二の実施例の装置の構成を示すブ
ロック図。

【図３０】本発明の第二の実施例において、溶液流量が
200μl/minのときの最適なガス流量を示すイオン強度と
ガス流量の関係図。

【図３１】本発明の第二の実施例において、溶液流量が
30μl/minのときの最適なガス流量を示すイオン強度と
ガス流量の関係図。

【図３２】本発明の第二の実施例の装置により得られた
質量スペクトル。

【図３３】本発明をイオンスプレー法に適用した実施例
のブロック図。

【符号の説明】

１…試料溶液導入部、２…キャピラリー、３…オリフィ
ス、４…ガス供給部、５…ガス管、６…イオン源本体、
７…拡散部材、８…拡散部材７の穴、９…空間、１０…
細孔、１１…質量分析計、１２…ヒーター、１３…スペ
ーサー、１４…排気口、１５…加熱用ブロック、１６…
ネジ穴、１７…ネジ、１８…部屋、１９…ガスボンベ、
２０…レギュレーター、２１…ガスフローコントローラ
ー、２２…液体クロマトグラフ、２３…ＸＹＺステー
ジ、２４…真空部、２５…コンピュータ、２６…ポン
プ、２７…金属製キャピラリー、２８…電磁弁、２９…
検出器、３０…制御部、３１、３２、３３…信号線、３
４…カバー、３５…金属キャピラリー、３６…イオンス
プレーイオン源、３７…電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂入実東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者小泉英明東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導入された試料溶液を高速のガスにより大
気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化す
るイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む細
孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオン
源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散部
材を設置することを特徴とするイオン源及び質量分析装
置。
【請求項２】導入された試料溶液を高速のガスにより大
気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化す
るイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む細
孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオン
源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散部
材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限な
空間を有することを特徴とするイオン源及び質量分析装
置。
【請求項３】前記拡散部材が１個または複数の穴を持っ
た板状部材であり、前記板状部材の各々の穴と前記細孔
の中心軸が一直線上に乗っていないことを特徴とする請
求項１または２のイオン源及び質量分析装置。
【請求項４】前記拡散部材が１個または複数の穴を持っ
た板状部材であり、前記板状部材の１個または複数の穴
の中心軸と、前記細孔の中心軸が交わるように設置され
ている請求項１、２または３のイオン源及び質量分析装
置。
【請求項５】前記拡散部材が１個または複数の穴を持っ
た板状部材であり、前記板状部材の１個または複数の穴
の中心軸と、前記細孔の中心軸がほぼ平行に設置されて
いる請求項１、２または３のイオン源及び質量分析装
置。
【請求項６】前記拡散部材が複数の穴を持った板状部材
であり、複数の穴はほぼ円に沿って配置されることを特
徴とする請求項１、２または３のイオン源及び質量分析
装置。
【請求項７】請求項６において、複数の穴がそれに沿っ
て配置されている前記円の直径が、３ミリメートル以上
４ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１、
２または３のイオン源及び質量分析装置。
【請求項８】請求項６において、複数の穴がそれに沿っ
て配置されている前記円の直径を底辺とし、イオン源と
前記拡散部材との距離を高さとする二等辺三角形の頂角
が、５３度から６４度の範囲であることを特徴とする請
求項１、２または３のイオン源及び質量分析装置。
【請求項９】導入された試料溶液を高速のガスにより大
気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化す
るイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む細
孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオン
源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散部
材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限な
空間を有し、さらに前記拡散部材は１個または複数の穴
を持った板状部材であり、前記板状部材の各々の穴と前
記細孔の中心軸が一直線上に乗っていないことを特徴と
するイオン源及び質量分析装置。
【請求項１０】請求項１から９において、前記拡散部材
に加熱手段を設けることを特徴とするイオン源及び質量
分析装置。
【請求項１１】請求項１から１０において、前記拡散部
材は、噴霧された液滴を拡散する部分付近に突起物がな
