(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロマトグラフと組み合わせて使用され、当該クロマトグラフからの試料の質量分析を行う質量分析装置において、
筐体の内部に配置され、前記試料をイオン化するイオン源を格納した１つのイオン源ボックスと、前記筐体の左右側の両側面にそれぞれ配置され、前記クロマトグラフからの試料を導入する導入口とを備え、
前記イオン源及び前記イオン源ボックスは、左右両側に分岐可能な分岐口を備え、
前記一方の分岐口を封鎖し、前記他方の分岐口と、この他方の分岐口に対応する前記筐体の側面に配置される導入口とをトランスファーラインで接続したことを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記クロマトグラフからの試料を導入する導入口は、筐体表面から突出して、または、筐体の色、材質とは異なる色、材質により形成さ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３】
前記イオン源ボックスは筐体中央部に配置され、前記イオン源ボックス内の真空状態を解除するグリップが、前記イオン源に接続されるトランスファーラインに係合して回動可能に配置されたことを特徴とする請求項１または２記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記筐体の正面から上面に掛けて、前記イオン源ボックスを取り出し可能に、く字状に形成された開閉カバーが設けられたことを特徴とする請求項１、２または３記載の質量分析装置。
【請求項５】
前記開閉カバーは、正面視において前記イオン源ボックスの高さ方向を露出し、上面視において前記イオン源ボックスの奥行き方向を露出することを特徴とする請求項４記載の質量分析装置。
【請求項６】
前記グリップが、前記イオン源ボックス内の真空状態を解除する回動位置にあるとき、前記イオン源ボックスが取り出し可能であることを特徴とする請求項４または５記載の質量分析装置。
【請求項７】
前記開閉カバーは、筐体表面から突出して、または、筐体の色、材質と異なる色、材質により形成されていることを特徴とする請求項４、５または６記載の質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスクロマトグラフ用質量分析装置に係り、特に、ガスクロマトグラフからの試料をイオン化するイオン化部、質量分析を行う分析部の分解、清掃、部品交換等を容易に行うことを可能にし、かつ、ガスクロマトグラフとの組み合わせ配置を任意に行うことができる使い勝手のよいガスクロマトグラフ用質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来技術によるガスクロマトグラフ用質量分析装置は、ガスクロマトグラフと組み合わせて使用され、ガスクロマトグラフからトランスファーラインを介して送られてくる分析すべき試料をイオン化し、分析部に導いてイオン化されている試料粒子の質量の分析を行うものである。
【０００３】
前述したように、ガスクロマトグラフ用質量分析装置は、ガスクロマトグラフと組み合わせて使用されるが、一般に、組み合わされるガスクロマトグラフは、質量分析装置の試料の受入れ部としてのトランスファーラインが接続可能な左右いずれか一方の側に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術によるガスクロマトグラウ用質量分析装置は、試料をイオン化するイオン源と分析部とが１つの筐体に格納され、本体の内部に設置されている。そして、これらは、一定時間使用した後には清掃等のために取り外す必要があり、また、分析すべき試料によっては部材を交換する必要がある。また、使用直後にはかなりの熱を持っている。
【０００５】
このため、前述した従来技術による質量分析装置のイオン源は、清掃等のため本体部から取り出さなければならない。従来技術によるガスクロマトグラフ用質量分析装置は、このようなイオン源の清掃、部材の交換についての配慮がなされていないため、その作業が困難であり、使用中に加熱されている場合、使用直後に作業を行うことができないという問題点を有している。
【０００６】
