質(zhì)量分析裝置制造方法

質(zhì)量分析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于防止離子的導(dǎo)入效率降低、減少清洗作業(yè)的時間和勞力。為了解決上述課題，本發(fā)明提供如下質(zhì)量分析裝置(1)，其特征在于，電極(13)的離子導(dǎo)入孔(14)被分割為第一區(qū)域(14-1)、第二區(qū)域(14-2)以及第三區(qū)域(14-3)，第一區(qū)域和第三區(qū)域雙方或者任一方的離子導(dǎo)入孔的中心軸方向與第二區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的內(nèi)部的離子的流動方向的軸不同，第一區(qū)域和第三區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的軸具有偏心的位置關(guān)系。
【專利說明】質(zhì)量分析裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穩(wěn)健性高且能夠進(jìn)行高靈敏度分析的質(zhì)量分析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的大氣壓離子化質(zhì)量分析裝置將在大氣壓下生成的離子被導(dǎo)入真空中來分析尚子的質(zhì)量。
[0003]在大氣壓下生成離子的離子源存在電噴霧方式(ESI)、大氣壓化學(xué)離子化方式(APCI)、基質(zhì)輔助激光解吸離子化方式(MALDI)等各種方式，但在任一種方法中除所希望的離子以外均生成作為噪聲成分的物質(zhì)。例如ESI離子源中，一邊向小徑的金屬毛細(xì)管流動試樣溶液一邊施加高電壓而使試樣離子化，從而除離子以外同時也生成帶電液滴、中性液滴等噪聲成分。
[0004]普通的質(zhì)量分析裝置中，分別被由細(xì)孔劃分的幾個空間劃分，各個空間借助真空泵排氣，越趨向后段，真空度越高(壓力越低)。借助第一個細(xì)孔電極(API)而與大氣壓劃分的第一個空間由旋轉(zhuǎn)泵等排氣并且多保持為幾百Pa左右的真空度。在借助第二個細(xì)孔電極(AP2)而與第一個空間劃分的第二個空間，存在一邊使離子聚集一邊使之透過的離子輸送部(四極電極、靜電透鏡電極等)，從而多由渦輪分子泵等排氣幾Pa左右。在借助第三個細(xì)孔電極(AP3)而與第二個空間劃分的第三個空間，存在進(jìn)行離子的分離、解離的離子分析部(離子阱、四極過濾電極、碰撞單元、飛行時間型質(zhì)量分析計(TOF)等)和檢測離子的檢測部，從而多由渦輪分子泵等排氣0.1Pa以下。也存在由三個以上的空間劃分的質(zhì)量分析裝置，但一般是由三個左右的空間構(gòu)成的裝置。
[0005]生成的離子等(包括噪聲成分)通過APl且被導(dǎo)入真空容器內(nèi)。之后，離子通過AP2且由離子輸送部聚集在中心軸上。之后，離子通過AP3且由離子分析部按照質(zhì)量分離或分解離子，從而能夠分析更加詳細(xì)的離子的構(gòu)造。最終由檢測部檢測離子。
[0006]最普通的質(zhì)量分析計中，AP1、AP2、AP3多配置在同軸上。之前說明的離子以外的液滴難以受到細(xì)孔電極、輸送部、分析部的電場的影響，從而基本上是前進(jìn)的趨勢。因此，有污染直徑非常小的各細(xì)孔電極的表面等的情況。
[0007]因此，普通的質(zhì)量分析裝置中需要定期取下AP1、AP2進(jìn)行清洗。但是，為了進(jìn)行清洗需要降下真空排氣泵等真空系統(tǒng)，再次升起后的穩(wěn)定動作花費一天以上的情況是一般的。另外，過度的前進(jìn)液滴的導(dǎo)入有到達(dá)檢測器的擔(dān)憂，從而也引起檢測器的壽命的縮短。
[0008]為了解決該問題，專利文獻(xiàn)I中在離子源與APl之間配置有具有多個孔的部件。由于在該部件且在與APl同軸的位置未開設(shè)孔，所以能夠減少來自APl的噪聲成分的導(dǎo)入。但是，由于該具有多個孔的部件配置于APl的外側(cè)，所以該部件的表里任一側(cè)均為大氣壓狀態(tài)。
[0009]另一方面，專利文獻(xiàn)2或者專利文獻(xiàn)3中，通過正交配置API出口的軸和AP2的軸，實現(xiàn)了除去前進(jìn)的液滴。但是，彎曲成直角的APl與AP2之間的空間在與AP2的軸正交的方向上由旋轉(zhuǎn)泵等真空排氣泵排氣。[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:美國專利5986259
[0013]專利文獻(xiàn)2:美國專利5756994
[0014]專利文獻(xiàn)3:美國專利6700119

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的課題
[0016]專利文獻(xiàn)I中記載的裝置結(jié)構(gòu)中，由于APl的外側(cè)是大氣壓，所以與APl的內(nèi)側(cè)之間的壓力差較大。因此，APl出口附近的流動成為音速狀態(tài)，從而有產(chǎn)生馬赫盤的擔(dān)憂。因馬赫盤而使APl出口附近的流動紊亂,從而向AP2導(dǎo)入離子的導(dǎo)入效率降低。
[0017]另一方面，專利文獻(xiàn)2或者專利文獻(xiàn)3的裝置結(jié)構(gòu)中，彎曲成直角的APl與AP2之間的空間在與AP2的軸正交的方向上由旋轉(zhuǎn)泵等真空排氣泵排氣。因此，由于離子與液滴等噪聲成分一起排出，所以產(chǎn)生離子的損失而導(dǎo)致靈敏度降低。另外，正交配置APl出口的軸和AP2的軸，但由于處于從流動的軌道上直接可見AP2的前端的位置，從而根據(jù)使用條件等而有AP2的污染的頻率增加的擔(dān)憂。在AP2被污染了的情況下，需要進(jìn)行降下真空系統(tǒng)的AP2清洗作業(yè)。
