(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電噴霧装置であって、以下を具備する：
注入口を有する容器、
前記容器の内部で突出する一端を有する霧化電極、
前記容器の内部に設けられた対向電極、
前記霧化電極に対向するように設けられた筒状収集電極、
前記筒状収集電極の外周面を囲むマスク、および
前記筒状収集電極を冷却する冷却部
ここで、
前記対向電極は、前記霧化電極および前記筒状収集電極の間に設けられ、
前記マスクは樹脂から形成され、
前記マスクはマスク貫通孔を具備し、
前記筒状収集電極は前記マスク貫通孔に挿入されており、かつ
前記筒状収集電極の一端は、前記マスク貫通孔の内部に位置している。
【請求項２】
請求項１に記載の静電噴霧装置であって、
前記筒状収集電極の外周面は、前記マスク貫通孔の内周面に接している。
【請求項３】
請求項１に記載の静電噴霧装置であって、
前記筒状収集電極は、前記筒状収集電極の前記一端から他端に向けてその断面積が減少するような逆テーパーの形状を有する内周面を有している。
【請求項４】
請求項３に記載の静電噴霧装置であって、
前記筒状収集電極は、前記筒状収集電極の内周面から外周面まで貫通する収集電極貫通孔を具備している。
【請求項５】
請求項４に記載の静電噴霧装置であって、
前記マスクは、前記マスク貫通孔の内周面から前記マスクの外周面まで貫通するパイプを具備しており、かつ
前記収集電極貫通孔は前記パイプに連通している。
【請求項６】
請求項５に記載の静電噴霧装置であって、さらに
一端および他端を有する第１輸送管、
一端および他端を有する第２輸送管、
一端および他端を有する第３輸送管、および
三方弁を具備し、ここで、
前記第１輸送管は、前記パイプを介して前記収集電極貫通孔に連通しており、かつ
前記第１輸送管の一端、前記第２輸送管の一端、および前記第３輸送管の一端は、前記三方弁に接続されている。
【請求項７】
請求項６に記載の静電噴霧装置であって、
前記第２輸送管の他端には、吸引器が設けられている。
【請求項８】
請求項６に記載の静電噴霧装置であって、
前記第３輸送管の他端には、化学物質を分析するための分析器が設けられている。
【請求項９】
請求項１に記載の静電噴霧装置であって、
前記マスクは板状である。
【請求項１０】
静電噴霧装置を用いて試料ガスから液体サンプルを得る方法であって、以下の工程を具備する：
（ａ）  請求項１の静電噴霧装置を用意する工程、
（ｂ）  前記注入口から前記試料ガスを前記容器の内部に供給する工程、
（ｃ）  前記霧化電極および前記対向電極の間に第１電圧を印加して、前記試料ガスから帯電微粒子を生成する工程、
（ｄ）  前記冷却部により前記筒状収集電極を冷却しながら、前記帯電微粒子を前記筒状収集電極の内部に前記液体サンプルとして収集する工程。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
工程（ｄ）において、前記対向電極および前記筒状収集電極の間に第２電圧が印加され、前記試料ガスに含まれる化学物質が濃縮された前記液体サンプルを収集する。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法であって、
前記筒状収集電極の外周面は、前記マスク貫通孔の内周面に接している。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、
前記筒状収集電極は、前記一端から他端に向けて断面積が減少するような逆テーパーの形状を有する内周面を有している。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記筒状収集電極は、前記筒状収集電極の内周面から外周面に至るように形成された収集電極貫通孔を具備している。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、さらに
前記マスクは、前記マスク貫通孔の内周面から前記マスクの外周面に至るように形成されたパイプを具備しており、
前記収集電極貫通孔は前記パイプに連通している。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法であって、
