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公開番号2025140895
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040524
出願日2024-03-14
発明の名称ESIイオン源及び質量分析システム
出願人株式会社日立ハイテクソリューションズ
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H01J 49/16 20060101AFI20250919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】質量分析装置を安定的に動作させることを課題とする。
【解決手段】質量分析装置による分析対象となる試料を帯電液滴として供給する霧化装置3と、霧化装置3から導入される帯電液滴のイオン化が行われるイオン源チャンバ4と、帯電液滴がイオン化された結果生じるイオンを質量分析装置に導入するイオン導入口5と、渦流を発生させ、発生した渦流をイオン源チャンバ4の内部に導入する渦流発生装置1と、を有し、イオン導入口5の軸線と、渦流発生装置1からイオン源チャンバ4の内部に導入された渦流の軸線と、が所定の角度を有して交差している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
質量分析装置による分析対象となる試料を帯電液滴として供給する霧化装置と、
前記霧化装置から導入される前記帯電液滴のイオン化が行われるイオン源チャンバと、
前記帯電液滴がイオン化された結果生じるイオンを前記質量分析装置に導入するイオン導入口と、
渦流を発生させ、発生した前記渦流を前記イオン源チャンバの内部に導入する渦流発生装置と、
を有し、
前記イオン導入口の軸線と、前記渦流発生装置から前記イオン源チャンバの内部に導入された前記渦流の軸線と、が所定の角度を有して交差している
ＥＳＩイオン源。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記所定の角度は、略９０°である
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＳＩイオン源。
【請求項３】
前記霧化装置から前記イオン源チャンバの内部へ導入された前記帯電液滴を乾燥させる加熱装置
を備えることを特徴とする請求項１に記載のＥＳＩイオン源。
【請求項４】
前記加熱装置は、前記加熱装置の内部を流通するガスである加熱用ガスを加熱し、加熱した前記加熱用ガスを前記イオン源チャンバの内部へ導入するものであり、
前記加熱装置と、前記渦流発生装置は、同軸、かつ、前記イオン源チャンバを挟んで対向するよう設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のＥＳＩイオン源。
【請求項５】
前記霧化装置は、前記イオン源チャンバの上部に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＳＩイオン源。
【請求項６】
試料をイオン化することでイオンを生成するＥＳＩイオン源と、
前記ＥＳＩイオン源によって生成された前記イオンを分析する質量分析装置と、
を備え、
前記ＥＳＩイオン源は、
前記質量分析装置による分析対象となる試料を帯電液滴として供給する霧化装置と、
前記霧化装置から導入される前記帯電液滴のイオン化が行われるイオン源チャンバと、
前記帯電液滴がイオン化された結果生じるイオンを前記質量分析装置に導入するイオン導入口と、
渦流を発生させ、発生した前記渦流を前記イオン源チャンバの内部に導入する渦流発生装置と、
を備え、
前記イオン導入口の軸線と、前記渦流発生装置から前記イオン源チャンバの内部に導入された前記渦流の軸線と、が所定の角度を有して交差している
ことを特徴とする質量分析システム。
【請求項７】
前記所定の角度は、略９０°である
ことを特徴とする請求項６に記載の質量分析システム。
【請求項８】
前記渦流の流量、及び、流速を制御可能な制御装置
を備えることを特徴とする請求項６に記載の質量分析システム。
【請求項９】
前記霧化装置から前記イオン源チャンバの内部へ導入された前記帯電液滴を乾燥させる加熱装置を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の質量分析システム。
【請求項１０】
前記加熱装置は、前記加熱装置の内部を流通するガスである加熱用ガスを加熱し、加熱した前記加熱用ガスを前記イオン源チャンバの内部へ導入するものであり、
前記加熱装置と、前記渦流発生装置は、同軸、かつ、前記イオン源チャンバを挟んで対向するよう設けられている
ことを特徴とする請求項９に記載の質量分析システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＳＩイオン源及び質量分析システムの技術に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
下水道処理場や食品生産の現場では、測定対象試料を人が採取し、分析装置で分析できるように試料調整を行い、調整後の試料を分析装置で分析することで、管理が行われている。
【０００３】
近年、このような管理精度を向上させるために、測定回数を増加することが求められている。その一方で、分析の専門家の減少、測定対象者の人件費の高騰により、現在の分析回数を維持できないといった状況が発生している。また、常時モニタリングを行うための装置では、汚れ等の蓄積が発生しにくい光学系の検出器が普及している。常時モニタリングとは、連続的にモニタリングが行われることである。
【０００４】
しかしながら、測定対象試料が微量、かつ、夾雑物を多く含む場合における測定では、光学よりも成分分離機能、定性機能の高い装置として質量分析装置の適用が求められている。しかし、液体試料を分析する質量分析装置では、高感度分析を長時間維持する上で、測定試料によるイオン源の汚れの蓄積が発生することにより、メンテナンス周期が短くなる等の課題がある。
【０００５】
このような課題を解決するため、非特許文献１～２に記載の技術や、特許文献１～２に記載の技術が開示されている。
【０００６】
一般的な渦流を使用した装置の例として非特許文献１がある。非特許文献１に記載の技術は、イオン化領域の外周に渦流を発生させることにより、スプレーから放出された帯電液滴を微細化することが可能となっている。また、非特許文献１に記載の技術は、周囲の渦流を発生することで、試料導入方向に、進行するガスの流れを発生することで、高感度化を実現できる。
【０００７】
同様に特許文献１には「インターフェース部品は、静電オプティクス及びスキマーを所定の圧力のガスで満たすことのできる内部チャンバと組み合わせ、シリコンのリソグラフィ、エッチング及び結合によって構成される」インターフェース部品及びその作製方法が開示されている。
【０００８】
特許文献１に記載の技術によれば、非特許文献１に記載の技術と同様に２つの流れの渦流又は他の回転混合との衝突により、イオン化物とイオン導入することができる。
【０００９】
次に、非特許文献２には、均一な渦流とイオン源からの帯電液滴およびガス流との衝突が記載されており、渦流による感度向上が実現できている。
【００１０】
そして、特許文献２には、「イオン源であって、１つ以上のネブライザ１及び１つ以上のターゲット５０を備え、１つ以上のターゲット５０に衝突させられ、これにより、複数のイオンを生成するべくイオン化される、液滴から主として成る流れを、使用中に、放出するように、１つ以上のネブライザ１が、配置及び適合され、１つ以上のターゲット５０が、１つ以上のターゲット５０の表面に沿って流れるガスを乱すように構成された１つ以上の構造体１４をさらに備える」インパクタスプレーイオン源が開示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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