(57)【要約】【課題】試料を気泡で挟み送液する試料送液部を接続した質量分析装置において、試料をイオン化させる際、気泡が混入するため信号が不安定になる。信号が不安定になることで、定量測定で要求される測定精度が低下する不具合がある。特に検出下限領域では顕著である。【解決手段】  イオン源部において試料送液部より試料を輸送する配管である送液配管と、気泡を除去する脱気貯液部と、試料をイオン化するスプレー部とスプレー部に高電圧を印加する高圧電源部とで構成し、気泡を除去後、溶媒溶液によりテイラーコーン形成し、試料をイオン化する。【選択図】  図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を気泡で挟み送液する試料送液部と、試料をイオン化するイオン源部と、イオン源にて生成されたイオンを質量分離してイオンを検出する質量分析部とを備える質量分析装置において、
イオン源部において試料送液部より試料を輸送する配管である送液配管と、気泡を除去する脱気貯液部と、試料をイオン化するスプレー部と、スプレー部に高電圧を印加する高圧電源部とを有して構成し、気泡を除去後、溶媒溶液によりテイラーコーンを形成し、その後、試料をイオン化することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
請求項1記載の質量分析装置において、前記質量分析部の信号を元に高電圧電源をオフにしてスプレー部への電圧印加を止め、気泡を除去し、再度印加することを特徴とする質量分析装置。
【請求項３】
請求項1記載の質量分析装置において、前記脱気貯液部は大気開放された皿形状することを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
請求項1記載の質量分析装置において、前記脱気貯液部と前記スプレー部を、ニードルで構成することを特徴とする質量分析装置。
【請求項５】
請求項1記載の質量分析装置において、前記脱気貯液部と前記スプレー部を前記送液配管から分離し構成すること特徴とする質量分析装置。
【請求項６】
請求項1記載の質量分析装置において、前記脱気貯液部の素材を多孔質材料とし脱気することを特徴とする質量分析装置。
【請求項７】
請求項4記載の質量分析装置において、前記脱気貯液部の外側にガスを流し、脱気の効率を向上することを特徴とする質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置は、試料分子に電荷を付加してイオン化を行い、生成したイオンを電場または磁場により質量電荷比に分離し、その量を検出器にて電流値として計測する機器である。質量分析装置は高感度であり、また、従来の分析装置に比べ、定量性および同定能力に優れている。近年、ライフサイエンス分野ではゲノム解析に代わるペプチド解析や代謝物解析が注目され、高感度で同定・定量能力の優れた質量分析装置の有効性が再評価されてきた。
【０００３】
質量分析装置におけるイオン化方法のひとつに特許文献1に示すエレクトロスプレーイオン化法(ESI法)が挙げられる。ESI法はスプレー部101、対抗電極102、高電圧電源103で構成され、スプレー部内部に流れる試料溶液104をスプレー部と対抗電極間に高電圧を印可することでテイラーコーン105を形成しイオン化を行う。イオンは対抗電極後段に備える質量分析部で検出される。ESI法はソフトなイオン化のため、たんぱく質等の乖離しやすい試料においても、分子構造を壊すことなくイオン化できる特徴を持つ。さらに送液溶媒により試料を連続的に導入することができるため、液体クロマトグラフのような成分分離を行う装置を質量分析装置の前段に接続することで、バイオ分野や創薬分野において、定量測定や構造解析に使用される。
【０００４】
一般的に、測定実試料は測定対象イオン以外の夾雑物が多いため、液体クロマトグラフの分析カラムにおいて成分分離を行った後、目的のイオンを質量分析装置で測定する。しかし、使われる試料が夾雑物を含まない標準物質である場合や、事前に夾雑物除去処理を行う場合は、分析カラムを通さないフローインジェクション法(FIA法)を行うことが多い。FIA法は送液流路にサンプルを注入し、送液ポンプにより質量分析装置に導入する。分析カラムを使用しないため、その最適化や平衡化が不要となり容易に測定できる利点がある。また、使用する溶媒についても分析カラムに制限されないため、メタノールのようなイオン化に適した溶媒を使用することができる。
【０００５】
FIA法の応用例として、特許文献１や特許文献2の方法がある。本方法は、FIA法を使用した液体クロマトグラフにおいて、試料を気泡で挟むことによって、試料注入時の試料ロスを抑えることができる。さらに、紫外分光光度計等の検出器への送液過程において、流路中での試料の拡散を抑えることができるため、S/N比が良好となる。以降、本方法をサンドイッチ法と略記する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第5130538号公報