前記静電噴霧装置は、さらに
一端および他端を具備する第１輸送管、
一端および他端を具備する第２輸送管、
一端および他端を具備する第３輸送管、および
三方弁を具備し、
前記筒状収集電極は、前記筒状収集電極の内周面から外周面に至るように形成された収集電極貫通孔を具備しており、
前記マスクは、前記マスク貫通孔の内周面から前記マスクの外周面に至るように形成されたパイプを具備しており、
前記収集電極貫通孔は前記パイプに連通しており、
前記第３輸送管の他端には、前記試料ガスに含有される化学物質を分析するための分析器が設けられおり、
前記第１輸送管は、前記パイプを介して前記収集電極貫通孔に連通しており、かつ
前記第１輸送管の一端、前記第２輸送管の一端、および前記第３輸送管の一端は、前記三方弁に接続されており、
さらに前記方法は、以下の工程を具備する：
（ｅ）  工程（ｄ）において前記筒状収集電極の内部に収集された前記液体サンプルを、前記第１輸送管および前記三方弁を通して前記第２輸送管に吸引する工程、
（ｆ）  前記三方弁を用いて前記第２輸送管および前記第３輸送管を連通させる工程、および
（ｇ）  工程（ｅ）において前記第２輸送管に吸引された液体サンプルを、前記第３輸送管を通して前記分析器に供給する工程。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記第１輸送管が、前記収集電極貫通孔の内部および前記パイプの内部を貫通しており、
前記筒状収集電極は、前記筒状収集電極の一端から他端に向けてその断面積が減少するような逆テーパーの形状を有する内周面を有しており、かつ
前記第１輸送管の他端は、前記筒状収集電極の内周面によって囲まれた空洞の内部に位置している。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記第２輸送管の他端には、吸引器が設けられている。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法であって、
工程（ｃ）および工程（ｄ）は同時に行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電噴霧装置およびそれを用いて試料ガスから液体サンプルを得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、静電噴霧装置を用いた呼気分析方法を開示している。図１６は、特許文献１に開示された静電噴霧装置９００の断面図を示す。この静電噴霧装置９００は、容器９０１、注入口９０２、排出口９０３、冷却部９０４、電極部９０５、対向電極部９０６、化学物質検出部９０７、バルブ９０８ａ、およびバルブ９０８ｂを具備している。
【０００３】
特許文献２は、静電噴霧装置を開示している。特許文献３は、細胞電気生理センサおよびそれを用いた細胞電気生理現象の測定方法を開示している。図１７は、特許文献３に開示された細胞電気生理センサの断面図を示す。この細胞電気生理センサは、ウェル９１、保持プレート９２、流路プレート９３、薄板９４、第１の貫通孔９５、第２の貫通孔９６、第３の貫通孔９７、流入口９９、流出口９１０、第１の溝９１３、および第２の溝９１４を具備している。特許文献３の段落番号００４０によれば、ウェル９１の内部には第１の電極（図示せず）が設けられており、かつ第１の溝９１３に塩化銀から形成される第２の電極（図示せず）が設けられている。特許文献４は、デオキシリボ核酸の増幅装置および増幅方法を開示している。図１８は、特許文献４に開示された増幅装置の断面図を示す。この増幅装置は、三方弁９６１、三方弁９６２、熱媒体９２１、熱媒体９２２、熱媒体９２３、および毛細管９９１を具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０５７２５６号
【特許文献２】特開２０１４−２３１０４７号公報
【特許文献３】特開２００７−３３３５７０号公報