[0018]用于解決課題的方案
[0019]上述課題由如下質(zhì)量分析裝置解決，該質(zhì)量分析裝置將在大氣壓下生成的離子導(dǎo)入由真空排氣機(jī)構(gòu)排氣后的真空室，并進(jìn)行離子的質(zhì)量，該質(zhì)量分析裝置的特征在于，具有開設(shè)有將離子導(dǎo)入真空室的離子導(dǎo)入孔的電極，電極的離子導(dǎo)入孔被分割為第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域雙方或者任一方的離子導(dǎo)入孔的中心軸方向與第二區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的內(nèi)部的離子的流動方向的軸不同，第二區(qū)域除與第一區(qū)域和第三區(qū)域連接的出口以外沒有出口，電極能夠在第一區(qū)域或第三區(qū)域與第二區(qū)域之間、或者第二區(qū)域的中途部分分離，第一區(qū)域和第三區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的軸具有偏心的位置關(guān)系。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)健性較高且維護(hù)容易的離子導(dǎo)入部，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度并且低噪聲的質(zhì)量分析裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是實施例1的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2(A)是從實施例1的離子源的方向觀察的第一細(xì)孔電極的說明圖，圖2(B)是實施例1的第一細(xì)孔電極的在中心軸上的截面的說明圖。
[0024]圖3(A)是從實施例2的離子源的方向觀察的第一細(xì)孔電極的說明圖，圖3(B)是實施例2的第一細(xì)孔電極的在中心軸上的截面的說明圖。
[0025]圖4(A)是從實施例3的離子源的方向觀察的第一細(xì)孔電極的說明圖，圖4(B)是實施例3的第一細(xì)孔電極的在中心軸上的截面的說明圖。
[0026]圖5是實施例4的裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖6是實施例5的第一細(xì)孔電極的說明圖。[0028]圖7是實施例6的第一細(xì)孔電極的說明圖。
[0029]圖8是實施例7的第一細(xì)孔電極的說明圖。
[0030]圖9(A)是從實施例8的離子源的方向觀察的第一細(xì)孔電極的說明圖，圖9(B)是實施例8的第一細(xì)孔電極的在中心軸上的截面的說明圖。
[0031]圖10(A)是從實施例9的離子源的方向觀察的第一細(xì)孔電極的說明圖。
[0032]圖10(B)是實施例9的第一細(xì)孔電極的在中心軸上的截面的說明圖。
[0033]圖11是實施例10的第一細(xì)孔電極的說明圖。
【具體實施方式】
[0034](實施例1)
[0035]實施例1中，對如下機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，以第一區(qū)域與第二區(qū)域之間能夠分割第一細(xì)孔電極。
[0036]圖1中表示使用了本方式的質(zhì)量分析裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0037]質(zhì)量分析裝置I主要由處于大氣壓下的離子源2和真空容器3構(gòu)成。圖1所示的離子源2根據(jù)被稱作電噴霧方式(ESI)的原理，生成試樣溶液的離子。ESI方式的原理是通過一邊對金屬毛細(xì)管5施加高電壓6 —邊供給試樣溶液7來生成試樣溶液的離子8。ESI方式的離子生成原理的過程中，試樣溶液7的液滴9反復(fù)分裂，最終成為非常微小的液滴從而離子化。離子化的過程中無法充分變得微小的液滴中，存在中性液滴、帶電液滴等。為了減少這些液滴9，通過在金屬毛細(xì)管5的外側(cè)設(shè)置管10，在兩者的間隙流動氣體11，從管10的出口端12以噴霧的方式噴出氣體11，從而促進(jìn)液滴9的氣化。
[0038]在大氣壓下生成的離子8、液滴9被導(dǎo)入開設(shè)于第一細(xì)孔電極13的孔14。被導(dǎo)入的離子8通過第一細(xì)孔電極13的孔14被導(dǎo)入第一真空室15。之后，離子8通過開設(shè)于第二細(xì)孔電極16的孔17被導(dǎo)入第二真空室18。在第二真空室18，存在一邊使離子聚集一邊使之透過的離子輸送部19。離子輸送部19能夠使用多極電極、靜電透鏡等。通過了離子輸送部19的離子20通過開設(shè)于第三細(xì)孔電極21的孔22，被導(dǎo)入第三真空室23。在第三真空室23，存在進(jìn)行離子的分離、解離的離子分析部24。離子分析部24能夠使用離子阱、四極過濾電極、碰撞單元、飛行時間型質(zhì)量分析計(TOF)等。通過了離子分析部24的離子25由檢測器26檢測。檢測器26能夠使用電子倍增管、多通道板(MCP)等。由檢測器26檢測到的離子25能夠變換為電信號等并由控制部27詳細(xì)地分析離子的質(zhì)量、強(qiáng)度等信息。并且，控制部27中，具備用于接受來自用戶的指示輸入、進(jìn)行電壓等的控制的輸入輸出部、存儲器等，也具有電源操作所需要的軟件等。
