(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の電極と、
第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられ、試料及び放電ガスの導入部及び排出部を有する誘電体部と、
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方に対して交流電圧を印加し、前記第1の電極と前記第2の電極との間で発生する放電により前記試料をイオン化する電源と、
前記排出部から排出されたイオンを分析する質量分析部とを有し、
前記放電は2Torr以上300Torr以下で行われることを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記放電は、4Torr以上で行われることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項３】
前記放電は、7Torr以上で行われることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記電源は、前記第1の電極と前記第2の電極のうち交流電圧を印加しない電極に対し、直流電圧を印加することを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項５】
前記誘電体部は筒状であって、前記第1の電極は、前記筒内に設けられ、前記第2の電極は、前記筒外に設けられていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項６】
前記第1の電極は、ワイヤ状の電極であって、前記ワイヤ状の試料排出部側に前記第２の電極が設けられていることを特徴とする請求項5記載の質量分析装置。
【請求項７】
前記放電が行われる部位の前記筒内の内径が、他の箇所よりも大きいことを特徴とする請求項5記載の質量分析装置。
【請求項８】
前記第1の電極は、前記筒内を覆うように設けられていることを特徴とする請求項５記載の質量分析装置。
【請求項９】
前記誘電体部は筒状であって、前記筒の一部の領域において、前記第1の電極と前記第2の電極が、前記誘電体を挟んで対向して設けられていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項１０】
前記誘電体部は筒状であって、前記第1の電極と前記第2の電極は、前記筒外に設けられていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項１１】
前記筒の周囲を前記第1の電極と前記第2の電極とが交互に複数囲んでいることを特徴とする請求項10記載の質量分析装置。
【請求項１２】
前記第1の電極と前記第2の電極との間に絶縁物が設置されていることを特徴とする請求項11記載の質量分析装置。
【請求項１３】
前記誘電体部の前記試料の導入部は大気圧下であり、前記試料の排出部は差動排気された室におかれていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項１４】
前記誘電体部に存在する気体は空気であることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
【請求項１５】
第1の電極と、
第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられ、試料及び放電ガスの導入部及び排出部を有する誘電体部と、
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方に対して1以上300kHz以下の周波数の交流電圧を印加し、前記第1の電極と前記第2の電極との間で発生する放電により前記試料をイオン化する電源と、
前記排出部から排出されたイオンを分析する質量分析部とを有し、
前記放電は2Torr以上300Torr以下で行われることを特徴とする質量分析装置。
【請求項１６】
前記周波数は、1以上20kHz以下であることを特徴とする請求項15記載の質量分析装置。
【請求項１７】
前記交流電圧は、矩形波であることを特徴とする請求項15記載の質量分析装置。
【請求項１８】
前記交流電圧は、正弦波であることを特徴とする請求項15記載の質量分析装置。
【請求項１９】
第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に設けられた誘電体部と、試料及び放電ガスの導入部、排出部とを備えた第1の室と、
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方に対して交流電圧を印加し、前記第1の電極と前記第2の電極との間で発生する放電により前記試料をイオン化する電源と、
前記排出部から排出された試料のイオンを分析する質量分析計を備えた第2の室とを備え、
前記第1の室は前記第2の室よりも圧力が高く、