【特許文献２】特開昭62-50659号公報
【特許文献３】特開平7-159415号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、検出器に質量分析装置を使用した場合、質量分析装置におけるイオン化部において試料をイオン化させる際、気泡が混入するため信号が不安定になる。信号が不安定になることで、定量測定で要求される測定精度が低下する不具合がある。特に検出下限領域では顕著である。
【０００８】
イオン化が不安定化する原因は、イオン化部のスプレー先端に形成されるテイラーコーンが消失・形状不安定化するためである。気泡が導入されることでテイラーコーンの形状を維持できなくなり、イオン化が停止・不安定化する。
【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、本発明は、特許請求の範囲に記載のように構成される。
【００１０】
具体的一例は、試料を気泡で挟み送液する試料送液部201と、試料をイオン化するイオン源部202と、イオン源にて生成されたイオンを、質量分離してイオンを検出する質量分析部203とを備える質量分析装置204において、イオン源部202において試料送液部201より試料を輸送する配管である送液配管205と、気泡を除去する脱気貯液部206と、試料をイオン化するスプレー部207とスプレー部に高電圧を印加する高圧電源部208とで構成し、気泡を除去後、溶媒溶液によりテイラーコーン形成し、試料をイオン化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
目的の試料が安定してイオン化することで、測定の再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ESI法の模式図
【図２】本発明の模式図
【図３】本発明の第１の実施例
【図４】本発明を実施するための工程図
【図５】本発明における各工程における模式図
【図６】本発明の第2の実施例(横置き)
【図７】本発明の第2の実施例(縦置き)
【図８】本発明の第3の実施例
【図９】本発明の第4の実施例
【図１０】本発明の第4の実施例（ガス補助がある場合）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付する図面を用いて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
始めに、実施形態の構成について説明する。
【００１５】
図3は質量分析装置のイオン源部における本発明の模式図である。試料送液部から送液された試料溶液301はサンドイッチ法により、前後に気泡302で囲まれる。さらに前段気泡の前にはイオン化を安定するプレ溶液303がある。試料溶液301は拡散を低減したまま試料送液部より送液される送液溶媒304により押し出され、イオン源部に導入される。イオン源部では、内径0.05~0.5mm程度の送液配管305によりその末端にあるスプレー部306に送液される。送液配管とスプレー部の間には脱気貯液部307があり、大気に開放されているため気泡を除去308し、貯液することができる。脱気貯液部はその断面がU字型や角型となっており、大気開放された状態で液体を一時保管できる。また、図におけるスプレー部306は大気開放した鋭利形状であるが、配管でもよく、高電圧電源309より対抗電極310との間に高電位差を印加することでESI法が可能な構造である。
【００１６】
次に、本発明における脱気とイオン化過程について説明する。図4に本発明における工程図を、図5に各工程における模式図を示す。高電圧を印加し、送液部より試料溶液の送液を行う。プレ溶液がスプレー部の先端に到達すると、プレ溶液中の成分がイオン化し、質量分析部において信号が検出される(401, 501)。本信号をトリガーとしイオン化を止める（402, 502）。具体的には、スプレー部に印加する高電圧の高電圧電源をOffまたはイオン化しないような低電圧とする。これにより、スプレー部先端におけるテイラーコーンが消失し (403, 503)、プレ溶液の流れが止まる。このとき送液部より継続して送液溶媒が送液されるため、試料溶液前の気泡が脱気貯液部に到達し、大気に開放される。気泡が抜けるとプレ溶液と試料溶液の間に空間ができる。さらに、送液部において継続して溶媒溶液が送液されるため、試料溶液が押し出され、プレ溶液に接液する（404, 504）。そして、高電圧電源をOnにして、イオン化を再開し、プレ溶液によるテイラーコーンの形成を行う(409, 405, 505)。その後、試料溶液がスプレー部に到達することで、テイラーコーンが安定した状態で試料のイオン化を行う（406, 506）。
