离子源及质量分析仪的制作方法

1.本发明涉及离子源及质量分析仪，特别涉及能够实现高的维护性的离子源及质量分析仪。另外，本发明的一部分涉及能够实现高分析稳定性及高分析再现性的离子源及质量分析仪。


背景技术：

2.作为用于质量分析等的一般的离子化法的电喷雾离子化法(以下称为“esi法”)，是将试样溶液从毛细管的上游端导入，并通过电场等从下游端将离子、液滴雾状喷射的方式。
3.图1表示一般的现有的质量分析仪的结构。质量分析仪101主要具备离子源102和内部具有质量分析部103的真空容器104。离子源102主要具备离子生成部105及离子源腔106。
4.由离子源102生成的离子从导入电极107的孔108导入到真空容器104中，由质量分析部103进行分析。通过电源109对质量分析部103施加各种电压。电源109进行的电压施加的时机、电压值由控制部110控制。
5.作为离子生成部105的一般的详细构造，通过配管111向毛细管112导入试样溶液，并通过电场等从毛细管112的下游端113以雾状喷射离子、液滴。
6.在如以上的离子源中，重要的是，以使试样溶液不泄漏的方式连接配管111和毛细管112。
7.作为记载了配管111与毛细管112的连接方法的公知例，具有非专利文献1。在该公知例中，如图2所示，经由连接器114连接配管111和毛细管112。
8.关于配管111及连接器114，通过连接器115的锥形部116将内部的溶液密封。具体而言，通过利用螺纹部117将连接器115旋入，从而锥形部116进入连接器的内部的锥形部118，通过锥形部116的径变小并进入配管111的外径，从而连接器114和配管111被密封。
9.毛细管112和连接器114通过套圈119的锥形部120将溶液密封。具体而言，通过利用螺纹部121将推压螺钉122旋入，锥形部120进入连接器的内部的锥形部123，锥形部120的径变小，进入树脂管124的外径，从而经由树脂管124将连接器114和毛细管112密封。经由树脂管124的理由是由于毛细管112的外径为小径。
10.现有技术文献
11.非专利文献
12.非专利文献1：《waters micromass quattro premier mass spectrometer operator's guide》7.12.2《removing the existing capillary》以及7.12.3《installing the new capillary》、[online]、互联网＜url：https：//www.waters.com/waters/supportlist.htm？cid＝511442&locale＝ja_jp＞


技术实现要素：

[0013]
发明所要解决的课题
[0014]
但是，在现有的技术中，存在配管及毛细管的连接部分的死区体积大的课题。
[0015]
例如，在如图2的利用了锥形部的密封方式中，在配管111侧的比锥形部116和锥形部118连接的密封部分靠下游侧、在毛细管112侧的比锥形部120和锥形部123连接的密封部位靠上游侧分别产生微小的间隙，因此死区体积变大。
[0016]
另外，在经由树脂管124的密封方式中，在比密封部位靠上游侧，在树脂管124与毛细管112之间也具有间隙，因此死区体积变大。
[0017]
当具有死区体积时，试样溶液的更换耗费时间，因此存在导致由延期等引起的分析性能的降低的担忧。另外，也可能在难以进行溶液置换的死区体积堆积污垢，由此所引起的堵塞等而缩短部件寿命。
[0018]
本发明为了解决这样的课题而作成，目的在于提供使配管及毛细管的连接部分的死区体积进一步缩小的离子源及质量分析仪。
[0019]
用于解决课题的方案
[0020]
本发明的离子源的一例具有：
[0021]
毛细管，其被导入试样溶液，供给离子或液滴；以及
[0022]
配管，其向上述毛细管供给试样溶液，
[0023]
上述离子源的特征在于，
[0024]
上述毛细管在上游侧具有毛细管上游侧端面，在下游侧具有毛细管下游侧端面，上述毛细管上游侧端面的外径比上述毛细管下游侧端面的外径大，
[0025]
上述毛细管在上游侧具有形成上述毛细管上游侧端面的大径部，上述大径部在下游侧具有大径部下游侧面，
[0026]
