JPS582616B2 - イオンの生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオンの生成装置に係り、特にキャリャーガス
より生じた励起種のみを試料にあてて試料をイオン化す
る点に特徴があり、イオン化検出装置の汚染を少くする
ことができ、また大気田下でこれらの反応を行うので試
料の取扱いがきわめて容易である。

従来よりイオン化検出器はひろく用いられており、この
検出器にはアルゴンイオン化検出器、ＡＰＩ法等があっ
てキャリャーガスを放射線あるいは放電によりイオン化
するとともにイオン化を行っているキャリャーガス中に
試料を導入してキャリャーガスのイオンからの電荷交換
やプロトン移行等の反応によって試料のイオン化を行い
検出測定部で検出測定を行っていた。

しかしてこのような場合にはキャリャーガス中に試料が
導入され、キャリャーガスと試料を同時にイオン化する
ため検出器内の汚染がひどく定量性が悪くなり、又キャ
リャーガスの励起種のみでなくキャリャーガス自身のイ
オンが存在し、これを試料のイオンとわけることができ
ないのでバックグラウンドが犬である。

又キャリャーガス中に導入するためには試料が気化する
必要があるので、低揮発性あるいは不揮発性の試料には
用いられず、すなわちこれをガスクロマトグラフには用
いることができるが、液体クロマトグラフには不適であ
る等の欠かんがあった。

このように従来技術ではキャリャーガスと試料のイオン
化を同時に行っていたため種々の欠かんをもたらした点
に鑑み、本発明は、１気千程度のキャリャーガスが導入
される第１の室と、第１の室に連通してこれよりキャリ
ャーガスが流入するための排出通路と、第１の室内でコ
ロナ放電を発生させるための針状電極と、放電により生
成されキャリャーガスの流れにのって第２の室へ向けて
移動する荷電粒子及びキャリャーガスの励起種のうち、
荷電粒子の通過を阻止するため前記第１と第２の室の間
に設けられた電極と、キャリャーガスの流れにのって第
２の室へ流入した励起種の通路に試料を配置するための
手段と、前記配置された試料に励起種を当ててイオン化
する試料のイオン化室とを備えることを特徴とする。

尚キャリャーガスのイオンと励却種を生成させるのに通
常は放電によるが、その他Ｘ線放射や光その他の放射線
を用いる場合も考えられる。

かくて本発明によれば、キャリャーガス自身のイオンは
励起種と分離除去されるので、バックグランドが非常に
少なく、Ｓ／Ｎかよいので検出感度はこれにともなって
高い。

又ヰヤリャーガスの励起種を用いると液体や固体試料を
直接イオン化することができるので、試料を気化させる
必要がない。

即ち微料試料を金属棒などにつけて励起種を含むキャリ
ャーガスの流れの中に挿入するたけでよい。

しかも大気圧（通常一気圧）なので試料導入操作、装置
ともきわめて簡単である。

尚キャリャーガスとしては希ガス（アルゴン、ヘリウム
、クリプトン等）や窒素等が用いられる。

特にアルゴンのように励起エネルギーが１１．６ｅＶ程
度のキャリャーガスを用いると、有機化合物はイオン化
するが、空気や水はイオン化しないので試料導入部を気
密にする必要がないから試料の出し入れが全く自由にで
きる。

又本発明によれは、試料自身は放電や電子衝撃等にさら
されることがないので試料の分解等による装置の汚染が
少ない。

又液体試料が単一化合物であったり、イオン化しない溶
媒を用いる場合、または溶媒と加熱等により分離できる
場合等は試料イオンを測定部へ送る中間部にコレクター
（第１図の４ａ）を設けることにより検出器とじて用い
うる。

次に本発明の実施例を図面について説明すると、第１図
は１実施例側断面図、第２図は同第１図の一部上面図で
、１ａはアルゴン等キャリャーガスの室１への入口部で
、第１の室１に導入された一気圧程度のキャリャーガス
は、針状電極１ｂに正、または負の電位を与え、これと
間隔をおいた電極１ｃを接地し、これ等間に高電圧を加
えて電極１ｂの先端にコロナ放電を起こさせれば、アル
ゴン等キャリャーガスは放電によってイオン化し、さら
にアルゴンイオンや電子とアルゴン原子との衝突が繰返
されてアルゴンの励起種が生成する。

