(57)【要約】  ガス噴霧器チューブ（２）に取り囲まれているキャピラリーチューブ（３）を備えたエレクトロスプレーイオン化イオン源が開示される。１つ以上のワイヤー（４）がキャピラリーチューブ（３）内に設けられている。被分析物溶液がキャピラリーチューブ（３）に供給され、噴霧ガスがガス噴霧器チューブ（２）に供給される。【選択図】  図１
2009534806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流動デバイスと、
前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスと、
前記第１流動デバイス内に設置された１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物とを含む、イオン源。
【請求項２】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、（ｉ）＜１００μｍ2；（ii）１００〜５００μｍ2；（iii）５００〜１０００μｍ2；（iv）１０００〜２０００μｍ2；（ｖ）２０００〜３０００μｍ2；（vi）３０００〜４０００μｍ2；（vii）４０００〜５０００μｍ2；（viii）５０００〜６０００μｍ2；（ix）６０００〜７０００μｍ2；（ｘ）７０００〜８０００μｍ2；（xi）８０００〜９０００μｍ2；（xii）９０００〜１００００μｍ2；（xiii）１００００〜１５０００μｍ2；（xiv）１５０００〜２００００μｍ2；（xv）２００００〜３００００μｍ2；（xvi）３００００〜４００００μｍ2；（xvii）４００００〜５００００μｍ2；（xviii）５００００〜６００００μｍ2；（xix）６００００〜７００００μｍ2；（xx）７００００〜８００００μｍ2；（xxi）８００００〜９００００μｍ2；（xxii）９００００〜１０００００μｍ2；及び（xxiii）＞１０００００μｍ2からなる群から選択される断面積を有する、請求項１又は２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記第１流動デバイスは平均内部断面積Ａを有し、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、（ｉ）＜０．０５Ａ；（ii）０．０５〜０．１０Ａ；（iii）０．１０〜０．１５Ａ；（iv）０．１５〜０．２０Ａ；（ｖ）０．２０〜０．２５Ａ；（vi）０．２５〜０．３０Ａ；（vii）０．３０〜０．３５Ａ；（viii）０．３５〜０．４０Ａ；（ix）０．４０〜０．４５Ａ；（ｘ）０．４５〜０．５０Ａ；（xi）０．５０〜０．５５Ａ；（xii）０．５５〜０．６０Ａ；（xiii）０．６０〜０．６５Ａ；（xiv）０．６５〜０．７０Ａ；（xv）０．７０〜０．７５Ａ；（xvi）０．７５〜０．８０Ａ；（xvii）０．８０〜０．８５Ａ；（xviii）０．８５〜０．９０Ａ；（xix）０．９０〜０．９５Ａ；及び（xx）＞０．９５Ａの組み合わせ断面積又は全断面積を有する、請求項１、２又は３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物のうちの１つ以上は、前記第１流動デバイスの端部から距離ｌだけ延伸又は突出し、前記距離ｌは、（ｉ）＜０．２５ｍｍ；（ii）０．２５〜０．５０ｍｍ；（iii）０．５０〜０．７５ｍｍ；（iv）０．７５〜１．００ｍｍ；（ｖ）１．００〜１．２５ｍｍ；（vi）１．２５〜１．５０ｍｍ；（vii）１．５０〜１．７５ｍｍ；（viii）１．７５〜２．００ｍｍ；及び（ix）＞２．００ｍｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項６】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物の少なくとも一部又は概ね全体は、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項７】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、ステンレス鋼、金属、導電体又は合金を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項８】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、先端にかけて比較的鋭突に形成されている、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項９】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物が、先端半径ｒを有し、前記ｒは、（ｉ）＜１μｍ；（ii）１〜２μｍ；（iii）２〜３μｍ；（iv）３〜４μｍ；（ｖ）４〜５μｍ；（vi）５〜６μｍ；（vii）６〜７μｍ；（viii）７〜８μｍ；（ix）８〜９μｍ；（ｘ）９〜１０μｍ；及び（xi）＞１０μｍからなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１０】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物の数が、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は１０個よりも多い、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１１】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、異なるサイズ及び／又は断面形状もしくは領域を有する複数のワイヤー、ロッド又は障害物を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１２】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、それらを前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、外側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１３】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１４】
前記第１流動デバイスは、エレクトロスプレーイオン化キャピラリーを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１５】
前記第１流動デバイスは、１つ以上のキャピラリーチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１６】
前記第１流動デバイスは、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１７】
前記第１流動デバイスは、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１８】
前記第１流動デバイスは、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１９】
前記第１流動デバイスは、ステンレス鋼製、金属製、導電体製又は合金製のチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２０】
使用中に、前記第１流動デバイスへ被分析物溶液が供給される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２１】
使用中に、（ｉ）＜１μｌ／分；（ii）１〜１０μｌ／分；（iii）１０〜５０μｌ／分；（iv）５０〜１００μｌ／分；（ｖ）１００〜２００μｌ／分；（vi）２００〜３００μｌ／分；（vii）３００〜４００μｌ／分；（viii）４００〜５００μｌ／分；（ix）５００〜６００μｌ／分；（ｘ）６００〜７００μｌ／分；（xi）７００〜８００μｌ／分；（xii）８００〜９００μｌ／分；（xiii）９００〜１０００μｌ／分；（xiv）１０００〜１５００μｌ／分；（xv）１５００〜２０００μｌ／分；（xvi）２０００〜２５００μｌ／分；及び（xvii）２５００＞μｌ／分からなる群から選択される流速で、前記被分析物溶液が供給される、請求項２０に記載のイオン源。
【請求項２２】
前記第１流動デバイスは、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、内側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２３】
使用中に、前記第１流動デバイスは、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２４】