いことを特徴とするイオン源及び質量分析装置。
【請求項１２】請求項１から１１において、イオン源の
前段に、混合溶液の分離手段を持つことを特徴とするイ
オン源及び質量分析装置。
【請求項１３】請求項１２において、混合溶液の分離手
段が液体クロマトグラフであることを特徴とするイオン
源及び質量分析装置。
【請求項１４】請求項１２において、混合溶液の分離手
段がキャピラリー電気泳動装置であることを特徴とする
イオン源及び質量分析装置。
【請求項１５】導入された試料溶液を高速のガスにより
大気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化
するイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む
細孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオ
ン源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散
部材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限
な部屋を有することを特徴とするイオン源及び質量分析
装置。
【請求項１６】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記前記板
状部材の各々の穴と前記細孔の中心軸が一直線上に乗っ
ていないことを特徴とする請求項１または１５のイオン
源及び質量分析装置。
【請求項１７】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記板状部
材の１個または複数の穴の中心軸と、前記細孔の中心軸
が交わるように設置されている請求項１、１５または１
６のイオン源及び質量分析装置。
【請求項１８】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記板状部
材の１個または複数の穴の中心軸と、前記細孔の中心軸
がほぼ平行に設置されている請求項１、１５または１６
のイオン源及び質量分析装置。
【請求項１９】前記拡散部材が複数の穴を持った板状部
材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋は、前記穴に
よって大気とつながっており、複数の穴はほぼ円に沿っ
て配置されることを特徴とする請求項１、１５または１
６のイオン源及び質量分析装置。
【請求項２０】請求項１９において、複数の穴がそれに
沿って配置されている前記円の直径が、３ミリメートル
以上４ミリメートル以下であることを特徴とする請求項
１、１１または１２のイオン源及び質量分析装置。
【請求項２１】請求項１９において、複数の穴がそれに
沿って配置されている前記円の直径を底辺とし、イオン
源と前記拡散部材との距離を高さとする二等辺三角形の
頂角が、５３度から６４度の範囲であることを特徴とす
る請求項１、１５または１６のイオン源及び質量分析装
置。
【請求項２２】導入された試料溶液を高速のガスにより
大気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化
するイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む
細孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオ
ン源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散
部材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限
な部屋を有し、さらに前記拡散部材は１個または複数の
穴を持った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の
部屋は、前記穴によって大気とつながっており、前記板
状部材の各々の穴と前記細孔の中心軸が一直線上に乗っ
ていないことを特徴とするイオン源及び質量分析装置。
【請求項２３】請求項１５から２２において、前記拡散
部材に加熱手段を設けることを特徴とするイオン源及び
質量分析装置。
【請求項２４】請求項１５から２３において、前記拡散
部材は、噴霧された液滴を拡散する部分付近に突起物が
ないことを特徴とするイオン源及び質量分析装置。
【請求項２５】請求項１５から２４において、イオン源
の前段に、混合溶液の分離手段を持つことを特徴とする
イオン源及び質量分析装置。
【請求項２６】請求項２５において、混合溶液の分離手
段が液体クロマトグラフであることを特徴とするイオン
源及び質量分析装置。
【請求項２７】請求項２５において、混合溶液の分離手
段がキャピラリー電気泳動装置であることを特徴とする
イオン源及び質量分析装置。
【請求項２８】導入された試料溶液を高速のガスにより
大気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化
するイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む
細孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオ
ン源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散
部材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限
な部屋と、前記部屋内のガスを大気中に排出するための
