(57)【要約】      （修正有）【課題】質量分析装置および質量分析装置用の校正に用いるイオン源をの技術を提供する。【解決手段】ガス源１と、第１のガス輸送管２と試料を収容するための容器３と、試料を容器３からイオン源に輸送するための第２のガス輸送管７と、大気圧下のプラズマ放電により試料をイオン化して質量分析装置１０の校正に用いるイオンを生成するイオン源と、を備える。シロキサンの重合体またはパーフルオロポリエーテルの試料を、放電針を有するコロナ放電、または、誘電体バリア放電によりイオン化する。【選択図】図１
2020140952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源であって、
試料を収容するための容器と、
プラズマ放電により前記試料をイオン化することで、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するものである、大気圧下で作動するイオン化装置と、
前記試料を前記容器から前記イオン化装置に輸送するための輸送装置と、
を備える、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源。
【請求項２】
前記試料がシロキサンの重合体またはパーフルオロポリエーテルである、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記シロキサンの重合体の重合度が２〜１０００００である、請求項２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記シロキサンの重合体の重合度が２〜１０００である、請求項３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記シロキサンの重合体が、ポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の材料の一つから選ばれる、請求項２に記載のイオン源。
【請求項６】
前記ポリジメチルシロキサンがトリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンである、請求項５に記載のイオン源。
【請求項７】
前記ポリジメチルシロキサンの平均分子量が５００〜１０００００である、請求項５に記載のイオン源。
【請求項８】
前記ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量が１０００〜８０００である、請求項５に記載のイオン源。
【請求項９】
前記トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量が８００〜５０００である、請求項６に記載のイオン源。
【請求項１０】
前記イオン化装置が、コロナ放電により前記試料をイオン化する放電針を備える、請求項１に記載のイオン源。
【請求項１１】
前記イオン化装置が、誘電体バリア放電により前記試料をイオン化する、請求項１に記載のイオン源。
【請求項１２】
前記イオン化装置が第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に位置する誘電体とを備える、請求項１１に記載のイオン源。
【請求項１３】
前記パーフルオロポリエーテルの重合度が２〜３０００である、請求項２に記載のイオン源。
【請求項１４】
前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜３００００である、請求項２に記載のイオン源。
【請求項１５】
前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＹ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜１００００である、請求項１４に記載のイオン源。
【請求項１６】
前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＺ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が２０００〜３００００である、請求項１４に記載のイオン源。
【請求項１７】
前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＤ型またはＫ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜２００００である、請求項１４に記載のイオン源。
【請求項１８】
前記イオンが正イオンと負イオンとを含み、パーフルオロポリエーテルにより生成される負イオンが質量分析装置の校正に用いられる、請求項１に記載のイオン源。
【請求項１９】
前記放電針の電圧が３ｋＶ〜１０ｋＶである、請求項１０に記載のイオン源。
【請求項２０】
前記放電針の電圧が３．５ｋＶ〜４．５ｋＶである、請求項１９に記載のイオン源。
【請求項２１】
前記容器を加熱するための第１の加熱器を更に備える、請求項１に記載のイオン源。
【請求項２２】
前記輸送装置が、
キャリアガスを供給するためのガス源と、
前記キャリアガスを前記容器中に導入するための第１のガス輸送管と、
前記キャリアガスおよび前記試料を前記イオン化装置に輸送するための第２のガス輸送管と、
を備える、請求項１に記載のイオン源。
【請求項２３】
前記輸送装置が更に、前記第１のガス輸送管または前記第２のガス輸送管に設けられて、前記第１の輸送管または前記第２の輸送管の開閉を制御するためのバルブを備える、前記請求項２２に記載のイオン源。
【請求項２４】
前記第２のガス輸送管を加熱するための第２の加熱器を更に備える、請求項２２に記載のイオン源。
【請求項２５】
前記質量分析装置がサンプリングインターフェイスと、前記サンプリングインターフェイスを乾燥するための気体を輸送する経路とを備えており、
前記第２のガス輸送管が前記経路に流体的に接続される、請求項２１に記載のイオン源。
【請求項２６】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載のイオン源を備える、質量分析装置。
【請求項２７】
質量分析装置を校正する方法であって、
試料を用いて大気圧下にてプラズマ放電によりイオンを発生させる工程と、
前記イオン中の少なくとも一部を質量分析装置に導入することで、質量スペクトルを得る工程と、
前記質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、
を含む、質量分析装置を校正する方法。
【請求項２８】
前記試料がシロキサンの重合体またはパーフルオロポリエーテルである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００００である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記シロキサンの重合体が、ポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の材料の一つから選ばれる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリジメチルシロキサンがトリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ポリジメチルシロキサンの平均分子量が５００〜１０００００である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量が１０００〜８０００である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量が８００〜５０００である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記パーフルオロポリエーテルの重合度が１〜３０００である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３７】
前記パーフルオロポリエーテルの重合度が８〜４５である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記プラズマ放電がコロナ放電または誘電体バリア放電である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記イオン中の正イオンの少なくとも一部が前記質量分析装置に導入されることで、前記質量スペクトルを得る、請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記イオン中の負イオンの少なくとも一部が前記質量分析装置に導入されることで、前記質量スペクトルを得る、請求項２７に記載の方法。