使用中に、被分析物溶液が環状流動体として前記第１流動デバイスから放出される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２５】
前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する、請求項２４に記載のイオン源。
【請求項２６】
前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する、請求項２４又は２５に記載のイオン源。
【請求項２７】
前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される厚みを有する、請求項２４、２５又は２６に記載のイオン源。
【請求項２８】
前記第２流動デバイスは、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項２９】
前記第２流動デバイスは、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３０】
前記第２流動デバイスは、ガス噴霧器キャピラリーを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３１】
前記第２流動デバイスは、１つ以上のキャピラリーチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３２】
前記第２流動デバイスは、ステンレス鋼製、金属製、導電体製又は合金製のチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３３】
使用中に、前記第２流動デバイスへ第１のガスが供給される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３４】
使用中に、前記第１のガスが、（ｉ）＜１ｌ／時間；（ii）１〜１０ｌ／時間；（iii）１０〜５０ｌ／時間；（iv）５０〜１００ｌ／時間；（ｖ）１００〜１５０ｌ／時間；（vi）１５０〜２００ｌ／時間；（vii）２００〜２５０ｌ／時間；（viii）２５０〜３００ｌ／時間；（ix）３００〜３５０ｌ／時間；（ｘ）３５０〜４００ｌ／時間；（xi）４００〜４５０ｌ／時間；（xii）４５０〜５００ｌ／時間；及び（xiii）＞５００ｌ／時間からなる群から選択される流速で供給される、請求項３３に記載のイオン源。
【請求項３５】
使用中に前記第１流動デバイスに供給される被分析物溶液の噴霧化を、前記第１のガスが助ける、請求項３３又は３４に記載のイオン源。
【請求項３６】
使用時に、前記第１のガスが、＜１、１〜２、２〜３、３〜４、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、９〜１０又は＞１０ｂａｒの圧力で供給される、請求項３３、３４又は３５に記載のイオン源。
【請求項３７】
使用中に、前記第２流動デバイスは、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３８】
前記イオン源が、エレクトロスプレーイオン化イオン源を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項３９】
前記イオン源が、大気圧イオン化イオン源を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項４０】
気体を加熱して脱溶媒和ガス流を提供する脱溶媒和加熱器をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項４１】
先行する請求項のいずれかに記載のイオン源を含む、質量分析計。
【請求項４２】
中心軸を有するイオン吸気円錐体を含み、前記イオン吸気円錐体が前記イオン源の下流に配置されている、請求項４１に記載の質量分析計。
【請求項４３】
前記イオン源が中心軸を有し、
前記イオン吸気円錐体の中心軸が、前記イオン源の前記中心軸と交点で交差し、
前記第１流動デバイスの端部から前記交点までの、前記イオン源の前記中心軸に沿った距離がｘｍｍであり、
前記ｘが、（ｉ）＜１；（ii）１〜５；（iii）５〜１０；（iii）１０〜１５；（iv）１５〜２０；（ｖ）２０〜２５；（vi）２５〜３０；（vii）３０〜３５；（viii）３５〜４０；（ix）４０〜４５；（ｘ）４５〜５０；及び（xi）＞５０からなる群から選択される、請求項４２に記載の質量分析計。
【請求項４４】
前記イオン源が中心軸を有し、
前記イオン吸気円錐体の前記中心軸が、前記イオン源の前記中心軸と交点で交差し、
前記イオン吸気円錐体の端部から前記交点までの、前記イオン吸気円錐体の前記中心軸に沿った距離がｚｍｍであり、
前記ｚが、（ｉ）＜１；（ii）１〜５；（iii）５〜１０；（iii）１０〜１５；（iv）１５〜２０；（ｖ）２０〜２５；（vi）２５〜３０；（vii）３０〜３５；（viii）３５〜４０；（ix）４０〜４５；（ｘ）４５〜５０；及び（xi）＞５０からなる群から選択される、請求項４２又は４３に記載の質量分析計。
【請求項４５】
前記イオン源が中心軸を有し、
前記イオン源の前記中心軸と前記イオン吸気円錐体の前記中心軸との間の角度θが、（ｉ）０〜１０°；（ii）１０〜２０°；（iii）２０〜３０°；（iv）３０〜４０°；（ｖ）４０〜５０°；（vi）５０〜６０°；（vii）６０〜７０°；（viii）７０〜８０°；（ix）８０〜９０°；（ｘ）９０〜１００°；（xi）１００〜１１０°；（xii）１１０°〜１２０°；（xiii）１２０〜１３０°；（xiv）１３０〜１４０°；（xv）１４０〜１５０°；（xvi）１５０〜１６０°；（xvii）１６０〜１７０°；及び（xviii）１７０〜１８０°からなる群から選択される、請求項４２、４３又は４４に記載の質量分析計。
【請求項４６】
使用中に、前記イオン吸気円錐体は、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−５ｋＶ；（iii）−５〜−４ｋＶ；（iv）−４〜−３ｋＶ；（ｖ）−３〜−２ｋＶ；（vi）−２〜−１ｋＶ；（vii）−１０００〜−９００Ｖ；（viii）−９００〜−８００Ｖ；（ix）−８００〜−７００Ｖ；（ｘ）−７００〜−６００Ｖ；（xi）−６００〜−５００Ｖ；（xii）−５００〜−４００Ｖ；（xiii）−４００〜−３００Ｖ；（xiv）−３００〜−２００Ｖ；（xv）−２００〜−１００Ｖ；（xvi）−１００〜０Ｖ；（xvii）０〜１００Ｖ；（xviii）１００〜２００Ｖ；（xix）２００〜３００Ｖ；（xx）３００〜４００Ｖ；（xxi）４００〜５００Ｖ；（xxii）５００〜６００Ｖ；（xxiii）６００〜７００Ｖ；（xxiv）７００〜８００Ｖ；（xxv）８００〜９００Ｖ；（xxvi）９００〜１０００Ｖ；（xxvii）１〜２ｋＶ；（xxviii）２〜３ｋＶ；（xxix）３〜４ｋＶ；（xxx）４〜５ｋＶ；（xxxi）５〜１０ｋＶ；及び（xxxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される、請求項４２〜４５のいずれかに記載の質量分析計。
【請求項４７】
（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器；（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器；（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器；（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器；（ｖ）軸方向加速式飛行時間質量分析器；（vi）磁場型質量分析器；（vii）ポール又は三次元四重極質量分析器；（viii）二次元又は線形四重極質量分析器；（ix）ペニングトラップ質量分析器；（ｘ）イオントラップ質量分析器；（xi）フーリエ変換オービトラップ；（xii）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析器；（xiii）静電フーリエ変換質量分析器；及び（xiv）四重極ロッドセット質量フィルタ又は質量分析器からなる群から選択される質量分析器をさらに含む、請求項４１〜４６に記載の質量分析計。
【請求項４８】
第１流動デバイスに被分析物溶液を供給する工程と、
前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスに、第１のガスを供給する工程と、
１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイス内に設ける工程とを含む、サンプルをイオン化する方法。
【請求項４９】
