(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料溶液をエレクトロスプレーイオン化部にて帯電液滴として噴霧してイオン化を行うことにより分析を行う液体クロマトグラフ質量分析装置において、
前記エレクトロスプレーイオン化部は試料溶液が導入されるキャピラリと、
前記キャピラリを嵌挿するように設けた金属細管と、
前記金属細管に高電圧を印加するための電源と、
前記金属細管を基端側で保持しつつ緩挿するとともに、基端側にネブライズガス導入口を設けたネブライズ管と、
前記金属細管と前記ネブライズ管との間隙に巻き付けた螺旋状スペーサとを備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体クロマトグラフ質量分析装置（以下、ＬＣ／ＭＳと略する）に関し、さらに詳細にはエレクトロスプレイ法を用いた液体クロマトグラフ質量分析装置のインタフェース部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣ／ＭＳでは、液体クロマトグラフ部で分離された成分を大気圧下でイオン化して質量分析部に導入する方法が用いられることがある。この場合、液体クロマトグラフ部のカラムによって分離された成分をイオン化するインタフェースが必要である。ＬＣ／ＭＳに一般的に用いられるインタフェースの代表的なものとしてエレクトロスプレイイオン化（以下ＥＳＩと略する）法がある。
ＥＳＩ法では試料溶液を細いノズルの先端に送り、そのノズルの先端に高電圧を印加する。これによりノズル先端には強い不平等電界が形成され、この強い電界により液体試料が帯電液滴として噴霧され、更に、液滴内でのイオンのクーロン反発力により液滴の分裂が進行してイオン化が行われる。
図４は従来からのＥＳＩ法を用いたＬＣ／ＭＳの一般的な構成を示す図で、１０は液体クロマトグラフ部、２０は質量分析部、３０はインタフェース部である。インターフェース部３０にはエレクトロスプレープローブ３１ａを有するエレクトロスプレーイオン化部３１があり、このプローブ３１ａに高電圧が印加されることによりイオン化が行われる。なお、エレクトロスプレープローブ３１ａには高電圧が印加されるため、これを支持する壁面とは電気的に絶縁するようにして保持されている。またエレクトロスプレーイオン化部３１の後段に設けられているパイプ３２には図示しないヒータ機構が取り付けてあり、エレクトロスプレーイオン化部３１で生成された荷電液滴が、脱溶媒化されつつ微小液滴として質量分析部２０に送り込まれる。
【０００３】
図２は従来からのエレクトロスプレーイオン化部（図５の３１の部分）の構成を示す図である。図において１１は液体クロマトグラフ部１０のカラム出口に連結されているガラスキャピラリ、１２は金属細管、１３はネブライズ管である。ガラスキャピラリ１１は金属細管１２に嵌挿されており、その末端側（吹き出し側）ではガラスキャピラリ１１が金属細管１２の端部から突出するようにしてある。金属細管１２には適当な間隙を保ってネブライズ管１３が緩挿されるとともに、金属細管１２とネブライズ管１３とが基端側で締め付けナット１６や金属フェルール１７により電気的に接続された状態で保持するようにしてある。なお、基端側からガスは漏れないように金属フェルール１７により密閉されている。１５は電気的に非伝導性の樹脂性チューブであり、これによりネブライズ管１３が筐体から電気的に絶縁されるようになっている（後述するネブライズガス導入口１４側についても締め付けナット１６、金属フェルールおよび樹脂性チューブ１５と同様の構成により筐体と電気的に絶縁するようにしてある）。この樹脂製チューブ１５の位置で壁面に支持するようにしてネブライズ管１３が筐体とは電気的に接触しないように保持されている。
また、ネブライズ管１３と金属細管１２との間隙には基端側（カラム側）にあるネブライズガス導入口１４から窒素ガス等のネブライズガスを吹き込み、金属細管１２端部の外側周囲から噴出させるようにしてある。１８は高電圧発生部であり、ネブライズ管１３、金属フェルール１６、締め付けナット１７を介して金属細管１２に数ｋＶの高電圧が印加できるようにしてある。
このような構成のエレクトロスプレーイオン化部３１では、液体クロマトグラフ部１０から試料溶液が送られるときに同時にネブライズガス導入口１４からネブライズガスを導入し、さらに金属細管１２に高電圧を印加する。するとガラスキャピラリ１１に導入された試料溶液は帯電し、ネブライズガスにアシストされることによりガラスキャピラリ１１の末端から帯電液滴として噴霧される。帯電液滴は周囲の気体と衝突して脱溶媒化が促進され、イオンが発生する。なお、このとき原理的にはネブライズガスを供給しなくともクーロン反発力によりイオン化は進行するが、ネブライズガスを供給することによりイオン化が加速され多量の試料溶液を安定的かつ迅速にイオン化することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエレクトロスプレーイオン化部は、上述するように金属細管１２とネブライズ管１３とが適当な間隙を保って緩挿されており、その間隙からネブライズガスが噴出されるようにしてある。そのため、金属細管１２はネブライズ管１３に対して片側（基端側）で保持されるのみであることから、他端側（末端側）のネブライズ管１３の吹き出し口とガラスキャピラリ１１の吹出口は同心円とならず、図３に示すように一方に偏心した配置になる。即ち、間隙部分の存在により金属細管１２がネブライズ管１３に対して安定して保持することができない構造であるため、どうしても偏心してしまう。その結果、ガラスキャピラリ１１からの噴霧方向がパイプ３２の軸線方向からずれることとなってしまい、不均一な噴霧状態となり、分析の再現性や安定度に影響が及ぶ。