【特許文献４】特開平４−３２５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、試料ガスから液体サンプルを効率よく得る方法およびその方法に適した静電噴霧装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、静電噴霧装置であって、以下を具備する：
注入口を有する容器、
前記容器の内部で突出する一端を有する霧化電極、
前記容器の内部に設けられた対向電極、
前記霧化電極に対向するように設けられた筒状収集電極、
前記筒状収集電極の外周面を囲むマスク、および
前記筒状収集電極を冷却する冷却部
ここで、
前記対向電極は、前記霧化電極および前記筒状収集電極の間に設けられ、
前記マスクは樹脂から形成され、
前記マスクはマスク貫通孔を具備し、
前記筒状収集電極は前記マスク貫通孔に挿入されており、かつ
前記筒状収集電極の一端は、前記マスク貫通孔の内部に位置している。
【０００７】
本発明は、静電噴霧装置を用いて試料ガスから液体サンプルを得る方法であって、以下の工程を具備する：
（ａ）  上記静電噴霧装置を用意する工程、
（ｂ）  前記注入口から前記試料ガスを前記容器の内部に供給する工程、
（ｃ）  前記霧化電極および前記対向電極の間に第１電圧を印加して、前記試料ガスから帯電微粒子を生成する工程、
（ｄ）  前記冷却部により前記筒状収集電極を冷却しながら、前記帯電微粒子を前記筒状収集電極の内部に前記液体サンプルとして収集する工程。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、試料ガスから液体サンプルを効率よく得る方法およびその方法に適した静電噴霧装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態による静電噴霧装置１００の断面図を示す。
【図２】図２は、筒状収集電極１０５の斜投影図を示す。
【図３】図３は、マスク１０６の斜投影図を示す。
【図４】図４は、筒状収集電極１０５がマスク貫通孔１０６１に挿入された状態におけるマスク１０６の斜投影図を示す。
【図５】図５は、図４に含まれるＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。
【図６】図６は、筒状収集電極１０５の一端がマスク貫通孔１０６１の上端から突出している断面図を示す。
【図７】図７は、三方弁および分析器を具備する静電噴霧装置１００の概略図を示す。
【図８】図８は、第１輸送管２０１の先端の拡大図を示す。
【図９】図９は、毛細管現象により第１輸送管２０１の内部に液体サンプルが吸引される様子を示す。
【図１０】図１０は、図９に続き、毛細管現象により第１輸送管２０１の内部に液体サンプルが吸引される様子を示す。
【図１１】図１１は、図１０に続き、毛細管現象により第１輸送管２０１の内部に液体サンプルが吸引される様子を示す。
【図１２】図１２は、毛細管現象により第１輸送管２０１の内部に液体サンプルが吸引される好ましくない様子を示す。
【図１３】図１３は、液体サンプルが第１輸送管２０１の内部に毛細管現象により蓄積した静電噴霧装置１００の概略図を示す。
【図１４】図１４は、液体サンプルが第２輸送管２０２の内部に吸引された静電噴霧装置１００の概略図を示す。
【図１５】図１５は、液体サンプルが第３輸送管２０３の内部を介して分析器２０６に供給された静電噴霧装置１００の概略図を示す。
【図１６】図１６は、特許文献１に開示された静電噴霧装置９００の断面図を示す。
【図１７】図１７は、特許文献３に開示された細胞電気生理センサの断面図を示す。
【図１８】図１８は、特許文献４に開示された増幅装置の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態が図面を参照しながら説明される。
【００１１】
（第１実施形態）
（静電噴霧装置１００）
図１は、第１実施形態による静電噴霧装置１００の断面図を示す。静電噴霧装置１００は、注入口１０２を有する容器１０１、容器１０１の内部で突出する一端を有する霧化電極１１１、容器１０１の内部に設けられた対向電極１１２、霧化電極１１１に対向するように設けられた筒状収集電極１０５、筒状収集電極１０５の外周面を囲むマスク１０６、および筒状収集電極１０５を冷却する冷却部１０７を具備している。
【００１２】