尚反応は次式で与えられる。

かくて生成せる励起種はキャリャーガスと共に右方に流
れ第２の室２を経て第３の室である試料のイオン化室３
に入る。

室２には電極２ａと３ａ間に図では１枚であるが必要に
応じ複数個の電極を設け、電極１ｃに対して正あるいは
負の適当な電位をかけることにより、室１中で生成した
アルゴンイオンや電子など荷電粒子が室３に入らぬよう
にする。

かくて室３には励起種のみが流入してきておりここに誘
導路又は誘導孔３ｃを通して試料が導入されると、次式
のように励起種からのエネルギー移動によって試料が直
ちにイオン化する。

などの反応も起る。

かくて試料より生成した正あるいは負のイオンは室３に
設けられた電極３ａ，３ｂ，４ｂ，４ａの電位を適当に
設定することにより中間部４をへて検出測定部５（第１
図では４ａがイオンのコレクター）へと誘導される。

尚試料の正イオンを測定するときは電極３ａが最も高い
正電位となり、以下３ｂ，４ｂ，４ａの順に低くなり、
電極４ａはアース電位に設定する。

負イオンを測定するときは逆に電極３ａが最も高い負電
位に保たれ、電極４ａはここでもアース電位に設定して
いる。

かくて正又は負のイオンは右方へ移動し、コレクター電
極４ａに到達し放電検出される。

なお、質量分析計に接続する場合には電極３ｂとしてピ
ンホールのあいた金属板を用い、イオンの集束系を介し
て分析管に接続する。

又電極１ｃ，２ａ，３ａ，４ｂなどは夫々中央が網状に
なった電極とするのが適当であるが、中央が穴になった
電極も用いられる。

又キャリャーガスは誘導孔又は排出通路４ｃ＋３ｅ，３
ｃより排出される。

あるいは誘導孔４ｃよりＡｒ，Ｎ２などのパージガスを
流入させることによりバックグランド、汚染を最小にす
ることができる。

このときは誘導孔４ｄよりこのパージガスを排出するよ
うにする。

更に試料は３ｄのような金属棒に塗布して挿入してもよ
いし、現在液体クロマトグラフ用として市販されている
移動式ワイヤまたはベルトに塗布して導入してもよく、
又更に導管で直接導入もできる。

かくて本発明によれば、液体或いは固体（有機化合物）
を検出することができ、特に微量試料に適するものであ
り、又液体クロマトグラフの検出器に適し、質量分析計
のイオン源としても用いられる。

あるいは液体クロマトグラフと質量分析計のインターフ
ェースとして用いることができる。

又汚染をできるたけ少くするために第１図の電極３ａの
左側にシャツタを設け不使用時に閉じることもできる。

又電極２ａと３ａの間に２ｂ，２ｃなどの複数の電極を
設け、これ等電極に適当な正または負の電位を与え、電
極３ａの左方に適当な試薬液を導入すれはそれから生成
する試薬イオンによって試料をイオン化するいわゆる化
学イオン化法を行うことができる。

又正負両イオン同時測定法として励起挿を上方より導入
し、試料より生成する正負のイオンを左右に誘導して同
時に検出測定することもできる。

又試料導入口３ｃに反応装置を直結し、反応装置内で金
属棒などの表面で化学反応を起こさせ、直ちにキャリャ
ーガス流路中に捜入して反応生成物をイオン化し検出測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の１実施例装置の側断面図、一
部上面図である。 図で１は第１の室としてのキャリャーガスの励起種生成
室、２は第２の室としてのキャリャーガスのイオンなど
荷電粒子を除去（室３に入らぬようにする）する室、３
は第３の室としての試料のイオン化室、４は試料イオン
を測定部へ送る中間部、５は試料イオン検出測定部。 ３ｃ＋３ｅ＋４０は排出通路、１ｂは針状電極、１ｃは
第１と第２室の間に設けられた電極、３ｃ，３ｄは励起
種の通路に試料を配置するための手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １気圧程度のキャリャーガスが導入される第１の室
   と、第１の室に連通してこれよりキャリャーガスが流入
   する第２の室と、第２の室からキャリャーガスを排出す
   るための排出通路と、第１の室内でコロナ放電を発生さ
   せるための針状電極と、放電により生成されキャリャー
   ガスの流れにのって第２の室へ向けて移動する荷電粒子
   及びキャリャーガスの励起種のうち、荷電粒子の通過を
   阻止するため前記第１と第２の室の間に設けられた電極
   と、キャリャーガスの流れにのって第２の室へ流入した
   励起種の通路に試料を配置するための手段と、前記配置
   された試料に励起種を当ててイオン化する試料のイオン
   化室とを備えることを特徴とするイオンの生成装置。