JPH11273615A - Atmospheric ionization mass spectrometry and device - Google Patents
Atmospheric ionization mass spectrometry and deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧イオン化質
量分析技術、特に、一酸化窒素（ＮＯ）や二酸化窒素
（ＮＯ2 ）等の窒素酸化物（以下、ＮＯｘという。）を
分析する技術に関し、例えば、大気や呼気等の構成物質
に酸素と窒素を含みイオン源内で一酸化窒素や二酸化窒
素等を生成し易い性質を持つ試料ガスに含まれる微量の
一酸化窒素や二酸化窒素等を高感度に検出し定量するの
に利用して有効な技術に関する。The present invention relates to an atmospheric pressure ionization mass spectrometry technique, and more particularly to a technique for analyzing nitrogen oxides (hereinafter referred to as NOx) such as nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ). For example, high sensitivity to trace amounts of nitric oxide and nitrogen dioxide contained in a sample gas that contains oxygen and nitrogen in constituent materials such as air and exhaled air and easily generates nitric oxide and nitrogen dioxide in the ion source Technology that is effective in detecting and quantifying the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、大気圧イオン質量分析装置（Ａｔ
ｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｉｏｎｉｚａ
ｔｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ。以
下、ＡＰＩＭＳという。）は、超微量分析が必要とされ
る分野、例えば、超高純度ガスを必要とする半導体プロ
セスにおいて不可欠な計測装置になっている。2. Description of the Related Art In recent years, an atmospheric pressure ion mass spectrometer (At)
Mosaic Pressure Ioniza
Tion Mass Spectrometer. Hereinafter, it is called APIMS. ) Has become an indispensable measurement device in a field where ultra-trace analysis is required, for example, in a semiconductor process that requires ultra-high purity gas.
【０００３】従来のＡＰＩＭＳとしては、特開平６−３
１１００９１号公報に記載されているものがある。この
ＡＰＩＭＳはイオン発生部と混合部と試料導入部とを備
えており、イオン発生部において一次イオン発生用ガス
の放電によって生成した一次イオンが混合部において試
料ガスと混合され、イオン−分子反応によって試料ガス
に含まれる目的物質がイオン化される。混合部において
生成したイオンは第１電極と第２電極において形成した
電界で細孔に輸送される。細孔を通過して質量分析部に
導入されたイオンは質量分離されて検出される。このＡ
ＰＩＭＳによれば、固体シリコンの堆積によるイオン源
内の汚染を低下させることができるため、安定に長時間
のイオン化が可能になり、かつ、観測イオン量を増大さ
せることができるため、高感度の分析が可能になる。A conventional APIMS is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
There is one described in Japanese Patent Publication No. 110091. This APIMS includes an ion generating section, a mixing section, and a sample introducing section. In the ion generating section, primary ions generated by discharging the primary ion generating gas are mixed with the sample gas in the mixing section, and ion-molecule reaction occurs. The target substance contained in the sample gas is ionized. The ions generated in the mixing section are transported to the pores by the electric field formed between the first electrode and the second electrode. The ions that have passed through the pores and introduced into the mass spectrometer are separated by mass and detected. This A
According to the PIMS, contamination in the ion source due to the deposition of solid silicon can be reduced, so that long-time ionization can be stably performed and the amount of observed ions can be increased. Becomes possible.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たＡＰＩＭＳにおいては、半導体装置の製造工場のクリ
ーンルームのクリーンエアや大気、人間や動物の呼気、
触媒処理された自動車の排気ガス等に含まれる超微量の
一酸化窒素や二酸化窒素等のＮＯｘ（窒素酸化物）を分
析しようとした場合には、次のような理由によって分析
することができないという問題点があることが本発明者
によって明らかにされた。すなわち、大気や呼気等の構
成成分である酸素ガスおよび窒素ガスからコロナ放電等
の放電によるイオン化によって一酸化窒素や二酸化窒素
等のＮＯｘが生成されてしまうため、大気や呼気等に元
々含まれている分析目的物質である一酸化窒素や二酸化
窒素等のＮＯｘを分析することができない。However, in the above-mentioned APIMS, clean air and air in a clean room of a semiconductor device manufacturing factory, exhalation of humans and animals,
When trying to analyze ultra-trace amounts of NOx (nitrogen oxides) such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide contained in exhaust gas of automobiles subjected to catalytic treatment, it cannot be analyzed for the following reasons. The inventors have found that there is a problem. That is, NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide is generated from oxygen gas and nitrogen gas, which are constituent components of the atmosphere and breath, by ionization by discharge such as corona discharge, and is originally contained in the atmosphere and breath. It is not possible to analyze NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide, which are analysis target substances.
【０００５】本発明の目的は、一次イオン化によって生
成される物質と同一の目的物質についても高感度に検出
し定量することができる大気圧イオン化質量分析技術を
提供することにある。An object of the present invention is to provide an atmospheric pressure ionization mass spectrometry technique capable of detecting and quantifying the same target substance as the substance produced by primary ionization with high sensitivity.
【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.
【０００８】すなわち、大気圧イオン化質量分析装置
は、電極を有し一次イオン発生用ガスが供給されるイオ
ン発生部と、このイオン発生部に取込口によって連通さ
れ試料ガスが供給される混合部と、この混合部において
前記イオン発生部側に配置された第１電極および前記イ
オン発生部と反対側に配置された第２電極と、質量分析
手段を有し前記混合部に細孔によって連通された質量分
析部とを備えている。That is, an atmospheric pressure ionization mass spectrometer comprises an ion generating section having electrodes and supplied with a primary ion generating gas, and a mixing section communicating with the ion generating section through an inlet and supplying a sample gas. A first electrode disposed on the side of the ion generating section and a second electrode disposed on the side opposite to the ion generating section in the mixing section; Mass spectrometer.
【０００９】前記した手段において、イオン発生部に一
次イオン発生用ガスが導入され、電極によってイオン化
されて一次イオンが生成される。この際、イオン化され
るガスは分析目的物質成分を含んでいないため、イオン
発生部において分析目的物質が発生することは無い。発
生された一次イオンは一次イオン発生用ガスとともに混
合部に導入され、試料ガスと混合される。混合部におい
て、試料ガスは一次イオンによるイオン−分子反応によ
ってイオン化される。イオン化された試料ガスは質量分
析部に導入され分析される。この際、混合部において試
料ガスと混合させて試料ガスをイオン化させることによ
り、分析に際しての分析目的物質の生成が防止されてい
るため、試料ガスに含まれた微量の分析目的物質を高感
度に分析することができる。In the above means, a primary ion generating gas is introduced into the ion generating section, and is ionized by the electrode to generate primary ions. At this time, since the gas to be ionized does not contain the analysis target substance component, the analysis target substance is not generated in the ion generating section. The generated primary ions are introduced into the mixing section together with the primary ion generating gas, and mixed with the sample gas. In the mixing section, the sample gas is ionized by an ion-molecule reaction by primary ions. The ionized sample gas is introduced into the mass spectrometer and analyzed. At this time, by mixing with the sample gas in the mixing section to ionize the sample gas, the generation of the analysis target substance at the time of analysis is prevented, so that a trace amount of the analysis target substance contained in the sample gas can be highly sensitive. Can be analyzed.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態であ
るＡＰＩＭＳを示す正面断面図である。図２および図３
はその作用を説明するための各拡大部分断面図である。
図４はその効果を説明するための各線図である。FIG. 1 is a front sectional view showing an APIMS according to an embodiment of the present invention. 2 and 3
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view for explaining the operation.