容器１０１、霧化電極１１１、および対向電極１１２の詳細については、特許文献１を参照せよ。特許文献１は、本明細書に参考として援用される。
【００１３】
排出口１０３が容器１０１に設けられていることが望ましい。後述されるように、注入口１０２を通って試料ガスが容器１０１の内部に供給される。余分な試料ガスは、排出口１０３を通って容器１０１の外部に排出される。このように、注入口１０２および排出口１０３は、容器１０１の内部と連通している。試料ガスの例は、呼気または室内の空気である。試料ガスの他の例は、車内の空気である。
【００１４】
図１に示されるように、霧化電極１１１は針の形状を有することが望ましい。針の形状を有する霧化電極１１１の一端が、容器の内部で突出している。霧化電極１１１の他端は、図１に示されるように、容器の内部に位置していてもよい。あるいは、図１６に示されるように、霧化電極１１１（図１６では参照符号９０５）の他端は、容器の外部に位置していても良い。
【００１５】
霧化電極１１１は、冷却装置（図示せず）を具備することが望ましい。この冷却装置は、霧化電極１１１を冷却することができる。
【００１６】
対向電極１１２は、容器１０１の内部に設けられる。対向電極１１２は、霧化電極１１１および筒状収集電極１０５の間に設けられる。対向電極１１２は、霧化電極１１１の直下に貫通孔１１２１（以下、対向電極貫通孔１１２１）が形成されているような環の形状を有することが望ましい。
【００１７】
筒状収集電極１０５は、霧化電極１１１に対向するように設けられている。図２は、筒状収集電極１０５の斜投影図を示す。筒状収集電極１０５は、外周面１０５１および内周面１０５２を有する。本発明の方法では、液体サンプルは液滴として内周面１０５２に形成される。
【００１８】
筒状収集電極１０５は、一端（図２では上端）および他端（図２では下端）を有する。筒状収集電極１０５の他端には、冷却部１０７が設けられている。冷却部１０７は、ペルチェ素子１０７１および放熱フィン１０７２を具備している。ペルチェ素子１０７１は板状である。放熱フィン１０７２はアルミニウムから形成されている。板状のペルチェ素子１０７１は、放熱フィン１０７２および筒状収集電極１０５の間に挟まれている。冷却部１０７により、筒状収集電極１０５が冷却される。
【００１９】
本明細書において用いられる用語「筒状」とは、「円筒状」の意味だけでなく、「角柱状」および「楕円柱状」の意味も含む。言い換えれば、筒状収集電極１０５の軸方向に直交する面で筒状収集電極１０５を切断した際に現れる断面は、円状、角柱状または楕円状であり得る。円筒状が望ましい。
【００２０】
図１に示されるように、筒状収集電極１０５の外周面１０５１を囲むように、マスク１０６が設けられている。図３は、マスク１０６の斜投影図を示す。図３に示されるように、マスク１０６は板状であることが望ましい。マスク１０６は、マスク１０６の厚み方向に沿ってマスク１０６を貫通する貫通孔１０６１（以下、「マスク貫通孔１０６１」という）を具備している。マスク貫通孔１０６１の貫通方向は、筒状収集電極１０５の軸方向に実質的に平行である。
【００２１】
図４は、筒状収集電極１０５がマスク貫通孔１０６１に挿入されたマスク１０６の斜投影図を示す。図４に示されるように、筒状収集電極１０５は、マスク貫通孔１０６１に挿入される。筒状収集電極１０５の外周面１０５１がマスク貫通孔１０６１の内周面に接することが望ましい。
【００２２】
マスク１０６は樹脂から形成される。マスク１０６が金属から形成される場合、液体サンプルは全く得られない。後述される比較例２を参照せよ。本発明者は理論に拘束されることを好まないが、比較例２では液体サンプルが全く得られない理由は以下の通りである。
【００２３】
後述されるように、液体サンプルとして液滴を筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に得るために、筒状収集電極１０５が冷却される。しかし、金属は高い熱伝導率を有し、かつマスク１０６の表面積は筒状収集電極１０５の内周面１０５２の面積よりもずっと大きい。そのため、液滴は、筒状収集電極１０５の内周面１０５２にはほとんど形成されない。液滴は、金属から形成されたマスク１０６の表面に形成される。このため、マスク１０６が金属から形成される場合、液体サンプルは全く得られない。
