(57)【要約】【課題】  ＬＣ／ＭＳにおけるイオン化モードの自動判別を可能にすることを目的とする。【解決手段】  コロナニードル装着時及び非装着時における高圧電源からコロナニードルを通ってアースへ流れ込む電流値を計測することにより、コロナニードルが付いているかどうかを自動的に判別する。また、マイクロスイッチ等でＥＳＩ用スプレー部又はＡＰＣＩ用スプレー部が装着されているかを判別する。以上のようにして、スプレー部の状態とコロナニードル装着部の状態を自動的に判別することで、現在のイオン化モードが、ＥＳＩモード、ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードのいずれの状態であるかを自動的に判別する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体クロマトグラフ部と質量分析部との間に、前記液体クロマトグラフ部から与えられる液体試料の噴霧手段を有するイオン化部を備えた液体クロマトグラフ質量分析装置において、前記噴霧手段によって噴霧された前記液体試料をイオン化するための着脱式のコロナニードルを装着するためのコロナニードル装着部と、高圧電源から前記コロナニードルを通りアースへ流れ込む電流値を測定することにより前記コロナニードルの装着の有無を判別する装着有無判別手段を有することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
【請求項２】
請求項１に記載の液体クロマトグラフ質量分析計において、前記噴霧手段は着脱式のESI用スプレー又はAPCI用スプレーであり、装着された噴霧手段がいずれであるかを判別する噴霧手段判別手段を有することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
【請求項３】
請求項２に記載の液体クロマトグラフ質量分析計において、装着有無判別手段及び噴霧手段判別手段による判別結果から現在のイオン化法の種類を判別するイオン化法判別手段とを有することを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源の状態を自動的に判別することができる液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
質量分析計（ＭＳ）と液体クロマトグラフ（ＬＣ）を組み合わせたＬＣ／ＭＳは、化合物の分析に利用可能な装置のうち最も強力な装置の１つであり、化学、環境、薬学及び生物学の研究において広く利用されている。ＬＣ／ＭＳでは、液体クロマトグラフ部で分離された成分を大気圧下でイオン化して質量分析部に導入する方法として、エレクトロスプレーイオン化（ＥＳＩ
）法や大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）法、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用法等があり、測定目的に適したイオン源に切替えることを行っている。
【０００３】
一般に、ＡＰＣＩ法は低極性から中極性、ＥＳＩ法は中極性から高極性化合物のイオン化に有効である。また、一つの試料中にＥＳＩ法に適した成分とＡＰＣＩ法に適した成分が混合している場合や、未知の試料を分析する際にＥＳＩ法又はＡＰＣＩ法のうちどちらのイオン化法が適しているか分からない場合には、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用法が有効である。以上のように、ＬＣ／ＭＳにおいては、測定目的物の試料によって、適したイオン化法を使い分ける必要がある。
【０００４】
ＥＳＩ法では、ＥＳＩ用スプレーを用いて、液体試料を細いノズルの先端に送り、そのノズルの先端に高電圧を印加する。これによりノズル先端には強い不平等電界が形成され、この強い電界により液体試料が帯電液滴として噴霧され、更に、液滴内でのイオンのクーロン反発力により液滴の分裂が進行してイオン化が行われる。一方、ＡＰＣＩ法では、ＡＰＣＩ用スプレーを用いて、ネブライザ（霧化器）においてガス流により強制噴霧した液体試料をヒータで加熱することにより発生させた試料分子に、コロナニードルからのコロナ放電により生成したバッファイオンにより試料の化学イオン化を行う。そして、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用法は、ＥＳＩ用スプレーでＥＳＩ法によるイオン化を行うと共に、当該スプレーの先端に設けられたコロナニードルからのコロナ放電によってＡＰＣＩ法によるイオン化を行う。
【０００５】
以上から、ＬＣ／ＭＳのイオン化モードが、ＥＳＩ法を用いたＥＳＩモードの場合はＥＳＩ用スプレーを、ＡＰＣＩ法を用いたＡＰＣＩモードの場合はＡＰＣＩ用スプレーに加えてコロナニードルを、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用法を用いたＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードの場合はＥＳＩ用スプレーとコロナニードルを使用することになる。したがって、現在のイオン化モードが、ＥＳＩモード、ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードのいずれの状態であるかを判別するためには、スプレー部にＥＳＩ用スプレー又はＡＰＣＩ用スプレーのいずれのスプレーが装着されているか、及びコロナニードルが装着されているかどうかを判別すればよい。
【０００６】