請求項４８に記載の方法を含む質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源に関し、好適には、エレクトロスプレーイオン化イオン源、質量分析計、サンプルをイオン化する方法、及び質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロスプレーイオン化(「ＥＳＩ」)は、液体クロマトグラフィ／質量分析（「ＬＣ／ＭＳ」）系用の最も広く使用されているイオン化技術として確立している。エレクトロスプレーイオン化には、隣接した質量分析計のイオンサンプリングオリフィスに対して比較的高い電圧で維持される開口管状キャピラリーへ液体を通すことを必要とする。液体の流速が高い場合（例えば、５〜１０００ｍｌ／分）、脱溶媒和工程を助成するために高速噴霧ガスと加熱された脱溶媒和ガスとの同一中心流動の組み合わせを使用するのが一般的である。
【０００３】
キャピラリー先端に静電及び電気流体力学的な力の組み合わさった作用により荷電小滴が形成される。前記小滴はその後、前記小滴内の増大する斥力が表面張力を上回る段階に達するまで脱溶媒和される。この、レイリーリミットと呼ばれる不安定な段階では、前記小滴は分裂工程にあり、子孫小滴（progeny droplets）と一般的に称される、より小さな荷電小滴を多数生成することとなる。前記脱溶媒和工程及び分裂工程はその後さらに進み、さらに小さい第二世代の荷電小滴が生成される。その後、イオン蒸発又は電荷残留工程（charge residue model）により、イオンが気相へと遊離する段階に至る。
【０００４】
エレクトロスプレーイオン化の仕組みに関する理論の多くは、高い表面荷電密度を有する高荷電の小さな小滴から比較的高い効率のエレクトロスプレーイオン化が達成できると予測している。緩やかな脱溶媒和のみを必要とする第一世代又は初期世代の子孫小滴から、気相イオンが得られる。
【０００５】
ナノスプレーイオン化は１０〜１００ｎｌ／分の流速で行われ、これは、ミクロン以下の高荷電の第一世代小滴が同一中心噴霧又は脱溶媒和のガスが無くても生成される、高効率のエレクトロスプレー工程の一例である。また、共溶出（co-eluting）サンプルマトリックス成分が脱溶媒和の間に濃縮され、利用可能な電荷を被分析物のイオンと奪い合う（compete with the analyte ions for the available charge）というマトリックス抑制効果から、初期世代の小滴からのナノスプレーイオン化が影響を受けることは少ない。
【０００６】
逆に、比較的高い流速（例えば、１００〜１０００μｌ／分）での従来のエレクトロスプレーイオン化は、比較的大きな（＞１０μｍ）小滴が比較的低い表面荷電密度を有して形成されるので、比較的効率が悪い。後期世代の小滴からイオンを生成するためには、比較的高い脱溶媒和温度が必要であり、この工程はマトリックス抑制効果の影響を受けやすい。
【０００７】
質量分析計用の市販のエレクトロスプレーイオン化イオン源は、所望の流速が高くなればなるほど前記開口管状液体キャピラリーの内径が大きくなるように設計されている。従来の高流速エレクトロスプレーイオン化用のキャピラリーの内径が通常約１３０μｍであればよい一方で、ナノバイアルのエレクトロスプレーイオン化用のキャピラリーの内径は通常１μｍである。高流速エレクトロスプレーイオン化では、平均小滴径は１０〜２０μｍである一方、ナノスプレーの平均小滴径は通常ミクロン以下であることを、実験技術は裏付けている。もし、内腔の狭い（narrow bore）キャピラリーを高流速で使用しようとするならば、いくつかの実際的な問題に直面する。高流速での内腔の狭いキャピラリーは、必要な流速を維持するために大きな圧力を必要とし、より壊れやすい。内腔の狭いキャピラリーはまた、一貫したスプレー条件を作ることが困難であるため、再現性が劣るという問題がある。
【０００８】
超高圧ＬＣ（ＵＰＬＣ）やモノリシックＬＣカラムなどの新世代の液体クロマトグラフィ（ＬＣ）カラムの出現は、高移動相流速（５００〜３０００μｌ／分）を使用した、滞留時間の短縮のための高クロマトグラフィ効率を容易にした。これらの技術は、ＬＣカラム寸法と流速との両方を小さくするという以前の傾向を覆した。その結果、マトリックス抑制効果が低く、比較的高い流速で作動可能な、効率の高いエレクトロスプレーイオン化イオン源が必要となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、改良されたイオン源を提供することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの様態によれば、
第１流動デバイスと、
前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスと、
前記第１流動デバイス内に設置された１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物（obstruction）とを含むイオン源が提供される。
【００１１】
前記第１及び第２流動デバイスは、好適には、同軸である。前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、前記第１流動デバイス内の中心に設置される。
【００１２】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する。
【００１３】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、（ｉ）＜１００μｍ2；（ii）１００〜５００μｍ2；（iii）５００〜１０００μｍ2；（iv）１０００〜２０００μｍ2；（ｖ）２０００〜３０００μｍ2；（vi）３０００〜４０００μｍ2；（vii）４０００〜５０００μｍ2；（viii）５０００〜６０００μｍ2；（ix）６０００〜７０００μｍ2；（ｘ）７０００〜８０００μｍ2；（xi）８０００〜９０００μｍ2；（xii）９０００〜１００００μｍ2；（xiii）１００００〜１５０００μｍ2；（xiv）１５０００〜２００００μｍ2；（xv）２００００〜３００００μｍ2；（xvi）３００００〜４００００μｍ2；（xvii）４００００〜５００００μｍ2；（xviii）５００００〜６００００μｍ2；（xix）６００００〜７００００μｍ2；（xx）７００００〜８００００μｍ2；（xxi）８００００〜９００００μｍ2；（xxii）９００００〜１０００００μｍ2；及び（xxiii）＞１０００００μｍ2からなる群から選択される断面積を有する。
【００１４】
前記第１流動デバイスは、好適には、平均内部断面積Ａを有し、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、（ｉ）＜０．０５Ａ；（ii）０．０５〜０．１０Ａ；（iii）０．１０〜０．１５Ａ；（iv）０．１５〜０．２０Ａ；（ｖ）０．２０〜０．２５Ａ；（vi）０．２５〜０．３０Ａ；（vii）０．３０〜０．３５Ａ；（viii）０．３５〜０．４０Ａ；（ix）０．４０〜０．４５Ａ；（ｘ）０．４５〜０．５０Ａ；（xi）０．５０〜０．５５Ａ；（xii）０．５５〜０．６０Ａ；（xiii）０．６０〜０．６５Ａ；（xiv）０．６５〜０．７０Ａ；（xv）０．７０〜０．７５Ａ；（xvi）０．７５〜０．８０Ａ；（xvii）０．８０〜０．８５Ａ；（xviii）０．８５〜０．９０Ａ；（xix）０．９０〜０．９５Ａ；及び（xx）＞０．９５Ａの組み合わせ断面積又は全断面積を有する。
【００１５】
一実施の形態によれば、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、前記第１流動デバイスの端部から距離ｌだけ延伸又は突出していてもよく、前記距離ｌは、好適には、（ｉ）＜０．２５ｍｍ；（ii）０．２５〜０．５０ｍｍ；（iii）０．５０〜０．７５ｍｍ；（iv）０．７５〜１．００ｍｍ；（ｖ）１．００〜１．２５ｍｍ；（vi）１．２５〜１．５０ｍｍ；（vii）１．５０〜１．７５ｍｍ；（viii）１．７５〜２．００ｍｍ；及び（ix）＞２．００ｍｍからなる群から選択される。
【００１６】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物の少なくとも一部又は概ね全体は、好適には、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する。
【００１７】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、ステンレス鋼、金属、導電体又は合金を含む。
【００１８】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、先端にかけて比較的鋭突に形成されていてもよい。