[0039]此外，第一真空室15由旋轉(zhuǎn)泵(RP) 28排氣，保持為幾百Pa左右。第二真空室18由渦輪分子泵(TMP) 29排氣，保持為幾Pa左右。第三真空室23由TMP30排氣，保持為0.1Pa以下。另外，將圖1所示的電極4配置于第一細(xì)孔電極13的外側(cè)，向兩者的間隙導(dǎo)入氣體31，從電極4的出口端32以噴霧的方式使之噴出，從而實現(xiàn)了被導(dǎo)入真空容器3的液滴9的減少。
[0040]如圖1以及圖2所示，本方式的第一細(xì)孔電極13的孔14被分割為三個區(qū)域14-1?14-3。第一區(qū)域14-1的流動的軸38和第二區(qū)域14_2的流動的軸39具有正交的位置關(guān)系，第二區(qū)域14-2的流動的軸39和第三區(qū)域14-3的流動的軸40也具有正交的位置關(guān)系。此外，由于各流動的軸38?40是指在各區(qū)域14-1?14-3內(nèi)的流動的中心軸，所以嚴(yán)格來說，能夠有也存在流動不正交的位置等的情況。而且，為了得到本發(fā)明的效果，不需要處于精確的正交的位置關(guān)系，在與正交相近的狀態(tài)的位置關(guān)系中也能夠得到本發(fā)明的效果。另外，第一區(qū)域14-1的流動的軸38和在第三區(qū)域14-3的流動的軸40具有平行且中心位置錯開的位置關(guān)系。此外，由于各流動的軸38以及40是指各區(qū)域14-1以及14-3內(nèi)的流動的中心軸，所以嚴(yán)格來說，能夠有也存在流動不平行的位置等的情況。而且，為了得到本發(fā)明的效果，需要處于精確的平行的位置關(guān)系，在與平行相近的狀態(tài)的位置關(guān)系中也能夠得到本發(fā)明的效果。另外，第二區(qū)域14-2利用O型圈33等真空氣密機(jī)構(gòu)，而成為除通往第一區(qū)域14-1、第三區(qū)域14-3的出入口以外沒有出口的空間。
[0041]接下來，通過圖2所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖，對分離被導(dǎo)入的離子8和液滴9、且僅使離子8高效地透過的原理進(jìn)行說明。圖2(A)表示從離子源2的方向觀察的第一細(xì)孔電極13的圖，圖2(B)表示第一細(xì)孔電極13的在中心軸上的剖視圖。
[0042]若向圖2所示的第一細(xì)孔電極13的孔14導(dǎo)入液滴9、離子8，則通過第一區(qū)域14-1的孔而被導(dǎo)入的離子8、液滴9在第二區(qū)域14-2以粒徑的大小被篩選(粒徑分離)。在離子化的過程中無法充分變得微小的液滴9中較大的液滴9-1(圖中以空白圓圈記載)與離子8 (圖中以黑色三角記載)、較小的液滴9-2 (圖中以黑色四邊形記載)相比較重而慣性較大，從而在第一拐彎34不完全轉(zhuǎn)彎地與內(nèi)壁面35碰撞而失活。即，僅較小的液滴9-2、離子8能夠在第一拐彎34轉(zhuǎn)彎。之后，在第二拐彎36處也相同，由于液滴9-2慣性較大從而在第二拐彎36不完全轉(zhuǎn)彎地與內(nèi)壁面37碰撞而失活。S卩，僅離子8能夠在第二拐彎36轉(zhuǎn)彎。在第二拐彎36轉(zhuǎn)彎的離子8通過第三區(qū)域14-3的孔而到達(dá)第二細(xì)孔電極16。本方式中，相對于第一區(qū)域14-1的流動的軸38的方向以及第三區(qū)域14-3的流動的軸40的方向，第二區(qū)域14-2的流動的軸39的方向為不同的方向(附圖中為正交)，從而能夠在第一細(xì)孔電極13的孔14的內(nèi)部進(jìn)行粒徑分離。
[0043]另外，為了使慣性較大的液滴9更加高效地前進(jìn)而不拐彎，優(yōu)選針對第二區(qū)域14-2的導(dǎo)入為高速狀態(tài)的噴射流。產(chǎn)生與音速相近的噴射流的條件為，以配管的一次側(cè)的壓力成為大氣壓(=10萬Pa)以上的情況為前提，二次側(cè)的壓力需要為一次側(cè)壓力的一半以下左右的壓力。因而，第一細(xì)孔電極13的第一區(qū)域14-1的一次側(cè)壓力為大氣壓，從而可知第二區(qū)域14-2的內(nèi)部需要為其一半左右、即5萬Pa以下。通過滿足該條件，能夠效率良好地進(jìn)行粒徑分離，從而能夠大幅度減少液滴9等噪聲成分流入第一真空室15。
[0044]另外，通過將第二區(qū)域14-2的壓力設(shè)為5萬Pa以下，也能夠提高向第二細(xì)孔電極16的孔17導(dǎo)入離子8的導(dǎo)入效率。在用以往方法的第一細(xì)孔電極分隔大氣壓和第一真空室的情況下，在第一細(xì)孔電極的出口成為音速從而產(chǎn)生馬赫盤，因流動的紊亂而降低針對第二細(xì)孔電極的孔的導(dǎo)入效率。與此相對，本方式中，通過了第一細(xì)孔電極13的離子8最終通過第三區(qū)域14-3的孔而進(jìn)入第一真空室15。此時，由于第三區(qū)域14-3的流路的一次側(cè)成為第二區(qū)域14-2，所以一次側(cè)(第二區(qū)域14-2)的壓力成為5萬Pa以下，進(jìn)而在第三區(qū)域14-3的出口無法得到音速的流動。因而，本方式中，由于在第一細(xì)孔電極13的出口無法成為音速，所以能夠減少流動的紊亂，從而能夠提高向第二細(xì)孔電極16的孔17導(dǎo)入離子8的導(dǎo)入效率。[0045]另外，第二區(qū)域14-2利用O型圈33等真空氣密機(jī)構(gòu)，成為除通往第一區(qū)域14_1、第三區(qū)域14-3的出入口以外沒有出口的空間。由于第二區(qū)域14-2不特別借助真空泵等排氣，所以包括從第一區(qū)域14-1流入的離子8的氣體的流動全部向第三區(qū)域14-3流動，從而能夠大幅度減少因以往方法的真空栗的排氣所引起的尚子的損失等，并能夠提聞靈敏度。