前記放電は2Torr以上300Torr以下で行われることを特徴とする質量分析装置。
【請求項２０】
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方は板状であり、もう一方は前記第1の室内に設けられた複数の柱状の電極であることを特徴とする請求項19に記載の質量分析装置。
【請求項２１】
前記第1の電極と前記第2の電極のいずれか一方は前記第1の室を囲むように設けられ、もう一方は前記第1の室内に設けられていることを特徴とする請求項19記載の質量分析装置。
【請求項２２】
前記試料の導入部側に試料溶液の帯電液滴とイオンを排出するイオン化部をさらに有し、前記誘電体部は加熱されていることを特徴とする請求項1に記載の質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析装置及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電やグロー放電などのプラズマを用いたイオン化は、さまざまな分野の質量分析に広く用いられている。これまでプラズマによるイオン化がどのように行われてきたかについて、以下に説明を行う。【０００３】
特許文献1に、大気圧化学イオン化法によってイオン化する方法が記載されている。大気圧化学イオン化法では、大気圧下でのコロナ放電によってイオン化を行う。試料分子は、コロナ放電で生成した種イオンとのイオン分子反応によりイオン化する。【０００４】
特許文献2に、試料を真空チェンバー内に導入し、グロー放電でイオン化する方法が記載されている。イオン化を行う真空チェンバー内の圧力は0.1〜1 Torr（1×10〜1×102 Pa）程度である。【０００５】
特許文献3に、大気圧中で誘電体バリア放電によりイオン化を行う方法が記載されている。誘電体バリア放電では電極の間に誘電体を挟むことで、プラズマ中の中性ガスやイオンの温度の上昇を防ぎ低温のプラズマを発生させる。特許文献3では、大気圧中でプローブから噴出したプラズマを直接試料にあててイオン化し、生成したイオンを質量分析装置に導入している。【０００６】
非特許文献1に、真空中においてヘリウムを放電ガスとして用いた誘電体バリア放電によりイオン化を行う方法が記載されている。非特許文献1に記載の方法では、試料とヘリウムを、誘電体のキャピラリーを通して質量分析装置の真空室に導入し、キャピラリーの真空室側の出口付近で誘電体バリア放電により試料をイオン化する。真空室に導入される気体の流量は25 ml/min、真空室を排気するポンプの排気速度は300L/sであるため、真空室及びイオン化が起こるキャピラリーの真空室側の出口付近は高い真空度に保たれている。非特許文献1の条件では分子イオンが解離して生じた原子イオンが強く観測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】US7,064,320
【特許文献２】US4,849,628
【特許文献３】WO2009/102766
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Analytical chemistry, 1998,70,513 - 518
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献1に記載の大気圧化学イオン化では、大気圧下で生成したイオンを細孔やキャピラリーを通して質量分析装置に導入する。このため、細孔やキャピラリーを通る際にイオンの損失が発生するという課題があった。また、大気圧化学イオン化に用いられるコロナ放電の荷電粒子の密度は他のプラズマと比較して低いため、生成されるイオンの数が少ないという課題もあった。【００１０】
特許文献2、非特許文献1に記載の低圧力下のグロー放電によるイオン化では、分子イオンのフラグメンテーションが起こるという課題があった。フラグメンテーションが起こると質量スペクトルが複雑になり、スペクトルの解析が困難になる。【００１１】
特許文献3に記載の大気圧下の誘電体バリア放電を利用したイオン化法では、大気圧化学イオン化イオン源の場合と同様に、生成したイオンを細孔やキャピラリーを通して真空チェンバーに導入するため、感度が低いという課題があった。【００１２】
非特許文献1に記載の方法では、イオンのフラグメンテーションが激しく進んでしまう。しかし、非特許文献1にはフラグメンテーションを抑制する方法についての記述はない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の質量分析装置の一例では、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に設けられ試料の導入部及び排出部を有する誘電体部と、第1の電極と第2の電極のいずれか一方に対して交流電圧を印加し、第１の電極と第2の電極との間で発生する放電により試料をイオン化する電源と、排出部から排出されたイオンを分析する質量分析部とを有し、放電は2Torr以上300Torr以下で行われることを特徴とする。【００１４】