FIG. 4 is a diagram for explaining the effect.
【００１１】本実施形態において、本発明に係る大気圧
イオン化質量分析方法は、図１に示されているＡＰＩＭ
Ｓによって実施される。なお、以下の説明においては、
Ａという分子または原子の正イオンを｛Ａ＋｝と表記
し、一次イオン発生用ガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガス
が使用され、試料ガスとして乾燥空気（Ｎ2 ＋Ｏ2 ）が
使用され、試料ガスに含まれる分析目的物質が一酸化窒
素に設定された場合を例に取って説明する。In the present embodiment, the atmospheric pressure ionization mass spectrometry according to the present invention uses the APIM shown in FIG.
Implemented by S. In the following description,
The positive ion of the molecule or atom A is expressed as {A +}, argon (Ar) gas is used as a primary ion generating gas, and dry air (N 2 + O 2 ) is used as a sample gas, which is included in the sample gas. The case where the analysis target substance to be analyzed is set to nitric oxide will be described as an example.
【００１２】ＡＰＩＭＳ１０は質量分析部１１を形成す
るチャンバ１２を備えており、チャンバ１２には真空ポ
ンプ（図示せず）によって真空排気される排気口１３が
開設されている。チャンバ１２の一側壁の一部には肉厚
のシリンダ形状に形成された第１ホルダ１４が挿入され
て固定されており、第１ホルダ１４の中空部にはイオン
発生部１５が形成されている。The APIMS 10 has a chamber 12 for forming a mass spectrometer 11, and the chamber 12 has an exhaust port 13 which is evacuated by a vacuum pump (not shown). A first holder 14 formed in a thick cylindrical shape is inserted into and fixed to a part of one side wall of the chamber 12, and an ion generator 15 is formed in a hollow portion of the first holder 14. .
【００１３】第１ホルダ１４の外側端面には円形リング
形状に形成された第２ホルダ１６が当接されて固定され
ており、第２ホルダ１６の内周には円筒形状に形成され
たガラス管１７が同心に保持されている。第２ホルダ１
６の外側端面には円盤形状に形成された第３ホルダ１８
が当接されて固定されており、第３ホルダ１８の中心線
上には針電極用電源１９Ａに接続された針電極１９がガ
ラス管１７と同心に保持されている。第３ホルダ１８に
は一次イオン発生用ガス導入口２０がガラス管１７の中
空部に連通するように開設されており、一次イオン発生
用ガス導入口２０にはアルゴンガスからなる一次イオン
発生用ガス（以下、イオン発生用ガスという。）１が導
入されるようになっている。A second holder 16 formed in a circular ring shape is in contact with and fixed to an outer end surface of the first holder 14, and a cylindrical glass tube is formed on the inner periphery of the second holder 16. 17 are held concentrically. Second holder 1
A third holder 18 formed in a disk shape is provided on the outer end face of
A needle electrode 19 connected to a needle electrode power supply 19A is held concentrically with the glass tube 17 on the center line of the third holder 18. The third holder 18 is provided with a primary ion generating gas inlet 20 communicating with the hollow portion of the glass tube 17, and the primary ion generating gas inlet 20 is provided with a primary ion generating gas consisting of argon gas. (Hereinafter, referred to as an ion generating gas.) 1 is introduced.
【００１４】第１ホルダ１４の内側端面には絶縁材料が
使用されて円形リング形状に形成された第４ホルダ２１
が当接されて固定されており、第４ホルダ２１には第１
電極用電源２２に接続された第１電極２３が保持されて
いる。第１電極用電源２２の中心線上には円形孔形状に
形成された取込口２４が、針電極１９に対向するように
開設されている。第４ホルダ２１の反対側の端面には絶
縁材料が使用されて円形リング形状に形成された第５ホ
ルダ２５が当接されて固定されており、第５ホルダ２５
には第２電源２６に接続された第２電極２７が保持され
ている。第２電極２７の中心線上には細孔２８が開設さ
れており、第２電極２７の反対側の端面には細孔２８を
質量分析手段に連通させるための連通管２９が接続され
ている。第１電極２３と第２電極２７との間には混合部
３０が形成されている。A fourth holder 21 is formed on the inner end face of the first holder 14 in a circular ring shape by using an insulating material.
Are fixed in contact with each other.
The first electrode 23 connected to the electrode power supply 22 is held. On the center line of the first electrode power supply 22, an intake port 24 formed in a circular hole shape is opened so as to face the needle electrode 19. A fifth holder 25 made of an insulating material and formed in a circular ring shape is in contact with and fixed to an end face on the opposite side of the fourth holder 21.
Holds a second electrode 27 connected to a second power supply 26. A pore 28 is formed on the center line of the second electrode 27, and a communication pipe 29 for connecting the pore 28 to the mass spectrometer is connected to the end face on the opposite side of the second electrode 27. The mixing section 30 is formed between the first electrode 23 and the second electrode 27.
【００１５】第１ホルダ１４、第４ホルダ２１および第
１電極２３には試料ガス導入路３１が混合部３０の内部
とチャンバ１２の外部とを連絡するように開設されてお
り、試料ガス導入路３１には試料ガスとしての乾燥空気
（以下、試料ガスという。）２が供給されるようになっ
ている。試料ガス導入路３１に供給された試料ガス２は
混合部３０に導入されるようになっている。The first holder 14, the fourth holder 21, and the first electrode 23 are provided with a sample gas introduction path 31 so as to communicate between the inside of the mixing section 30 and the outside of the chamber 12. Dry air (hereinafter referred to as sample gas) 2 as a sample gas is supplied to 31. The sample gas 2 supplied to the sample gas introduction path 31 is introduced into the mixing section 30.
【００１６】第１ホルダ１４にはイオン発生部用排気路
３２がイオン発生部１５とチャンバ１２の外部とを連絡
するように開設されており、この排気路３２はイオン発
生部１５の内部の余剰ガス３を排気するようになってい
る。また、第１ホルダ１４、第４ホルダ２１および第１
電極２３には混合部用排気路３３が混合部３０の内部と
チャンバ１２の外部とを連絡するように開設されてお
り、この排気路３３は混合部３０の内部の余剰ガス４を
排出するようになっている。The first holder 14 is provided with an exhaust path 32 for the ion generator so as to connect the ion generator 15 to the outside of the chamber 12. The gas 3 is exhausted. The first holder 14, the fourth holder 21, and the first
The electrode 23 is provided with an exhaust passage 33 for the mixing section so as to connect the inside of the mixing section 30 and the outside of the chamber 12, and the exhaust path 33 discharges the surplus gas 4 inside the mixing section 30. It has become.
【００１７】次に、本発明の一実施の形態である大気圧
イオン化質量分析方法を前記構成に係るＡＰＩＭＳ１０
が使用される場合について説明する。Next, an atmospheric pressure ionization mass spectrometry method according to an embodiment of the present invention is described in the APIMS 10 according to the above configuration.