【０００５】
そこで、本発明は、エレクトロスプレープローブの位置調整が容易であってしかも偏心が生じにくいプローブ構造にして、安定な分析が行えるようにした液体クロマトグラフ質量分析装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するためになされた本発明の液体クロマトグラフ質量分析装置は、試料溶液をエレクトロスプレーイオン化部により帯電液滴として噴霧することによりイオン化を行う液体クロマトグラフ質量分析装置において、エレクトロスプレーイオン化部が、試料溶液が挿入されるキャピラリと、前記キャピラリを嵌挿して設けた金属細管と、前記金属細管に高電圧を印加するための電源と、前記金属細管を基端側で保持しつつ緩挿するとともに基端側にネブライズガス導入口を設けたネブライズ管と、前記金属細管と前記ネブライズ管との間隙に巻き付けた螺旋状スペーサとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を用いて説明する。図１は本発明の一実施例であるＬＣ／ＭＳに用いるエレクトロスプレーイオン化部の構成図である。なお、ＬＣ／ＭＳの全体構成は従来例である図４と同じであるので詳細説明を省略する。
図１において１１はガラスキャピラリ、１２は金属細管、１３はネブライズ管、１４はネブライズガス導入口、１５は樹脂性チューブ、１６は金属フェルール、１７は締め付けナット、１８は高電圧発生部である。これらの部分についても従来例である図２と同じ構造であるので同符号を付すことにより説明を省略する。
本発明のエレクトロスプレーイオン化部３１では、ネブライズガスの流路となる金属細管１２とネブライズ管１３との間隙に螺旋状スペーサ２０が巻き付けられる。螺旋状スペーサ１７は間隙においてガスが流れる上で抵抗とならない程度のピッチで巻き付けられる。螺旋状スペーサの材質としては、例えばＳＵＳ製の針金が好適であるが導電性物質であればよい。導電物質としたのはネブライズ管１３（加工しやすさからアルミ製が好適である）と金属細管１２（ＳＵＳ製が好適である）との電気的な接触を螺旋状スペーサ１７を介してより確実に保たれるようにすることができるからである。
【０００８】
このエレクトロスプレーイオン化部において、試料溶液がガラスキャピラリ１１に送られてくるとき、ネブライズガス導入口１４から窒素ガスを送り込むとともに、高電圧電源１８からネブライズ管１３に適当な高電圧を印加する。送り込まれた窒素ガスは螺旋状スペーサ２０に沿って螺旋方向に進み、末端の吹き出し口から噴出される。一方、ネブライズ管１３に印加されている高電圧は螺旋状スペーサ２０を介して確実に金属細管１２にも印加される。すると、エレクトロスプレー法の原理によりガラスキャピラリ１１を流れてきた試料溶液が帯電液滴として噴霧されるようになる。この際、ガラスキャピラリ１１や金属細管１２の吹き出し口は螺旋状スペーサ２０の存在によりネブライズ管１３と同軸配置となるので、吹き出し方向が偏心することがなく、軸線方向に噴出することとなる。
【０００９】
以下に本発明の実施態様をまとめておく。
（１）試料溶液をエレクトロスプレーイオン化部により帯電液滴として噴霧することによりイオン化を行う液体クロマトグラフ質量分析装置において、エレクトロスプレーイオン化部が、試料溶液が挿入されるキャピラリと、前記キャピラリを嵌挿して設けた金属細管と、前記金属細管に高電圧を印加するための電源と、前記金属細管を基端側で保持しつつ緩挿するとともに基端側にネブライズガス導入口を設けたネブライズ管と、前記金属細管と前記ネブライズ管との間隙に巻き付けた電気伝導性物質からなる螺旋状スペーサとを備えたことを特徴とする液体クロマトグラフ質量分析装置。この実施態様のものでは、ネブライズ管、金属細管、ガラスキャピラリが同軸配置されつつネブライズガスの流路が保たれるというのみならず、ネブライズ管と金属細管との電気的接触が確実なものにすることができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のＬＣ／ＭＳでは、エレクトロスプレープローブのネブライズ管と金属細管との間隙に螺旋状スペーサを設けたので、金属細管およびガラスキャピラリがネブライズ管に対して偏心することなく容易に取り付けることができ、しかもネブライズガスをネブライズ管の末端から噴出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるＬＣ／ＭＳに用いられるエレクトロスプレーイオン化部の断面図。
【図２】従来からのＬＣ／ＭＳに用いられるエレクトロスプレーイオン化部の断面図。
【図３】図３の部分拡大図。
【図４】ＬＣ／ＭＳの全体構成図。
【符号の説明】
１１：ガラスキャピラリ
１２：金属細管
１３：ネブライズ管
１４：ネブライズガス導入口
１５：高電圧発生部
１７：螺旋状スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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