【００１９】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物が、先端半径ｒを有し、前記ｒは、（ｉ）＜１μｍ；（ii）１〜２μｍ；（iii）２〜３μｍ；（iv）３〜４μｍ；（ｖ）４〜５μｍ；（vi）５〜６μｍ；（vii）６〜７μｍ；（viii）７〜８μｍ；（ix）８〜９μｍ；（ｘ）９〜１０μｍ；及び（xi）＞１０μｍからなる群から選択されてもよい。
【００２０】
一実施の形態によれば、前記第１流動デバイス内に、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個又は１０個よりも多い数のワイヤー、ロッド又は障害物が設置されていてもよい。
【００２１】
一実施の形態によれば、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、異なるサイズ及び／又は断面形状もしくは領域（area）を有する複数のワイヤー、ロッド又は障害物を含んでいてもよい。
【００２２】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、好適には、それらを前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、外側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部（protrusion）を含む。
【００２３】
一実施の形態によれば、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される。
【００２４】
前記第１流動デバイスは、好適には、エレクトロスプレーイオン化キャピラリーを含む。一実施の形態によれば、前記第１流動デバイスは、１つ以上のキャピラリーチューブを含む。
【００２５】
前記第１流動デバイスは、好適には、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する。
【００２６】
前記第１流動デバイスは、好適には、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する。
【００２７】
前記第１流動デバイスは、好適には、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する。
【００２８】
前記第１流動デバイスは、好適には、ステンレス鋼製、金属製、導電体製又は合金製のチューブを含む。好適には、使用中に、被分析物溶液が、前記第１流動デバイスへ供給されるか、又は、前記第１流動デバイスに沿って通過する。好適には、使用中に、（ｉ）＜１μｌ／分；（ii）１〜１０μｌ／分；（iii）１０〜５０μｌ／分；（iv）５０〜１００μｌ／分；（ｖ）１００〜２００μｌ／分；（vi）２００〜３００μｌ／分；（vii）３００〜４００μｌ／分；（viii）４００〜５００μｌ／分；（ix）５００〜６００μｌ／分；（ｘ）６００〜７００μｌ／分；（xi）７００〜８００μｌ／分；（xii）８００〜９００μｌ／分；（xiii）９００〜１０００μｌ／分；（xiv）１０００〜１５００μｌ／分；（xv）１５００〜２０００μｌ／分；（xvi）２０００〜２５００μｌ／分；及び（xvii）２５００＞μｌ／分からなる群から選択される流速で、前記被分析物溶液が供給されるか、又は、前記第１流動デバイスに沿って通過する。
【００２９】
前記第１流動デバイスは、好適には、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、内側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部を含む。
【００３０】
使用中に、前記第１流動デバイスは、好適には、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される。
【００３１】
好適には、被分析物溶液が環状流動体として前記第１流動デバイスから放出される。好適には、前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される外径を有する。好適には、前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する。
【００３２】
好適には、前記環状流動体は、（ｉ）＜１０μｍ；（ii）１０〜２０μｍ；（iii）２０〜３０μｍ；（iv）３０〜４０μｍ；（ｖ）４０〜５０μｍ；（vi）５０〜６０μｍ；（vii）６０〜７０μｍ；（viii）７０〜８０μｍ；（ix）８０〜９０μｍ；（ｘ）９０〜１００μｍ；（xi）１００〜１１０μｍ；（xii）１１０〜１２０μｍ；（xiii）１２０〜１３０μｍ；（xiv）１３０〜１４０μｍ；（xv）１４０〜１５０μｍ；（xvi）１５０〜１６０μｍ；（xvii）１６０〜１７０μｍ；（xviii）１７０〜１８０μｍ；（xix）１８０〜１９０μｍ；（xx）１９０〜２００μｍ；（xxi）２００〜２５０μｍ；（xxii）２５０〜３００μｍ；（xxiii）３００〜３５０μｍ；（xxiv）３５０〜４００μｍ；（xxv）４００〜４５０μｍ；（xxvi）４５０〜５００μｍ；（xxvii）５００〜６００μｍ；（xxviii）６００〜７００μｍ；（xxix）７００〜８００μｍ；（xxx）８００〜９００μｍ；（xxxi）９００〜１０００μｍ；及び（xxxii）＞１０００μｍからなる群から選択される厚み（すなわち、内径と外径との間の距離）を有する。
【００３３】
前記第２流動デバイスは、好適には、（ｉ）＜５０μｍ；（ii）５０〜１００μｍ；（iii）１００〜１５０μｍ；（iv）１５０〜２００μｍ；（ｖ）２００〜２５０μｍ；（vi）２５０〜３００μｍ；（vii）３００〜３５０μｍ；（viii）３５０〜４００μｍ；（ix）４００〜４５０μｍ；（ｘ）４５０〜５００μｍ；（xi）５００〜５５０μｍ；（xii）５５０〜６００μｍ；（xiii）６００〜６５０μｍ；（xiv）６５０〜７００μｍ；（xv）７５０〜８００μｍ；（xvi）８００〜８５０μｍ；（xvii）８５０〜９００μｍ；（xviii）９００〜９５０μｍ；（xix）９５０〜１０００μｍ；及び（xx）＞１０００μｍからなる群から選択される内径を有する。
【００３４】
前記第２流動デバイスは、好適には、概ね円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又は多角形の断面を有する。
【００３５】
前記第２流動デバイスは、好適には、ガス噴霧器キャピラリーを含み、かつ、好適には、１つ以上のキャピラリーチューブを含む。
【００３６】
前記第２流動デバイスは、好適には、ステンレス鋼製、金属製、導電体製又は合金製のチューブを含む。
【００３７】
好適には、使用中に、前記第２流動デバイスへ第１のガス（好適には窒素）が供給される。他の実施の形態によれば、窒素以外のガスである第１のガスが、前記第２流動デバイスに供給されてもよい。好適には、使用中に、前記第１のガスが、（ｉ）＜１ｌ／時間；（ii）１〜１０ｌ／時間；（iii）１０〜５０ｌ／時間；（iv）５０〜１００ｌ／時間；（ｖ）１００〜１５０ｌ／時間；（vi）１５０〜２００ｌ／時間；（vii）２００〜２５０ｌ／時間；（viii）２５０〜３００ｌ／時間；（ix）３００〜３５０ｌ／時間；（ｘ）３５０〜４００ｌ／時間；（xi）４００〜４５０ｌ／時間；（xii）４５０〜５００ｌ／時間；及び（xiii）＞５００ｌ／時間からなる群から選択される流速で供給される。前記第１のガスは、好適には、使用中に前記第１流動デバイスに供給される被分析物溶液の噴霧化を助ける。
【００３８】
好適には、使用時に、前記第１のガスが、＜１、１〜２、２〜３、３〜４、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、９〜１０又は＞１０ｂａｒの圧力で供給される。
【００３９】
好適には、使用中に、前記第２流動デバイスは、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−９ｋＶ；（iii）−９〜−８ｋＶ；（iv）−８〜−７ｋＶ；（ｖ）−７〜−６ｋＶ；（vi）−６〜−５ｋＶ；（vii）−５〜−４ｋＶ；（viii）−４〜−３ｋＶ；（ix）−３〜−２ｋＶ；（ｘ）−２〜−１ｋＶ；（xi）−１〜０ｋＶ；（xii）０〜１ｋＶ；（xiii）１〜２ｋｖ；（xiv）２〜３ｋＶ；（xv）３〜４ｋＶ；（xvi）４〜５ｋＶ；（xvii）５〜６ｋＶ；（xviii）６〜７ｋＶ；（xix）７〜８ｋＶ；（xx）８〜９ｋＶ；（xxi）９〜１０ｋＶ；及び（xxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される。
【００４０】
前記イオン源は、好適には、エレクトロスプレーイオン化イオン源、及び／又は、大気圧イオン化イオン源を含む。
【００４１】
前記イオン源は、好適には、気体を加熱して脱溶媒和ガス流を提供する脱溶媒和加熱器をさらに含む。
【００４２】
本発明の別の様態によれば、上記のようなイオン源を含む質量分析計が提供される。