The case where is used will be described.
【００１８】一次イオン発生用ガス導入口２０に供給さ
れたアルゴンガスからなるイオン発生用ガス１は、ガラ
ス管１７を流通してイオン発生部１５に導入され、針電
極１９の先端で発生するコロナ放電によってイオン化さ
れる。これにより、図２に示されているように、イオン
発生部１５には一次イオン｛Ａｒ＋｝（以下、一次イオ
ンという。）５が生成される。The ion generating gas 1 composed of argon gas supplied to the primary ion generating gas inlet 20 flows through the glass tube 17, is introduced into the ion generating section 15, and is generated at the tip of the needle electrode 19. Ionized by discharge. Thereby, as shown in FIG. 2, primary ions {Ar +} (hereinafter, referred to as primary ions) 5 are generated in the ion generator 15.
【００１９】イオン発生部１５に導入されたイオン発生
用ガス１の一部は第１電極２３の取込口２４から混合部
３０に図２に示されているように流れ込む。一次イオン
５はこのガスの流れ、および、針電極１９と第１電極２
３との電位差によって混合部３０に取り込まれる。針電
極１９と第１電極２３の電位差は、針電極１９が接続さ
れた針電極用電源１９Ａと第１電極２３が接続された第
１電極用電源２２とによって与えられる。A part of the ion generating gas 1 introduced into the ion generating section 15 flows into the mixing section 30 from the inlet 24 of the first electrode 23 as shown in FIG. The primary ions 5 flow through this gas, and the needle electrode 19 and the first electrode 2
3 is taken into the mixing section 30 due to the potential difference from the third. The potential difference between the needle electrode 19 and the first electrode 23 is given by a needle electrode power supply 19A to which the needle electrode 19 is connected and a first electrode power supply 22 to which the first electrode 23 is connected.
【００２０】イオン発生部１５に導入されたイオン発生
用ガス１の残りの余剰ガス３は、図１に示されているよ
うにイオン発生部用排気路３２を通じてチャンバ１２の
外部へ排出される。この余剰ガス３の排気流量をイオン
発生用ガス１の供給流量よりも小さく制御することによ
り、混合部３０からイオン発生部１５への試料ガス２の
逆流を低減させることができる。The remaining surplus gas 3 of the ion generating gas 1 introduced into the ion generating unit 15 is discharged to the outside of the chamber 12 through the ion generating unit exhaust path 32 as shown in FIG. By controlling the exhaust flow rate of the surplus gas 3 to be smaller than the supply flow rate of the ion generation gas 1, the backflow of the sample gas 2 from the mixing section 30 to the ion generation section 15 can be reduced.
【００２１】分析目的物質である一酸化窒素６を含んだ
試料ガス２は試料ガス導入路３１に供給され、混合部３
０に導入される。混合部３０に導入された試料ガス２が
一次イオン５と混合すると、窒素原子、酸素原子および
一酸化窒素分子のイオン化ポテンシャルはアルゴン原子
のそれよりも低いため、イオン−分子反応によって図３
に示されているように、窒素原子陽イオン｛Ｎ2 ＋｝
８、酸素原子陽イオン｛Ｏ2 ＋｝９、一酸化窒素陽イオ
ン｛ＮＯ＋｝７としてイオン化される。この際、分析目
的物質である一酸化窒素分子のイオン化ポテンシャルは
酸素原子および窒素原子のそれよりも低いため、一酸化
窒素陽イオン｛ＮＯ＋｝７が高効率をもって生成され
る。A sample gas 2 containing nitrogen monoxide 6 as an analysis target substance is supplied to a sample gas introduction path 31,
0 is introduced. When the sample gas 2 introduced into the mixing section 30 is mixed with the primary ions 5, the ionization potentials of nitrogen, oxygen, and nitric oxide molecules are lower than those of argon atoms.
, The nitrogen atom cation {N 2 +}
8. Oxygen atom cations ｛O 2 +｝ 9 and nitric oxide cations ｛NO +｝ 7 are ionized. At this time, since the ionization potential of the nitrogen monoxide molecule, which is the analysis target substance, is lower than those of the oxygen atom and the nitrogen atom, the nitric oxide cation ｛NO + 生成 7 is generated with high efficiency.
【００２２】他面、混合部３０におけるイオン−分子反
応はきわめて穏やかなイオン化反応であることによって
分子の励起や解離などが抑制されるため、試料ガス２で
ある乾燥空気自体の窒素原子と酸素原子とのイオン化反
応によって、乾燥空気自体から分析目的物質である一酸
化窒素分子およびそれの陽イオンが生成されてしまう現
象は発生しない。したがって、試料ガス２に元来含まれ
た分析目的物質である一酸化窒素６の分子以外に、試料
ガス２の乾燥空気から新たに一酸化窒素分子が生成され
ることはないし、この一酸化窒素分子がイオン化されて
一酸化窒素分子イオンが生成されることもない。On the other hand, since the ion-molecule reaction in the mixing section 30 is an extremely gentle ionization reaction, excitation and dissociation of molecules are suppressed, so that nitrogen atoms and oxygen atoms in the dry air itself, which is the sample gas 2, are suppressed. The phenomenon that nitrogen monoxide molecules, which are the analysis target substance, and cations thereof are generated from the dry air itself by the ionization reaction with the hydrogen atom does not occur. Therefore, in addition to the molecules of nitrogen monoxide 6 which is the analysis target substance originally contained in the sample gas 2, no new nitrogen monoxide molecules are generated from the dry air of the sample gas 2, and this nitric oxide is not generated. The molecules are not ionized to produce nitric oxide molecular ions.
【００２３】以上のようにして混合部３０においてイオ
ン化された本来の分析目的物質である一酸化窒素陽イオ
ン｛ＮＯ＋｝７は、窒素原子陽イオン｛Ｎ2 ＋｝、酸素
原子陽イオン｛Ｏ2 ＋｝と共に、図３に示されているよ
うに、細孔２８から連通管２９に吸引されて質量分析部
１１の質量分析手段に送給される。The nitric oxide cation ｛NO +｝ 7, which is the original analysis target substance ionized in the mixing section 30 as described above, is composed of nitrogen cation ｛N 2 +｝ and oxygen cation ｛O 2 Along with +３, as shown in FIG. 3, it is sucked into the communication tube 29 from the fine hole 28 and is sent to the mass analysis means of the mass analysis unit 11.
【００２４】すなわち、混合部３０内の一酸化窒素陽イ
オン７、窒素原子陽イオン８、酸素原子陽イオン９は、
第１電極２３と第２電極２７との間の電位差によって第
２電極２７の細孔２８を通されて高真空の質量分析部１
１の連通管２９に吸引される。第１電極２３と第２電極
２７の電位差は第１電極２３が接続された第１電極用電
源２２と、第２電極２７が接続された第２電極用電源２
６とによって与えられる。That is, the nitric oxide cation 7, nitrogen atom cation 8, and oxygen atom cation 9 in the mixing section 30
Due to the potential difference between the first electrode 23 and the second electrode 27, the high vacuum mass spectrometer 1 is passed through the pores 28 of the second electrode 27.