【請求項４１】
質量分析装置を校正する方法であって、
ポリジメチルシロキサンを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第１のイオンを発生させる工程と、
前記第１のイオン中の少なくとも一部の正イオンを質量分析装置に導入することで、第１の質量スペクトルを得る工程と、
前記第１の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、
パーフルオロポリエーテルを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第２のイオンを発生させる工程と、
前記第２のイオン中の少なくとも一部の負イオンを質量分析装置に導入することで、第２の質量スペクトルを得る工程と、
前記第２の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、
を含む、質量分析装置を校正する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析装置および質量分析装置用のイオン源に関し、特に質量分析装置および質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置は近年、生物学、医療衛生、食品化学および石油化学工業等の各分野で広く用いられている。質量分析装置は、電磁界で荷電粒子を偏向させることにより、原子、分子または分子フラグメントの質量電荷比の差によって分離を行うことができるため、物質組成を検出することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示に係る一つの態様によれば、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源を提供するものであり、該イオン源は、試料を収容するための容器と、プラズマ放電により前記試料をイオン化することで、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するものである、大気圧下で作動するイオン化装置と、前記試料を前記容器から前記イオン化装置に輸送するための輸送装置と、を備える。
【０００４】
本開示の別の一つの態様によれば、上記イオン源を備える質量分析装置を提供する。
【０００５】
本開示に係るまた別の一つの態様によれば、質量分析装置を校正する方法を提供するものであり、該方法は、試料を用いて大気圧下にてプラズマ放電によりイオンを発生させる工程と、前記イオン中の少なくとも一部を質量分析装置に導入することで、質量スペクトルを得る工程と、前記質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、を含む。
【０００６】
本開示に係るまた別の一つの態様によれば、質量分析装置を校正する方法であって、該方法は、ポリジメチルシロキサンを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第１のイオンを発生させる工程と、前記第１のイオン中の少なくとも一部の正イオンを質量分析装置に導入することで、第１の質量スペクトルを得る工程と、前記第１の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、パーフルオロポリエーテルを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第２のイオンを発生させる工程と、前記第２のイオン中の少なくとも一部の負イオンを質量分析装置に導入することで、第２の質量スペクトルを得る工程と、前記第２の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、を含む。
【０００７】
本開示に係るまた別の一つの態様によれば、シロキサンの重合体を質量分析装置の校正物質として用いることを提供する。
【０００８】
下記図面を参照して、本発明の例示的な実施例を詳細に説明することで、本発明のその他特徴および長所がより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
明細書の一部を構成する図面は本発明の実施例を説明するとともに、明細書とともに本発明の原理を解釈するのに用いられる。
【００１０】
図面を参照し、以下の詳細な記述に基づいて、本発明がより明確に理解できる。
【図１】本開示に係る一つの実施例の質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源の概略図である。
【図２】本開示に係る一つの実施例の上記イオン源を用いて質量分析装置を校正する方法のフローチャートである。
【図３】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図４】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図５】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図６】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図７】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図８】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図９】本開示に係る一つの実施例の質量スペクトルである。
【図１０】本開示に係る一つの実施例の質量分析装置に用いるイオン源の概略図である。
【図１１】本開示に係る一つの実施例の質量分析装置に用いるイオン源の概略図である。
【図１２】本開示に係る一つの実施例の質量分析装置のサンプリングインターフェイスの断面図である。
【図１３】本開示に係る一つの実施例の質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、図面を参照して、本発明の各種例示的な実施例を詳細に説明する。留意すべきは、具体的な説明がない限り、これら実施例において説明する部材および工程の相対的な配置、数字表現方法および数値は本発明の範囲を制限するものではない、ということである。
【００１２】
同時に、自明なことであるが、記述の便宜上、図中に示す各部分の寸法は実際の比率関係で描画されているものではない。
【００１３】
以下、少なくとも一つの例示的な実施例に対する記述は、実際には単に説明的なものに過ぎず、本発明およびその応用または使用に対する如何なる制限とすることはない。
【００１４】
関連分野の当業者の既知の技術、方法および装置については詳細に論じないが、適切な状況にて、前記技術、方法および装置は特許明細書の一部と見なすことがあり得る。
【００１５】
ここで明示および論ずる全ての実例中において出てくる具体的な値は、如何なるものも単に例示的なものと解釈されるべきであり、制限とするべきではない。よって、例示的な実施例のその他実例では異なる値を有することが可能である。
【００１６】
留意すべきは、類似した符号および文字は以下の図中で類似した項目を示すものであるため、ある一項目が一つの図中で定義されたのであれば、その後の図中ではこれを更に論ずる必要がない、ということである。
【００１７】
図１には、本開示に係る一つの実施例の質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源の概略図を示している。
【００１８】
図１に示すように、該イオン源はガス源１と、第１のガス輸送管２と、容器３と、第２のガス輸送管７と、放電針８とを備える。
【００１９】
このうち、ガス源１は、例えば窒素ガス、空気または不活性ガス等のキャリアガスを供給することができる。ガス源１からのキャリアガスは第１のガス輸送管２を通じて容器３中に流入する。容器３内には、イオンを発生させるための試料を有する。第２のガス輸送管７は一端が容器３内に位置し、他端が放電針８の先端付近に位置する。容器３内の試料の蒸気が、キャリアガスと共に第２のガス輸送管７に流入するとともに、放電針８の先端付近にまで輸送され得る。