上述配管在下游侧具有配管下游端面，
[0027]
上述离子源具备保持上述毛细管的毛细管保持部，
[0028]
上述毛细管保持部具有能够使上述毛细管下游侧端面通过的孔和能够设置上述大径部下游侧面的面，
[0029]
上述离子源具备保持上述配管的配管保持部，
[0030]
上述毛细管保持部及上述配管保持部配置成，通过使上述毛细管上游侧端面和上述配管下游端面接触而将上述毛细管和上述配管连接。
[0031]
另外，本发明的质量分析仪的一例具备上述的离子源。
[0032]
本说明书包括成为本技术的优先权的基础的日本国专利申请号2019-229656号的公开内容。
[0033]
发明的效果
[0034]
本发明的离子源及质量分析仪能够使配管及毛细管的连接部分的死区体积进一步缩小。
附图说明
[0035]
图1是一般的现有质量分析仪的结构图。
[0036]
图2是表示非专利文献1中的配管与毛细管的连接的图。
[0037]
图3是实施例1的质量分析仪的结构图。
[0038]
图4是实施例1的离子生成部的结构图。
[0039]
图5是图4的离子生成部的各要素的结构图。
[0040]
图6是将图5的毛细管保持部和毛细管进行了组合的状态的结构图。
[0041]
图7是实施例2的毛细管的结构图。
[0042]
图8是实施例2的变形例的毛细管的结构图。
[0043]
图9是实施例2的变形例的配管的结构图。
[0044]
图10是基于图7的结构的耐压评价的实验结果(时间-压力曲线图)。
[0045]
图11是基于图7的结构的耐压评价的实验结果(载荷-压力曲线图)。
[0046]
图12是实施例3的离子生成部的结构图。
[0047]
图13是实施例4的离子生成部的结构图。
[0048]
图14是实施例5的离子生成部的结构图。
[0049]
图15是实施例6的离子生成部的结构图。
[0050]
图16是实施例6的变形例的离子生成部的结构图。
[0051]
图17是实施例6的离子生成部的实验结构图。
[0052]
图18是实施例6的离子生成部的实验结果(电流值测定)。
[0053]
图19是实施例6的离子生成部的实验结果(压力测定)。
[0054]
图20是实施例6的离子生成部的实验结果(流量依存)。
[0055]
图21是实施例7的离子生成部的结构图。
[0056]
图22是实施例8的离子生成部的结构图。
[0057]
图23是实施例9的离子生成部的结构图。
具体实施方式
[0058]
以下，基于附图，对本发明的实施例进行说明。
[0059]
(实施例1)
[0060]
实施例1是利用弹力将配管和毛细管直接面密封的结构的离子源及质量分析仪。
[0061]
图3表示实施例1的质量分析仪的结构图。质量分析仪1具备离子源2和在内部具有质量分析部3等的真空容器4。离子源2具备离子生成部5、离子源腔6等。
[0062]
质量分析仪1具备导入电极7及电源9。在离子源2生成的离子从导入电极7的孔8导入真空容器4中，在质量分析部3进行分析。通过电源9对质量分析部3施加各种电压。电源9的电压施加的时机、电压值由控制部10控制。
[0063]
离子生成部5具备配管11及毛细管12。配管11向毛细管12供给试样溶液，由此向毛细管12导入试样溶液。毛细管12供给导入的试样溶液的离子或液滴。毛细管12对离子或液滴的供给例如通过利用电场等从毛细管12的下游端13(毛细管下游侧端面)雾状喷射试样溶液来进行。在离子生成部5，以使试样溶液不泄漏的方式连接配管11和毛细管12(连接的详情后述)。
[0064]
在离子源2有时以使多余的试样溶液(包括不导入真空容器4的液滴、它们气化而成的成分等)向质量分析仪1的外部不泄漏的方式将离子源腔6、真空容器4、以及它们的连接部分设为密闭状态(或接近密闭的状态)。
[0065]
质量分析仪1也可以具有用于将该多余的试样溶液(特别是气化成分)排出的排气口14。另外，也可以为了观察毛细管12的下游端13的喷雾状态而在离子源腔6的一部分具有由玻璃等透明的部件构成的窗15。
[0066]
如图3所示，真空容器4可以在内部具备多个真空室16、17、18，也可以这些真空室彼此被划分开。但是，在该情况下，这些真空室彼此连通，例如真空室16和真空室17经由小径的孔19连通，真空室17和真空室18经由小径的孔20连通。