[0046]另外，第二區(qū)域14-2的與流動方向正交的截面形狀通過構(gòu)成為與第一區(qū)域14-1或者第三區(qū)域14-3的截面形狀不同，能夠提高離子化的效率。實際上，通過使圖2所示第二區(qū)域14-2的截面形狀比第一區(qū)域14-1或者第三區(qū)域14-3大，能夠增大截面積，并變慢流速。通過變慢流速，能夠延長第二區(qū)域14-2的離子8、液滴9的滯留時間。一般地，第一細(xì)孔電極13由加熱器等加熱機(jī)構(gòu)(未圖示)加熱來使用的情況較多，利用加熱來得到第一細(xì)孔電極13內(nèi)部的脫溶劑作用、氣化的促進(jìn)等效果。如本方式那樣，通過延長獲得在第一細(xì)孔電極13內(nèi)部的滯留時間，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的氣化的促進(jìn)，結(jié)果能夠提高氣化的離子化效率。
[0047]如上所述，通過使用本方式，能夠減少液滴9等噪聲成分流入第一真空室15，能夠大幅度減少第二細(xì)孔電極16以下的電極類的污染，從而能夠大幅度減少這些電極類的維護(hù)的頻率。但是，由于圖2所示的第一拐彎34、第二拐彎36的內(nèi)壁面35、37有因液滴9的碰撞而引起污染的擔(dān)憂，所以需要定期的清洗等維護(hù)。
[0048]因此，本方式中，第一細(xì)孔電極13構(gòu)成為在第一區(qū)域14-1與第二區(qū)域14-2之間能夠容易地分割為前段部13-1和后段部13-2。本結(jié)構(gòu)中，即使在取下第一細(xì)孔電極13的前段部13-1、實際上僅第三區(qū)域14-3的孔、即后段部13-2劃分大氣壓和第一真空室15的情況下，也以包括RP28、TMP29、30等真空泵的真空系統(tǒng)不會受到損傷的程度設(shè)定第三區(qū)域14-3的孔的大小。通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，能夠不降下真空系統(tǒng)，在取下第一區(qū)域14-1后容易進(jìn)行用酒精等溶劑擦拭第二區(qū)域14-2的內(nèi)表面等的污垢等的清洗作業(yè)。由此，不需要如以往方法那樣在清洗時降下真空系統(tǒng)、且為了再次升起的動作穩(wěn)定而待機(jī)一天以上，從而提聞裝置的生廣率。
[0049]在實際上以不降下真空系統(tǒng)而取下前段部13-1 (第一區(qū)域14-1)的情況為前提的情況下，需要以安裝有前段部13-1的狀態(tài)將第二區(qū)域14-2的壓力設(shè)為大氣壓(=10萬Pa)的1/10程度以上。即、該條件為，在比較第一區(qū)域14-1的有無的狀態(tài)時，前者為I萬Pa以上，后者為大氣壓(=10萬Pa)，能夠使第三區(qū)域14-3的外側(cè)的壓力變動為1/10以下。為了健全地維持真空系統(tǒng)，需要抑制為1/10左右的壓力變動，從而第二區(qū)域14-2的壓力優(yōu)選為I萬Pa以上。普通的質(zhì)量分析裝置中，與圖1所示的例子相同，由真空泵對各室進(jìn)行排氣，但排出TMP29、30的背壓的真空泵由用于第一真空室15的排氣的RP28來兼具的情況較多。TMP動作的背壓條件即使較高，也為幾千Pa左右。該值相對于第一真空室15的一般的壓力的幾百Pa約為10倍左右，根據(jù)該情況下也必須抑制為10倍以內(nèi)的壓力變動。
[0050]綜上所述，可知第二區(qū)域14-2的壓力優(yōu)選在I萬Pa至5萬Pa的范圍使用。
[0051]實際上，第一細(xì)孔電極13的第一區(qū)域14-1、第三區(qū)域14-3的流量以及導(dǎo)電率的式由以下的式I至式3表示。此處，Q:流量[PaiVsLCp C2:第一區(qū)域14-1以及第三區(qū)域14-3的排氣導(dǎo)電率[m3/s]，P1:大氣壓[=10萬Pa]，P2:第二區(qū)域14_2的壓力[Pa]，P3:第一真空室15的壓力[Pa]，S = RP28的排氣速度[m3/s]，D1, D2:第一區(qū)域14-1以及第三區(qū)域14-3的內(nèi)徑[m]，LpL2:第一區(qū)域14_1以及第三區(qū)域14_3的長度[m]。[0052](數(shù)學(xué)式I)
[0053]Q = C1 (P1-P2) = C2 (P2-P3) N SP3
[0054](數(shù)學(xué)式2)
[0055]C1 = ISOS^D1VL1* (P^P2)/2
[0056](數(shù)學(xué)式3)
[0057]C2 = 1305*D24/L2*(P2+P3)/2
[0058]根據(jù)上述的式I至式3、以及第二區(qū)域14-2的壓力P2 = I萬Pa~5萬Pa的條件，得到以下的式4、式5。
[0059](數(shù)學(xué)式4)
[0060]D1VL1 = 1.55*1(T13*SP3 ~2.04*1(T13*SP3
[0061](數(shù)學(xué)式5)
[0062]D2VL2 N 6.13*10_13*SP3 ~1.53*10_n*SP3
[0063]此處，在以RP28的排氣速度S = 450L/min( = 0.0075m3/s)、第一真空室15的壓力P3 = 250Pa的例子的情況下，得到用于滿足P2 = I萬Pa~5萬Pa的以下的條件式。
[0064](數(shù)學(xué)式6)
[0065]D1VL1 = 2.91*10-13 ~3.83*10-13
[0066](數(shù)學(xué)式7)
[0067]D2VL2 = 1.15*10_12 ~2.87*10_η
[0068]通過使用這些條件式,可知例如在Lp L2 = 20mm ( = 0.02m)的情況下,設(shè)為D1 =