【００２０】
図１に示すように、試料が液体である場合、第１のガス輸送管２の末端は液面５以下にまで延在することで、より多くの試料をキャリアガスと共に第２のガス輸送管７中に流入させることができる。他の選択可能な実施例において、第１のガス輸送管２の末端は液面５の上に位置してもよく、一部の試料をキャリアガスと共に第２のガス輸送管７を通じて放電針８の先端付近に輸送してもよい。
【００２１】
図１の実例において、ガス源１、第１のガス輸送管２および第２のガス輸送管７が共同して、本開示の輸送装置に係る一例を構成している。
【００２２】
また、放電針８は本開示に係るイオン化装置の一例である。放電針８は例えばリード線９を介して電源（図示せず）に接続することができる。放電針８に印加される電圧を用いて、放電針８の先端に、例えばコロナ放電（ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）といった放電を発生させることができる。放電作用の下、放電針８の先端付近の試料分子がイオン化されることで、各種イオン（例えばフラグメントイオンおよび／または分子イオン）を発生させて、これらフラグメントイオンのうちの少なくとも一部が質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１を通じて質量分析装置１０中に導入されるとともに測定されることで、質量スペクトルが得られる。測定して得られた質量スペクトルは質量分析装置での校正に用いることができる。例えば、測定された質量スペクトルを、例えばデータベース中に保存されている既知の質量スペクトルと比較して、質量分析装置の電圧および／または質量軸を調節して、測定された質量スペクトル中のピークと既知の質量スペクトルのピークと一致させることで、質量分析装置の校正を実現することができる。
【００２３】
図１に示すように、本開示に係る一つの選択可能な実例において、イオン源は更にバルブ１２を備えることができる。バルブ１２は第１のガス輸送管２に設けることができ（図１に示す）、または第２のガス輸送管７に設けることができる。バルブ１２は第１のガス輸送管２または第２のガス輸送管７の開閉を制御することができる。他の選択可能な実例において、実際の必要性に応じて、第１のガス輸送管２および第２のガス輸送管７上のいずれにもバルブを設けることができる。
【００２４】
また、図１に示すように、本開示に係る一つの選択可能な実例において、イオン源は更に、容器３内の試料を加熱するための第１の加熱器４を備える。例えば、一つの実施例において、第１の加熱器４は、容器３内の試料を所定の温度に保つ水浴装置とすることができる。他の実施例において、第１の加熱器４は、例えば容器３上に配置される電熱線または電熱フィルム等とすることができるものであり、本開示では第１の加熱器４の種類については制限することなく、容器３を加熱できるものであればよい。第１の加熱器４を用いて、より多くの試料をキャリアガスと共に第２のガス輸送管７に流入させることができる。
【００２５】
また、図１に示すように、本開示に係る一つの選択可能な実例において、第２のガス輸送管７上には更に、第２のガス輸送管７を加熱するための第２の加熱器６を設けてもよい。第２の加熱器６は、例えば第２のガス輸送管７上に配置されるセラミックヒータチューブ、電熱フィルム等としてもよい。第２の加熱器６によって、第２のガス輸送管７中で輸送されるガスの温度を上昇させて、試料の蒸気が第２のガス輸送管７内で凝結するのを減少または回避することができる。この措置がなければ、第２のガス輸送管７の詰まりを引き起こしてしまう可能性がある。
【００２６】
図２には、本開示に係る実施例の上記イオン源を用いて質量分析装置を校正する方法のフローチャートを示している。図２に示すように、該方法は、
まず、本開示に係るイオン源を用いてイオンを生成する工程（２０１）と、
その後、イオン中の少なくとも一部を質量分析装置に導入することで、質量スペクトルを得る工程（２０２）と、
最後に、得られた質量スペクトルに基づいて、質量分析装置を校正する工程（２０３）と
を含む。
【００２７】
以下にて、具体的な実施例を結合して、上記方法における各工程について詳細な説明および解釈を行う。
【００２８】
本開示に係る一つの実施例において、ポリジメチルシリコーンオイル（Ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｉｃｏｎｅ  ｏｉｌ）を、イオンを発生させるための試料として採用する。ポリジメチルシリコーンオイルはポリジメチルシロキサンとも呼ばれ、その分子式は［−Ｏ（ＣＨ３）２Ｓｉ−］ｎであり、構造式は以下の通りである。
【００２９】
【化１】
2020140952.tif 000003
【００３０】
本開示に係る一部の実施例において、上記ポリジメチルシリコーンオイルの重合度ｎの範囲は例えば２〜２０００としてもよい。本開示に係る一部の実施例において、ポリジメチルシリコーンオイルの重合度ｎの範囲は例えば２〜１０００としてもよい。本開示に係る一部の実施例において、上記ポリジメチルシリコーンオイルの平均分子量は５００〜１０００００である。
【００３１】
本開示に係る一つの実施例において、図１に示すイオン源の容器３内にはポリジメチルシリコーンオイルを試料として置き、窒素ガスをキャリアガスとする。ガス源からの窒素ガスは０．１Ｌ／ｍｉｎの流量で第１のガス輸送管２を経て容器３内のポリジメチルシリコーンオイルの液面５以下に流入する。容器３内のポリジメチルシリコーンオイルの蒸気が、キャリアガスと共に第２のガス輸送管７に流入する。第２のガス輸送管７はポリジメチルシリコーンオイルの蒸気および窒素ガスを放電針８の先端付近に輸送する。
【００３２】
理解すべきは、上記したキャリアガスの流量は単に例示的なものに過ぎないということである。本開示に係る実施例において、キャリアガスの流量は通常、約０．０２〜２Ｌ／ｍｉｎの範囲に制御される。一部選択可能な実例にて、キャリアガスの流量は０．１〜０．５Ｌ／ｍｉｎの範囲に制御され得る。
【００３３】
また、一部の実施例において、第２のガス輸送管７の末端と放電針８の先端との距離は約５ｍｍ〜５０ｍｍに保つことができる。一部選択可能な実施例において、第２のガス輸送管７の末端と放電針８の先端との距離は１０ｍｍ未満である。
【００３４】
放電針８に印加する電圧の相違により、イオン源の作動モードは正イオンモードおよび負イオンモードに分けることができる。正イオンモードでは放電針８に正電圧を印加し、負イオンモードでは放電針８に負電圧を印加する。
【００３５】
本開示に係るイオン源において、放電針８に印加することができる電圧範囲は約３ｋＶ〜１０ｋＶ範囲内にある。一部選択可能な実施例において、電圧範囲は約３．５ｋＶ〜４．５ｋＶである。例えば、一つの実施例において、約４ｋＶの正電圧（つまりイオン源が正イオンモードで作動する）をリード線９を介して放電針８に印加することで、放電針８の先端にコロナ放電（ｃｏｒｏｎａ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生する。コロナ放電の作用にて、放電針８付近のポリジメチルシリコーンオイル分子が各種フラグメントイオンにイオン化される。放電針８の電界の作用にて、負電荷を帯びているフラグメントイオンが放電針８に向けて移動し、一方、正電荷を帯びているフラグメントイオンが駆動されて質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１に取り込まれる。
【００３６】
質量分析装置１０はフラグメントイオンの質量スペクトルを測定することができるが、得られた質量スペクトルは図３に示す通りである。図３に示す質量スペクトルにおいて、横軸は質量電荷比（ｍ／ｚ）であり、縦軸はピークの強度である。図３から分かるように、正イオンモードにて、ポリジメチルシリコーンオイルのフラグメントイオンにより間隔が均一である質量スペクトルピークを得ることができ、しかも質量スペクトルピークがカバーできる質量電荷比範囲は５０〜２０００であって、この範囲内では、いずれでも質量分析装置の校正を行うことができる。
【００３７】
以下にて、図３に示す質量スペクトルを例として、質量分析装置の校正手順を簡単に説明する。
【００３８】
ポリジメチルシリコーンオイルのイオン化工程にて発生し得るイオンフラグメントは多種多様である。質量分析装置の校正について言えば、質量スペクトル中の各々のピークがそれぞれどの種のフラグメントイオンに対応しているかを識別しなくてもよい。