また、前述した従来技術による質量分析装置は、他のメーカ等のガスクロマトグラフを使用したい場合に、自装置の試料の受入れ部としてのトランスファーラインが接続可能な側と、使用したいガスクロマトグラフのカラムが出力される側とが対向する側面にならない場合、その組み合わせが不可能になるという問題点を有している。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、イオン源の清掃、部材の交換が容易で、他のメーカ等のガスクロマトグラフをも使用可能に組み合わせることができるガスクロマトグラフ用質量分析装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、クロマトグラフと組み合わせて使用され、当該クロマトグラフからの試料の質量分析を行う質量分析装置において、筐体の内部に配置され、前記試料をイオン化するイオン源を格納した１つのイオン源ボックスと、前記筐体の左右側の両側面にそれぞれ配置され、前記クロマトグラフからの試料を導入する導入口とを備え、前記イオン源及び前記イオン源ボックスは、左右両側に分岐可能な分岐口を備え、前記一方の分岐口を封鎖し、前記他方の分岐口と、この他方の分岐口に対応する前記筐体の側面に配置される導入口とをトランスファーラインで接続したことにより達成される。
【０００９】
また、前記目的は、前記クロマトグラフからの試料を導入する導入口は、筐体表面から突出して、または、筐体の色、材質とは異なる色、材質により形成されていることにより達成される。
【００１０】
また、前記目的は、前記イオン源ボックスが筐体中央部に配置され、前記イオン源ボックス内の真空状態を解除するグリップが、前記イオン源に接続されるトランスファーラインに係合して回動可能に配置されていることにより達成される。
【００１１】
また、前記目的は、前記筐体の正面から上面に掛けて、前記イオン源ボックスを取り出し可能に、く字状に形成された開閉カバーが設けられることにより、また、この開閉カバーが、正面視において前記イオン源ボックスの高さ方向の全てを露出し、上面視において前記イオン源ボックスの奥行き方向の全てを露出することにより、また、この開閉カバーが、筐体表面から突出して、または、筐体の色、材質と異なる色、材質により形成されていることにより達成される。
【００１２】
さらに、前記グリップが、前記イオン源ボックス内の真空状態を解除する回動位置にあるとき、前記イオン源ボックスが取り出し可能であることにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガスクロマトグラフ用質量分析装置の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態による質量分析装置を使用するシステムの全体の構成を示す斜視図、図２は本発明の一実施形態による質量分析装置を使用する他のシステム機構を説明する図である。図１、図２において、１はガスクロマトグラフ、２は質量分析装置、３はモニタ、４はコンピュータ本体、５はプリンタ、６は入力装置、７はマウス、８は机である。
【００１５】
本発明の一実施形態による質量分析装置を使用するシステムは、その全体の構成を図１に示すように、本発明の一実施形態による質量分析装置２と、この質量分析装置２に試料を送りこむガスクロマトグラフ１と、分析結果を処理してその処理結果を表示すると共に、システム全体の制御をも行うモニタ３、コンピュータ本体４、キーボード６、マウス７を有するＰＣ等の処理装置と、処理結果をプリントアウトするプリンタ５とを備えて構成される。そして、これらの構成機器は、机８上に載置されて配置される。
【００１６】
前述において、ガスクロマトグラフ１は、その温度を室温〜４５０度程度にまでに設定することができ、ポリイミド製の内径０．２５ｍｍ程度のチューブの内面に液層（吸着材）をコーティングしたカラムを有して構成される。そして、試料は、このカラムに、アセトン、ヘキサン等により希釈して注入口側から注入されて、カラムの温度により気化され、ヘリウム等によるキャリアガスにより、カラムからトランスファーラインを介して質量分析装置２に送り込まれる。このとき、試料は、カラムの昇温に従って、沸点の低い順、吸着材への吸着力の弱い順にカラムから流出する。
【００１７】
トランスファーラインを介して質量分析装置２に送り込まれたガス化されている試料は、質量分析装置２のイオン源においてイオン化された後、三次元四重極構造等を持つ質量分析部でその質量が分析される。分析結果は、処理装置に出力され、所定の処理が行われた後モニタ３に表示され、必要によりプリンタ５からプリントアウトされる。
【００１８】
図１に示す例は、ガスクロマトグラフ１を左側に配置し、これに隣接させて質量分析装置２、処理装置、プリンタ５が順次配置されている。一般に、ガスクロマトグラフ１と質量分析装置２とは、前述したガスクロマトグラフ１側のカラムの導出面と、質量分析装置２のトランスファーラインの導入側の面とが対向するように設置されていなければならず、これらを相互にどちらの側に設置するかは、設計段階で予め決められてしまうものである。