[0067]
也可以是，这些孔19、20及导入电极7的孔8等为离子的通道，对具有各个孔的部件(例如隔壁，特别是孔的周围等)施加电压。该情况下，优选将施加电压的部分与真空容器4的箱体部等之间经由绝缘物(未图示)等绝缘。
[0068]
此外，真空室的数量只要为1以上即可，有时比图3多，有时比图3少。真空室16、17、18分别通过真空泵21、22、23被排气，分别保持不同的真空度。例如，分别保持数百pa左右、数pa左右、0.1pa以下左右。
[0069]
在真空室17内配置有使离子一边汇聚一边透过的离子输送部24。能够在离子输送部24使用多极电极、静电透镜等。配置离子输送部24的场所不限于真空室17内，也可以配置于真空室16、真空室18等其它真空室。从电源9向离子输送部24除了高频电压、直流电压、交流电压等、还施加将它们进行了组合的电压等。
[0070]
质量分析部3例如具备离子分析部25及检测器26。进行离子的分离、分解的离子分析部25除了离子阱、四极过滤电极、碰撞单元、飞行时间型质量分析仪(tof)等，还能够使用将它们进行了组合的结构。
[0071]
通过了离子分析部25的离子被检测器26检测。检测器26能够使用电子倍增管、多通道板(mcp)等。由检测器26检测到的离子被转换成电信号等。
[0072]
质量分析仪1具备控制部10。来自检测器26的电信号传递到控制部10，控制部10能够详细分析离子的质量、强度等信息。
[0073]
控制部10可以使用公知的计算机构成，可以具备例如运算单元及存储单元。运算单元包括例如处理器，存储单元包括例如半导体存储器及磁盘。
[0074]
控制部10还可以具备输入/输出部。输入/输出部受理来自使用者的指示输入，并输出用以进行电压等的控制的控制信号。在控制部10的存储单元可以存储有程序，可以通过构成控制部10的计算机的运算单元执行该程序而使计算机实现作为控制部10的功能。
[0075]
从电源9向质量分析部3供给的电压除了高频电压、直流电压、交流电压等外，还能够使用将它们进行了组合的电压等。
[0076]
接下来，对作为实施例1的离子源2的特征之一的配管与毛细管的直接连接方式进行说明。图4表示实施例1的离子源2的离子生成部5的结构。
[0077]
图4的离子生成部5具备保持配管11的配管保持部27、毛细管12、保持毛细管12的毛细管保持部28。配管保持部27、毛细管12以及毛细管保持部28能够容易地组装及分解。以下，通过图5对各个要素进行说明。此外，图3中用虚线表示配管11及毛细管12的内部空洞，但图4以后省略这些内部空洞的图示。
[0078]
图5(a)表示配管保持部27。配管保持部27具备配管固定部29、螺母部30以及压缩弹簧31。通过压缩弹簧31，配管固定部29相对于螺母部30向下方向(即朝向毛细管保持部28)被施力。此外，图5(a)是压缩弹簧31完全伸长的状态的例，当配管保持部27及毛细管保
持部28彼此组装时，压缩弹簧31被压缩。此外，在本实施例中，配管保持部27具备压缩弹簧31，但也可以取而代之，或者在此基础上，毛细管保持部28具备压缩弹簧。
[0079]
配管11被固定于配管固定部29。配管固定部29与配管11的固定能够通过粘接、铆接等各种固定单元实现。
[0080]
配管固定部29和螺母部30经由压缩弹簧31组装，但优选具有限位件32，以使配管固定部29不会因压缩弹簧31的弹力而飞出。作为限位件32，不限于图5(a)那样的台阶，也能够使用止动环、销等各种机构。螺母部30在内侧具有内螺纹部33。
[0081]
在配管保持部27固定有配管11。配管11在下游侧具有下游端面34(配管下游端面)。下游端面34形成为可以进行面密封的构造。特别时，为了提高面密封的精度，优选在下游端面34以降低面粗糙度的方式进行加工。
[0082]
图5(b)表示毛细管12。毛细管12具备外径较小的小径部12a和比小径部12a外径大的大径部12b。小径部12a的外径例如能够设为1mm左右以下或1mm以下，大径部12b的外径例如能够设为1mm左右以上或1mm以上。
[0083]