【００３９】
上記ポリジメチルシリコーンオイルの構造式から分かるように、放電針８にてイオン化によりフラグメントイオンが形成されたとき、重合度がｍおよびｍ＋１である二種類のフラグメントイオン（ｍ≧１）が発生する可能性があるが、この二種類のフラグメントイオンの間の分子量の差は約７４（つまり一つの基本単位の分子量）である。よって、質量スペクトル中からは、特徴ピークとして、一部質量電荷比の差が約７４に等しいピークが見つかる。質量分析装置の電圧および／または質量軸を調節することで、これら特徴ピークとデータベースにおける既知の特徴ピークとを突き合わせて、質量分析装置の校正を実現することができる。
【００４０】
例えば、図３の質量スペクトルにおいて、質量電荷比３７１のピークと質量電荷比４４４のピークとの差は７３であり（約７４である）、質量電荷比４４４のピークと質量電荷比５１８のピークとの差は７４であり、質量電荷比７４０のピークと質量電荷比８１４のピークとの差は７４であり、質量電荷比１１４３のピークと質量電荷比１２１７のピークとの差は７４であり、質量電荷比１３６４のピークと質量電荷比１４３９のピークとの差は７５であり（約７４である）、質量電荷比１６６０のピークと質量電荷比１７３４のピークとの差は７４であり、質量電荷比１８８２のピークと質量電荷比１９５７のピークとの差は７５であり（約７４である）ので、これらの対の特徴ピークはいずれも質量分析装置の校正に用いることができる。通常、質量スペクトル中から複数対の特徴ピークを選択して校正を行う一部の選択可能な実施例において、これら特徴ピークは質量分析装置の測定範囲（例えば５０〜２０００）をカバーすることができる。例えば、一つの実施例において、以下の質量電荷比を有する質量スペクトルピークを選択して校正を行うことができる：３７１と４４４、１１４３と１２１７、および１８８２と１９５７。当然のことながら、当業者ならば当然理解するように、質量スペクトル中からより多くの対、例えば４４４と５１８、７４０と８１４、１３６４と１４３９、１６６０と１７３４のうちの一対または複数対を選択してもよい。質量分析装置の具体的な調節および操作は当業者が熟知しているものであるため、本開示では別途説明しない。
【００４１】
また、上記したように、本開示に係るイオン源は第１の加熱器４を備えることができる。一部選択可能な実施例において、更に、第１の加熱器４により容器３を加熱して、容器３内のポリジメチルシリコーンオイルの温度を例えば１０℃〜２００℃（例えば８０℃）に保つことができる。このように、より多くのポリジメチルシリコーンオイルの蒸気を、キャリアガスと共に第２のガス輸送管７に流入させることができる。
【００４２】
また、上記したように、本開示の実施例に係るイオン源は更に第２の加熱器６を備えることができる。本開示に係る選択可能な実施例において、第２の加熱器６を用いて第２のガス輸送管７を加熱することができる。例えば、第２の加熱器６はセラミックヒータチューブであり、加熱温度は約１００℃〜３００℃とすることができる。上記図３の質量スペクトルを得る具体的な実例中にて、第２の加熱器６の温度は約２００℃である。第２の加熱器６によってポリジメチルシリコーンオイルの蒸気が第２のガス輸送管７内で凝結するのを防止するので、第２のガス輸送管７の詰まりを回避することができる。
【００４３】
また、一つの選択可能な実施例において、質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１は毛細管とすることができ、しかも２００℃〜５００℃にまで加熱され得る。一部の実施例において、サンプリングインターフェイス１１の温度は２００℃〜３００℃に制御される。上記図３の質量スペクトルを形成する具体的な実例中にて、サンプリングインターフェイス１１の温度は約２５０℃である。サンプリングインターフェイス１１を加熱して脱溶媒化することができ、しかもイオンの通過率を保証することができる。
【００４４】
上記したように、イオン源が正イオンモードで作動するとき、正電荷を帯びているフラグメントイオンが質量分析装置に取り込まれるとともに、正イオンの質量スペクトルに基づいて質量分析装置を校正する。ある状況では、質量分析装置が測定するイオンは負イオンである可能性があり、このとき、イオン源が負イオンモードで作動するとき、負電荷を帯びているフラグメントイオンが質量分析装置に取り込まれるとともに、負イオンの質量スペクトルに基づいて質量分析装置を校正することができる。
【００４５】
一部の状況において、質量分析装置は正イオンおよび負イオンの両者を測定する。本開示に係る一部の実施例において、質量分析装置に対して校正を数回行うことができる。例えば、図３に示す質量スペクトルに基づいて質量分析装置の校正を行った後、更にイオン源が負イオンモードで作動して、新たな質量スペクトルを得た後、新たな質量スペクトルに基づいて質量分析装置を再度校正する。
【００４６】
負イオンモードでは、放電針８には、例えば−４ＫＶといった負電圧が印加される。このように、コロナ放電の作用にて、ポリジメチルシリコーンオイルがイオン化されて、各種フラグメントイオンが発生する。このうち負電荷を帯びているフラグメントイオンが電界駆動の下、質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１に取り込まれる。このように、質量分析装置１０は新たな質量スペクトルを得ることができる。
【００４７】
図４には、イオン源が負イオンモードで作動するときに得られた質量スペクトルを示している。図４に示すように、負イオンモードで得られた質量スペクトル中において、ピークがカバー可能な質量電荷比範囲は５０〜２０００にまで達し、しかも、ピーク間隔は均一で、５０〜２０００質量電荷比の範囲内で均一に分布している。よって、ポリジメチルシリコーンオイルを採用して負イオンモードの下で、同様に質量分析装置を校正するに適した質量スペクトルを得ることができる。
【００４８】
上記にて、どのように質量スペクトルに基づいて質量分析装置に校正を行うかということをすでに説明しているため、ここでは重複説明しない。
【００４９】
上記の説明から分かるように、ポリジメチルシリコーンオイルは質量分析装置に校正を行うのに非常に適した材料である。
【００５０】
従来技術において、通常、ロックマス（ｌｏｃｋ ｍａｓｓ）試料イオンを用いて質量分析装置の校正を行っている。例えば、イオン源の下流にロックマス試料イオンを導入して、ロックマス試料イオンと分析試料イオンとを混合した後に次段階の質量分析に送り込む。このうちロックマス試料イオンは低圧領域（つまり真空チャンバ内に位置する）で発生する。よって装置のイオン光学システムの設計および電極構造については、いずれも具体的な要求がある。
【００５１】
構造が簡単であり、大気圧下で質量分析装置の校正を行うように作動可能なイオン化源の設計が望まれてきた。しかし、試料として適した物質はこれまでも見つからなかったが、本開示の発明者は意外にポリジメチルシリコーンオイルが質量分析装置校正の試料として特に適していることを発見した。この発見を基礎として、上記本開示の実施例に係るイオン源を設計および製造したわけである。
【００５２】
理解すべきは、本開示における専門用語「大気圧下」とは大気中にあることを表しており、決して真空等の環境下のことではない、ということである。該専門用語は、圧力に対する限定を含むばかりか、更に雰囲気に対する限定も含んでいる。つまり圧力が基本的に大気圧であることを表すのみならず、しかも概ね大気雰囲気中であることも表す。
【００５３】
ポリジメチルシリコーンオイルおよび本開示の上記実施例に係るイオン源を用いて、大気圧下でフラグメントイオンを直接発生させることができ、低圧領域または真空環境は必要としない。よって質量分析装置のサンプリングインターフェイスに対する手直しは小さく、従来の大多数の質量分析装置に適用される。
【００５４】
本開示の上記実施例に係るイオン源は、専ら質量分析装置を校正するのに用いられて、校正試料と分析試料との切換をなくすことができ、実験操作を簡素化できる。
【００５５】
該イオン源は構造が簡単で、低コストで、保守しやすい。また、質量分析装置のサンプリングインターフェイスの構造、形状、方向性に具体的な要求および制限はなく、放電針８の先端付近に位置すればよい。例えば、一部の実施例において、質量分析装置のサンプリングインターフェイスは放電針８の先端から５ｍｍ〜３０ｍｍ離れている。一部の選択可能な実施例において、質量分析装置のサンプリングインターフェイスは放電針８の先端から５ｍｍ〜１０ｍｍ離れている。