スプレー部の状態を判別するためには、マイクロスイッチを使用する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、スプレーの装着部付近にマイクロスイッチを設けて、ＥＳＩ用スプレーが装着されているときはマイクロスイッチの接点がオフに、ＡＰＣＩ用スプレーが装着されているときはマイクロスイッチの接点がオンになるようにして、スプレー部の状態を判別している。一方、コロナニードルが装着されているかどうかの判別は、コロナニードルが溶媒にさらされる環境にあるため、マイクロスイッチ等による判別手段をとりにくいことから、簡易な判別方法がなく、従来は目視で判別していた。よって、現在のイオン化モードが、ＥＳＩモード、ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードのいずれの状態かを自動判別することはできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７８７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コロナニードルが装着されているかどうかを自動で判別することができないことから、コロナニードルを用いるＡＰＣＩ法又はＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用法において、誤ってコロナニードルを装着し忘れた状態で分析をしてしまうことがよく起きる。かかる場合、分析データを見てから初めてコロナニードルを装着していない状態で分析をしてしまったことに気付き、コロナニードルを装着後、再度分析をする必要が生じ、分析に要する時間やコストに無駄が生じていた。そこで、本発明はかかる課題を解決するために、コロナニードルの装着又は非装着状態を簡易に自動的に判別し、ＬＣ／ＭＳにおけるイオン化モードの自動判別を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、液体クロマトグラフ部と質量分析部との間に、前記液体クロマトグラフ部から与えられる液体試料の噴霧手段を有するイオン化部を備えた液体クロマトグラフ質量分析装置において、前記噴霧手段によって噴霧された前記液体試料をイオン化するための着脱式のコロナニードルを装着するためのコロナニードル装着部と、高圧電源から前記コロナニードルを通りアースへ流れ込む電流値を測定することにより前記コロナニードルの装着の有無を判別する装着有無判別手段を有することを特徴としている。コロナニードルを使用するイオン化モード（ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モード）では、高圧電源からコロナニードルに数kＶの高電圧を与えるため、アースに微弱なコロナ電流が流れ込む。一方、コロナニードルを使用しないイオン化モード（ＥＳＩモード）では、コロナニードルを使用しないため、アースへ流れ込む電流はほとんどなくなる。よって、高圧電源からコロナニードルを通ってアースへ流れ込む電流値を計測し、コロナニードル装着時又は非装着時における電流値からコロナニードルが付いているかどうかを自動的に判別することができる。
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明に係る液体クロマトグラフ質量分析計において、前記噴霧手段は着脱式のESI用スプレー又はAPCI用スプレーであり、装着された噴霧手段がいずれであるかを判別する噴霧手段判別手段を有することを特徴としている。装着有無判別手段によってコロナニードルの装着の有無を判別すると共に、噴霧手段判別手段によってスプレー装着部に装着されたスプレーの種類を判別する。スプレー部の種類を判別するためには、マイクロスイッチ等でＥＳＩ用スプレー部又はＡＰＣＩ用スプレー部が装着されているかを判別することを行えばよい。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第２の発明に係る液体クロマトグラフ質量分析計において、装着有無判別手段及び噴霧手段判別手段による判別結果から現在のイオン化法の種類を判別するイオン化法判別手段とを有することを特徴としている。
イオン化法判別手段は、コロナニードルの装着の有無を判別する装着有無判別手段とスプレー装着部に装着されたスプレーの種類を判別する噴霧手段判別手段によって得られた結果から、現在のイオン化モードの種類を判別する。以上のようにして、コロナニードル装着部の状態とスプレー部の状態を自動的に判別することで、現在のイオン化モードが、ＥＳＩモード、ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードのいずれの状態であるかを自動的に判別することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、コロナニードルが装着されているか又は装着されていないかを簡易な方法により判別して、ＬＣ／ＭＳにおけるイオン化モードを自動的に判別することにより、ＬＣ／ＭＳによる分析を円滑かつ安価に行うことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。
【図２】本発明の液体クロマトグラフ質量分析計のイオン化部の概略構成図である。
【図３】本発明の液体クロマトグラフ質量分析計におけるコロナ電流測定部の概略構成図である。
【図４】本発明の液体クロマトグラフ質量分析計に用いるスプレー部の概略構成図である。
【図５】本発明のＥＳＩモードにおける液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。