小径部12a例如由具有第一外径的小径部件35构成。大径部12b例如由具有比第一外径大的第二外径的大径部件36构成。毛细管12在上游侧(图5(b)中的上侧)具有大径部件36。大径部件36在内部具有圆筒状的贯通空洞，在贯通空洞插通并固定有小径部件35。
[0084]
小径部件35和大径部件36优选为一体化的结构，作为一体化的方法，能够使用各种焊接、各种粘接等各种方式。作为焊接的一例，在利用钎焊方式的情况下，优选向大径部件36的内周插通小径部件35，向大径部件36的部件的内周面与小径部件35的外周面的间隙部分流入焊料进行焊接。这样，小径部件35遍及毛细管12的全长延伸，因此毛细管12的内径能够均匀化。
[0085]
毛细管12的内径基于试样溶液的流量等条件，例如，能够设为1mm左右以下或1mm以下。
[0086]
毛细管12在上游侧具有毛细管上游侧端面。在本实施例中，如图5(b)等所示，毛细管上游侧端面由大径部12b的上游侧端面37形成。上游侧端面37形成为能够进行面密封的构造。特别是，为了提高面密封的精度，优选上游侧端面37以降低面粗糙度的方式被加工。
[0087]
如上所述，通过将大径部件36的外径设为1mm左右以上或1mm以上，能够确保毛细管12的插拔等的处理容易度、上游侧端面37的面密封范围。
[0088]
大径部件36在与上游侧端面37相反的一侧(下游侧)具有下游侧面38作为下游侧的面。下游侧面38构成大径部的下游侧的面(大径部下游侧面)。
[0089]
另外，在毛细管12的下游端13形成有毛细管12的下游侧端面。上游侧端面37的外径比下游端13的外径大。
[0090]
图5(c)表示毛细管保持部28。毛细管保持部28具有毛细管12的小径部件35插入的孔39。孔39构成为能够使毛细管12的下游端13通过。在孔39的上游侧入口具有锥形部40，从而能够将毛细管12的下游端13从上游侧顺滑地插入(但是，也可以采用不具备锥形部40的结构)。
[0091]
毛细管保持部28具有与下游侧面38对置的设置面41。设置面41构成为能够设置大径部件36的下游侧面38。另外，毛细管保持部28具有外螺纹部42。此外，根据本实施例，在更换毛细管12时，无需将毛细管保持部28从离子源腔6等箱体部分卸下。
[0092]
接下来，对毛细管12的更换作业中的安装工序进行说明。在安装工序中，首先将毛细管12的小径部件35的下游端13从上游侧插入毛细管保持部28的孔39，使下游侧面38抵接于设置面41(图6的状态)。
[0093]
然后，相对于图6的状态的结构的毛细管保持部28的外螺纹部42，螺纹结合配管保持部27的内螺纹部33。螺纹结合中，使螺母部30相对于毛细管保持部28旋转。
[0094]
当使螺母部30旋转((例如)在右螺旋的情况下为顺时针)时，螺母部30的内周下端面30a靠近毛细管保持部28的设置面41，最终两者抵接，成为不能将螺母部30进一步旋转的状态(图4的状态)。也就是，内螺纹部33和外螺纹部42为结合配管保持部27和毛细管保持部28的结合单元。
[0095]
这样，在本实施例中，螺母部30的内周下端面30a作为配管保持部27的定位面发挥功能，毛细管保持部28的设置面41作为毛细管保持部28的定位面发挥功能。通过接合这些定位面，配管保持部27及毛细管保持部28彼此被定位并固定。
[0096]
另外，在本实施例中，毛细管保持部28及配管保持部27经由直动机构结合，特别地，直动机构是螺纹结合机构。
[0097]
通过压缩弹簧31，毛细管保持部28及配管固定部29朝向彼此被施力地结合。由此，配管11的下游端面34和毛细管12的上游侧端面37接。当进一步地使螺母部30旋转，则在配管11的下游端面34和毛细管12的上游侧端面37接触的状态下，压缩弹簧31的长度逐渐被压缩，配管11和毛细管12朝向彼此被挤压。由此，在配管11与毛细管12之间产生密封力。
[0098]
这样，毛细管保持部28及配管保持部27配置成，通过使大径部件36的上游侧端面37和配管11的下游端面34接触而使毛细管12和配管11连接。
[0099]
当进一步地旋转螺母部30时，螺母部30的内周下端面30a抵接于毛细管保持部28的设置面41，该时刻，无法将螺母部30进一步旋转。在此，压缩弹簧31压缩的长度为由螺母部30的形状等决定的恒定的长度，因此压缩弹簧31产生的密封力恒定。因此，每当为了配管11或毛细管12的更换等而产生的组装作业时，能够在配管11的下游端面34与毛细管12的上游侧端面37之间每次赋予相同的密封力(高的密封再现性)。