【００５６】
ポリジメチルシリコーンオイルを用いて、正イオンモードおよび負イオンモードの下のいずれでも高品質な質量スペクトルを得ることができる。図３および図４を参照されたい。正イオンモードおよび負イオンモードの下で得られた質量スペクトル中、ピークは５０〜２０００の質量電荷比範囲をカバー可能であり、しかもこの質量電荷比範囲内にて、ピーク間隔は均一で、良好な分布を有する。よって質量電荷比２０００以下の校正を実現することができる。本開示の発明者は、その他各種材料を使用して質量分析装置の校正を試してみたが、大部分の材料は適していなかった。これら材料の質量スペクトルピークは往々にして比較的狭い質量電荷比範囲内に分布するか、または間隔が不均一であることから、適切な特性ピークを見つけ出しにくい。
【００５７】
校正試料としてポリジメチルシリコーンオイルを採用することで、質量分析装置の校正と試料分析とを互いに独立させて、互いに干渉しないようにすることが可能となる。具体的に言えば、校正試料としてポリジメチルシリコーンオイルを採用すると、放電針８に電圧を印加してコロナ放電を行うときのみ、相応のフラグメントイオンを質量分析装置に取り込むことになる。放電針８上の電圧を解除した後、フラグメントイオンは発生せず、後続の試料分析への干渉は何ら発生しない。
【００５８】
好ましくは、本開示の実施例に係るイオン源は移動可能式とすることができる。つまり、質量分析装置の校正を行うとき、該イオン源は質量分析装置のサンプリングインターフェイス付近にまで移動させられる。質量分析装置の校正が完了した後、該イオン源は質量分析装置のサンプリングインターフェイスから離れた位置にまで移動させられる。よって、該イオン源は質量分析装置から独立した単独の装置とすることができる。
【００５９】
好ましくは、本開示の実施例に係るイオン源は質量分析装置中に集約して、質量分析装置の一部分とすることができる。上記したように、校正試料として使用するポリジメチルシリコーンオイルは後続の試料分析に干渉しないため、該イオン源は固定式としてもよい。
【００６０】
本開示の発明者は、ポリジメチルシリコーンオイルの、質量分析装置の校正での用途を発見したことを基礎として、更にその他材料を研究した。ポリジメチルシリコーンオイルはポリジメチルシロキサンとも呼ばれ、シロキサンの重合体の一種である。本開示の発明者は更に、シロキサンの重合体はいずれも質量分析装置の校正試料として比較的に適していることを発見した。
【００６１】
例えば、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ−３，３，３，−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）はシロキサンの重合体の一種であり、該物質も質量分析装置の校正に用いることができる。その分子式は−（Ｃ４Ｈ４Ｆ３ＯＳｉ）−であり、構造式は以下の通りである。
【００６２】
【化２】
2020140952.tif 000004
【００６３】
図１に示すイオン源を用いて、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）でも負イオンモードおよび正イオンモードにて質量分析装置を校正するに適した質量スペクトルを得ることができる。具体的な実施例において、キャリアガスにはやはり窒素ガスを採用しており、流量を０．５Ｌ／ｍｉｎに制御し、第１の加熱器４の温度を約１０℃〜２００℃（該実施例中では５０℃である）に制御し、第２の加熱器６の温度を約２００℃に制御し、放電針８の電圧の絶対値を約４ｋＶとする。質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１の温度は約２５０℃である。
【００６４】
本開示に係る一部の実施例において、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の重合度は２〜１０００００である。本開示に係る他の一部選択可能な実施例において、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の重合度は２〜１０００である。本開示に係るまた一部の実施例において、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量は１０００〜８０００であり、例えば、平均分子量は２４００、４５００等とすることができる。
【００６５】
具体的な操作工程は上記したポリジメチルシリコーンオイルの工程と類似しているため、ここでは重複説明しない。
【００６６】
図５には、平均分子量が２４００であるポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の正イオンモードでの質量スペクトルを示している。図６には、平均分子量が２４００であるポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の負イオンモードでの質量スペクトルを示している。
【００６７】
図５に示すように、正イオンモードでは、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）のフラグメントイオンを用いて間隔が均一な質量スペクトルを得ることができる。ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の一つの基本単位の分子量は約１５６または１５７である。よって、質量スペクトルにおける質量電荷比（ｍ／ｚ）間隔が約１５６または１５７であるピークは、質量分析装置を校正するのに用いることができる。例えば、（８５６、１０１２）、（１４４０、１５９７）、（１５９７、１７５２）、（１７５２、１９０８）、等である。上記したこれら対の質量スペクトルピークの間の間隔はいずれも約１５６または１５７であるため、質量分析装置を校正するのに用いることができる。
【００６８】
同様に、図６に示すように、負イオンモードでも、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）のフラグメントイオンを用いて間隔が均一な質量スペクトルを得ることができる。ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の一つの基本単位の分子量は１５６または１５７である。よって、質量スペクトルにおける質量電荷比（ｍ／ｚ）間隔が約１５６または１５７であるピークは、校正するのに用いることができる。例えば、（７８０、９３６）、（１５８３、１７３８）、（１７３８、１８９５）、等である。上記したこれら対のピークの間の間隔はいずれも約１５６または１５７であるため、質量分析装置を校正するのに用いることができる。
【００６９】
図５および図６の質量スペクトルから分かるように、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の正イオンモードおよび負イオンモードで発生する質量スペクトルはいずれも質量分析装置の校正に用いることができる。よって、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の物質を用いることで、それぞれ正イオンモードおよび負イオンモードで質量分析装置を校正することができる。
【００７０】
本開示に係る他の実施例において、他の種類のシロキサンの重合体を採用している。即ち、ポリジメチルシロキサン、トリメチルシロキシ末端封鎖（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ，ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘｙ  ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）、またはトリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンと称される。その構造式は以下の通りである。
【００７１】
【化３】
2020140952.tif 000005
【００７２】