【００２４】
図５は、図４に含まれるＡ−Ａ線に沿った断面図を示す。図５に示されるように、筒状収集電極１０５の一端（図４および図５では上端）は、マスク貫通孔１０６１の上端から突出していない。言い換えれば、筒状収集電極１０５の一端は、マスク貫通孔１０６１の内部に位置している。
【００２５】
図６に示されるように、筒状収集電極１０５の一端（図４および図５では上端）は、マスク貫通孔１０６１の上端から突出してはならない。なぜなら、図６の場合、マスク貫通孔１０６１の上端から突出している筒状収集電極１０５外周面１０５１の部分に液体サンプルとして液滴が形成されるからである。その結果、筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に液滴が形成されない。
【００２６】
（液体サンプルを得る方法）
以下、静電噴霧装置１００を用いて試料ガスから液体サンプルを得る方法が説明される。
【００２７】
まず、静電噴霧装置１００のユーザーが静電噴霧装置１００を準備する。言い換えれば、ユーザーは、静電噴霧装置１００の準備をする。
【００２８】
ユーザーは、注入口１０２から試料ガスを容器１０１の内部に供給する。望ましくは、試料ガスは呼気である。望ましくは、容器１０１の内部は試料ガスにより満たされる。
【００２９】
次に、霧化電極１１１および対向電極１１２の間に第１電圧が印加される。このようにして、容器１０１の内部で試料ガスから帯電微粒子が生成される。一例として、当該電圧は３．７ボルトである。この第１電圧は、霧化電極１１１および対向電極１１２の間の距離の増加に伴い、増加し得る。言うまでもないが、第１電圧は、霧化電極１１１および対向電極１１２の間の距離の減少に伴い、減少し得る。同時に、冷却部１０７により筒状収集電極１０５が冷却される。帯電微粒子は、冷却された筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に液滴として収集される。このようにして、筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に液体サンプルが得られる。
【００３０】
対向電極１１２および筒状収集電極１０５の間に第２電圧が印加され得る。第２電圧が印加される場合、筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に濃縮された液体サンプルが得られる。言い換えれば、この場合、試料ガスは、筒状収集電極１０５の内周面１０５２上に液体サンプルとして濃縮される。詳細は、特許文献１を参照せよ。第２電圧が印加されない場合、試料ガスは濃縮されずに内周面１０５２上に液体サンプルとして収集される。
【００３１】
（筒状収集電極１０５およびマスク１０６の望ましい形態）
図２に示されるように、筒状収集電極１０５の内周面１０５２は、逆テーパーの形状を有することが望ましい。言い換えれば、内周面１０５２は、筒状収集電極１０５の一端（図２では上端）から他端（図２では下端）に向けて断面積が減少するような逆テーパーの形状を有することが望ましい。このように、内周面１０５２によって囲まれる空洞は、逆円錐、逆角錐、または逆楕円錐の形状を有することが望ましい。逆円錐の形状がより望ましい。このような逆テーパーの形状のため、内周面１０５２に形成された液滴は、筒状収集電極１０５の内部の底部に自ずと集まる。そのため、液滴を収集することは容易である。
【００３２】
筒状収集電極１０５の内部の底部に集まった液滴は、注射器またはポンプなどの吸引装置を用いて吸引され得る。これに代えて、筒状収集電極１０５の底部に集まった液滴は以下のように吸引され得る。
【００３３】
図２に示されるように、筒状収集電極１０５は、貫通孔（以下、「収集電極貫通孔１０５３」という）を具備することが望ましい。この収集電極貫通孔１０５３は、内周面１０５２から外周面１０５１に至るように筒状収集電極１０５を貫通している。収集電極貫通孔１０５３の貫通方向は、筒状収集電極１０５の軸方向に対して実質的に直交することが望ましい。
【００３４】