0.28~0.3mm, D2 = 0.39~0.87mm程度即可。因RP28的排氣速度、第一真空室15的設(shè)定壓力或者U、L2等的長度的限制，優(yōu)選在D1S lmm、D2< 1.5mm的范圍內(nèi)使用。以上，實施例1中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0069](實施例2)
[0070]實施例2中，對如下情況進(jìn)行說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔是多個結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域的孔是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0071]使用圖3所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明。圖3㈧表示從離子源2的方向觀察的第一細(xì)孔電極13的圖，圖3(B)表示第一細(xì)孔電極13的在中心軸上的剖視圖。圖3中為簡便說明，沒有表示圖2所示的離子8、液滴9，但基本的原理與圖2相同。
[0072]若向圖3所示的第一細(xì)孔電極13的孔14導(dǎo)入液滴9、離子8，則通過第一區(qū)域14-1的孔而被導(dǎo)入的離子8、液滴9在第二區(qū)域以粒徑的大小被篩選(粒徑分離)。在離子化的過程中無法充分變得微小的液滴9中較大的液滴9-1與離子8、較小的液滴9-2比較，較重且慣性較大，從而在第一拐彎34不完全轉(zhuǎn)彎地與內(nèi)壁面35碰撞而失活。即，僅較小的液滴9-2、離子8能夠在第一拐彎34轉(zhuǎn)彎。之后，在第二拐彎36轉(zhuǎn)彎的離子8通過第三區(qū)域14-3的孔而到達(dá)第二細(xì)孔電極16。此外，本方式中在第二拐彎36的周邊沒有供液滴碰撞的內(nèi)壁面，但進(jìn)行某種程度的粒徑分離。本方式中，相對于第一區(qū)域14-1的流動的軸38的方向以及第三區(qū)域14-3的流動的軸40的方向，第二區(qū)域14-2的流動的軸39的方向為不同的方向(附圖中為正交)，從而能夠在第一細(xì)孔電極13的孔14的內(nèi)部進(jìn)行粒徑分離。[0073]另外，本方式也與圖2相同，構(gòu)成為在第一區(qū)域14-1與第二區(qū)域14-2之間容易地將第一細(xì)孔電極13分割為前段部13-1和后段部13-2。
[0074]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)能夠與圖1中說明的裝置結(jié)構(gòu)組合。
[0075]以上，實施例2中對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔為多個結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域的孔為一個結(jié)構(gòu)，且能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0076](實施例3)
[0077]實施例3中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔為一個結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域的孔為多個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0078]使用圖4所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明。圖4㈧表示從離子源2的方向觀察的第一細(xì)孔電極13的圖，圖4(B)表示第一細(xì)孔電極13的在中心軸上的剖視圖。圖4中為簡便說明，沒有表示圖2所示的離子8、液滴9，但基本的原理與圖2相同。
[0079]若向圖4所示的第一細(xì)孔電極13的孔14導(dǎo)入液滴9、離子8，則通過第一區(qū)域14_1的孔而被導(dǎo)入的離子8、液滴9在第二區(qū)域以粒徑的大小被篩選(粒徑分離)。在離子化的過程中無法充分變得微小的液滴9中較大的液滴9-1與離子8、較小的液滴9-2比較，較重且慣性較大，從而在第一拐彎34不完全轉(zhuǎn)彎地與內(nèi)壁面35碰撞而失活。即，僅較小的液滴9-2、離子8能夠在第一拐彎34轉(zhuǎn)彎。之后，在第二拐彎36也相同，液滴9_2由于慣性較大而在第二拐彎36不完全轉(zhuǎn)彎地與內(nèi)壁面37碰撞而失活。S卩，僅離子8能夠在第二拐彎36轉(zhuǎn)彎。在第二拐彎36轉(zhuǎn)彎的離子8通過第三區(qū)域14-3的孔而到達(dá)第二細(xì)孔電極16。本方式中，相對于第一區(qū)域14-1的流動的軸38的方向以及第三區(qū)域14-3的流動的軸40的方向，第二區(qū)域14-2的流動的軸39的方向為不同的方向(附圖中為正交)，從而能夠在第一細(xì)孔電極13的孔14的內(nèi)部進(jìn)行粒徑分離。
[0080]另外，本方式也與圖2相同，構(gòu)成為在第一區(qū)域14-1與第二區(qū)域14-2之間能夠容易地將第一細(xì)孔電極13分割為前段部13-1和后段部13-2。
[0081]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)能夠與圖1中說明的裝置結(jié)構(gòu)組合。