また、他の質量分析装置の例として、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に設けられ、試料の導入部及び排出部を有する誘電体部と、第1の電極と第2の電極のいずれか一方に対して1以上300kHz以下の周波数の交流電圧を印加し、第1の電極と第2の電極との間で発生する放電により試料をイオン化する電源と、排出部から排出されたイオンを分析する質量分析部とを有することを特徴とする。【００１５】
さらに、他の質量分析装置の例として、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極との間に設けられた誘電体部と、試料の導入部及び排出部とを備えた第1の室と、第1の電極と第2の電極のいずれか一方に対して交流電圧を印加し、第1の電極と第2の電極との間で発生する放電により試料をイオン化する電源と、排出部から排出された試料のイオンを分析する質量分析計を備えた第2の室とを備え、第1の室は第2の室よりも圧力が高いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高感度でかつフラグメンテーションが少ないイオン化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例1の装置構成図
【図２】実施例1のイオン源
【図３】実施例1のイオン源
【図４】実施例1のイオン源
【図５】効果の説明図
【図６】効果の説明図
【図７】実施例2のイオン源
【図８】実施例1のイオン源
【図９】実施例3のイオン源
【図１０】実施例3のイオン源
【図１１】実施例4の装置構成図
【図１２】実施例4の減圧室
【図１３】実施例4の減圧室
【図１４】実施例4の減圧室
【図１５】実施例5のイオン源
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図1は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。試料は大気圧の空気とともに、イオン源1のキャピラリーの入口から導入される。空気以外でも窒素や、ヘリウム、アルゴンなど気体に試料を混ぜてキャピラリーに導入することもできる。キャピラリーを加熱すると、試料や夾雑物のキャピラリー内壁への吸着を防ぐことができる。イオン源1で生成されたイオンは、真空チェンバーの第一差動排気室2に導入される。第一差動排気室2はロータリーポンプやダイヤフラグポンプなどの真空ポンプ51で排気され1〜1.0 ×104 Pa程度に保たれている。第一差動排気室2に導入されたイオンは多重極イオンガイド4により収束され、第二差動排気室3に導入される。第二差動排気室3は真空ポンプ52で排気され10-4Torr〜10-2Torr（1×10-2Pa〜1Pa）程度に維持されている。第二差動排気室3には、質量分析部5と検出器6が設置されている。第二差動排気室3に導入されたイオンは、四重極質量フィルター、イオントラップ、飛行時間型質量分析計など質量分析部5でm/zごとに分離されて、電子増倍管などの検出器6で検出される。質量分析部5と検出器6の代わりに、FT-ICRなどを用いてもよい。【００１９】
図2にイオン源1の構成図を示す。（B）は（A）の方向bから見た図である。イオン源1はガラス、プラスチック、セラミック、樹脂などの誘電体で形成された誘電体キャピラリー10と、誘電体キャピラリーの内部に挿入された第一放電電極11、誘電体キャピラリーの外部に設けられている第二放電電極12からなる。誘電体キャピラリー10を介して第二放電電極12と第一放電電極11の間に誘電体バリア放電が起こり、第二放電電極12と第一放電電極11に挟まれた領域にプラズマ100が生成される。放電の際に大きな放電電流がほぼ連続的に流れるとプラズマ温度が高くなりフラグメンテーションが起こりやすくなるが、誘電体バリア放電では放電電極の間にある誘電体がコンデンサとして動作するため、放電電流が連続的に流れてプラズマ温度が上昇するのを防ぐことができる。図2（B）では、第二放電電極12が誘電体キャピラリー10の中心軸からずれて配置されている。このようにすると第一、第二放電電極がより近づくため、放電が開始しやすくなるという効果がある。【００２０】
第一放電電極11は図1のようなワイヤ電極でも、図4のような筒型の電極でもよい。あるいは図8のように、誘電体キャピラリー10と導電体キャピラリー13を接続し、導電体キャピラリー13を第一放電電極として使ってもよい。導電体キャピラリー13を用いるとイオン源で生成したイオンによりキャピラリーが帯電するのを防ぐことができる。一方、材質の異なるキャピラリーを途中でつなぐため構造が複雑になる。【００２１】
第一、第二放電電極11、12、導電体キャピラリー13の素材は導電体であればよいが、金などの腐食に強い金属を使えば電極の寿命が長くなる。【００２２】