【００１９】
本発明の一実施形態による質量分析装置２は、後述するように、トランスファーラインの導入面を左右どちら側の側面でも可能に構成し、ガスクロマトグラフ１のカラム導出面がどちらの側面に備えられていても対応可能としている。この結果、本発明の一実施形態による質量分析装置２は、ガスクロマトグラフ１として、質量分析装置２のメーカと異なるメーカのものが用意された場合にも対応可能である。図２に示す例は、このような場合のガスクロマトグラフ１と質量分析装置２との配置例を示すもので、ガスクロマトグラフ１を右側に配置し、これに隣接させた左側に質量分析装置２を配置した例である。この場合、処理装置、プリンタ５等もさらにその左側に配置するのがよい。
【００２０】
図３は本発明の一実施形態による質量分析装置の外観を示す斜視図、図４は本発明の一実施形態による質量分析装置のメンテナンスカバーを開いた状態を示す斜視図、図５は本発明の一実施形態による質量分析装置のフロントメンテナンスカバーを取り外した状態を示す斜視図、図６はトランスファーラインの構成を説明する縦断面図、図７はイオン源ボックスとその内部構成を説明する斜視図であり、以下、図３〜図７を参照して、本発明の一実施形態による質量分析装置について詳細に説明する。図３〜図７において、３１は本体ケース、３２は通気ファン、３３、３３’はラインカバー、３４、４８はトランスファーライン導入口、３４’はラインカバー用溝、３５はユーザメンテナンスカバー、３６はフロントメンテナンスカバー、３７は底面板、３８は裏面板、３９は電源スイッチ、４０〜４２はＬＥＤ（表示ランプ）、４３はターボチャンバ、４４はグリップ、４５はイオン源ボックス、４６はイオン源ボックストップカバー、４７はトランスファーライン、４７’はトランスファーライン用穴、４９はふた、５０はグリップ支持点、５１はイオン源、５２は仕切り板、５３は質量分析部である。
【００２１】
本発明の実施形態による質量分析装置は、図３にその外観を示すように、質量分析装置を構成する各種機器が収納される本体ケース３１、底面板３７、裏面板３８による筐体と、本体ケース３１の上面に通気口と共に設けられる通気ファン３２と、ユーザが内部に設けられているイオン源、質量分析部の保守等のために開くことが可能な本体ケースの上面から前面（正面）に掛けてく字型に形成されたユーザメンテナンスカバー３５と、メーカ等の保守者が内部装置の保守、点検のために取り外し可能なフロントメンテナンスカバー３６と、ガスクロマトグラフ１のカラムに連結されるトランスファーライン導入口３４を有する装置の両側に設けられるラインカバー３３、３３’とを有した外観形状を備えて構成されている。
【００２２】
前述した本体ケースの上面から前面（正面）に掛けてく字型に形成されたユーザメンテナンスカバー３５は、正面視において前記イオン源ボックスの高さ方向の全てを露出し、上面視において前記イオン源ボックスの奥行き方向の全てを露出するような寸法を有している。また、このメンテナンスカバーは、筐体表面から突出して、または、筐体の色、材質を異ならせて形成されている。これにより、外観形状に対する意匠的なアクセントをだすことができ、また、外部から見たとき、直ぐにカバーの存在を認知させることができる。
【００２３】
そして、フロントメンテナンスカバー３６には、その下部に、電源スイッチ３９が設けられると共に、ユーザメンテナンスカバー３５との係合部のやや下の部分に、表示ランプとしてのＬＥＤ４０〜４２が設けられている。これらのＬＥＤ４０〜４２は、それぞれ、システム全体の電源がオンとなっていて正常時にグリーンに、その他状態で赤に表示するメインＬＥＤ４０、ターボチャンバ４３の動作状態を表示するターボＬＥＤ４１、処理装置の動作状態を表示するＬＥＤ４２である。
【００２４】
前述した本発明の実施形態による質量分析装置２において、トランスファーライン導入口３４を有するラインカバー３３、３３’がトランスファーライン導入口３４の両サイドから上法に向いて本体ケース３１の上面に間で延びる形状を有しているのは、外観形状に対する意匠的なアクセントとしての意味を有すると共に、上から見たときにも、この位置にトランスファーラインが存在していることを、ユーザ等に容易に認識させることができるようにするためである。また、トランスファーライン導入口３４は、ガスクロマトグラフ１との結合を容易にするために、筐体表面から突出して形成されている。さらに、意匠的なアクセントを得るために、ラインカバー３３、３３’を、筐体の色、材質と異ならせて形成してもよい。