【図６】本発明のＡＰＣＩモードにおける液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。
【図７】本発明のＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードにおける液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態について図を用いて説明する。図１は本発明の液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。ＬＣ部１において分離された液体試料がイオン化部２へ導入されてイオン化される。そして、イオン化された試料がＭＳ部３へ送り込まれ、質量分析にかけられる。本発明は主にイオン化部２に関するものである。イオン化部２には、イオン化手段として、噴霧手段４とコロナニードル５が設けられている。この噴霧手段４を判別するために噴霧手段判別手段６が設けられ、コロナニードル５の装着の有無を判別するために装着有無判別手段７が設けられている。
【００１５】
図２は本発明に用いる液体クロマトグラフ質量分析計のイオン化部の概略構成図である。イオン化室８に設けられたコロナニードル装着部９にはＡＰＣＩ用高圧電源部１０が接続されている。コロナニードル装着部９に着脱式のコロナニードル５を装着することで、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０とコロナニードル５が接続される。コロナニードル５をコロナニードル装着部９に装着した状態でＡＰＣＩ用高圧電源部１０から高電圧がかけられると、コロナニードル５の周辺でコロナ放電が生じ、コロナ電流がアース１１へ流れ込む。コロナ放電によりイオン化されたイオンは、イオン導入口１２から質量分析計へ導入される。一方、コロナニードル５がコロナニードル装着部９に装着されていない場合、電流はアース１１へほとんど流れない。このコロナニードル５からアース１１へ流れ込む電流の電流値を測定するための測定器が電流測定器１３である。電流測定器１３において、コロナニードル５の装着時又は非装着時におけるアース１１に流れ込む電流の値を測定し、この電流値からコロナニードルが付いているか付いていないかを自動的に判別することができる。判別に際しては、基準となる電流値を予め判別手段に設定しておき、電流測定器１３が測定した電流値が基準となる電流値を超えた場合はコロナニードルが装着されている状態であると判別し、電流測定器１３が測定した電流値が基準となる電流値を下回った場合はコロナニードルが装着されていない状態であると判別する等すればよい。
【００１６】
電流測定器１３は、コロナニードル５からアース１１へ流れ込む電流の電流値を測定することができる位置であれば、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０が接続された回路のいずれの場所に設けてもよい。例えば、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０からコロナニードル装着部９の間やコロナニードル装着部９からアース１１の間、アース１１とＡＰＣＩ用高圧電源部１０の間に、電流測定器１３を設置することが考えられる。しかし、望ましくは、図２に示すように、コロナニードル５で発生したコロナ電流が流れ込むアース１１とＡＰＣＩ用高圧電源部１０のマイナス端子の間に、電流測定器１３を設けるとよい。そうすれば、電流測定器１３はアース１１と同じ電位にあるため、電流測定器１３に高電圧がかからず、耐電圧の低い電子部品を使用することができるためコスト面で優れる。
【００１７】
また、電流測定器１３は、図３に示すように、抵抗１４と抵抗１４における電圧降下を測定する電圧計１５で構成すると望ましい。そして、コロナ放電によって生じるコロナ電流は数μＡほどと非常に小さいため、電流測定器１３は微弱な電流を測定できることを要する。よって、この抵抗１４は、数μＡ程度の微弱な電流が流れ込んだ場合でも電圧降下を検出することができるように、高い抵抗値の抵抗を用いることが望ましい。例えば、コロナ電流の最大値が１００μＡであれば、抵抗値が１００kΩの抵抗を使用すると、最大で１０Ｖの電圧降下を測定することができる。
【００１８】
一方、スプレー装着部１６の近辺にはマイクロスイッチ１７、１８が設けられている。スプレー装着部１６には、図４に示すＥＳＩ用スプレー１９又はＡＰＣＩ用スプレー２０を装着することができる。ＥＳＩ用スプレー１９、ＡＰＣＩ用スプレー２０には、マイクロスイッチ１７、１８を押し込むための突出部２１、２２が設けられている。この突出部２１、２２とマイクロスイッチ１７、１８の位置関係は、図２、図４に図示するように、突出部２１はマイクロスイッチ１７のみをオンにすることができ、突出部２２はマイクロスイッチ１８のみを押すことができるように配置されている。よって、スプレー装着部１６にＥＳＩ用スプレー１９を装着した場合は、ＥＳＩ用スプレー１９に設けられた突出部２１がマイクロスイッチ１７をオンにし、現在のスプレー装着部１６にはＥＳＩ用スプレー１９が装着されていることを判別することができる。一方、スプレー装着部１６にＡＰＣＩ用スプレー２０を装着した場合は、ＡＰＣＩ用スプレー２０に設けられた突出部２２がマイクロスイッチ１８をオンにし、現在のスプレー装着部１６にはＡＰＣＩ用スプレー２０が装着されていることを判別することができる。以上のような方法で、スプレー部の状態を自動的に判別することができる。
【００１９】