第二放電電極12は誘電体キャピラリー10の外側の一部に接していればよいが、図2のように誘電体キャピラリー10の全体に第二放電電極12が接する構造にすれば、放電が誘電体キャピラリー10の径方向で均一に起こるため効率よく試料をイオン化することができる。【００２３】
典型的な誘電体キャピラリーの内径は10 um〜1 cm、長さは0.1〜1 m程度である。誘電体キャピラリー10の長さが短く、内径が大きいほど誘電体キャピラリー10のコンダクタンスは大きくなり、一定時間あたりに質量分析装置に導入される気体の量が増える。コンダクタンスが大きいほど質量分析装置の感度は上がる。一方、コンダクタンスが小さいほど、第二差動排気部3の圧力を質量分析部5や検出器6の動作可能な圧力以下に保つために必要なポンプの排気速度が小さくて済み、小型なポンプを用いることができる。【００２４】
また、図3のようにキャピラリーの内径が、途中で変化するキャピラリーを用いてもよい。ここで、プラズマが形成される領域でキャピラリーの内径を太くなると、プラズマ中にイオンが留まる時間が長くなりイオン分子反応が起こりやすくなる。【００２５】
典型的な第一放電電極11と第二放電電極12の間で最も近いところの距離は1×10- 4〜1×10- 1m程度である。第一放電電極11と第二放電電極12の間の距離が長くなるほど、試料分子がプラズマの中に存在する時間が長くなりイオン分子反応が起こりやすい。一方、第一放電電極11と第二放電電極12の間の距離が長くなるほど放電に必要な電圧は高くなる。【００２６】
図5に空気についての放電電圧と、圧力と放電電極間の距離の積（pd積）の関係を示す。放電電圧は0.5 cmTorr付近で最小となり、以降pd積が大きくなるほど増大する。放電ガスが空気で圧力が10 Torr(1.3 ×103 Pa)の場合、放電電圧は電極間距離1 cmでは1 kV、5 cmで4 kV程度となる。【００２７】
第一放電電極11、第二放電電極12のいずれか一方には、電源50から交流電圧が供給され、もう一方にはDC電圧が印加される。DC電圧を印加する代わりに接地するようにしてもよい。以下の実施例では第一放電電極11に交流電圧を印加する場合について述べているが、第一放電電極11にDC電圧（又は接地）、第二放電電極11に交流電圧を印加した場合でも同様の効果を得ることができる。【００２８】
電源50で発生する交流電圧は、矩形波でもよいし正弦波でもよい。典型的な印加電圧は0.5〜10 kV、周波数は1〜300 kHzである。周波数が高い条件では（100〜300 kHz）プラズマの密度が高いためイオン化効率は高いが、フラグメンテーションが起こりやすくなる。一方、周波数が低い条件（1〜20 kHz）ではフラグメンテーションが起こりにくく壊れやすい分子イオンも検出できるが、周波数が高い場合に比べてイオン化効率は低くなる。周波数が20〜100 kHzの条件ではその中間の性質となる。【００２９】
同じ電圧振幅なら、矩形波を用いた方がプラズマの密度が高くなる。一方、正弦波では周波数が高い場合にコイルによって電圧を昇圧できるため、電源が安価になるという利点がある。交流電圧の周波数や電圧を、試料や測定対象のイオンごとに変えてもよい。たとえば、無機物イオンのようにフラグメンテーションを起こしにくい分子を測定する場合やフラグメントイオンを測定する場合には、投入電力を高くし、フラグメンテーションを起こしやすい分子イオンを測定する場合には投入電力を低くするなどである。また、試料が導入されている時間だけ交流電圧を印加してイオン化を行い、試料が導入されていない時間は交流電圧を印加しないなど電圧を時間的にスイッチングする制御機構を設けて制御すれば電源50の電力の消費を抑えることができる。【００３０】
本発明では、2 Torr以上300 Torr以下の減圧下でプラズマを生成することで、フラグメンテーションを抑制しつつ高感度なイオン化を行うことができる。プラズマを発生させる領域の圧力が300Torrより高いと、放電開始に必要な電圧が高くなってしまいプラズマ形成への影響を与えてしまう可能性があるが、300Torr以下とすることで安定なプラズマを形成することができる。図6に本実施例の構成でサリチル酸メチルをイオン化し、観測されたイオンの信号強度の圧力依存性をプロットしたものを示す。放電ガスは空気、第一放電電極１１に印加した矩形波電圧は15 kHz, 2 kV0-peakである。サリチル酸メチルのプロトン付加イオン([M+H]+, m/z 153)の信号強度は、4Torr 以上から上昇し最終的には飽和した。これは放電ガスの圧力が上昇するほど、イオン分子反応が起こりやすくなるためであると考えられる。2 Torr〜4 Torrでは試料の分子イオンの感度は低いが、試料分子に比べて種イオンの量が多いため、イオンサプレッションの影響を受けにくいという利点がある。一方、7 Torr以上では高感度に試料の分子イオンを検出することができる。4〜7 Torrではその中間の性質となる。また、2 Torr以下ではプロトン付加イオンなどサリチル酸メチルの由来の分子イオンはほとんど観測されなかった。これは放電ガスの圧力が低いと高エネルギーの電子が直接試料分子と衝突する確率が高くなり、フラグメンテーションが起こりやすくなるためである。【００３１】