It is sucked into one communication pipe 29. The potential difference between the first electrode 23 and the second electrode 27 is determined by the power supply 22 for the first electrode to which the first electrode 23 is connected and the power supply 2 for the second electrode to which the second electrode 27 is connected.
6 and
【００２５】質量分析手段において分析が実行されるに
際して、混合部３０から質量分析手段に供給されて来る
一酸化窒素陽イオン７は試料ガス２に元来含まれた分析
目的物質である一酸化窒素６がイオン化されたものだけ
であり、しかも、試料ガス２に元来含まれた分析目的物
質である一酸化窒素６は混合部３０において高効率をも
ってイオン化されたものであるため、質量分析手段は試
料ガス（乾燥空気）２に元来含まれた分析対象物質であ
る一酸化窒素６についての分離分析を高感度に実行する
ことになる。When the analysis is performed in the mass spectrometry means, the nitric oxide cation 7 supplied from the mixing section 30 to the mass spectrometry means is composed of nitrogen monoxide which is the analysis target substance originally contained in the sample gas 2. 6 is ionized only, and the nitrogen monoxide 6 originally contained in the sample gas 2, which is an analysis target substance, is ionized with high efficiency in the mixing section 30. Separation analysis of nitrogen monoxide 6 which is an analysis target substance originally contained in the sample gas (dry air) 2 will be executed with high sensitivity.
【００２６】図４は試料ガスが一酸化窒素や二酸化窒素
等のＮＯｘを含まない乾燥空気である場合の分析結果を
示す質量スペクトルの線図であり、（ａ）は比較例を示
しており、（ｂ）は本実施の形態を示している。FIG. 4 is a mass spectrum diagram showing the results of analysis when the sample gas is dry air containing no NOx such as nitric oxide or nitrogen dioxide, and FIG. 4A shows a comparative example. (B) shows this embodiment.
【００２７】図４において、縦軸にはイオン強度（Ａ）
が、横軸には質量数がそれぞれ取られている。（ａ）の
比較例は従来例に相当し、イオン発生用ガス１と試料ガ
ス２とがイオン発生部１５に共に導入されて、試料ガス
２がイオン化された場合である。（ｂ）は前記実施形態
の通り、混合部３０において一次イオン５と試料ガス２
とが混合されてイオン化される場合である。但し、試料
ガス２としては一酸化窒素や二酸化窒素等のＮＯｘを含
まないように予め調製された乾燥空気である標準ガスが
使用されている。In FIG. 4, the vertical axis represents the ion intensity (A).
However, the horizontal axis indicates the mass number. The comparative example (a) corresponds to the conventional example, in which the ion generating gas 1 and the sample gas 2 are both introduced into the ion generating unit 15 and the sample gas 2 is ionized. (B) shows the primary ion 5 and the sample gas 2 in the mixing section 30 as in the above embodiment.
Are mixed and ionized. However, as the sample gas 2, a standard gas which is dry air prepared in advance so as not to contain NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide is used.
【００２８】図４（ａ）のスペクトルによれば、質量数
〔３０〕の一酸化窒素イオン｛ＮＯ＋｝および質量数
〔４６〕の二酸化窒素イオン｛ＮＯ2 ＋｝が検出されて
いることが分かる。試料ガスとして前記した標準ガスが
使用されているため、これらのイオンは検出されない筈
である。したがって、これは、イオン発生部１５のコロ
ナ放電によってイオン発生部１５に導入された試料ガス
である乾燥空気の窒素および酸素から質量数〔３０〕の
一酸化窒素イオン｛ＮＯ＋｝および質量数〔４６〕の二
酸化窒素イオン｛ＮＯ2 ＋｝が生成されてしまったこと
を、示している。According to the spectrum of FIG. 4A, it can be seen that nitric oxide ion {NO +} of mass number [30] and nitrogen dioxide ion {NO 2 +} of mass number [46] are detected. . Since the above-mentioned standard gas is used as the sample gas, these ions should not be detected. Therefore, this is because nitrogen ion {NO +} and mass number [46] of mass number [30] are obtained from nitrogen and oxygen of dry air which is a sample gas introduced into ion generation section 15 by corona discharge of ion generation section 15. ] NO 2 +} have been generated.
【００２９】図４（ｂ）のスペクトルによれば、質量数
〔３０〕、〔４６〕のピークは検出されていない。試料
ガスとして前記した標準ガスが使用されているため、質
量数〔３０〕の一酸化窒素イオン｛ＮＯ＋｝および質量
数〔４６〕の二酸化窒素イオン｛ＮＯ2 ＋｝が検出され
ないのが本来である。これは、前記実施形態においては
試料ガスである乾燥空気の窒素および酸素から質量数
〔３０〕の一酸化窒素イオン｛ＮＯ＋｝および質量数
〔４６〕の二酸化窒素イオン｛ＮＯ2 ＋｝が生成されな
いことを実証していることを意味している。According to the spectrum of FIG. 4B, no peaks of mass numbers [30] and [46] are detected. Since the above-mentioned standard gas is used as the sample gas, the nitric oxide ion {NO +} of mass number [30] and the nitrogen dioxide ion {NO 2 +} of mass number [46] are not originally detected. . This is because, in the above-described embodiment, nitrogen monoxide ions {NO +} and nitrogen dioxide ions {NO 2 +} having a mass number of [46] are not generated from nitrogen and oxygen of dry air which is a sample gas. It means that it has been demonstrated.
【００３０】図４により、本実施形態によれば、乾燥空
気の窒素および酸素からイオン化によって一酸化窒素や
二酸化窒素等のＮＯｘが生成されるのを防止することが
できることが実証される。その結果、本実施形態によれ
ば、一酸化窒素や二酸化窒素等のＮＯｘを含む乾燥空気
が試料ガスに指定され、分析目的物質が一酸化窒素や二
酸化窒素等のＮＯｘと指定された場合であっても、分析
目的物質を正確かつ高感度に分析する可能であることが
証明されたことになる。FIG. 4 demonstrates that according to the present embodiment, it is possible to prevent the formation of NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide by ionization from nitrogen and oxygen in dry air. As a result, according to the present embodiment, the dry air containing NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide is designated as the sample gas, and the analysis target substance is designated as NOx such as nitric oxide and nitrogen dioxide. Even so, it has been proved that it is possible to analyze the target substance accurately and with high sensitivity.
【００３１】図５は本発明の他の実施形態であるＡＰＩ
ＭＳを示す回路図を含む模式図である。FIG. 5 shows an API according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram including a circuit diagram showing MS.
【００３２】本実施形態において、一次イオン発生用ガ
ス導入口２０には一次イオン発生用ガス供給路４０が接
続されている。一次イオン発生用ガス供給路４０には上
流側から順に、一次イオン発生用ガスであるアルゴンガ
スの供給源４１、絞り弁４２、圧力調整器４３、流量調
整器４４および純化装置４５が介設されている。純化装
置４５にはモレキュラシーブが使用されており、一次イ
オン発生用ガス供給路４０を流通するアルゴンガス中の
不純物を吸着して純化するようになっている。In this embodiment, a primary ion generating gas supply passage 40 is connected to the primary ion generating gas inlet 20. A supply source 41 of an argon gas serving as a primary ion generating gas, a throttle valve 42, a pressure regulator 43, a flow regulator 44, and a purifying device 45 are provided in the primary ion generating gas supply path 40 in this order from the upstream side. ing. A molecular sieve is used for the purifying device 45, and is configured to adsorb impurities in the argon gas flowing through the primary ion generating gas supply passage 40 to purify the impurities.