【００４３】
前記質量分析計は、好適には、中心軸を有するイオン吸気円錐体を含む。前記イオン吸気円錐体は、好適には、前記イオン源の下流に配置されている。
【００４４】
前記イオン源は、好適には中心軸を有し、前記イオン吸気円錐体の中心軸は、好適には前記イオン源の中心軸と交点で交差する。好適には、前記第１流動デバイスの端部から前記交点までの、前記イオン源の前記中心軸に沿った距離はｘｍｍであり、前記ｘが、（ｉ）＜１；（ii）１〜５；（iii）５〜１０；（iii）１０〜１５；（iv）１５〜２０；（ｖ）２０〜２５；（vi）２５〜３０；（vii）３０〜３５；（viii）３５〜４０；（ix）４０〜４５；（ｘ）４５〜５０；及び（xi）＞５０からなる群から選択される。
【００４５】
好適には、前記イオン源が中心軸を有し、前記イオン吸気円錐体の前記中心軸が、好適には前記イオン源の前記中心軸と交点で交差する。好適には、前記イオン吸気円錐体の端部から前記交点までの、前記イオン吸気円錐体の前記中心軸に沿った距離がｚｍｍであり、前記ｚが、（ｉ）＜１；（ii）１〜５；（iii）５〜１０；（iii）１０〜１５；（iv）１５〜２０；（ｖ）２０〜２５；（vi）２５〜３０；（vii）３０〜３５；（viii）３５〜４０；（ix）４０〜４５；（ｘ）４５〜５０；及び（xi）＞５０からなる群から選択される。
【００４６】
一実施の形態によれば、前記イオン源が中心軸を有し、前記イオン源の前記中心軸と前記イオン吸気円錐体の前記中心軸との間の角度θが、（ｉ）０〜１０°；（ii）１０〜２０°；（iii）２０〜３０°；（iv）３０〜４０°；（ｖ）４０〜５０°；（vi）５０〜６０°；（vii）６０〜７０°；（viii）７０〜８０°；（ix）８０〜９０°；（ｘ）９０〜１００°；（xi）１００〜１１０°；（xii）１１０°〜１２０°；（xiii）１２０〜１３０°；（xiv）１３０〜１４０°；（xv）１４０〜１５０°；（xvi）１５０〜１６０°；（xvii）１６０〜１７０°；及び（xviii）１７０〜１８０°からなる群から選択される。
【００４７】
一実施の形態によれば、好適には、使用中に、前記イオン吸気円錐体は、（ｉ）＜−１０ｋＶ；（ii）−１０〜−５ｋＶ；（iii）−５〜−４ｋＶ；（iv）−４〜−３ｋＶ；（ｖ）−３〜−２ｋＶ；（vi）−２〜−１ｋＶ；（vii）−１０００〜−９００Ｖ；（viii）−９００〜−８００Ｖ；（ix）−８００〜−７００Ｖ；（ｘ）−７００〜−６００Ｖ；（xi）−６００〜−５００Ｖ；（xii）−５００〜−４００Ｖ；（xiii）−４００〜−３００Ｖ；（xiv）−３００〜−２００Ｖ；（xv）−２００〜−１００Ｖ；（xvi）−１００〜０Ｖ；（xvii）０〜１００Ｖ；（xviii）１００〜２００Ｖ；（xix）２００〜３００Ｖ；（xx）３００〜４００Ｖ；（xxi）４００〜５００Ｖ；（xxii）５００〜６００Ｖ；（xxiii）６００〜７００Ｖ；（xxiv）７００〜８００Ｖ；（xxv）８００〜９００Ｖ；（xxvi）９００〜１０００Ｖ；（xxvii）１〜２ｋＶ；（xxviii）２〜３ｋＶ；（xxix）３〜４ｋＶ；（xxx）４〜５ｋＶ；（xxxi）５〜１０ｋＶ；及び（xxxii）＞１０ｋＶからなる群から選択される電圧に維持される。
【００４８】
前記質量分析計は、好適には、（ｉ）フーリエ変換（「ＦＴ」）質量分析器；（ii）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器；（iii）飛行時間（「ＴＯＦ」）質量分析器；（iv）直交加速式飛行時間（「ｏａＴＯＦ」）質量分析器；（ｖ）軸方向加速式飛行時間質量分析器；（vi）磁場型質量分析器；（vii）ポール又は三次元四重極質量分析器；（viii）二次元又は線形四重極質量分析器；（ix）ペニングトラップ質量分析器；（ｘ）イオントラップ質量分析器；（xi）フーリエ変換オービトラップ；（xii）静電イオンサイクロトロン共鳴質量分析器；（xiii）静電フーリエ変換質量分析器；及び（xiv）四重極ロッドセット質量フィルタ又は質量分析器からなる群から選択される質量分析器をさらに含む。
【００４９】
本発明の別の様態によれば、第１流動デバイスに被分析物溶液を供給する工程と、前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスに、第１のガスを供給する工程と、１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイス内に設ける工程とを含む、サンプルをイオン化する方法が提供される。
【００５０】
本発明の別の様態によれば、上記のような、サンプルをイオン化する方法を含む質量分析方法が提供される。
【００５１】
好適な実施の形態によれば、好適には中心導電性ワイヤーを利用するエレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）プローブが提供される。前記中心ワイヤーは、好適には、スプレー及び噴霧の前に液層又は液柱の断面寸法を減少させるために、開口管状エレクトロスプレーイオン化キャピラリーの内腔に挿入される。その結果、好適には、同じ断面積の従来の開口管状キャピラリーにおける同様の円筒状液柱領域の直径と比較して、層の厚さが小さい、環状の液層又は液柱が好適に形成される。
【００５２】
前記中心導電性ワイヤーは、スプレー及び噴霧の領域において電界強度を上げるために、先端にかけて比較的鋭突に形成されていてもよい。縮小された液断面と増大された電界強度の組み合わせは、好適には、表面荷電密度のより高い、より小さな小滴を生じ、これによって今度は、好適には、初期世代の小滴の脱溶媒の効率が改善され、感度が高められ、マトリックス抑制効果に対する影響されやすさが低減される。
【００５３】
好適な実施の形態における環状液層又は液柱は、より大きな断面積を有するため、同等の従来の円筒状液柱と比較すると、とりわけ有利である。その結果、所要の液体流速を維持するために必要な圧力が小さくて済む。前記好適な実施の形態におけるイオン源はまた、キャピラリーの閉塞が起こりにくい。
【００５４】
一実施の形態によれば、中心導電性ワイヤーは円形でもよく、開口管状キャピラリーもまた円形でもよい。前記中心ワイヤーは、比較的太くてもよく、その長さに沿って２箇所以上でつまみ状にされ（be pinched）、小さい放射状の凸部が長さに沿って形成されるようにしてもよい。前記凸部は、好適には、中心ワイヤーを外側の開口管状キャピラリーから離間させることを助け、かつ、好適には、開口管状キャピラリーの中心軸に沿った前記ワイヤーの配置を維持することを助ける。その結果、中心ワイヤーと開口管状キャピラリーとの間の環状の隙間（opening）が好適に維持される。
【００５５】
その代りに、及び／又は、それに加えて、前記エレクトロスプレー開口管状キャピラリーは、一箇所以上でつまみ状又はひだ状に（be crimped）されて、１つ以上の内側又は内部の凹部（dent）又は凸部がその長さに沿って形成されるようにしてもよい。前記内部の凹部又は凸部は、好適には、前記開口管状キャピラリーから前記ワイヤーを離間させることを助け、好適には、開口キャピラリーの中心軸に沿った前記ワイヤーの配置を維持することを助ける。これはまた、好適には、前記ワイヤーと前記外側の開口管状キャピラリーとの間の環状の隙間を維持することを助ける。
【００５６】
別の実施の形態によれば、中心ワイヤーは、非円形の断面を有していてもよい。例えば、前記中心ワイヤーは、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又はその他の多角形の断面を有していてもよい。前記中心ワイヤーが比較的太く、かつ、非円形断面を有していれば、数箇所のみでエレクトロスプレー開口管状キャピラリーの内壁に接触する。このことは、好適には、前記中心ワイヤーと前記外側の開口管状キャピラリーとの間に、通路があいている状態にし、液体が流れるようにする。
【００５７】
一実施の形態によれば、エレクトロスプレー開口管状キャピラリーは、非円形の断面を有していてもよい。例えば、エレクトロスプレー開口管状キャピラリーは、三角形、正方形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形又はその他の多角形の断面を有していてもよい。比較的太い中心ワイヤーが円形断面を有していれば、数箇所のみで、非円形断面を有する開口管状キャピラリーの内壁に接触し、このことは、好適には、内側の中心ワイヤーと外側の開口管状キャピラリーとの間に、通路があいている状態にし、液体が流れるようする。非円形断面を有する中心ワイヤーと、それとは異なる形状の非円形断面を有する開口管状キャピラリーとの場合も、これと同様である。
【００５８】