図３に示されるように、マスク１０６は、パイプ１０６２を有している。パイプ１０６２は、マスク貫通孔１０６１の内周面からマスク１０６の外周面に至るようにマスク１０６を貫通している。
【００３５】
図４に示されるように、筒状収集電極１０５がマスク貫通孔１０６１に挿入されたときに、収集電極貫通孔１０５３はパイプ１０６２に連通する。言い換えれば、一本の長孔が収集電極貫通孔１０５３およびパイプ１０６２により形成される。収集電極貫通孔１０５３の軸方向は、パイプ１０６２の軸方向に平行であることが望ましい。
【００３６】
図７は、三方弁および分析器を具備する静電噴霧装置１００の概略図を示す。図７に示されるように、この静電噴霧装置１００は、第１輸送管２０１、第２輸送管２０２、第３輸送管２０３、三方弁２０４、および分析器２０６を具備する。第１輸送管２０１、第２輸送管２０２、および第３輸送管２０３は、いずれも、ガラス管から形成されることが望ましい。より詳細には、第１輸送管２０１の内周面はガラスから形成されることが望ましい。第１輸送管２０１は一端および他端を有している。同じことが第２輸送管２０２および第３輸送管２０３にも言える。このように、第１輸送管２０１、第２輸送管２０２、および第３輸送管２０３は、いずれも毛細管であることが望ましい。
【００３７】
図８は、第１輸送管２０１の先端（すなわち、他端）付近の拡大図を示す。図７および図８に示されるように、第１輸送管２０１は、パイプ１０６２および収集電極貫通孔１０５３を貫通している。言い換えれば、パイプ１０６２および収集電極貫通孔１０５３は、第１輸送管２０１のための鞘として機能する。
【００３８】
第１輸送管２０１の一端（図７では右端）は三方弁２０４に接続されている。第２輸送管２０２の一端（図７では下端）もまた、三方弁２０４に接続されている。第３輸送管２０３の一端（図７では左端）もまた、三方弁２０４に接続されている。
【００３９】
第１輸送管２０１の他端（図７では左端）は、図７に示されるように、逆テーパーの形状を有する内周面１０５２によって囲まれた空洞の内部に位置している。この空洞の断面視は、Ｖ文字状であり得る。第２輸送管２０２の他端（図７では上端）には、吸引器２０５が設けられ得る。吸引器２０５の例は、ポンプ、スポイト、または注射器である。
【００４０】
まず、第２輸送管２０２の他端（図７では上端）には、吸引器２０５が設けられない。言い換えれば、第２輸送管２０２の他端（図７では上端）は開放されている。三方弁２０４は、第１輸送管２０１および第２輸送管２０２が互いに連通するように設定されている。
【００４１】
次に、上述したように液体サンプルを得る。言い換えれば、収集電極１０５の内周面１０５２に液体サンプルとして液滴が形成される。液滴は、図９に示されるように、毛細管現象により、第１輸送管２０１の内部に第１液体８１として吸引される。
【００４２】
引き続き、収集電極１０５の内周面１０５２に液体サンプルとして液滴が形成される。この液滴は、図１０に示されるように、毛細管現象により、第１輸送管２０１の内部に第２液体８２として吸引される。その結果、図１１に示されるように、これらの第１液体８１および第２液体８２は、その間に空気を挟むことなく、連続的に第１輸送管２０１の内部に吸引される。
【００４３】
吸引器を用いて第１輸送管２０１の他端から一端に向けて液滴を強制的に吸引することは望ましくない。なぜなら、図１２に示されるように、第１液体８１および第２液体８２の間に空気が挟まれてしまうからである。このような空気は、収集した液体の体積が正確に測れないという不利益をもたらす。
【００４４】
このようにして、図１３に示されるように、液体サンプルが、第１輸送管２０１の内部に毛細管現象により蓄積する。
【００４５】
その後、図１４に示されるように、第２輸送管２０２の他端（図７では上端）には、吸引器２０５が取り付けられる。そして、吸引器２０５を用いて、液体サンプルが吸引される。このようにして、液体サンプルは第２輸送管２０２の内部に到達する。
【００４６】