排気口を有することを特徴とするイオン源及び質量分析
装置。
【請求項２９】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記板状部
材の各々の穴と前記細孔の中心軸が一直線上に乗ってい
ないことを特徴とする請求項１または２８のイオン源及
び質量分析装置。
【請求項３０】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記板状部
材の１個または複数の穴の中心軸と、前記細孔の中心軸
が交わるように設置されている請求項１、２８または２
９のイオン源及び質量分析装置。
【請求項３１】前記拡散部材が１個または複数の穴を持
った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋
は、前記穴によって大気とつながっており、前記板状部
材の１個または複数の穴の中心軸と、前記細孔の中心軸
がほぼ平行に設置されている請求項１、２８または２９
のイオン源及び質量分析装置。
【請求項３２】前記拡散部材が複数の穴を持った板状部
材であり、前記細孔と拡散部材の間の部屋は、前記穴に
よって大気とつながっており、複数の穴はほぼ円に沿っ
て配置されることを特徴とする請求項１、２８または２
９のイオン源及び質量分析装置。
【請求項３３】請求項３２において、複数の穴がそれに
沿って配置されている前記円の直径が、３ミリメートル
以上４ミリメートル以下であることを特徴とする請求項
１、２８または２９のイオン源及び質量分析装置。
【請求項３４】請求項３２において、複数の穴がそれに
沿って配置されている前記円の直径を底辺とし、イオン
源と前記拡散部材との距離を高さとする二等辺三角形の
頂角が、５３度から６４度の範囲であることを特徴とす
る請求項１、２８または２９のイオン源及び質量分析装
置。
【請求項３５】導入された試料溶液を高速のガスにより
大気中に噴霧し、溶液に溶け込んでいる試料をイオン化
するイオン源と、生成されたイオンを真空中に取り込む
細孔と質量分析計を持つ質量分析装置であり、前記イオ
ン源と前記細孔の間に、噴霧された液滴を拡散する拡散
部材が設置されており、前記細孔と拡散部材の間に有限
な部屋と、前記部屋内のガスを大気中に排出するための
排気口を有し、さらに前記拡散部材は１個または複数の
穴を持った板状部材であり、前記細孔と拡散部材の間の
部屋は、前記穴によって大気とつながっており、前記板
状部材の各々の穴と前記細孔の中心軸が一直線上に乗っ
ていないことを特徴とするイオン源及び質量分析装置。
【請求項３６】請求項２８から３５において、前記拡散
部材に加熱手段を設けることを特徴とするイオン源及び
質量分析装置。
【請求項３７】請求項２８から３６において、前記拡散
部材は、噴霧された液滴を拡散する部分付近に突起物が
ないことを特徴とするイオン源及び質量分析装置。
【請求項３８】請求項２８から３７において、イオン源
の前段に、混合溶液の分離手段を持つことを特徴とする
イオン源及び質量分析装置。
【請求項３９】請求項３８において、混合溶液の分離手
段が液体クロマトグラフであることを特徴とするイオン
源及び質量分析装置。
【請求項４０】請求項３８において、混合溶液の分離手
段がキャピラリー電気泳動装置であることを特徴とする
イオン源及び質量分析装置。
【請求項４１】試料溶液供給部と、前記試料供給部から
供給された溶液が流れるキャピラリーと、前記キャピラ
リー内を流れる溶液の流量を制御する溶液流量制御手段
と、前記試料溶液を噴霧し前記試料をイオン化させるガ
ス供給部と、前記ガスの流量を制御するガス流量制御手
段と、イオン化された試料を分析する分析部と、所定溶
液流量に対して前記溶液流量制御手段と前記ガス流量制
御手段とに制御量を指示する流量制御手段とからなるこ
とを特徴とする質量分析装置。
【請求項４２】試料溶液供給部と、前記試料溶液供給部
から供給された溶液が流れるキャピラリーと、絶縁体を
介して前記溶液に電界を印加する電圧印加手段と、前記
キャピラリー内を流れる溶液の流量を制御する溶液流量
制御手段と、前記試料溶液を噴霧し前記試料をイオン化
させるガス供給部と、前記ガスの流量を制御するガス流
量制御手段と、イオン化された試料を分析する分析部
と、所定溶液流量に対して前記溶液流量制御手段と前記
ガス流量制御手段とに制御量を指示する流量制御手段と
からなることを特徴とする質量分析装置。
【請求項４３】試料溶液供給部と、前記試料供給部から
供給された溶液が流れるキャピラリーと、前記キャピラ
リー内を流れる溶液の流量を制御する溶液流量制御手段
と、前記試料溶液を噴霧し前記試料をイオン化させるガ
ス供給部と、前記ガスの流量を制御するガス流量制御手
段と、イオン化された試料を分析する分析部と、イオン
化された試料のイオン強度信号を検出する検出手段と、
前記検出手段からの信号に基づいて所定溶液流量に対し
て前記溶液流量制御手段と前記ガス流量制御手段とに制
御量を指示する流量制御手段とからなることを特徴とす
る質量分析装置。
【請求項４４】試料溶液供給部と、前記試料溶液供給部
から供給された溶液が流れるキャピラリーと、絶縁体を
介して前記溶液に電界を印加する電圧印加手段と、前記
キャピラリー内を流れる溶液の流量を制御する溶液流量
制御手段と、前記試料溶液を噴霧し前記試料をイオン化
させるガス供給部と、前記ガスの流量を制御するガス流
量制御手段と、イオン化された試料を分析する分析部
と、イオン化された試料のイオン強度信号を検出する検
出手段と、前記検出手段からの信号に基づいて所定溶液
流量に対して前記溶液流量制御手段と前記ガス流量制御
手段とに制御量を指示する流量制御手段とからなること
を特徴とする質量分析装置。