【００３３】試料ガス導入路３１には試料ガス供給路４
９が接続されている。試料ガス供給路４９には上流側か
ら順に、イオン発生用ガスの標準ガス供給源５１、絞り
弁５２、圧力調整器５３、流量調整器５４、コック５５
および純化装置５６が介設されている。純化装置５６に
はキャリアガス供給路５７が接続されており、キャリア
ガス供給路５７には上流側から順に、キャリアガス５８
の供給源５９、絞り弁６０、圧力調整器６１および流量
調整器６２が介設されている。また、純化装置５６には
サンプルバック６３がコック６４を介して接続されてい
る。The sample gas supply path 4 is connected to the sample gas supply path 31.
9 is connected. A standard gas supply source 51 of an ion generating gas, a throttle valve 52, a pressure regulator 53, a flow regulator 54, a cock 55
And a purification device 56 is interposed. A carrier gas supply path 57 is connected to the purification device 56, and the carrier gas supply path 57 is sequentially connected to the carrier gas supply path 57 from the upstream side.
, A throttle valve 60, a pressure regulator 61, and a flow regulator 62 are interposed. A sample bag 63 is connected to the purifying device 56 via a cock 64.
【００３４】次に、本発明の他の実施の形態である大気
圧イオン化質量分析方法を図５に示されているＡＰＩＭ
Ｓ１０が使用される場合について説明する。Next, an atmospheric pressure ionization mass spectrometry method according to another embodiment of the present invention is shown in FIG.
The case where S10 is used will be described.
【００３５】イオン発生用ガス１であるアルゴンガスは
圧力調整器４３によって一定圧力に保たれ、流量調整器
４４によって一定流量に調整されながら、純化装置４５
を通って一次イオン発生用ガス導入口２０に供給され
る。純化装置４５を通過する際に、イオン発生用ガス１
であるアルゴンガス中の不純物はモレキュラシーブに吸
着されて除去される。The argon gas, which is the ion generating gas 1, is maintained at a constant pressure by the pressure regulator 43, and is adjusted to a constant flow by the flow regulator 44 while the purifier 45 is being adjusted.
The gas is supplied to the primary ion generating gas inlet 20 through the inlet. When passing through the purifier 45, the ion generating gas 1
The impurities in the argon gas are adsorbed and removed by the molecular sieve.
【００３６】一次イオン発生用ガス導入口２０に供給さ
れたアルゴンガスからなるイオン発生用ガス１は、ガラ
ス管１７を流通してイオン発生部１５に導入され、針電
極１９の先端で発生するコロナ放電によってイオン化さ
れる。これにより、イオン発生部１５には一次イオン５
が生成される（図３参照）。The ion generating gas 1 made of argon gas supplied to the primary ion generating gas inlet 20 flows through the glass tube 17, is introduced into the ion generating section 15, and is generated at the tip of the needle electrode 19. Ionized by discharge. As a result, the primary ions 5 are
Is generated (see FIG. 3).
【００３７】イオン発生部１５に導入されたイオン発生
用ガス１の一部は第１電極２３の取込口２４から混合部
３０に流れ込む。一次イオン５はこのガスの流れ、およ
び、針電極１９と第１電極２３との電位差によって混合
部３０に取り込まれる（図３参照）。A part of the ion generating gas 1 introduced into the ion generating part 15 flows into the mixing part 30 from the inlet 24 of the first electrode 23. The primary ions 5 are taken into the mixing section 30 by the flow of this gas and the potential difference between the needle electrode 19 and the first electrode 23 (see FIG. 3).
【００３８】一方、試料ガス導入路３１に接続された試
料ガス供給路４９において、純化装置５６の温度は、試
料ガス２の中の目的分析物質である一酸化窒素分子を高
速で透過させるための温度である８０℃〜１１０℃に保
たれている。キャリアガス供給路５７からはキャリアガ
ス５８としてクリーンエアが、圧力調整器６１によって
一定圧力に保たれ、流量調整器６２によって一定流量に
調整された状態で純化装置５６に供給され、純化装置５
６を通じて混合部３０に導入されている。On the other hand, in the sample gas supply path 49 connected to the sample gas introduction path 31, the temperature of the purifier 56 is set so that the nitrogen monoxide molecule as the target analyte in the sample gas 2 is transmitted at high speed. The temperature is maintained at 80 ° C to 110 ° C. From the carrier gas supply path 57, clean air as a carrier gas 58 is supplied to the purifier 56 while being maintained at a constant pressure by the pressure regulator 61 and adjusted to a constant flow rate by the flow regulator 62, and is supplied to the purifier 5.
6 and introduced into the mixing section 30.
【００３９】この状態で、窒素ガス中に一酸化窒素が
０．１ｐｐｍだけ含有された標準ガスが試料ガス供給路
４９の標準ガス供給源５１から試料ガス供給路４９に供
給される。標準ガス供給源５１から供給された標準ガス
５０は圧力調整器５３によって一定圧力に保たれ、流量
調整器５４によって一定流量に調整された状態で、数分
間だけ純化装置５６に供給される。この標準ガス５０の
供給によって、試料ガス供給路４９の純化装置５６のモ
レキュラシーブが一酸化窒素の飽和吸着量になるのを待
つ。純化装置５６のモレキュラシーブが飽和吸着量に達
すると、標準ガス５０の純化装置５６に対する供給は停
止される。In this state, a standard gas containing 0.1 ppm of nitrogen monoxide in the nitrogen gas is supplied to the sample gas supply channel 49 from the standard gas supply source 51 of the sample gas supply channel 49. The standard gas 50 supplied from the standard gas supply source 51 is maintained at a constant pressure by the pressure regulator 53, and is supplied to the purification device 56 for a few minutes while being adjusted to a constant flow rate by the flow regulator 54. The supply of the standard gas 50 waits until the molecular sieve of the purifier 56 of the sample gas supply path 49 reaches the saturated adsorption amount of nitric oxide. When the molecular sieve of the purifier 56 reaches the saturated adsorption amount, the supply of the standard gas 50 to the purifier 56 is stopped.
【００４０】次いで、コック６４が開かれることによ
り、サンプルバック６３に貯留された試料ガスとしての
大気や呼気が試料ガス供給路４９の純化装置５６に供給
される。この際、純化装置５６のモレキュラシーブは一
酸化窒素については飽和吸着量に達しているため、純化
装置５６に供給された標準ガス５０のうち一酸化窒素ガ
スだけを含有した窒素ガスが純化装置５６を透過するこ
とができる。すなわち、水分や有機物等の分析の妨害物
質は純化装置５６のモレキュラシーブによって吸着され
る。Next, when the cock 64 is opened, the atmosphere or exhaled air as the sample gas stored in the sample bag 63 is supplied to the purifying device 56 of the sample gas supply path 49. At this time, since the molecular sieve of the purifier 56 has reached the saturated adsorption amount of nitric oxide, the nitrogen gas containing only the nitric oxide gas out of the standard gas 50 supplied to the purifier 56 is supplied to the purifier 56. Can be transmitted. That is, substances that disturb the analysis, such as moisture and organic substances, are adsorbed by the molecular sieve of the purifier 56.