[0082]以上，實施例3中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔為一個結(jié)構(gòu)，第三區(qū)域的孔為多個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0083]以上，實施例2和實施例3中，對第一區(qū)域、第三區(qū)域的孔是多個結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行了說明，但也可以構(gòu)成為，第一區(qū)域和第三區(qū)域中任一個孔都是多個結(jié)構(gòu)。
[0084](實施例4)
[0085]實施例4中，對在第一真空室配置有離子聚集部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0086]圖5表示使用了本方式的質(zhì)量分析裝置的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖5中，構(gòu)成為在第一真空室15配置有離子聚集部41，除此以外與實施例1(圖1)的結(jié)構(gòu)大致相同，從而僅對圖1與圖5的差異進(jìn)行說明。
[0087]通過第一細(xì)孔電極13后的離子8由離子聚集部41聚集在中心軸上42，并被導(dǎo)入第二細(xì)孔電極16的孔17。由于離子8位于并聚集于中心軸上42，所以提高針對第二細(xì)孔電極16的孔17的導(dǎo)入效率，從而提高靈敏度。除此以外與圖1相同。[0088]而且，具有本方式的離子聚集部41的結(jié)構(gòu)也能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13組合。
[0089]以上，實施例4中，對在第一真空室配置有離子聚集部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。
[0090](實施例5)
[0091]實施例5中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第二區(qū)域與第三區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0092]使用圖6所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。
[0093]圖6的結(jié)構(gòu)是能夠在第二區(qū)域14-2與第三區(qū)域14-3之間容易地將第一細(xì)孔電極13分割為前段部13-1和后段部13-2的構(gòu)造。分割的效果與實施例1相同，能夠不降下真空系統(tǒng)地在取下第一區(qū)域14-1和第二區(qū)域14-2后，進(jìn)行用酒精等的溶劑擦拭第二區(qū)域14-2的內(nèi)表面等的污垢等清洗作業(yè)。由此,不需要如以往方法那樣在清洗時降下真空系統(tǒng)、并為了再次升起的動作穩(wěn)定而待機(jī)一天以上，從而提高裝置的生產(chǎn)率。
[0094]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，本方式的第一細(xì)孔電極13的分割方式能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。
[0095]以上，實施例5中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第二區(qū)域與第三區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極。
[0096](實施例6)
[0097]實施例6中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第二區(qū)域的中途分割第一細(xì)孔電極。
[0098]使用圖7所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。
[0099]圖7的結(jié)構(gòu)是能夠在第二區(qū)域14-2的中途容易地將第一細(xì)孔電極13分割為前段部13-1和后段部13-2的構(gòu)造。分割的效果與實施例1相同，能夠不降下真空系統(tǒng)地在第二區(qū)域14-2的中途部分取下第一區(qū)域14-1和第二區(qū)域14-2后，進(jìn)行用酒精等的溶劑擦拭第二區(qū)域14-2的內(nèi)表面等的污垢等清洗作業(yè)。由此，不需要如以往方法那樣在清洗時降下真空系統(tǒng)、并為了再次升起的動作穩(wěn)定而待機(jī)一天以上，從而提高裝置的生產(chǎn)率。
[0100]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，本方式的第一細(xì)孔電極13的分割方式能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。
[0101]以上，實施例6中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第二區(qū)域的中途分割第一細(xì)孔電極。
[0102](實施例7)
[0103]實施例5中，對如下情況進(jìn)行說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間以及第二區(qū)域與第三區(qū)域之間進(jìn)行分割。
[0104]使用圖8所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。