最後に、図１５に示されるように、三方弁２０４が切り替えられ、第２輸送管２０２および第３輸送管２０３が互いに連通される。そして、吸引器２０５を用いて、液体サンプルは第３輸送管２０３の内部に向けて押し出される。このようにして、液体サンプルは、化学物質を分析する分析器２０６に到達する。液体サンプルは分析器２０６により分析される。このようにして、試料ガスに含有される化学物質が分析される。
【００４７】
（実施例）
以下の実施例を参照して、本発明がより詳細に説明される。
【００４８】
（実施例１）
図１に示される静電噴霧装置１００が用意された。この静電噴霧装置１００は、容器１０１、霧化電極１１１、対向電極１１２、収集電極１０５、マスク１０６、および冷却部１０７を具備していた。容器１０１は、注入口１０２および排出口１０３を有していた。容器１０１の内部には、霧化電極１１１、対向電極１１２、収集電極１０５、およびマスク１０６があった。
【００４９】
容器１０１は、３ミリメートルの厚みを有するアクリル板から形成された。容器１０１は、５０ミリメートル×５０ミリメートル×５００ミリメートルの内寸を有していた。
【００５０】
側面視において、注入口１０２の中心および容器１０１の上面の間の距離は５ミリメートルであった。排出口１０３の中心および容器１０１の上面の間の距離も５ミリメートルであった。注入口１０２および排出口１０３は、それぞれ、１／８インチの外径および１／１６インチの内径を有するステンレス管から形成された。
【００５１】
静電噴霧ユニットは、噴霧電極１１１および対向電極１１２を具備していた。側面視において、静電噴霧ユニットの上面および容器１０１の上面の間の距離は３５ミリメートルであった。噴霧電極１１１は、チタン製であった。噴霧電極１１１は、２．５ミリメートルの長さおよび０．５ミリメートルの直径を有していた。帯電微粒子を安定的に生成するために、噴霧電極１１１の先端（すなわち、下端）には、０．７４ミリメートルの直径を有する金属球が設けられた。
【００５２】
側面視において、先端電極１１１の先端（すなわち、下端）および対向電極１１２の間の距離は、３ミリメートルであった。対向電極１１２は、１０ミリメートルの外径、３．５ミリメートルの内径、および０．５ミリメートルの厚みを有する円環の形状を有していた。対向電極１１２は、ステンレスから形成されていた。
【００５３】
収集電極１０５は、ステンレスから形成された。収集電極１０５は、逆テーパー状の空洞を具備していた。収集電極１０５は、収集電極貫通孔１０５３を有していた。収集電極１０５は、４ミリメートルの外径および８４ミリメートルの高さを有していた。空洞の上端部は、３ミリメートルの直径を有していた。空洞は、５．５８ミリメートルの深さを有していた。図８に示されるように、断面図において互いに向かい合う２つの内周面１０５２により形成される角度θは３０度であった。
【００５４】
側面視において、収集電極貫通孔１０５３および収集電極１０５の上端部の間の距離は、４．２ミリメートルであった。収集電極貫通孔１０５３は、１／１６インチの直径を有していた。
【００５５】
マスク１０６は、樹脂から形成された。樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンであった。マスク１０６は、マスク貫通孔１０６１を具備していた。マスク貫通孔１０６１に筒状収集電極１０５が挿入された。収集電極貫通孔１０５３は、パイプ１０６２に連通した。
【００５６】
ペルチェ素子１０７１は、１５ミリメートル×５ミリメートル×４ミリメートルの大きさを有していた。ペルチェ素子１０７１は、５．６Ｗの最大吸熱を有していた。放熱フィン１０７２は、アルミニウムから形成された。
【００５７】
図７および図８に示されるように、パイプ１０６２および収集電極貫通孔１０５３を貫通するように、第１輸送管２０１が挿入された。第１輸送管２０１の先端は、収集電極１０５の空洞内に位置していた。第１輸送管２０１、第２輸送管２０２、および第３輸送管２０３は、いずれも、１．６０ミリメートルの外径および０．２９ミリメートルの内径を有するガラス管であった。
【００５８】
このような静電噴霧装置１００を用いて、以下のように液体サンプルが得られた。
【００５９】
まず、注入口１０２から、摂氏４５度に加熱された水蒸気を含む試料ガスが５００ミリリットル／分の速度で容器１０１の内部に供給された。
【００６０】