【００４１】この結果、試料ガス供給路４９からはクリ
ーンエアであるキャリアガス５８と、試料ガスとして分
析目的物質である一酸化窒素を含んだ窒素ガスが供給さ
れることになる。すなわち、純粋な試料ガス２がキャリ
アガス５８によって試料ガス導入路３１から混合部３０
に導入される。As a result, a carrier gas 58 as clean air and a nitrogen gas containing nitrogen monoxide as an analysis target substance are supplied from the sample gas supply path 49 as a sample gas. That is, the pure sample gas 2 is supplied from the sample gas introduction path 31 to the mixing section 30 by the carrier gas 58.
Will be introduced.
【００４２】以上のようにして混合部３０に導入された
試料ガス２が一次イオン５と混合すると、窒素原子、酸
素原子および一酸化窒素分子のイオン化ポテンシャルは
アルゴン原子のそれよりも低いため、イオン−分子反応
によって窒素原子陽イオン｛Ｎ2 ＋｝８、酸素原子陽イ
オン｛Ｏ2 ＋｝９、一酸化窒素陽イオン｛ＮＯ＋｝７と
してイオン化される（図４参照）。この際、分析目的物
質である一酸化窒素分子のイオン化ポテンシャルは酸素
原子および窒素原子のそれよりも低いため、一酸化窒素
陽イオン｛ＮＯ＋｝７が高効率をもって生成される。When the sample gas 2 introduced into the mixing section 30 as described above is mixed with the primary ions 5, the ionization potentials of nitrogen, oxygen and nitric oxide molecules are lower than those of argon atoms. It is ionized by molecular reaction as nitrogen atom cation ｛N 2 +｝ 8, oxygen atom cation ｛O 2 +｝ 9, and nitric oxide cation ｛NO +｝ 7 (see FIG. 4). At this time, since the ionization potential of the nitrogen monoxide molecule, which is the analysis target substance, is lower than those of the oxygen atom and the nitrogen atom, the nitric oxide cation ｛NO + 生成 7 is generated with high efficiency.
【００４３】他面、混合部３０におけるイオン−分子反
応はきわめて穏やかなイオン化反応であることによって
分子の励起や解離などが抑制されるため、試料ガス２で
ある乾燥空気自体の窒素原子と酸素原子とのイオン化反
応によって、乾燥空気自体から分析目的物質である一酸
化窒素分子およびそれの陽イオンが生成されてしまう現
象は発生しない。したがって、試料ガス２に元来含まれ
た分析目的物質である一酸化窒素５の分子以外に、試料
ガス２の乾燥空気から新たに一酸化窒素分子が生成され
ることはないし、この一酸化窒素分子がイオン化されて
一酸化窒素分子イオンが生成されることもない。On the other hand, since the ion-molecule reaction in the mixing section 30 is an extremely gentle ionization reaction, the excitation and dissociation of molecules are suppressed, so that the nitrogen and oxygen atoms of the dry air itself, which is the sample gas 2, are suppressed. The phenomenon that nitrogen monoxide molecules, which are the analysis target substance, and cations thereof are generated from the dry air itself by the ionization reaction with the hydrogen atom does not occur. Therefore, in addition to the molecules of nitric oxide 5 which is the analysis target substance originally contained in the sample gas 2, no new nitric oxide molecules are generated from the dry air of the sample gas 2, and this nitric oxide is not generated. The molecules are not ionized to produce nitric oxide molecular ions.
【００４４】以上のようにして混合部３０においてイオ
ン化された本来の分析目的物質である一酸化窒素陽イオ
ン｛ＮＯ＋｝７は、前記実施形態と同様に、窒素原子陽
イオン｛Ｎ2 ＋｝、酸素原子陽イオン｛Ｏ2 ＋｝と共に
細孔２８から連通管２９に吸引されて質量分析部１１の
質量分析手段に送給される。As described above, the nitric oxide cation {NO +} 7, which is the original substance to be analyzed, ionized in the mixing section 30 is the nitrogen atom cation {N 2 +}, The oxygen atoms and cations {O 2 +} are sucked from the fine holes 28 into the communication tube 29 and are sent to the mass analysis means of the mass analysis unit 11.
【００４５】質量分析手段において分析が実行されるに
際して、混合部３０から質量分析手段に供給されて来る
一酸化窒素陽イオン７は試料ガス２に元来含まれた分析
目的物質である一酸化窒素６がイオン化されたものだけ
であり、しかも、試料ガス２に元来含まれた分析目的物
質である一酸化窒素６は混合部３０において高効率をも
ってイオン化されたものであるため、質量分析手段は試
料ガス（乾燥空気）２に元来含まれた分析対象物質であ
る一酸化窒素６についての分離分析を高感度に実行する
ことになる。When the analysis is performed in the mass spectrometry means, the nitric oxide cation 7 supplied from the mixing section 30 to the mass spectrometry means is a nitric oxide, which is an analysis target substance originally contained in the sample gas 2. 6 is ionized only, and the nitrogen monoxide 6 originally contained in the sample gas 2, which is an analysis target substance, is ionized with high efficiency in the mixing section 30. Separation analysis of nitrogen monoxide 6 which is an analysis target substance originally contained in the sample gas (dry air) 2 will be executed with high sensitivity.
【００４６】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.
【００４７】一次イオン発生用ガスとしては、アルゴン
ガスを使用するに限らない。例えば、水分（Ｈ2 Ｏ）の
多い空気を試料ガス２とし、分析目的物質である一酸化
窒素を分析する場合には、キセノン（Ｘｅ）ガス等の水
分と一酸化窒素との間にイオン化ポテンシャルのあるガ
スをイオン発生用ガス１として用いることにより、空気
中の一酸化窒素を水分の影響を受けずに高感度に分析す
ることができる。The primary ion generating gas is not limited to the use of argon gas. For example, when air having a large amount of moisture (H 2 O) is used as the sample gas 2 and nitrogen monoxide as an analysis target substance is analyzed, an ionization potential is generated between moisture such as xenon (Xe) gas and nitric oxide. By using a gas having a gas as the ion generating gas 1, nitrogen monoxide in the air can be analyzed with high sensitivity without being affected by moisture.
【００４８】また、一次イオン発生用ガスとしては、ア
ルゴンガスおよびキセノンガス等の試料ガス中の分析目
的物質の分子よりもイオン化ポテンシャルが高い原子ま
たは分子のガスを使用するに限らず、試料ガス中の分析
目的物質の分子よりもプロトン親和力が小さい原子また
は分子のガス、および、試料ガス中の分析目的物質の分
子よりもエレクトロン親和力が小さい原子または分子の
ガスを使用してもよい。The gas for generating primary ions is not limited to gas of atoms or molecules having a higher ionization potential than molecules of the analysis target substance in the sample gas, such as argon gas and xenon gas. A gas of an atom or a molecule having a smaller proton affinity than that of the molecule of the analysis target substance and a gas of an atom or a molecule having a smaller electron affinity than the molecule of the analysis target substance in the sample gas may be used.