図５はＥＳＩモードにおける本発明の液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。ＬＣ部１からＥＳＩ用高圧電源部２３に接続されたＥＳＩ用スプレー１９へ送液されてきた試料が、ＥＳＩ用スプレー１９においてイオン化されて、ＭＳ部３に吸い込まれ、質量分析にかけられる。ＭＳ部３はイオン化室８に設けられたイオン導入口１２に取り付けられたパイプ２４を通じてイオン化部と接続されている。ＥＳＩ用スプレー１９に設けられた突出部２１がマイクロスイッチ１７をオンにすることにより、ＥＳＩ用スプレー１９がスプレー装着部１６に装着されていることを判別することができる。また、コロナニードル装着部９にはコロナニードル５が装着されていないため、電流はアース１１へほとんど流れ込まないことを電流測定器１３が測定することで、コロナニードル５が装着されていない状態であることを判別することができる。以上から、現在のイオン化モードは、ＥＳＩ用スプレーを用いて、かつコロナニードルを用いないＥＳＩモードであることを自動的に判別することができる。
【００２０】
図６はＡＰＣＩモードにおける本発明の液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。ＬＣ部１からＡＰＣＩ用スプレー２０へ送液されてきた試料は、ＡＰＣＩ用スプレー２０において噴霧されて、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０に接続されたコロナニードル装着部９に装着したコロナニードル５で発生したコロナ放電によりイオン化され、ＭＳ部３に吸い込まれて、質量分析にかけられる。また、ＡＰＣＩ用スプレー２０に設けられた突出部２２がマイクロスイッチ１８をオンにすることにより、ＡＰＣＩ用スプレー２０がスプレー装着部１６に装着されていることを判別することができる。そして、コロナニードル装着部９にはコロナニードル５が装着されているため、コロナ放電が生じ、微弱なコロナ電流がアース１１へ流れ込むことを電流測定器１３が測定することで、コロナニードル５が装着されていることを判別することができる。以上から、現在のイオン化モードは、ＡＰＣＩ用スプレー及びコロナニードルを用いるＡＰＣＩモードであることを自動的に判別することができる。
【００２１】
図７はＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードにおける本発明の液体クロマトグラフ質量分析計の概略構成図である。ＬＣ部１からＥＳＩ用高圧電源部２３に接続されたＥＳＩ用スプレー１９へ送液されてきた試料が、ＥＳＩ用スプレー１９においてイオン化されると共に、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０に接続されたコロナニードル装着部９装着したコロナニードル５で発生したコロナ放電によりイオン化され、ＭＳ部３に吸い込まれて、質量分析にかけられる。前述した通り、ＥＳＩ用スプレー１９に設けられた突出部２１がマイクロスイッチ１７をオンにすることにより、ＥＳＩ用スプレー１９がスプレー装着部１６に装着されていることを判別することができる。また、コロナニードル装着部９にはコロナニードル５が装着されているため、コロナ放電が生じ、微弱なコロナ電流がアース１１へ流れ込むことを電流測定器１３が測定することで、コロナニードル５が装着されていることを判別することができる。以上から、現在のイオン化モードは、ＥＳＩ用スプレー及びコロナニードルを用いるＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードであることを自動的に判別することができる。
【００２２】
以上のように、ＥＳＩ用スプレー又はＡＰＣＩ用スプレーのいずれを用いているかと、コロナニードルが装着されているかどうかを自動的に判別することで、現在のイオン化モードがＥＳＩモード、ＡＰＣＩモード、ＥＳＩ／ＡＰＣＩ兼用モードのいずれの状態かを自動的に判別することができる。また、イオン化モードを自動的に判別する際は、スプレー部に装着されたスプレーの種類とコロナニードルの装着の有無を判別した結果を演算部において演算することで判別すればよい。かかる判別結果をＰＣ画面等の表示部に表示すれば、操作者は現在のイオン化モードを簡易に識別することができ、ＬＣ／ＭＳによる分析を円滑かつ安価に行うことを可能にする。
【００２３】
また、自動判別を行うタイミングは、コロナニードル５の装着の有無を判別するためには、ＡＰＣＩ用高圧電源部１０からコロナニードル５に高電圧をかけなければならないことから、ＭＳ部３に設けられた真空装置（図示しない）を起動した時に、自動で一時的にＡＰＣＩ用高圧電源部１０からコロナニードル５に高電圧をかけて電流測定器１３の電流値をモニタしても良いし、真空状態になってＬＣ／ＭＳがスタンバイ状態になった時にかかる動作を行っても良い。さらに、ＬＣ／ＭＳ分析直前に行う等しても良い。
【符号の説明】
【００２４】
１  ＬＣ部
２  イオン化部
３  ＭＳ部
４  噴霧手段
５  コロナニードル
６  噴霧手段判別手段
７  装着有無判別手段
８  イオン化室
９  コロナニードル装着部
１０  ＡＰＣＩ用高圧電源部
１１  アース
１２  イオン導入口
１３  電流測定器
１４  抵抗
１５  電圧計
１６  スプレー装着部
１７、１８  マイクロスイッチ
１９  ＥＳＩ用スプレー
２０  ＡＰＣＩ用スプレー
２１、２２  突出部
２３  ＥＳＩ用高圧電源部
２４  パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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