次に、噴霧電極１１１および対向電極１１２の間に、３．７ｋＶの直流電圧が印加された。噴霧電極１１１および対向電極１１２は、それぞれ、カソードおよびアノードとして機能した。同時に、冷却部１０７を用いて、収集電極１０５が冷却された。
【００６１】
直流電圧が印加された後、噴霧電極１１１の先端に、円錐の形状を有する水柱が形成された。この水柱はテーラーコーンと呼ばれ得る。多数の帯電微粒子が水柱の先端から放出された。
【００６２】
このようにして、直流電圧は６分間印加された。その後、直流電圧の印加が停止された。
【００６３】
第１輸送管２０１が、パイプ１０６２および収集電極貫通孔１０５３から引き出された。第１輸送管２０１の内部に毛細管現象により吸引された液体サンプルの量が、第１輸送管２０１に施された目盛りに基づいて測定された。
【００６４】
この実験は５回、繰り返された。以下の表１は、第１輸送管２０１の内部に吸引された液体サンプルの体積を示す。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
（比較例１）
比較例１では、マスク１０６が用いられなかったこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。
【００６７】
以下の表２は、比較例１において、第１輸送管２０１の内部に吸引された液体サンプルの体積を示す。「０．００マイクロリットル」とは、「測定下限未満」を意味する。
【００６８】
【表２】
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【００６９】
表１および表２から明らかなように、マスク１０６により、筒状収集電極１０５の内部に液体サンプルが得られる。
【００７０】
（比較例２）
比較例２では、マスク１０６が、金属から形成されたこと以外は、実施例１と同様の実験が行われた。具体的には、筒状収集電極１０５の外周面１０５１に、何度も金属ワイヤを巻き付けた。このようにして巻き付けられた金属ワイヤは、円盤の形状を有する金属マスク１０６として機能した。
【００７１】
以下の表３は、第１輸送管２０１の内部に吸引された液体サンプルの体積を示す。
【００７２】
【表３】
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【００７３】
表１および表３から明らかなように、マスク１０６は樹脂から形成されることが必要とされる。比較例２では、液体サンプルは筒状収集電極１０５の内部ではなく、金属マスク１０６の表面上に形成された。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、呼気、室内の空気、または車内の空気のような気体に含有される化学物質を分析するために用いられ得る。
【符号の説明】
【００７５】
１００  静電噴霧装置
１０１  容器
１０２  注入口
１０３  排出口
１１１  霧化電極
１１２  対向電極
１１２１  対向電極貫通孔
１０５  筒状収集電極
１０５１  外周面
１０５２  内周面
１０５３  収集電極貫通孔
１０６  マスク
１０６１  マスク貫通孔
１０６２  パイプ
１０７  冷却部
１０７１  ペルチェ素子
１０７２  放熱フィン
【要約】
【課題】試料ガスから液体サンプルを効率よく得る。
【解決手段】本発明は、静電噴霧装置であって、注入口を有する容器、容器の内部で突出する一端を有する霧化電極、容器の内部に設けられた対向電極、霧化電極に対向するように設けられた筒状収集電極、筒状収集電極の外周面を囲むマスク、および筒状収集電極を冷却する冷却部を具備する。対向電極は、霧化電極および筒状収集電極の間に設けられる。マスク（１０６）は樹脂から形成される。マスク（１０６）はマスク貫通孔（１０６１）を具備する。筒状収集電極（１０５）はマスク貫通孔（１０６１）に挿入されている。筒状収集電極の一端は、マスク貫通孔の内部に位置している。
【選択図】図４【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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