図１に示すイオン源を用いて、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンでも負イオンモードおよび正イオンモードにて質量分析装置を校正するに適した質量スペクトルを得ることができる。一つの具体的な実施例において、キャリアガスにはやはり窒素ガスを採用しており、流量を０．５Ｌ／ｍｉｎに制御し、第１の加熱器４の温度を約１５０℃に制御し、第２の加熱器６の温度を約２００℃に制御し、放電針８の電圧の絶対値を約４ｋＶとする。質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１の温度は約２５０℃である。
【００７３】
本開示に係る一部の実施例において、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの重合度は２〜１０００００である。本開示に係る他の選択可能な実施例において、トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の重合度は２〜１０００である。本開示に係るまた一部の実施例において、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量は８００〜５０００である。
【００７４】
具体的な操作工程は上記したポリジメチルシリコーンオイルの工程と類似しているため、ここでは重複説明しない。
【００７５】
図７には、平均分子量が２０００であるトリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの正イオンモードでの質量スペクトルを示している。図８には、平均分子量が２０００であるトリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの負イオンモードでの質量スペクトルを示している。
【００７６】
図７に示すように、正イオンモードでは、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンのフラグメントイオンを用いて間隔が均一な質量スペクトルを得ることができる。トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの一つの基本単位の分子量は約７４である。よって、質量スペクトルにおける質量電荷比間隔が約７４である対のピークは、質量分析装置を校正するのに用いることができる。
【００７７】
同様に、図８に示すように、負イオンモードでは、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンのフラグメントイオンを用いても間隔が均一な質量スペクトルを得ることができる。トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの一つの基本単位の分子量は約７４である。よって、質量スペクトルにおける質量電荷比間隔が約７４である対のピークは、質量分析装置を校正するのに用いることができる。
【００７８】
図７および図８の質量スペクトルから分かるように、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの正イオンモードおよび負イオンモードで発生する質量スペクトルはいずれも質量分析装置の校正に用いることができる。よって、トリメチルシロキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの物質を用いることで、それぞれ正イオンモードおよび負イオンモードで質量分析装置を校正することができる。
【００７９】
パーフルオロポリエーテル（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ，ＰＦＰＥ）は、その商品名はＦｏｍｂｌｉｎであり、常温下で液体となる合成重合体である。用いるモノマーおよび重合方法の相違によって、パーフルオロポリエーテルはＫ型、Ｙ型、Ｚ型、Ｄ型という４種類の異なる分子構造に分けられる。このうちＹ型構造のパーフルオロポリエーテルの構造式は以下の通りである。
【００８０】
【化４】
2020140952.tif 000006
【００８１】
パーフルオロポリエーテルは通常、潤滑剤として使用される。本開示の発明者は意外にパーフルオロポリエーテルも質量分析装置を校正するのに用いることに適していることを発見した。
【００８２】
本開示に係る一部の実施例において、Ｙ型構造のパーフルオロポリエーテルを使用しており、その平均分子量は１０００〜１００００としてもよい。例えば、一つの例示的な実施例において、平均分子量が１８００であるＹ型構造のパーフルオロポリエーテルを採用する。他の一つの例示的な実施例において、平均分子量が２５００であるＹ型構造のパーフルオロポリエーテルを採用する。
【００８３】
本開示に係るまた一つの実施例において、図１に示すイオン源を使用するとともに、パーフルオロポリエーテルをフラグメントイオンを発生する試料として採用している。キャリアガスにはやはり窒素ガスを採用しており、流量を０．５Ｌ／ｍｉｎに制御し、第１の加熱器４の温度を５０℃〜２００℃（例えば約１００℃）に制御し、第２の加熱器６の温度を１００℃〜３００℃（例えば約２００℃）に制御し、放電針８の電圧を約−４ｋＶとする。質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１の温度は約２５０℃である。
【００８４】
具体的な操作工程は上記したポリジメチルシリコーンオイルの工程と類似しているため、ここでは重複説明しない。
【００８５】
シロキサンの重合体とは異なり、パーフルオロポリエーテルを採用する場合、負イオンモードの質量スペクトルのみが質量分析装置を校正するのに適している。
【００８６】
図９には、パーフルオロポリエーテルの負イオンモードでの質量スペクトルを示している。図９に示すように、負イオンモードでは、パーフルオロポリエーテルのフラグメントイオンを用いて間隔が均一な質量スペクトルを得ることができる。パーフルオロポリエーテルの一つの（−ＣＦ２）部分の分子量は約５０である。よって、質量スペクトルにおける質量電荷比間隔が約５０であるピークは、質量分析装置を校正するのに用いることができる。
【００８７】
また、本開示に係る一部の実施例では、その他の構造のパーフルオロポリエーテルを使用することができる。例えば、Ｚ型構造のパーフルオロポリエーテルの構造式は以下の通りである。
ＣＦ３−［（ＯＣＦ２ＣＦ２）ｐ−（ＯＣＦ２）ｑ］ＯＣＦ３
【００８８】
本開示に係る一部の実施例において、平均分子量が２０００〜３００００であるＺ型構造のパーフルオロポリエーテルを採用する。
【００８９】
本開示に係る他の一部の実施例において、Ｄ型またはＫ型構造のパーフルオロポリエーテルを使用してもよく、その平均分子量は約１０００〜２００００とすることができる。
【００９０】
図１０には、本開示に係る一つの実施例の質量分析装置を校正するのに用いるイオン源の概略図を示している。
【００９１】
図１０に示すように、該イオン源は図１に示すイオン源を基礎として、更に第３のガス輸送管９０２と、容器９０３と、第４のガス輸送管９０７を備える。このうち、第３のガス輸送管９０２と第１のガス輸送管２とは流体的に接続されて、キャリアガスを容器９０３内に輸送するのに用いられる。容器９０３内には試料が収容されており、該試料は容器３内の試料とは異なる。例えば、一つの実施例において、容器３内の試料はポリジメチルシリコーンオイルであるが、容器９０３内の試料はパーフルオロポリエーテルである。第３のガス輸送管９０２の末端は、図１０に示すように、液面９０５の下にまで延在することができる。一つの選択可能な実例において、第３のガス輸送管９０２の末端は液面９０５の上に位置させることができる。第４のガス輸送管９０７は、第２のガス輸送管７と流体的に接続されて、容器９０３内のキャリアガスおよび試料の蒸気を放電針８付近まで輸送するのに用いられる。
【００９２】
また、図１０に示すように、第１のガス輸送管２には第１のバルブ１２が設けられ、第２のガス輸送管７には第２のバルブ９１２を設けることができ、第３のガス輸送管９０２には第３のバルブ９１４が設けられており、第４のガス輸送管９０７には第４のバルブ９１３が設けられる。これらバルブは、対応するガス輸送管の開閉を制御することができる。
【００９３】
図１０中のイオン源のその他の構造（例えば放電針８等）は図１に示すイオン源と類似していることから、ここでは重複説明しない。
【００９４】