【００２５】
さて、図４を参照すると、質量分析装置２のユーザーメンテナンスカバー３５とフロントメンテナンスカバー３６とが開かれ、また、ラインカバー３３、３３’が外された状態が示されている。また、図５には、フロントメンテナンスカバー３６が取り外された状態が示されている。
【００２６】
図４、図５に示すように、質量分析装置２の内部には、イオン源と質量分析部とを有し、両側面にトランスファーライン導入口４８が設けられ、イオン源ボックストップカバー４６を有するイオン源ボックス４５と、イオン源ボックス４５内を真空状態とするイオン源ボックス４５の下部に設けられるターボチャンバ４３と、イオン源ボックス４５内の真空状態を解除するためのトランスファーライン４７に係合するアーム４４’に取り付けられているグリップ４４とが設けられている。また、本体ケース３１の側面には、ラインカバー３３が係合する溝３４’が設けられ、また、ラインカバー３３に設けられるトランスファーライン導入口３４に一致する位置にトランスファーライン用穴４７’が設けられている。図には示していないが、反対側の側面においても、ラインカバー３３’に対して同様に構成されている。
【００２７】
図示質量分析装置２は、前述のように、装置の左右両側に、トランスファーライン用穴４７’とラインカバーが設けられることにより、装置のどちら側にもガスクロマトグラフ１を配置することができることになる。図４に示す例では、トランスファーライン４７が、装置の左側からイオン源ボックス４５に接続されており、従って、質量分析装置２の左側にガスクロマトグラフ１が配置されて使用されることになる。そして、図示質量分析装置２の右側にガスクロマトグラフ１を配置して使用する場合、トランスファーライン４７を右側からイオン源ボックス４５に取り付けられればよい。また、この場合、イオン源ボックス４５内の真空状態を解除するためのトランスファーライン４７に係合するアーム４４’に取り付けられているグリップ４４も、アーム４４’が右側となるようにして、右側に配置されるトランスファーライン４７に結合される。
【００２８】
前述において、ユーザメンテナンスカバー３５は、本体ケース３１の上面の奥側に図示しないヒンジ等により、本体ケース３１に取り付けられて図４に示すように、前面部が上方に開くように構成される。そして、ユーザメンテナンスカバー３５は、その幅寸法が装置の幅よりも小さく形成され、このユーザメンテナンスカバー３５を開いたとき、ユーザがイオン源ボックス４５のみを保守等のために取り出すことが可能とされている。
【００２９】
ユーザは、通常の保守においては、前述のユーザメンテナンスカバー３５を開いて、イオン源ボックス４５のみを取り出して保守を行えばよく、フロントメンテナンスカバー３６を取り外す必要はない。ユーザが保守等のためにユーザメンテナンスカバー３５を開いた場合、図４に示すように、グリップ４４は、イオン源ボックス４５の手前側に位置して、この状態ではイオン源ボックス４５を取り出すことができないようになっている。
【００３０】
そして、ユーザは、イオン源ボックス４５を取り出す場合、グリップ４４を上方に引き上げる。このとき、トランスファーライン４７に係合しているアーム４４’がグリップ４４の上方への引き上げに伴って回転することになり、これにより、トランスファーライン４７のイオン源ボックス４５との結合が解除され、また、イオン源ボックス４５内の真空状態が解除される。これにより、利用者は、安全に、イオン源ボックス４５を外部に取り出すことが可能になり、イオン源ボックス４５内のイオン化源の保守、点検、清掃等を行うことができる。
【００３１】
また、図５に示す状態のように、フロントメンテナンスカバー３６が取り外された状態では、メーカ等の保守者が、イオン源ボックス４５、ターボチャンバ４３を含む内部に設置された全ての装置を引き出して保守を行うことができる。
【００３２】
トランスファーラインの構成を説明する図６の縦断面図に示すように、グリップ４４は、アーム４４’を介してトランスファーライン４７上のグリップ支持点５０に支持される。そして、トランスファーライン４７が配置されない側のラインカバー３３に設けられているトランスファーライン導入口３４は、ふた４９により塞がれる。また、イオン源ボックスに設けられるトランスファーライン導入口４８も、図示しない同様のふたにより塞がれる。なお、左右両側に設けられるラインカバー３３、３３’は、同一の外形形状を持っているので、一方のラインカバーにトランスファーライン導入口を設けないこととして、トランスファーライン導入口３４を持つラインカバーをトランスファーラインが設けられる側に配置するようにすることも可能である。