一実施の形態によれば、１つ以上のワイヤー、ロッド又は突出物（protrusion）が、開口管状キャピラリー内に挿入されるか又は設けられていてもよい。前記ワイヤー、ロッド又は突出物は、中心導電性ワイヤー、ロッド又は突出物が設けられて、他のワイヤー、ロッド及び突出物が前記中心ワイヤーを囲むように構成されていてもよい。前記中心ワイヤー、ロッド又は突出物は、先端にかけて比較的鋭突に形成されていてもよい。一実施の形態によれば、均等な直径の７本のワイヤーが開口管状キャピラリーに挿入されていてもよい。前記ワイヤーのうちの１本が、エレクトロスプレーキャピラリーの中心軸に沿って配置され、それ以外の６本のワイヤーが前記中心ワイヤーの周りに密着して六角形に束ねられて配置されていてもよい。前記中心ワイヤーは、先端にかけて比較的鋭突に形成されていてもよい。それ以外のワイヤーも、先端にかけて比較的鋭突に形成されていてもよい。一実施の形態によれば、ワイヤーは、密着して束ねられて、ワイヤー間の液体の流動が最小限となるようにされてもよい。
【００５９】
別の実施の形態によれば、複数のワイヤー、ロッド又は突出物が開口管状キャピラリー内に挿入されてもよい。前記ワイヤー、ロッド又は突出物は、異なる寸法及び／又は形状を有していてもよい。各ワイヤー、ロッド又は突出物は、前記開口管状キャピラリーの端部から突出又は延伸していても、しなくてもよい。一実施の形態によれば、少なくとも１本のワイヤー、ロッド又は突出物が中心導電性ワイヤー、ロッド又は突出物として配置され、少なくともこのワイヤー、ロッド又は突出物が、好適には、開口管状キャピラリーの端部から突出するか延伸していてもよい。前記中心ワイヤー、ロッド又は突出物は、好適には、先端にかけて比較的鋭突に形成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
ここで、添付の図面を参照して、本発明の種々の実施の形態を、あくまで例として、説明する。
【００６１】
図１は、好適な実施の形態におけるイオン源を示す。
【００６２】
図２は、好適な実施の形態における、エレクトロスプレーキャピラリーチューブから突出する中心ワイヤーと、エレクトロスプレーキャピラリーチューブに沿って流れる溶液の環状流とを示す。
【００６３】
図３は、従来のエレクトロスプレーイオン化イオン源を使用してレセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+イオンを観察して得られた温度応答（曲線（ａ））と、直径９０μｍの中心ワイヤーがキャピラリーチューブ内に挿入されているが噴霧ガスを使用していない本発明の実施の形態におけるイオン源を使用して得られた、同様の応答（曲線（ｂ））とを示す。
【００６４】
図４は、従来のエレクトロスプレーイオン化イオン源を使用してレセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+を観察して得られた流速の応答（曲線（ａ））を示し、直径９０μｍの鋭突な中心ワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリーチューブ内に挿入され、かつ、プローブ位置及び電圧があらためて最適化される本発明の実施の形態におけるイオン源を使用して、いかに大幅に改善された応答が得られたかを、曲線（ｂ）が示す。
【００６５】
図５は、イオン抑制効果不在下の、変化する移動相勾配に対するテスト被分析物混合物の典型的な反応を示す。
【００６６】
図６は、マトリックス干渉（すなわち、不純注入（contaminated injection））の存在下で従来のエレクトロスプレーイオン化プローブを使用して行われた実験の結果を示し、かつ、イオン抑制の効果を示す。
【００６７】
図７は、９０μｍの鋭突な先端の中心ワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリーに挿入され、かつ、イオン抑制効果が大幅に低減された、本発明の一実施の形態におけるイオン源を使用して行われた同等の実験の結果を示す。
【００６８】
図８は、実験データを得るために使用された、好適な実施の形態における鋭突な先端の中心ワイヤーを有するエレクトロスプレープローブ先端を示す。
【００６９】
図９Ａは、中心ワイヤーが比較的大きく、円形の断面を有し、前記ワイヤーを中心に位置付けることを助ける数個の放射状凸部を備えた一実施の形態を示す。
【００７０】
図９Ｂは、中心ワイヤーが正方形の断面を有する一実施の形態を示す。
【００７１】
図９Ｃは、中心ワイヤーが六角形の断面を有する一実施の形態を示す。
【００７２】
図９Ｄは、近接して束ねられた７本のワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリー内に設けられた一実施の形態を示す。
【００７３】
本発明の好適な一実施の形態におけるエレクトロスプレーイオン化イオン源を、図１に示す。前記イオン源は、好適には加熱された窒素ガスを放出する脱溶媒和加熱器と、エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３を取り囲むガス噴霧器キャピラリー２を含むプローブとを備えている。ワイヤー４が、エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３内の中心に位置付けられている。
【００７４】
前記イオン源の下流に設けられた質量分析計のイオン吸気円錐体５が示されている。イオン吸気円錐体５は、好適には、直径０．３６ｍｍのイオン入口オリフィス６を備えている。イオンは、好適には、イオン吸気円錐体５に設けられたイオン入口オリフィス６を通って質量分析計の真空系へ引き込まれる。
【００７５】
好適には、外側のガス噴霧器キャピラリー２、エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３、及び中心ワイヤー４に電圧Ｖcが印加される。電圧Ｖcは、好適には、３３ＭΩの抵抗器を介して制限された電流である。
【００７６】
前記脱溶媒和加熱器は、好適には窒素ガスが導入されるガス吸入口を有する環状加熱器（周囲温度から５００℃まで制御可能）を備えるのが好ましい。前記加熱器は、好適には１８ｍｍの直径を有するガス排気口を有するのが好ましい。前記質量分析計のガス排気口とイオン入口オリフィス６との間の距離は、好適には、１８ｍｍに構成される。
【００７７】
ガス噴霧器キャピラリー２は、好適には、ステンレス鋼製のチューブを備え、かつ、好適には、約３０ｍｍの長さである。ガス噴霧器キャピラリー２は、好適には、３３０μｍの内径と、６３０μｍの外径とを有する。ガス噴霧器キャピラリー２の中に位置するエレクトロスプレーイオン化キャピラリー３は、好適には長さ約２００ｍｍのステンレス鋼製のチューブを備えているのが好ましい。エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３は、好適には、１２７μｍの内径と、２３０μｍの外径とを有する。
【００７８】
操作において、エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３の内腔は、好適には被分析物溶液の導管として機能する一方、最も外側のガス噴霧器キャピラリー２の内腔は、好適には窒素ガスを、又は別のガスを、例えば１５０ｌ／時間の流速で流す。望ましくない気体の適切な抽出系（extractor system）へのガス抜きを容易にするために、好適には排出口を備えたカバー（図示せず）によって境界面が取り囲まれていてもよい。
【００７９】
噴霧ガス無しで、直径９０μｍの中心ワイヤー４を使用して、低流速実験が好適に行われた。図２に示すように、中心ワイヤー４は、好適にエレクトロスプレーイオン化キャピラリー３の端部から距離ｌだけ突出するように配置された。前記突出距離は、好適に０．２〜０．８ｍｍであるように構成された。図１に示すように、エレクトロスプレーキャピラリーチューブ３の端部とイオン吸気口オリフィス６の中心軸との間の距離ｘは、好適には４ｍｍであるように構成された。同様に、ワイヤー４の中心軸とイオン吸気口オリフィス６の表面との間の距離ｚは、好適には４ｍｍであるように構成された。
【００８０】
前記中心ワイヤーの先端は、標準的なワイヤー切断バサミで概ね四角く切断してもよく、外側のイオン源カバー（the outer source enclosure）は除去されてもよい（オープンソース）。中心ワイヤー４がエレクトロスプレーキャピラリー３内の中心に位置付けられたと仮定すると、前記好適な実施の形態によれば、結果として生じる環状液体流動体の厚さｔは、（１２７μｍ−９０μｍ）／２＝１８．５μｍである。
【００８１】
噴霧ガスが使用される高流速実験もまた行われた。中心ワイヤー４の直径は９０μｍに維持された。中心ワイヤー４は、エレクトロスプレーキャピラリー３の端部から１ｍｍの距離だけ突出するように配置された。前記距離ｘ及びｚは、好適にそれぞれ１６ｍｍ及び２ｍｍとなるように構成された。高流速実験に対して、中心ワイヤー４の先端は、４〜８μｍの先端半径を有する鋭突な先端となるように電解エッチングされた。中心ワイヤー４がエレクトロスプレーキャピラリー３内の中心に位置付けられたと仮定すると、液体流動体の厚さｔは、（１２７μｍ−９０μｍ）／２＝１８．５μｍであった。
