质量分析装置及质量分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种质量分析装置及质量分析方法。实现高效地对试样进行离子化并且残留少的质量分析装置。通过对保持样本的试样容器的内部进行减压，来使顶空气体中的样本密度上升，高效地对样本进行离子化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及质量分析装置及其动作方法。
技术介绍
土壤或大气的污染的测定、食品的农药检查、基于血中代谢物(circulatingmetabolite)的诊断、尿中药物检查(urine drug screening)等,要求在现场简便并且高灵敏度地测定混合试样(mixed sample)中的微量物质(trace substances)的装置。作为能够高灵敏度地测定微量物质的方法之一，使用了质量分析(mass spectrometry)。在质量分析装置中，在离子源(ionization source)中将物质作为气相(gas phase)的离子，将其导入真空部(vacuumed part)进行质量分析(mass analysis)。为了使质量分析装置高灵敏度化，除了改进离子源、质量分析部(mass analyzer)、检测器(detector)以外,对用于高效地向离子源输送样本的样本导入部(sample introductionpart)进行改进是重要的一点。在气体状态下将样本导入到气相色谱仪、质量分析装置(mass spectrometer)的方法中一般使用顶空法(headspace method)。在顶空法中存在静态顶空法(staticheadspace method)、动态顶空法(dynamic headspace method)(非专利文件 I)。静态顶空法是以下的方法，即以剩余一定空间的方式将样本注入到管形瓶等中并密闭，在一定温度下放置直到达到气液平衡(gas-liquid equilibrium)后，用注射器(syringe)取得存在于气相中的气体、即顶空气体(headspace gas)来进行分析。是一种样本溶液的溶剂的影响小、能够对样本溶液中的微量的挥发性物质(volatile substance)进行定量的方法。通过使样本溶液高温过热的方法、或向试样液体添加盐而通过盐析效应(salting-out effect)促进气化等,能够提高顶空气体中的样本气体浓度。在动态顶空法中，是一种向注入了样本的管形瓶导入氦气、氮气等惰性气体并挤出样本气体的方法。惰性气体有导入到管形瓶的气相中的情况、和导入到液相中来清洗(purge)样本的情况。如果向液相导入气体则产生气泡，由此气液界面的表面积增加，进一步促进了气化。除了静态顶空法、动态顶空法以外，还提出了通过用吸附剂(adsorbent)收集顶空气体来进行浓缩的方法。还提出了从管形瓶内的顶空部分高效地抽出气体的方法(专利文件I)。通过文丘里效应(Venturi effect)对将管形瓶和离子源连接起来的配管的离子源侧末端进行减压，由此吸取顶空气体，然后通过大气压化学离子化(atmospheric pressure chemicalionization)进行离子化。为了促进样本的气化，还提出了使样本溶液成为微小液滴的设备(专利文件2)。通过使样本溶液成为0. 4nL左右的微小液滴并喷出到容器中，来增加气液界面的表面积，实现迅速的气液平衡。不只是非专利文件I所记载的现有的顶空法，在专利文件1、2所记载的特殊的顶空法中也存在以下的问题，即顶空气体中的样本气体密度依存于样本的饱和蒸汽压(saturated vapor pressure)。即使将样本溶液放入管形瓶,长时间放置或者导入惰性气体，顶空气体中的样本气体量也无法增加到饱和蒸汽压以上。在水的情况下，饱和蒸汽压在25°C时是约3000Pa。在上述顶空法中，顶空部的压力被加压到大气压附近或大气压以上。例如如果考虑大气压约为100，OOOPa下的分压比，贝Ij气中的水分子(water molecules)的存在量约为3%。如果对溶液进行加热，则能够使水和样本分子的饱和蒸汽压上升，但会产生加热所需要的电力的问题、加热后的气体在配管的冷点(cold spot)结露等问题。通过使用吸附剂来收集样本气体，能够使样本浓缩,但需要进行再次使样本从吸附剂中脱离的工序等，操作烦杂并且吞吐率差。专利文件I :US5869344专利文件2 :日本特开2011-27557 非专利文件I :TrAC Trends in Analytical Chemistry, 21 (2002) 608-61
技术实现思路
通过对保持了样本的试样容器的内部进行减压，使顶空气体中的样本密度上升，高效地使样本离子化。如果列举质量分析装置的一个例子，则其中包括封入试样的试样容器；离子化室(ionization housing),其与试样容器连接，并且具备取入存在于试样容器内的试样气体并使其离子化的离子源，该离子化室的压力为试样容器内压以下；真空室(vacuumedchamber)，其与离子化室连接，并且具有对离子化后的试样进行分析的质量分析部；以及对试样容器内进行减压的单元。另外，如果列举质量分析方法的一个例子，则其使用了封入试样的试样容器、与试样容器连接并且具备对试样进行离子化的离子源的离子化室、与离子化室连接并且具备对离子化后的试样进行分析的质量分析部的真空室，包括以下工序对真空室的压力进行减压的工序；对试样容器的压力进行减压的工序；将存在于试样容器内的试样气体取入到离子化室内来使其离子化的工序；在质量分析部中对离子化了的试样进行分析的工序。根据本专利技术，能够高效地使样本离子化，并且实现了残留(carry-over )少的质量分析装置和方法。附图说明图I是实施例I的装置结构图。图2是实施例I的放电电极的结构。图3是实施例I的测定流程。图4是实施例I的系统结构图。图5是实施例I的装置结构图2。图6是实施例2的装置结构图。图7是实施例2的装置结构图2。图8是质量谱。图9是实施例3的装置结构图。图10是实施例4的装置结构图。图11是实施例4的测定流程。图12是实施例5的装置结构图。图13是实施例6的装置结构图。图14是实施例7的装置结构图。图15是实施例8的装置结构图。 符号说明I :管形瓶；2 :管形瓶用栗；3 :尚子化室；4 :真空室用栗；5 :真空室；7 :样本；8 第一放电电极；9 :第二放电电极；10 :放电等离子体；11 :细孔；12 :质量分析部；13 :管；14 :加热器；20 :真空室用压力计；21 :管形瓶用压力计；30 :脉冲阀；40 :相对电极；50 :限制电阻；51 :电源；52 :高压电源；53 :EI用电源；54 :引出电极用电源；55 :离子加速透镜用电源；60 :电喷射用探针；70 :送液用泵；74 :EI用金属丝；75 :引出电极(extractionelectrode) ；76 :离子加速透镜；101 :激光光源；102 :激光具体实施例方式图I是表示本专利技术的质量分析装置的一个实施例的结构图。本装置主要由以下部分构成用于保持样本7的管形瓶I、对管形瓶进行减压的泵2、由玻璃、塑料、陶瓷、树脂等电介体(dielectric substance)形成的离子化室3和通过真空泵4被维持为0. IPa以下的真空室5。典型的离子化室3是外径为4mm左右、内径为f 4mm左右的管。在图I中用配管将管形瓶I和离子化室3连接起来，但如果能够保持后述那样的压力条件，则也可以不用配管而经由小孔进行连接。样本7可以是液体也可以是固体。管形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质量分析装置，其特征在于，包括：封入试样的试样容器；离子化室，其与上述试样容器连接，并且具备取入存在于上述试样容器内的试样气体并使其离子化的离子源，该离子化室的压力为上述试样容器内压以下；真空室，其与上述离子化室连接，并且具有对离子化后的试样进行分析的质量分析部；以及对上述试样容器内进行减压的单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊野峻，杉山益之，桥本雄一郎，长谷川英树，山田益义，西村和茂，诸熊秀俊，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：