図１０に示すイオン源を用いて、異なる試料物質を使用して質量分析装置に校正を複数回行うことができる。本開示に係る一つの実施例において、パーフルオロポリエーテルおよびポリジメチルシリコーンオイルを採用して、質量分析装置に校正を二回行うことができる。例えば、最初の校正にて、ポリジメチルシリコーンオイルが正イオンモードにてフラグメントイオンを発生させるとともに質量分析装置に取り込んで、第１の質量スペクトルを得て、該第１の質量スペクトルに基づいて質量分析装置を校正することができる。二回目の校正にて、パーフルオロポリエーテルが負イオンモードにてフラグメントイオンを発生させるとともに質量分析装置に取り込んで、第２の質量スペクトルを得て、該第２の質量スペクトルに基づいて質量分析装置を校正することができる。質量スペクトルを取得する具体的な工程は本開示の上記で説明した工程と類似していることから、ここでは重複説明しない。
【００９５】
パーフルオロポリエーテルは負イオンモードでの質量スペクトルのみが質量分析装置を校正するのに適することから、該実施例において、更にポリジメチルシリコーンオイルを用いて正イオンモードにて質量スペクトルを得るとともに該質量スペクトルに基づいて質量分析装置を校正する。正イオンモードおよび負イオンモードでのいずれでも校正を行うことで、質量分析装置は物質の正イオンおよび負イオンを測定して分析するのに用いることができる。
【００９６】
また、上記の説明ではまず正イオンモードでの質量スペクトルを得て、その後負イオンモードでの質量スペクトルを得ている。しかし理解すべきは、まず正イオンモードでの質量スペクトルおよび負イオンモードでの質量スペクトルのうちのいずれか一つを得ることができるものであって、当業者は本開示の教示の下で実際の必要性に応じて選択することができるものであって、本開示ではこれを制限しない、ということである。
【００９７】
図１１には、本開示に係る一つの実施例の質量分析装置を校正するのに用いるイオン源の概略図を示している。図１１に示すように、質量分析装置１０のサンプリングインターフェイス１１１は二層パイプである。図１２には、サンプリングインターフェイス１１１の破線Ａ−Ａ’に沿った断面図を示している。図１２に示すように、サンプリングインターフェイス１１１は二つの通路、つまり第１の通路１２０１と、第２の通路１２０２とを備える。このうち、第２の通路１２０２は二層パイプの内側層に位置して、試料イオンを採集すると共にこれを質量分析装置に送り込むために用いられる。第１の通路１２０１は二層パイプの外側層に位置する。第１の通路１２０１は乾燥気体を輸送するのに用いることができる。また、イオン源の第２のガス輸送管７はサンプリングインターフェイス１１１の第１の通路１２０１に流体的に接続することができる。このように、試料物質を第１の通路１２０１を通じて放電針８付近に輸送することができる。
【００９８】
上記では、図１に示すイオン源を結合して、本開示に係る一部の実施例の質量分析装置を校正する方法を詳細に説明している。しかしながら、理解すべきは、コロナ放電は単にプラズマ放電の一種の方式に過ぎない、ということである。本開示の実施例において、イオン化装置はその他方式のプラズマ放電、例えば誘電体バリア放電等を採用して、試料物質をイオン化することができる。
【００９９】
図１３には、本開示に係る一つの実施例の質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源の概略図を示している。
【０１００】
図１３に示すように、第２のガス輸送管７の一部１３２２中には第１の電極１３２１が設けられる。一部の実施例において、該第１の電極１３２１は、例えば第２のガス輸送管７の中心軸線に沿って延在する線状電極としてもよい。第２のガス輸送管７の一部１３２２の外側には第２の電極１３２０が設けられる。本開示に係る一部の実施例において、第２の電極１３２０は筒状電極として、しかも第１の電極１３２１と同軸となるように配置することができる。第２のガス輸送管７の一部１３２２は誘電体から構成され、誘電体は例えばセラミックスまたはテフロン（登録商標）等とすることができる。第１の電極１３２１、第２の電極１３２０および第２のガス輸送管７の一部１３２２が共同して、本開示に係る一つの実施例のイオン化装置を構成している。
【０１０１】
第１の電極１３２１および第２の電極１３２０に電圧が印加されると、第１の電極１３２１と第２の電極１３２０との間に誘電体バリア放電が発生する。例えば、第１の電極１３２１と第２の電極１３２０との間に、周波数が１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの交流（ＡＣ）で、例えば１ｋＶ〜５ｋＶとしてもよい電圧を印加する。
【０１０２】
第２のガス輸送管７中の試料物質が流れたとき、第１の電極１３２１と第２の電極１３２０との間の誘電体バリア放電により、同様に試料物質がイオン化されるので、各種イオンおよびイオンフラグメントを生成することができる。
【０１０３】
図１３に示すプラズマ源のその他部分は図１におけるプラズマ源と類似していることから、本開示では重複説明しない。
【０１０４】
これまで、本開示に係る質量分析装置の質量分析装置を校正するのに用いるイオン源および質量分析装置をすでに詳細に説明した。本開示の技術思想が隠れてしまうのを回避するために、本分野で公知される一部の詳細な事項は説明していない。当業者は上記した説明に基づいて、ここで開示する技術手法をどのように実施するかということを完全に理解することができる。
【０１０５】
また、本開示では以下の技術手法等を含むことができる。
【０１０６】
１．質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源であって、
試料を収容するための容器と、
プラズマ放電により前記試料をイオン化することで、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するものである、大気圧下で作動するイオン化装置と、
前記試料を前記容器から前記イオン化装置に輸送するための輸送装置と、
を備える、質量分析装置の校正に用いるイオンを生成するイオン源。
【０１０７】
２．上記１に記載のイオン源において、前記試料がシロキサンの重合体またはパーフルオロポリエーテルである。
【０１０８】
３．上記２に記載のイオン源において、前記シロキサンの重合体の重合度が２〜１０００００である。
【０１０９】
４．上記３に記載のイオン源において、前記シロキサンの重合体の重合度が２〜１０００である。
【０１１０】
５．上記２に記載のイオン源において、前記シロキサンの重合体が、ポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の材料の一つから選ばれる。
【０１１１】
６．上記５に記載のイオン源において、前記ポリジメチルシロキサンがトリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンである。
【０１１２】
７．上記５に記載のイオン源において、前記ポリジメチルシロキサンの平均分子量が５００〜１０００００である。
【０１１３】
８．上記５に記載のイオン源において、前記ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量が１０００〜８０００である。
【０１１４】
９．上記６に記載のイオン源において、前記トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量が８００〜５０００である。
【０１１５】
１０．上記１に記載のイオン源において、前記イオン化装置が、コロナ放電により前記試料をイオン化する放電針を備える。
【０１１６】
１１．上記１に記載のイオン源において、前記イオン化装置が、誘電体バリア放電により前記試料をイオン化する。
【０１１７】
１２．上記１１に記載のイオン源において、前記イオン化装置が第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に位置する誘電体とを備える。
【０１１８】
１３．上記２に記載のイオン源において、前記パーフルオロポリエーテルの重合度が２〜３０００である。
【０１１９】
１４．上記２に記載のイオン源において、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜３００００である。
【０１２０】
１５．上記１４に記載のイオン源において、前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＹ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜１００００である。