誘電体キャピラリー10の入口の圧力は大気圧、出口の圧力は第一差動排気室2の圧力となるため、キャピラリーの軸方向には圧力勾配が存在する。このためプラズマ100が生成する領域のキャピラリーの軸方向での位置を選ぶことで、プラズマが生成する領域の圧力を調整することができる。このときプラズマが生成する領域と第一差動排気室2の圧力差が小さいほど、プラズマが生成する領域と第一差動排気室2の間のコンダクタンスを大きくすることができる。コンダクタンスが大きいほど空間電荷の影響や管の内壁への衝突によるイオンの損失を抑えることができ、イオンを第一差動排気室2に導入する効率は高くなる。【００３２】
本発明では、試料ガスは、キャピラリーの入口からプラズマ100が発生している領域まで、中性ガスの状態で通過する。このため、空間電荷の影響や管の内壁への衝突によるイオンの損失を抑えることができ、高い効率で真空中に試料を導入することができる。また、微小な領域にプラズマを発生させるため、低い消費電力で密度の高いプラズマを形成することができる。本発明により、安定した放電を維持しながらフラグメンテーションを抑制することができる。
【実施例２】
【００３３】
図7は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。イオン源1以外の構成は実施例1と同様であり省略する。また、プラズマ100が生成される領域の圧力の効果、電源50の出力電圧も実施例1と同様である。イオン源1は誘電体キャピラリー10と二枚以上の放電電極14、15で構成される。放電電極14、15は誘電体キャピラリー10の外側を囲むように配置されている。電源50から交流電圧が印加された第一放電電極14とDC 電圧が印加された第二放電電極15を交互に配置する。逆に、第一放電電極14にDC電圧、第二放電電極15に交流電圧を印加するようにしてもよい。また、DC電圧を印加する代わりに接地するようにしてもよい。第一放電電極14と第二放電電極15の間に誘電体キャピラリー10を介して誘電体バリア放電が起こり、第一放電電極14と第二放電電極15の間の領域にプラズマ100が生成される。誘電体キャピラリー10の外側での放電を防ぐために、第一放電電極14と第二放電電極15の間に絶縁物42を挿入してもよい。第一放電電極14と第二放電電極15を大気中に設置したほうが、キャピラリーの外側での放電電極14、15の間での放電が起こりにくくなる。これは、空気では図5の関係から大気圧中の方が、放電電圧が高くなるためである。【００３４】
実施例1の構成と異なり、試料が通過するキャピラリーの内部に電極を入れる必要がないため、電極への試料の付着などの汚染を避けることができる。また、放電電極の数を変えることで、電極間の距離を保ったままプラズマが生成する領域の長さを調整することができる。
【実施例３】
【００３５】
図9は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。図の（B）は（A）のb方向から見た図である。イオン源1以外の構成は実施例1と同様であり省略する。また、プラズマ100が生成される領域の圧力の効果、電源50の出力電圧も実施例1と同様である。イオン源1は誘電体キャピラリー10と第一放電電極40、第二放電電極41で構成される。第一放電電極40、第二放電電極41のいずれか一方に電源50から交流電圧が供給され、もう一方にはDC電圧が印加されるか、接地するようにする。第一放電電極40と第二放電電極41の間で誘電体キャピラリー10を介して誘電体バリア放電がおこり、領域100にプラズマが生成される。第一放電電極40、第二放電電極41は図9のようの誘電体キャピラリーの内側と外側に配置してもよいし、図10のようにキャピラリーの外側に配置してもよい。電極の間に放電を防ぐための絶縁物を挿入してもよい。【００３６】
実施例1の構成と比較して、放電している電極間の距離がキャピラリーの軸方向の位置によらず一定であるように配置しているため、軸方向に均一なプラズマを形成することが可能である。また、第一放電電極40、第二放電電極41の誘電体キャピラリーの軸方向の長さを変えるとプラズマの生成している領域の長さを変えることができる。
【実施例４】
【００３７】
図11は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。中性の試料ガスは細孔20を通して減圧室7に導入する。減圧室7は5 Torr以上の減圧条件に維持されており、減圧室内で誘電体バリア放電を用いてプラズマを発生させる。減圧室7は真空ポンプ53で排気してもよい。【００３８】
減圧室内でイオン化された試料イオンは細孔21を通して第一差動排気室2に導入される。減圧室7と第一差動排気室2の圧力差が小さいほど、細孔21のコンダクタンスを大きくすることができる。コンダクタンスが大きいほど、イオンを第一差動排気室2に導入する効率は高くなる。プラズマ100が生成される領域の圧力の効果、電源50の出力電圧は実施例1と同様である。【００３９】