【００８２】
Waters Quattro Premier（登録商標）三連四重極型質量分析計を使用して、低流速と高流速の両方で実験データを得た。その結果を以下に示す。
【００８３】
図３の曲線（ａ）は、従来の（すなわち、中心ワイヤーが無い）エレクトロスプレーイオン化イオン源を使用し、噴霧ガス流が提供された、ＭＳモードにおいてレセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+イオンを観察したときに得られる典型的な温度反応を示している。前記距離ｘは１２ｍｍに、前記距離ｚは２ｍｍに設定されていた。被分析物サンプルは、６０９ｐｇ／μｌの濃度で１０μｌ／分という比較的低流速で吹き込まれた。かかる条件下では、ｍ／ｚ６０９信号を最適化するためには、３００℃という比較的高い温度が必要とされる。
【００８４】
図３の曲線（ｂ）は、中心ワイヤー４がエレクトロスプレーイオン化キャピラリー３に挿入されているが、噴霧ガスは使用されない本発明の一実施の形態におけるイオン源を使用して得られた、同様の信号を示している。中心ワイヤー４は直径９０μｍであった。前記距離ｘが４ｍｍ、前記距離ｚが４ｍｍとなるように構成された。ガス噴霧器チューブ２に電圧Ｖcが印加されると、エレクトロスプレーイオン化キャピラリー３及び中心ワイヤー４は３．５ｋＶであった。
【００８５】
好適な実施の形態における前記イオン源は、従来の噴霧されたエレクトロスプレーイオン化イオン源を流速１０μｌ／分で作動させて使用して得られた信号の約３．７倍の信号を生成することが分かった。但し、ある臨界温度（Ｔc）を超えると、前記スプレーが不安定になって前記信号が失われるという、臨界温度（Ｔc）が存在することが明らかである。この挙動は、サーモスプレーイオン源の挙動と同じである。さらに行われた実験は、中心ワイヤー４の直径を２５μｍから５０μｍ、７５μｍ、９０μｍへと大きくすると、信号強度も逐次大きくなることを示した（データは図示せず）。
【００８６】
図４の曲線（ａ）は、３０μｌ／分から１０００μｌ／分の範囲の様々な比較的高い流速で従来のエレクトロスプレーイオン化プローブを使用して、レセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+イオンを観察したときの、記録された信号を示している。各測定ごとに、プローブ電圧、噴霧ガス流速、並びに、脱溶媒ガス流速及び温度が最適化された。質量分析計のイオン吸気円錐体５に対する、プローブ及び脱溶媒ガス流アセンブリの位置決めもまた、各測定ごとに最適化された。
【００８７】
図４の曲線（ｂ）は、本発明の一実施の形態におけるエレクトロスプレーイオン化プローブを使用して、レセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+イオンを観察したときの、同様の記録された信号を示している。この実施の形態によれば、直径９０μｍの鋭突な中心ワイヤー４がエレクトロスプレーキャピラリー３に挿入されていた。３０μｌ／分から１０００μｌ／分の範囲の様々な流速に対して、得られた信号が記録された。記録信号を最適化するために、各測定ごとに、脱溶媒ガス流に対してプローブ先端を位置決めしなおした。さらに、各測定ごとに、プローブの電圧及び位置、噴霧ガス流速、並びに、脱溶媒ガス流速及び温度も最適化された。
【００８８】
図４の曲線（ａ）及び（ｂ）に示されるデータの比較から、開口管状キャピラリー３内に鋭突な中心ワイヤー４を設けることにより、３０〜１０００μｌ／分の流速範囲における感度が大幅に向上（２．６〜５．１倍）することが分かる。
【００８９】
いくつかのマトリックス抑制実験を行い、好適な実施の形態におけるイオン源が、比較的高い流速でイオン抑制効果の影響を受けるかどうかを判断した。以下に示す実験データはすべて、Waters Acquity（登録商標）カラム（Ｃ１８、１．７μｍ、２．１×１００ｍｍ、カラムオーブン温度：４０℃）を備えたWaters Acquity（登録商標）ＵＰＬＣシステムを使用して得られた。これらの実験によれば、ドクセピン、アミトリプチリン、ベラパミル各１００ｐｇ／μｌが１０μｌ／分〜６００μｌ／分の移動相勾配で吹き込まれた。前記移動相は、２つの溶媒Ａ及びＢの混合物を含んでいた。溶媒Ａは、水と０．００５％の酢酸とを含み、溶媒Ｂは、メタノールと０．００５％の酢酸とを含んでいた。前記溶媒の組成は、０〜３分の時間枠では９０％Ａ／１０％Ｂで保持され、３〜７分の時間枠では１０％Ａ／９０％Ｂへと直線的に変化した。その後の時間では、前記溶媒の組成は１０％Ａ／９０％Ｂに一定に保持された。溶出マトリックス（eluting matrix）は、広範囲の低レベル皇后物（不純物（contaminant））を含有するメタノール１０μｌを注入することによって提供された。これにより、研究の間中、安定し再現性のあるイオン抑制が可能となった。抑制実験はすべて、脱溶媒加熱器温度５００℃で行われた。
【００９０】
図５は、イオン抑制の不在下、すなわち、カラムも不純メタノール注入も無い場合の、変化する移動相勾配に対する、テスト被分析物混合物の典型的な反応を示している。ステンレス鋼製のエレクトロスプレーキャピラリーに印加される電圧Ｖcは、２ｋＶであった。信号は、３つの前駆体―生成物イオン遷移、すなわち、被分析物ごとの１つの遷移からの、総イオン電流を表す。抑制が無い場合、エレクトロスプレーイオン化信号は、約ｔmax＝６．６分で最大値に達した。初期信号強度Ｉiに対する最大信号強度Ｉmaxの比率Ｒは、約Ｒ＝３であることが分かった。
【００９１】
図６は、マトリックス干渉（すなわち、不純注入）の存在下で従来の（すなわち、中心ワイヤーの無い）エレクトロスプレーイオン化プローブを使用して行われた、同様の実験の結果を示している。Ｖc＝１ｋＶについて、イオン源が水分量の多い水性溶媒（high aqueous solvent）に対して最適化されたが、有機物の多い有機溶媒（high organic solvent）（すなわち、５０％Ａを超える）では信号の急激な減衰（すなわち、イオン抑制効果）を示している。有機物が多い場合での抑制量は、Ｖc＝２ｋＶではある程度改善されるが、Ｒ＝１．９という低い値及びｔmax＝５．５分での低い値によって証明されるように、それでも良好ではない。
【００９２】
９０μｍの鋭突な先端の中心ワイヤー４がエレクトロスプレーキャピラリーチューブ３に挿入された好適な実施の形態におけるイオン源を使用して、同じ実験が行われた。その反応が図７に示されている。Ｖc＝１ｋＶ又はＶc＝２ｋＶの電圧が前記好適な実施の形態におけるエレクトロスプレーイオン化イオン源に印加されると、それぞれ、Ｒ値が２．５及び３．３、並びに、ｔmax値が６．５分及び６．６分であることによって証明されるように、大幅に低いイオン抑制効果が観察された。但し、図７を図５と比べると、前記好適なイオン源は、有機物の量が最大の場合（１０％Ａ）ではイオン抑制効果に対して低い感受性を示すことが分かる。
【００９３】
上記に示した実験データは、鋭突な中心ワイヤー４をエレクトロスプレーイオン化キャピラリー３の内腔へ導入することにより、イオンの感受性を大幅に増大させ、かつ、イオン抑制効果を大幅に低減させることを、明確に示している。これらの結果は、鋭突な中心ワイヤー４をエレクトロスプレーイオン化キャピラリー３の内腔へ導入することが、初期の小滴の直径を小さくし、及び／又は比較的高い流速での小滴荷電効率を上げるという有利な効果を有するという仮説を裏付けている。
【００９４】
図８は、好適な実施の形態における鋭突な中心ワイヤー４を組み込んだエレクトロスプレープローブ先端を示している。図８に示されるようなエレクトロスプレープローブ先端は、図３の曲線（ｂ）、図４の曲線（ｂ）、及び図７に関連して上記に示され議論された実験データを提供するために使用されたものである。前記中心ワイヤー４は、直径９０ｍｍであり、先端にかけて鋭突に形成されている。中心ワイヤー４はステンレス鋼でできている。エレクトロスプレーキャピラリー３は、内径１２７μｍであり、その周りの噴霧ガスキャピラリー２は内径３３０μｍであった。
【００９５】