[0105]圖8的結(jié)構(gòu)是能夠在第一區(qū)域14-1與第二區(qū)域14-2之間以及第二區(qū)域14_2與第三區(qū)域14-3之間容易地分割為前段部13-1、中段部13-3以及后段部13_2的構(gòu)造。分割的效果與實施例1相同，能夠不降下真空系統(tǒng)地在取下第一區(qū)域14-1和第二區(qū)域14-2后，進(jìn)行用酒精等的溶劑擦拭第二區(qū)域14-2的內(nèi)表面等的污垢等清洗作業(yè)。由此，不需要如以往方法那樣在清洗時降下真空系統(tǒng)、并為了再次升起的動作穩(wěn)定而待機(jī)一天I日以上，從而提聞裝置的生廣率。
[0106]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，本方式的第一細(xì)孔電極13的分割方式能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。
[0107]以上，實施例7中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域的孔和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間以及第二區(qū)域與第三區(qū)域之間進(jìn)行分割。
[0108]以上，實施例5?7中，對與實施例1不同的第一細(xì)孔電極的分割位置進(jìn)行了說明，但除此以外，在第一區(qū)域、第三區(qū)域的中途進(jìn)行分割的結(jié)構(gòu)也能夠得到相同的效果，但由于分割的位置的孔較小，從而有清洗等作業(yè)變得稍微困難的可能性。
[0109](實施例8)
[0110]實施例8中，對如下情況進(jìn)行說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且第一區(qū)域傾斜配置。
[0111]使用圖9所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。圖9(A)表示從離子源2的方向觀察的第一細(xì)孔電極13的圖，圖9(B)表示第一細(xì)孔電極13的在中心軸上的剖視圖。
[0112]圖9的結(jié)構(gòu)中，第一區(qū)域14-1的流動的軸38相對于第三區(qū)域14_3的流動的軸40傾斜配置。至此的實施例中，是第一區(qū)域14-1的流動的軸38與第三區(qū)域14-3的流動的軸40大致平行、且與第二區(qū)域14-2的流動的軸39大致正交的結(jié)構(gòu)，但圖9的裝置結(jié)構(gòu)也得到與至此的實施例相同的效果。
[0113]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖6、圖7、圖8中說明的第一細(xì)孔電極13的分割方式組合。
[0114]以上，實施例8中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且第一區(qū)域傾斜配置。
[0115](實施例9)
[0116]實施例9中，對如下情況進(jìn)行說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且第三區(qū)域傾斜配置。[0117]使用圖10所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。圖10(A)表示從離子源2的方向觀察的第一細(xì)孔電極13的圖，圖10(B)表示第一細(xì)孔電極13的在中心軸上的剖視圖。
[0118]圖10的結(jié)構(gòu)中，第三區(qū)域14-3的流動的軸40相對于第一區(qū)域14_1的流動的軸38傾斜配置。至此的實施例中，是第三區(qū)域14-3的流動的軸40與第一區(qū)域14-1的流動的軸38大致平行、且與第二區(qū)域14-2的流動的軸39大致正交的結(jié)構(gòu)，但圖10的裝置結(jié)構(gòu)也得到與至此的實施例相同的效果。
[0119]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖3、圖4中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖6、圖7、圖8中說明的第一細(xì)孔電極13的分割方式組合。
[0120]以上，實施例9中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且第三區(qū)域傾斜配置。
[0121]以上，實施例8和實施例9中，對第一區(qū)域、第三區(qū)域的流動的軸傾斜配置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但也可以是任一個流動的軸均相對于第二區(qū)域傾斜配置的結(jié)構(gòu)。另外，也可以向與圖9、圖10中表示的方向不同的方向傾斜配置。另外，第二區(qū)域也能夠傾斜配置，但有構(gòu)造變得稍微復(fù)雜的可能性。
[0122](實施例10)
[0123]實施例10中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，即，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且在第二區(qū)域內(nèi)配置有偏轉(zhuǎn)電極。
[0124]使用圖11所示的本方式的第一細(xì)孔電極13的構(gòu)造圖進(jìn)行說明，但基本的原理與圖2相同，從而省略詳細(xì)的說明。
[0125]圖11的結(jié)構(gòu)中，在第二區(qū)域14-2的內(nèi)部的第一拐彎34和第二拐彎36的附近配置有偏轉(zhuǎn)電極43、44。通過對偏轉(zhuǎn)電極43、44施加電壓，能夠使離子8高效地拐彎。對于施加于偏轉(zhuǎn)電極43、44的電壓而言，在離子8為正離子的情況下施加正電壓，在離子8為負(fù)離子的情況下施加負(fù)電壓。此外，偏轉(zhuǎn)電極43、44的配置也可以僅是其中任一個。