【００１７】
これらの構成および過程にて、試料溶液を安定したテイラーコーンによりイオン化できるため、測定信号が安定し、定量測定における再現性が向上する。
【実施例２】
【００１８】
次に第2の実施例を図6に示す。第2の実施例は第1の実施例と同様に、送液配管、脱気貯液部、スプレー部で構成されるが、脱気貯液部およびスプレー部が１つのニードル601で構成されるものである。ニードルを送液配管に接触させ、試料送液部より送液される気泡を含む試料溶液をニードルに伝わせる。ニードル表面は大気開放となっているため、気泡は除去される。対して、溶液はその表面張力からニードル表面を伝わり、ニードルの先端に到達する。ニードルの先端は鋭利な形状となっており、先端部位に溶液が到達すると高電圧によりテイラーコーンが形成され、試料がイオン化する。
【００１９】
さらに、図6は送液方向が横向きとなっているが、図7に示すとおり縦にしてもよい。縦にすることで対抗電極の汚れが防止される。
【実施例３】
【００２０】
次に第3の実施例を図8に示す。第3の実施例は第1の実施例と同様に、送液配管801、脱気貯液部802、スプレー部803で構成されるが、脱気貯液部802とスプレー部803が送液配管801と分離される。脱気貯液部802とスプレー部803は一体構造であり、脱気貯液部802は液体を貯めることができる構造である。さらにその最下部に穴が設けられ、下に続く配管形状であるスプレー部803に接続される。試料送液部より送液される気泡を含む試料溶液は、送液配管の先端において滴下し、脱気貯液部802に貯液される。この際、本部分は大気開放となっているため気泡804が除去される。そして、最下部の穴より溶液がスプレー部の先端部に到達し、試料がイオン化する。
【実施例４】
【００２１】
次に第4の実施例を図9に示す。第4の実施例は第1の実施例と同様に、送液配管901、脱気貯液部902、スプレー部903で構成されるが、脱気貯液部902およびスプレー部903が円筒配管であり、かつ、脱気貯液部902が中空糸膜等の多孔質材料で形成される。多孔質材料はポアサイズ0.03um等の微細孔をもち、ガス分離ができるものを用いる。実施例1で示した本発明の過程における脱気工程（403,503）において、本多孔質材料により気泡を流路から選択的に除去する。これにより、本発明を実施するための構造簡易化が可能となる。
【００２２】
さらに、脱気時間の短縮や効率の向上を行うためには、多孔質材料の外側においてガスを流すのがよい。この模式図を図10に示す。脱気貯液部1001において、それを囲むように径の大きな配管1002を配置する。そして、多孔質材料の外側に窒素やヘリウム等の不活性ガスを流す1003。このガス流により、多孔質材料の外側の気圧が低下し、気泡の除去が促進される。また、ガス流は、イオン化補助に用いられるネブライザーガスを代用することも可能である。
【符号の説明】
【００２３】
101・・・スプレー部、102・・・対抗電極、103・・・高電圧電源、104・・・試料溶液、105・・・テイラーコーン、201・・・試料送液部、202・・・イオン源部、203・・・質量分析部、204・・・質量分析装置、205・・・送液配管、206・・・脱気貯液部、207・・・スプレー部、208・・・高圧電源部、301・・・試料溶液、302・・・気泡、 303・・・プレ溶液、304・・・送液溶媒、305・・・送液配管、306・・・スプレー部、307・・・脱気貯液部、308・・・除去された気泡、309・・・高電圧電源、310・・・対抗電極、401・・・ノイズ信号検出工程、402・・・高圧電源Off工程、403・・・脱気貯液工程、404・・・接液工程、405・・・高電圧印加工程、406・・・安定した信号の検出工程、501・・・クロマトグラフにおけるノイズ信号検出、502・・・クロマトグラフにおける高圧電源Off、503・・・脱気貯液工程の模式図、504・・・接液工程の模式図、505・・・高電圧印加工程の模式図、506・・・安定した信号の検出工程の模式図、601・・・送液配管、602・・・脱気貯液部、603・・・スプレー部、604・・・ニードル、801・・・送液配管、802・・・脱気貯液部、803・・・スプレー部、804・・・除去された気泡、901・・・送液配管、902・・・脱気貯液部、903・・・スプレー部、904・・・除去された気泡、1001・・・脱気貯液部、1002・・・脱気貯液部を囲む配管、1003・・・脱気促進用ガス流
【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】
2014145692.tif 000010
【図９】
2014145692.tif 000011
【図１０】
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