【００４９】次の表１は代表的な原子および分子のイオ
ン化ポテンシャル（Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎ
ｔｉａｌ）、プロトン親和力（陽子親和力。Ｐｒｏｔｏ
ｎＡｆｆｉｎｉｔｙ）、エレクトロン親和力（Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ａｆｆｉｎｉｔｙ）を示している。イオン化
ポテンシャルの値が大きい分子ほどイオン化し難くく、
また、プロトン親和力およびエレクトロン親和力の値が
大きい分子ほどイオン化し易い。例えば、Ａｒをイオン
生成ガスとし、ＮＯ、ＮＯ2 を分析目的物質とすれば、
プラスイオンモードで分析が可能となり、また、Ｏ2 を
イオン生成ガスとしＮＯ2 を分析目的物質とすればマイ
ナスモードで分析が可能になる。Table 1 below shows the ionization potential of representative atoms and molecules.
tial), proton affinity (proton affinity. Proto)
nAffinity), electron affinity (Elec)
tron Affinity). Molecules with higher values of ionization potential are more difficult to ionize,
In addition, a molecule having a larger value of the proton affinity and the electron affinity is more easily ionized. For example, if Ar is an ion generation gas and NO and NO 2 are analysis target substances,
The analysis can be performed in the positive ion mode, and the analysis can be performed in the negative mode if O 2 is used as the ion generating gas and NO 2 is used as the analysis target substance.
【００５０】 [0050]
【００５１】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の製造工場のクリーンルームのクリーンエアに含ま
れるＮＯｘの分析に適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、大気や人間の呼気、触
媒処理された自動車の排気ガス等に含まれる超微量の一
酸化窒素や二酸化窒素等のＮＯｘを分析しようとする場
合、さらには、廃棄物焼却処理施設から排気される排気
ガス中に含まれるダイオキシン等の極微量の汚染物質の
分析する場合等の大気圧イオン化質量分析技術全般に適
用することができる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the analysis of NOx contained in clean air in a clean room of a semiconductor device manufacturing factory, which is the background of application, has been described.
The present invention is not limited to this. If it is intended to analyze ultra-trace NOx such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide contained in the atmosphere, human breath, and exhaust gas of a catalyzed automobile, it is also necessary to analyze waste. The present invention can be applied to all atmospheric pressure ionization mass spectrometry techniques, such as when analyzing trace amounts of contaminants such as dioxins contained in exhaust gas exhausted from incineration facilities.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【００５３】試料ガスに含まれた分析目的物質の大気圧
イオン分析に際して、試料ガスに対する放電による試料
ガス成分の原子または分子の分離再結合によって分析目
的物質が生成されてしまう場合であっても、イオン発生
部において予め発生させた一次イオンを混合部に供給
し、混合部において試料ガスと混合させて試料ガスをイ
オン化させることにより、大気圧イオン分析に際しての
分析目的物質の生成を防止することができるため、試料
ガスに含まれた微量の分析目的物質を高感度に分析する
ことができる。In the atmospheric pressure ion analysis of the analysis target substance contained in the sample gas, even if the analysis target substance is generated by the separation and recombination of the atoms or molecules of the sample gas component due to the discharge of the sample gas, The primary ions generated in advance in the ion generating section are supplied to the mixing section, and mixed with the sample gas in the mixing section to ionize the sample gas, thereby preventing generation of a target substance for analysis at atmospheric pressure ion analysis. Therefore, a trace amount of the analysis target substance contained in the sample gas can be analyzed with high sensitivity.
【図１】本発明の一実施の形態であるＡＰＩＭＳを示す
正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing an APIMS according to an embodiment of the present invention.
【図２】その作用を説明するための一次イオン発生の過
程を示す各拡大部分断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing a process of generating primary ions for explaining the operation.
【図３】同じく混合の過程を示す拡大部分断面図であ
る。FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing a mixing process.
【図４】その効果を説明するための各線図であり、
（ａ）は比較例の場合を示しており、（ｂ）は本実施形
態の場合を示している。FIG. 4 is a diagram for explaining the effect;
(A) shows the case of the comparative example, and (b) shows the case of the present embodiment.
【図５】本発明の他の実施の形態であるＡＰＩＭＳを示
す回路図を含む模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram including a circuit diagram showing an APIMS according to another embodiment of the present invention.
１…一次イオン発生用ガス、２…試料ガス、３…余剰ガ
ス、４…余剰ガス、５…一次イオン、６…一酸化窒素、
７…一酸化窒素陽イオン、８…窒素原子陽イオン、９…
酸素原子陽イオン、１０…ＡＰＩＭＳ（大気圧イオン化
質量分析装置）、１１…質量分析部、１２…チャンバ、
１３…排気口、１４…第１ホルダ、１５…イオン発生
部、１６…第２ホルダ、１７…ガラス管、１８…第３ホ
ルダ、１９…針電極、１９Ａ…針電極用電源、２０…一
次イオン発生用ガス導入口、２１…第４ホルダ、２２…
第１電極用電源、２３…第１電極、２４…取込口、２５
…第５ホルダ、２６…第２電極用電源、２７…第２電
極、２８…細孔、２９…連通管、３０…混合部、３１…
試料ガス導入路、３２…イオン発生部用排気路、３３…
混合部用排気路、４０…一次イオン発生用ガス供給路、
４１…アルゴンガスの供給源、４２…絞り弁、４３…圧
力調整器、４４…流量調整器、４５…純化装置、４９…
試料ガス供給路、５０…標準ガス、５１…標準ガス供給
源、５２…絞り弁、５３…圧力調整器、５４…流量調整
器、５５…コック、５６…純化装置、５７…キャリアガ
ス供給路、５８…キャリアガス、５９…キャリア供給
源、６０…絞り弁、６１…圧力調整器、６２…流量調整
器、６３…サンプルバック、６４…コック。1 ... Primary ion generating gas, 2 ... Sample gas, 3 ... Surplus gas, 4 ... Surplus gas, 5 ... Primary ion, 6 ... Nitric oxide,
7 ... Nitric oxide cation, 8 ... Nitrogen atom cation, 9 ...
Oxygen atom cation, 10 ... APIMS (atmospheric pressure ionization mass spectrometer), 11 ... mass spectrometer, 12 ... chamber,
Reference Signs List 13 exhaust port, 14 first holder, 15 ion generator, 16 second holder, 17 glass tube, 18 third holder, 19 needle electrode, 19A needle electrode power supply, 20 primary ion Gas inlet for generation, 21 ... Fourth holder, 22 ...
1st electrode power supply, 23 ... 1st electrode, 24 ... intake, 25
... Fifth holder, 26 ... Power supply for second electrode, 27 ... Second electrode, 28 ... Pore, 29 ... Communication tube, 30 ... Mixing part, 31 ...
Sample gas introduction path, 32 ... Exhaust path for ion generator, 33 ...