[0126]而且，本方式的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)也能夠與圖1、圖5中說明的裝置結(jié)構(gòu)中任一個結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖3、圖4、圖9、圖10中說明的第一細(xì)孔電極13的結(jié)構(gòu)組合。另外，能夠與圖6、圖7、圖8中說明的第一細(xì)孔電極13的分割方式組合。
[0127]以上，實施例9中，對如下結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，S卩，第一細(xì)孔電極的孔被分割為三個區(qū)域，第一區(qū)域和第三區(qū)域的孔均是一個結(jié)構(gòu)，能夠在第一區(qū)域與第二區(qū)域之間分割第一細(xì)孔電極，且在第二區(qū)域內(nèi)配置有偏轉(zhuǎn)電極。
[0128]符號的說明
[0129]I一質(zhì)量分析裝置，2一尚子源，3—真空容器，4一電極,5一金屬毛細(xì)管，6一聞電壓，7—試樣溶液，8—離子，9一液滴，9-1 一較大的液滴，9-2—較小的液滴，10—管，11一氣體，12—管的出口端，13—第一細(xì)孔電極，13-1—第一細(xì)孔電極的前段部，13-2—第一細(xì)孔電極的后段部，13-3—第一細(xì)孔電極的中段部，14 一第一細(xì)孔電極的孔，14-1 一第一細(xì)孔電極的孔的第一區(qū)域，14-2—第一細(xì)孔電極的孔的第二區(qū)域，14-3—第一細(xì)孔電極的孔的第三區(qū)域，15—第一真空室，16—第二細(xì)孔電極，17—第二細(xì)孔電極的孔，18—第二真空室，19一尚子輸送部，20—尚子，21—第二細(xì)孔電極，22一第二細(xì)孔電極的孔，23一第二真空室，24—尚子分析部，25一尚子,26一檢測器,27一控制部,28一旋轉(zhuǎn)泵(RP), 29一潤輪分子泵(TMP)，30—渦輪分子泵(TMP)，31—氣體，32—電極的出口端，33—0型圈，34—第一拐彎，35—內(nèi)壁面，36—第二拐彎，37—內(nèi)壁面，38—第一區(qū)域的流動的軸，39—第二區(qū)域的流動的軸，40—第三區(qū)域的流動的軸，41 一離子聚集部，42—中心軸上，43—偏轉(zhuǎn)電極，44 一偏轉(zhuǎn)電極。
【權(quán)利要求】
1.一種質(zhì)量分析裝置，其將在大氣壓下生成的離子導(dǎo)入由真空排氣機(jī)構(gòu)排氣后的真空室，并對上述離子的質(zhì)量進(jìn)行分析， 上述質(zhì)量分析裝置的特征在于， 具有開設(shè)有將上述離子導(dǎo)入上述真空室的離子導(dǎo)入孔的電極，上述電極的離子導(dǎo)入孔被分割為第一區(qū)域、第二區(qū)域以及第三區(qū)域， 上述第一區(qū)域和上述第三區(qū)域雙方或者任一方的離子導(dǎo)入孔的中心軸方向與上述第二區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的內(nèi)部的上述離子的流動方向的軸不同， 上述第二區(qū)域除與上述第一區(qū)域和上述第三區(qū)域連接的出口以外沒有出口， 上述電極能夠在上述第一區(qū)域或上述第三區(qū)域與上述第二區(qū)域之間、或者第二區(qū)域的中途部分分離， 上述第一區(qū)域和上述第三區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的軸具有偏心的位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 上述第三區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的孔徑為1.5mm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 上述第二區(qū)域的內(nèi)部的壓力在I萬Pa以上且5萬Pa以下的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 上述第一區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的孔徑為Imm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 上述第一區(qū)域和上述第三區(qū)域雙方或者任一個的離子導(dǎo)入孔的截面形狀與上述第二區(qū)域的離子導(dǎo)入孔的截面形狀不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 具有多個上述第一區(qū)域的離子導(dǎo)入孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 具有多個上述第三區(qū)域的離子導(dǎo)入孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于， 具有聚集上述離子的離子聚集電極，上述第三區(qū)域配置在上述第二區(qū)域與上述離子聚集電極之間。
【文檔編號】H01J49/06GK104040680SQ201280066503
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月23日
【發(fā)明者】長谷川英樹, 佐竹宏之, 管正男, 橋本雄一郎 申請人:株式會社日立高新技術(shù)