【００３３】
イオン源ボックス４５は、図７に示すように、その内部が仕切り板５２により仕切られ、その一方にイオン源５１を、他方に質量分析部５３を収納している。イオン源５１は、取り外し可能であり、ユーザは、これを取り外して分解し、内部の清掃、部材の交換等の保守作業を行うことができる。そして、イオン源５１が収納される側の部屋の下部にターボチャンバ４３が設けられて、イオン源が収納される部屋が真空に引かれる。この部屋を真空に引く場合のイオン源ボックストップカバー４６とイオン源ボックス４５との結合、及び、イオン源ボックス４５とターボチャンバ４３との結合は、それらの間に設けられるパッキング材により、前述した部屋が真空に引かれると自動的に強固に固定される。そして、グリップ４４が真空の解除位置にくれば、自動的に結合が解かれて、イオン源ボックストップカバー４６は、イオン源ボックス４５から取り外し可能となり、また、イオン源ボックス４５は、ターボチャンバ４３から取り外し可能となる。
【００３４】
前述した本発明の実施形態による質量分析装置は、イオン源ボックスに試料を供給するトランスファーラインを装置のどちら側の側面からも取り付けることができるように構成されているので、他のメーカ等の試料を導出するカラムの設置場所が異なるガスクロマトグラフをも使用可能に組み合わせることができる。
【００３５】
また、ユーザがメンテナンスを行う場合、内部のイオン源ボックスを取り出し可能な位置にグリップを移動させて、かつ、イオン源ボックス内部の真空状態を解除しない限り、イオン源ボックスを取り出すことができないので、安全に保守作業を行うことができる。しかも、メーカの保守者による保守時に取り外すカバーをいじらずに、ユーザが必要とする部分のみの保守等を行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガスクロマトグラフ用質量分析装置において、イオン源の清掃、部材の交換が容易で、他のメーカ等のガスクロマトグラフをも使用可能に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による質量分析装置を使用するシステムの全体の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による質量分析装置を使用する他のシステム機構を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態による質量分析装置の外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による質量分析装置のメンテナンスカバーを開いた状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による質量分析装置のフロントメンテナンスカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図６】トランスファーラインの構成を説明する縦断面図である。
【図７】イオン源ボックスとその内部構成を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１  ガスクロマトグラフ
２  質量分析装置
３  モニタ
４  コンピュータ本体
５  プリンタ
６  入力装置
７  マウス
８  机
３１  本体ケース
３２  通気ファン
３３、３３’  ラインカバー
３４、４８  トランスファーライン導入口
３４’  ラインカバー用溝
３５  ユーザメンテナンスカバー
３６  フロントメンテナンスカバー
３７  底面板
３８  裏面板
３９  電源スイッチ
４０〜４２  ＬＥＤ（表示ランプ）
４３  ターボチャンバ
４４  グリップ
４５  イオン源ボックス
４６  イオン源ボックストップカバー
４７  トランスファーライン
４７’  トランスファーライン用穴
４９  ふた
５０  グリップ支持点
５１  イオン源
５２  仕切り板
５３  質量分析部
【図１】
0004490526.tif 000002
【図２】
0004490526.tif 000003
【図３】
0004490526.tif 000004
【図４】
0004490526.tif 000005
【図５】
0004490526.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004490526.tif 000008