Exhaust passage for mixing section, 40 ... gas supply passage for primary ion generation,
41: supply source of argon gas, 42: throttle valve, 43: pressure regulator, 44: flow regulator, 45: purifier, 49 ...
Sample gas supply path, 50: Standard gas, 51: Standard gas supply source, 52: Throttle valve, 53: Pressure regulator, 54: Flow regulator, 55: Cock, 56: Purifier, 57: Carrier gas supply path, 58 ... Carrier gas, 59 ... Carrier supply source, 60 ... Throttle valve, 61 ... Pressure regulator, 62 ... Flow regulator, 63 ... Sample bag, 64 ... cock.
Claims (11)
供給して一次イオンを予め発生させ、この一次イオンを
イオン発生部から混合部に供給し、混合部においてこの
一次イオンと混合部に供給された試料ガスとを混合させ
て試料ガスをイオン化させ、イオン化された試料ガスの
うちの分析目的物質を分析することを特徴とする大気圧
イオン化質量分析方法。1. A primary ion generating gas is supplied to an ion generating section to generate primary ions in advance, and the primary ions are supplied from the ion generating section to the mixing section, and supplied to the mixing section in the mixing section. Atmospheric pressure ionization mass spectrometry, characterized in that the sample gas is ionized by mixing the sample gas with the sample gas, and an analysis target substance in the ionized sample gas is analyzed.
のイオン化ポテンシャルは、前記分析目的物質の原子ま
たは分子のイオン化ポテンシャルよりも高いことを特徴
とする請求項１に記載の大気圧イオン化質量分析方法。2. The atmospheric pressure ionization mass spectrometry method according to claim 1, wherein the ionization potential of atoms or molecules of the ion generating gas is higher than the ionization potential of atoms or molecules of the substance to be analyzed. .
のプロトン親和力は、前記分析目的物質の原子または分
子のプロトン親和力よりも小さいことを特徴とする請求
項１に記載の大気圧イオン化質量分析方法。3. The atmospheric pressure ionization mass spectrometry method according to claim 1, wherein a proton affinity of an atom or a molecule of the ion generating gas is smaller than a proton affinity of an atom or a molecule of the analysis target substance. .
の電子親和力は、前記分析目的物質の原子または分子の
電子親和力よりも小さいことを特徴とする請求項１に記
載の大気圧イオン化質量分析方法。4. The atmospheric pressure ionization mass spectrometry method according to claim 1, wherein the electron affinity of atoms or molecules of the ion generating gas is smaller than the electron affinity of atoms or molecules of the analysis target substance. .
的物質が窒素酸化物であり、前記イオン発生用ガスの原
子がアルゴンであることを特徴とする請求項１または２
に記載の大気圧イオン化質量分析方法。5. The method according to claim 1, wherein the sample gas is air, the analysis target substance is nitrogen oxide, and atoms of the ion generating gas are argon.
Atmospheric pressure ionization mass spectrometry described in 1.
的物質が窒素酸化物であり、前記イオン発生用ガスの原
子がキセノンであることを特徴とする請求項１または２
に記載の大気圧イオン化質量分析方法。6. The method according to claim 1, wherein the sample gas is air, the analysis target substance is nitrogen oxide, and atoms of the ion generating gas are xenon.
Atmospheric pressure ionization mass spectrometry described in 1.
供給して一次イオンを予め発生させ、この一次イオンを
イオン発生部から混合部に供給し、混合部においてこの
一次イオンと混合部に供給された試料ガスとを混合させ
て試料ガスをイオン化させ、イオン化された試料ガスの
うちの分析目的物質を分析することを特徴とする大気圧
イオン化質量分析装置。7. A primary ion generating gas is supplied to the ion generating section to generate primary ions in advance, and the primary ions are supplied from the ion generating section to the mixing section, and are supplied to the mixing section in the mixing section. An atmospheric pressure ionization mass spectrometer characterized in that a sample gas is ionized by mixing the sample gas with the sample gas and an analysis target substance in the ionized sample gas is analyzed.
されるイオン発生部と、このイオン発生部に取込口によ
って連通され試料ガスが供給される混合部と、この混合
部において前記イオン発生部側に配置された第１電極お
よび前記イオン発生部と反対側に配置された第２電極
と、質量分析手段を有し前記混合部に細孔によって連通
された質量分析部とを備えていることを特徴とする請求
項７に記載の大気圧イオン化質量分析装置。8. An ion generating section having an electrode to which a gas for generating primary ions is supplied, a mixing section connected to the ion generating section by an intake port and supplying a sample gas, A first electrode disposed on the generator side and a second electrode disposed on the opposite side to the ion generator, and a mass analyzer having mass analysis means and connected to the mixing section by pores. The atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to claim 7, wherein:
物、その他の不純物を除去する純化装置が介設されてい
ることを特徴とする請求項７または８に記載の大気圧イ
オン化質量分析装置。9. The atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to claim 7, wherein a purification device for removing moisture, organic matter, and other impurities is provided in the supply path of the sample gas. apparatus.
えており、モレキュラシーブの温度を８０〜１１０℃に
保った状態で前記試料ガスが所定の時間流されることに
より、前記水分、有機物、その他の不純物を除去するよ
うに構成されていることを特徴とする請求項９に記載の
大気圧イオン化質量分析装置。10. The purifying apparatus has a molecular sieve, and the sample gas is flowed for a predetermined time while the temperature of the molecular sieve is kept at 80 to 110 ° C. to remove the moisture, organic matter, and other impurities. The atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to claim 9, wherein the mass spectrometer is configured to perform the above operation.
は、水分、有機物、その他の不純物を除去する純化装置
が介設されていることを特徴とする請求項７、８、９ま
たは１０に記載の大気圧イオン化質量分析装置。11. The method according to claim 7, wherein a purifier for removing moisture, organic matter, and other impurities is provided in the supply path of the primary ion generating gas. Atmospheric pressure ionization mass spectrometer as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094085A JPH11273615A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Atmospheric ionization mass spectrometry and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094085A JPH11273615A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Atmospheric ionization mass spectrometry and device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273615A true JPH11273615A (en) | 1999-10-08 |
Family
ID=14100643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10094085A Pending JPH11273615A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Atmospheric ionization mass spectrometry and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273615A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1418422A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-12 | Hitachi, Ltd. | Mass spectrometer |
| WO2005036584A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Japan Science And Technology Agency | Spray glow discharge ionization method and system |
| JP2006523367A (en) * | 2003-04-04 | 2006-10-12 | ジェー・イー・オー・エル・ユー・エス・エー，インコーポレーテッド | Atmospheric pressure ion source |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP10094085A patent/JPH11273615A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1418422A1 (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-12 | Hitachi, Ltd. | Mass spectrometer |
| JP2006523367A (en) * | 2003-04-04 | 2006-10-12 | ジェー・イー・オー・エル・ユー・エス・エー，インコーポレーテッド | Atmospheric pressure ion source |
| WO2005036584A1 (en) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Japan Science And Technology Agency | Spray glow discharge ionization method and system |
| US7525086B2 (en) | 2003-10-10 | 2009-04-28 | Japan Science And Technology Agency | Spray glow discharge ionization method and system |
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