図12、13，14に減圧室7の構成図を示す。図12では減圧室7は平板の第一放電電極11と第二放電電極12、誘電体22から構成される。第一放電電極11及び第二放電電極12のいずれかに、電源50から交流電圧が供給され、もう一方にはDC電圧が印加又は接地される。プラズマ100は、誘電体22と第二放電電極12の間の領域に生成される。誘電体22は第一放電電極11と比べて十分大きくすれば、第一放電電極11と第二放電電極12の間で誘電体22を介さずに放電するのを防ぐことができる。【００４０】
図13では減圧室7は平板の第一放電電極11と誘電体22、第二放電電極として、棒状または網状の電極24から構成される。図13（B）は、（A）の方向bから見た図である。第一放電電極11には電源50から交流電圧が供給され、電極24にはDC電圧が供給される。逆に、第二放電電極24には電源50から交流電圧が供給され、第一放電電極11にはDC電圧が供給される。DC電圧の供給の代わりに接地するようにしてもよい。プラズマは誘電体22と電極24の間の領域100に生成される。プラズマの領域100で生成されたイオンや、低速電子、励起状態の分子が試料分子と衝突する領域に拡散し、試料をイオン化する。試料が荷電粒子密度の高いプラズマ領域を通らないためイオン化の効率は低くなるが、高エネルギーの電子との衝突が起こりにくいためフラグメンテーションを抑制することができる。【００４１】
図14では、減圧室7は柱状の誘電体22とそれに接する第一放電電極11、棒状の第二放電電極12から構成される。第二放電電極12と誘電体22の間にプラズマが生成される。第二放電電極12と誘電体22の中心軸がずれていれば、第一放電電極1と第二放電電極の距離が近い地点で放電が開始され、そこで生じた荷電粒子により別の領域での放電も始まるため、放電開始の電圧を下げることができる。【００４２】
減圧室7でイオン化を行う場合は、実施例1のようにキャピラリー内でイオン化する場合に比べて試料ガスの流速が遅くなるため、イオン分子反応によるイオン化の効率が高くなる。一方、プラズマを発生させる領域の体積が大きくなるため、同じ密度のプラズマを発生させるのに必要な投入電力が大きくなる。
【実施例５】
【００４３】
図15は本発明の質量分析装置の一実施例を示す構成図である。イオン源以外の構成は実施例1と同様であり省略する。また、プラズマ100が生成される領域の圧力の効果、電源50の出力電圧も実施例１と同様である。ESIプローブ30に供給された試料溶液はエレクトロスプレーイオン化（ESI）によりイオン化される。【００４４】
エレクトロスプレーイオン化により生成したイオン及び荷電液滴は、入口端電極31を通して誘電体キャピラリー10に導入される。誘電体キャピラリー10は加熱されており、帯電液滴からの溶媒分子の脱離を促進する。誘電体キャピラリー10に導入された中性の蒸気および帯電液滴から脱離した中性分子の一部は、プラズマイオン源部33でイオン化される。ESIで生成したイオン及びプラズマイオン源部33で生成したイオンは、出口端電極を通って排出されて、後段のイオン光学系に導入される。【００４５】
ESIプローブには正イオン測定の場合1〜10 kV程度、負イオン測定の場合-1〜-10 kV程度の電圧が印加される。入口端電極31にイオンと逆極性の電圧を印加すれば、ESIで生成されたイオンをより効率的にキャピラリーに導入にすることができる。出口端電極32にDC電圧を印加すれば、後段のイオン光学系に導入しやすくなる。【００４６】
本実施例では一般的なエレクトロスプレーイオン化のみのイオン源と比較して、エレクトロスプレーイオン化でイオン化されなかった試料をプラズマイオン源33イオン化することができるため、より感度が得られる。また、プラズマではESIでのイオン化が起こりにくい、低極性、中極性の分子でも直接イオン化できる。【００４７】
また、他の実施例にも共通するが測定時間外に電源50の投入電圧を高く設定し放電ガスの温度を上げると、誘電体キャピラリー10の内部を加熱して内壁に付着した不純物を取り除くことができる。
【符号の説明】
【００４８】
1…イオン源、2…第1差動排気室、3…第2差動排気室、4…多重極イオンガイド、5…質量分析部、6…検出器、7…減圧室7、10…誘電体キャピラリー、11…第一放電電極、12…第二放電電極、13…導電体キャピラリー、14…第一放電電極、15…第二放電電極、20…細孔、21…細孔、22…誘電体、24…放電電極、30…ESIプローブ、31…入口端電極、32…出口端電極、33…プラズマイオン源部、40…第一放電電極、41…第二放電電極、42…絶縁物、50…イオン原電源、51…真空ポンプ、52…真空ポンプ、53…真空ポンプ、100…プラズマ
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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