【０１２１】
１６．上記１４に記載のイオン源において、前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＺ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が２０００〜３００００である。
【０１２２】
１７．上記１４に記載のイオン源において、前記パーフルオロポリエーテルの分子構造がＤ型またはＫ型構造であり、前記パーフルオロポリエーテルの平均分子量が１０００〜２００００である。
【０１２３】
１８．上記１に記載のイオン源において、前記イオンが正イオンと負イオンとを含み、パーフルオロポリエーテルにより生成される負イオンが質量分析装置の校正に用いられる。
【０１２４】
１９．上記１０に記載のイオン源において、前記放電針の電圧が３ｋＶ〜１０ｋＶである。
【０１２５】
２０．上記１９に記載のイオン源において、前記放電針の電圧が３．５ｋＶ〜４．５ｋＶである。
【０１２６】
２１．上記１に記載のイオン源において、前記容器を加熱するための第１の加熱器を更に備える。
【０１２７】
２２．上記１に記載のイオン源において、前記輸送装置が、キャリアガスを供給するためのガス源と、前記キャリアガスを前記容器中に導入するための第１のガス輸送管と、前記キャリアガスおよび前記試料を前記イオン化装置に輸送するための第２のガス輸送管と、を備える。
【０１２８】
２３．上記２２に記載のイオン源において、前記輸送装置が更に、前記第１のガス輸送管または前記第２のガス輸送管上に設けられて、前記第１の輸送管または前記第２の輸送管の開閉を制御するためのバルブを備える。
【０１２９】
２４．上記２２に記載のイオン源において、前記第２のガス輸送管を加熱するための第２の加熱器を更に備える。
【０１３０】
２５．上記２１に記載のイオン源において、前記質量分析装置がサンプリングインターフェイスと、前記サンプリングインターフェイスを乾燥するための気体を輸送する経路とを備えており、
前記第２のガス輸送管が前記経路に流体的に接続される。
【０１３１】
２６．上記１〜２５のいずれか一項に記載のイオン源を備える、ことを特徴とする質量分析装置。
【０１３２】
２７．質量分析装置を校正する方法であって、試料を用いて大気圧下にてプラズマ放電によりイオンを発生させる工程と、前記イオン中の少なくとも一部を質量分析装置に導入することで、質量スペクトルを得る工程と、前記質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、を含む、質量分析装置を校正する方法。
【０１３３】
２８．上記２７に記載の方法において、前記試料がシロキサンの重合体またはパーフルオロポリエーテルである。
【０１３４】
２９．上記２７に記載の方法において、前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００００である。
【０１３５】
３０．上記２９に記載の方法において、前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００である。
【０１３６】
３１．上記２７に記載の方法において、前記シロキサンの重合体が、ポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の材料の一つから選ばれる。
【０１３７】
３２．上記３１に記載の方法において、前記ポリジメチルシロキサンがトリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンである。
【０１３８】
３３．上記３１に記載の方法において、前記ポリジメチルシロキサンの平均分子量が５００〜１０００００である。
【０１３９】
３４．上記３１に記載の方法において、前記ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量が１０００〜８０００である。
【０１４０】
３５．上記３２に記載の方法において、前記トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量が８００〜５０００である。
【０１４１】
３６．上記２７に記載の方法において、前記パーフルオロポリエーテルの重合度が１〜３０００である。
【０１４２】
３７．上記３６に記載の方法において、前記パーフルオロポリエーテルの重合度が８〜４５である。
【０１４３】
３８．上記２７に記載の方法において、前記プラズマ放電がコロナ放電または誘電体バリア放電である。
【０１４４】
３９．上記２７に記載の方法において、前記イオン中の正イオンの少なくとも一部が前記質量分析装置に導入されることで、前記質量スペクトルを得る。
【０１４５】
４０．上記２７に記載の方法において、前記イオン中の負イオンの少なくとも一部が前記質量分析装置に導入されることで、前記質量スペクトルを得る。
【０１４６】
４１．質量分析装置を校正する方法であって、ポリジメチルシロキサンを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第１のイオンを発生させる工程と、前記第１のイオン中の少なくとも一部の正イオンを質量分析装置に導入することで、第１の質量スペクトルを得る工程と、前記第１の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、パーフルオロポリエーテルを用いて大気圧下にてプラズマ放電により第２のイオンを発生させる工程と、前記第２のイオン中の少なくとも一部の負イオンを質量分析装置に導入することで、第２の質量スペクトルを得る工程と、前記第２の質量スペクトルに基づいて、前記質量分析装置を校正する工程と、を含む、質量分析装置を校正する方法。
【０１４７】
４２．シロキサンの重合体を質量分析装置の校正物質とする、用途。
【０１４８】
４３．上記４２に記載の方法において、前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００００である。
【０１４９】
４４．上記４３に記載の方法において、前記シロキサンの重合体の重合度が１〜１０００である。
【０１５０】
４５．上記４２に記載の方法において、前記シロキサンの重合体が、ポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の材料の一つから選ばれる。
【０１５１】
４６．上記４５に記載の方法において、前記ポリジメチルシロキサンがトリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンである。
【０１５２】
４７．上記４５に記載の方法において、前記ポリジメチルシロキサンの平均分子量が５００〜１０００００である。
【０１５３】
４８．上記４５に記載の方法において、前記ポリ（メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシロキサン）の平均分子量が１０００〜８０００である。
【０１５４】
４９．上記４６に記載の方法において、前記トリメチルシリルオキシ末端封鎖のポリジメチルシロキサンの平均分子量が８００〜５０００である。
【０１５５】
５０．上記４２〜４９のいずれか一項に記載の方法において、前記シロキサンの重合体が大気圧下にてプラズマ放電により、質量分析装置の校正に用いるイオンを発生させる。
【０１５６】
５１．上記５０に記載の方法において、前記プラズマ放電がコロナ放電または誘電体バリア放電である。
【０１５７】
すでに実例により、本開示の一部特定的な実施例について詳細に説明したが、当業者であれば、以上の実例は単に説明するものに過ぎず、本開示の範囲を制限するためのものではないということを理解するはずである。当業者は、本開示の範囲および思想から離れない状況にて、以上の実施例を修正することができるということを理解するはずである。本開示の範囲は別紙の特許請求の範囲により限定される。
【図１】
2020140952.tif 000007
【図２】
2020140952.tif 000008
【図３】
2020140952.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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