図９Ａ〜Ｄは、エレクトロスプレーキャピラリー３内の中心ワイヤー４が各種異なる断面形状（cross-sectional profile）を有する、本発明の各種異なる実施の形態を示している。図９Ａは、中心ワイヤー４が円形の断面を有し、かつ、中心ワイヤー４の長さに沿って所々に、放射状に延伸した凸部を形成する、つまみ状部分又はひだ状部分を有する一実施の形態を示している。前記放射状に延伸した凸部は、好適には、開口管状キャピラリー３内に中心ワイヤー４を位置付ける、又は中心に位置させるのを助ける。図９Ｂは、中心ワイヤー４が正方形の断面を有し、前記正方形の対角線が開口管状キャピラリー３の内径よりも僅かだけ短い、別の実施の形態を示している。中心ワイヤー４は、好適には、中央に保持される一方で、液体の流動用の通路を提供する。図９Ｃは、六角形断面を有する中心ワイヤー４を備えた、同様の実施の形態を示している。図９Ｄは、複数のワイヤーが密接に束ねられた構成で設けられた、一実施の形態を示している。１本のワイヤー、好適には最も中心のワイヤーが、先端にかけて鋭突に形成されているのが好ましい。別の実施の形態においては、それ以外のワイヤーの数本又はすべてが、前記のワイヤーに加えて、及び／又は前記のワイヤーのかわりに、先端にかけて鋭突に形成されている。
【００９６】
本発明は、好適な実施の形態を参照しながら説明されているが、添付の特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲から逸脱することなく形態や詳細において様々な変更が可能であることは、当業者に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、好適な実施の形態におけるイオン源を示す。
【図２】図２は、好適な実施の形態における、エレクトロスプレーキャピラリーチューブから突出する中心ワイヤーと、エレクトロスプレーキャピラリーチューブに沿って流れる溶液の環状流とを示す。
【図３】図３は、従来のエレクトロスプレーイオン化イオン源を使用してレセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+イオンを観察して得られた温度応答（曲線（ａ））と、直径９０μｍの中心ワイヤーがキャピラリーチューブ内に挿入されているが噴霧ガスを使用していない本発明の実施の形態におけるイオン源を使用して得られた、同様の応答（曲線（ｂ））とを示す。
【図４】図４は、従来のエレクトロスプレーイオン化イオン源を使用してレセルピンの［Ｍ＋Ｈ］+を観察して得られた流速の応答（曲線（ａ））を示し、直径９０μｍの鋭突な中心ワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリーチューブ内に挿入され、かつ、プローブ位置及び電圧があらためて最適化される本発明の実施の形態におけるイオン源を使用して、いかに大幅に改善された応答が得られたかを、曲線（ｂ）が示す。
【図５】図５は、イオン抑制効果不在下の、変化する移動相勾配に対するテスト被分析物混合物の典型的な反応を示す。
【図６】図６は、マトリックス干渉（すなわち、不純注入）の存在下で従来のエレクトロスプレーイオン化プローブを使用して行われた実験の結果を示し、かつ、イオン抑制の効果を示す。
【図７】図７は、９０μｍの鋭突な先端の中心ワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリーに挿入され、かつ、イオン抑制効果が大幅に低減された、本発明の一実施の形態におけるイオン源を使用して行われた同等の実験の結果を示す。
【図８】図８は、実験データを得るために使用された、好適な実施の形態における鋭突な先端の中心ワイヤーを有するエレクトロスプレープローブ先端を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、中心ワイヤーが比較的大きく、円形の断面を有し、前記ワイヤーを中心に位置付けることを助ける数個の放射状凸部を備えた一実施の形態を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、中心ワイヤーが正方形の断面を有する一実施の形態を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、中心ワイヤーが六角形の断面を有する一実施の形態を示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、近接して束ねられた７本のワイヤーがエレクトロスプレーキャピラリー内に設けられた一実施の形態を示す。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月25日(2008.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流動デバイスと、
前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスと、
前記第１流動デバイス内に設置された１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物とを含み、
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物のうちの１つ以上が、先端にかけて比較的鋭突に形成され、前記第１流動デバイスの端部からある距離だけ延伸又は突出している、イオン源。
【請求項２】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物のうちの１つ以上は、前記第１流動デバイスの端部から距離ｌだけ延伸又は突出し、前記距離ｌは、（ｉ）＜０．２５ｍｍ；（ii）０．２５〜０．５０ｍｍ；（iii）０．５０〜０．７５ｍｍ；（iv）０．７５〜１．００ｍｍ；（ｖ）１．００〜１．２５ｍｍ；（vi）１．２５〜１．５０ｍｍ；（vii）１．５０〜１．７５ｍｍ；（viii）１．７５〜２．００ｍｍ；及び（ix）＞２．００ｍｍからなる群から選択される、請求項１に記載のイオン源。
【請求項３】
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物は、それらを前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、外側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部を含む、請求項１又は２に記載のイオン源。
【請求項４】
前記第１流動デバイスは、エレクトロスプレーイオン化キャピラリーを含む、請求項１、２又は３に記載のイオン源。
【請求項５】
前記第１流動デバイスは、１つ以上のキャピラリーチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項６】
使用中に、前記第１流動デバイスへ被分析物溶液が供給される、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項７】
前記第１流動デバイスは、前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイスの中心軸に近接して又は前記中心軸に概ね沿って位置決めする際に助けとなる、内側へ延伸した放射状の１つ以上の凸部を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項８】
前記第２流動デバイスは、１つ以上のキャピラリーチューブを含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項９】
使用中に、前記第２流動デバイスへ第１のガスが供給され、使用中に前記第１流動デバイスに供給される被分析物溶液の噴霧化を、前記第１のガスが助ける、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１０】
前記イオン源が、エレクトロスプレーイオン化イオン源を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１１】
前記イオン源が、大気圧イオン化イオン源を含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１２】
気体を加熱して脱溶媒和ガス流を提供する脱溶媒和加熱器をさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載のイオン源。
【請求項１３】
先行する請求項のいずれかに記載のイオン源を含む、質量分析計。
【請求項１４】
第１流動デバイスに被分析物溶液を供給する工程と、
前記第１流動デバイスの少なくとも一部を取り囲む第２流動デバイスに、第１のガスを供給する工程と、
１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物を前記第１流動デバイス内に設ける工程とを含み、
前記１つ以上のワイヤー、ロッド又は障害物のうちの１つ以上が、先端にかけて比較的鋭突に形成され、前記第１流動デバイスの端部からある距離だけ延伸又は突出している、サンプルをイオン化する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法を含む質量分析方法。
【国際調査報告】
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