[0100]
在非专利文献1记载的现有的离子源(图2)中，连接器115、推压螺钉122的紧固作业的结果依赖于作业者的熟练度。例如，由于通过扳手等工具、手动紧固螺栓等进行，因此存在产生泄漏、因过紧而部件破损的担忧。与之相对，本实施例的离子源不管作业者的熟练度如何，通过使螺母部30旋转到无法进一步旋转的位置，由此能够实现恒定的定位。
[0101]
另外，在非专利文献1记载的现有的离子源(图2)中，需要一边将配管111、毛细管112挤压到连接器114一边进行连接器115、推压螺钉122的紧固，因此，毛细管112的长边方向的固定位置无法再现，下游端113与导入电极107的孔108的位置关系产生偏差，可能成为使分析灵敏度的再现性降低的要因。
[0102]
与之相对，根据本实施例的离子源，螺母部30的内周下端面30a和毛细管保持部28的设置面41抵接，因此毛细管12的下游端13的位置z1(参照图4，例如，毛细管12的轴向上的从下游端13到导入电极7的孔8的中心的距离)每次相同(高的组装再现性)。由此，分析灵敏度的偏差也变小(高的分析再现性)。另外，配管11的下游端面34和毛细管12的上游侧端面37直接接触，因此没有死区体积。因此，例如试样溶液的更替时间缩短，延期也能够降低(高的分析稳定性)。
[0103]
关于毛细管12的更换作业中的卸下工序，基本上反向进行上述顺序，因此省略说明。根据以上，本结构下的毛细管12的更换仅通过配管保持部27的安装(或卸下)、毛细管12的安装(或卸下)这两个工序，无需将离子生成部5从离子源腔6等箱体部分卸下(良好的维护性)。
[0104]
一般而言，离子源中的毛细管的内径非常小，因此根据试样溶液的种类、使用条件等，需要频繁更换毛细管。在这点上，非专利文献1记载的现有的离子源中，更换作业复杂，而且组装再现性也低下。若使用图2大致地说明现有结构的实际的更换顺序，则首先在将连接器115松动并卸下配管111后，将离子生成部105从离子源腔106等箱体部分抽出。然后，将推压螺钉122松动，卸下毛细管112。安装新品毛细管112的作业基本上与上述作业相反。与这样复杂的工序相比，本实施例的离子源能够通过更简易的工序进行毛细管12的更换。
[0105]
在本实施例中说明了在毛细管保持部28具有外螺纹部42，在配管保持部27具有内螺纹部33的结构，但也可以颠倒。
[0106]
另外，在本实施例中，对如下结构进行了说明，即，螺母部30的内周下端面30a和毛细管保持部28的设置面41作为定位面发挥作用，通过它们的抵接，实现密封力、位置的再现性，但是，也可以将其它部分作为定位面，也可以使用其它部件利用定位面以外的结构限制密封力、位置。例如，也可以构成为，螺母部30可以旋转至螺母部30的外周下端面30b与毛细管保持部28的外螺纹部42的下端面抵接，在它们抵接的时刻，成为螺母部30无法进一步旋转的状态。
[0107]
另外，在本实施例中，对使用了螺母部30的基于螺纹旋转带来的直进运动的结合单元进行了说明。根据这样的结构，能够使结构简单，但结合单元也能够使用其它机构实现。可以是手动，也可以是自动。也能够使用杆机构、凸轮机构、曲柄齿轮机构、滑块机构、活塞机构等各种直动机构。另外，若使用直动机构，则结构简单，但也可以使用直动机构以外的机构。
[0108]
另外，在本实施例中，对利用了利便性高的压缩弹簧31的弹力的结构进行了说明，但只要是能够通过压缩量定义载荷，也可以使用其它弹性体。例如，若能够利用如能够管理螺纹旋转的扭矩量(也就是密封力)的系统，则也能够采用不使用压缩弹簧31的结构。例如，也可以是压缩盘簧以外的压缩弹簧，也可以是拉簧，也可以是橡胶或其它弹性部件，也可以是使用多个部件构成的弹性构造。
[0109]
在以上叙述的实施例1的结构中，能够利用弹力使配管和毛细管直接接合而面密封，因此能够消除或缩小配管及毛细管的连接部分的死区体积。进一步地，能够实现高的分析稳定性、高的分析再现性、良好的维护性的离子源及质量分析仪。
[0110]
(实施例2)
[0111]
实施例2是在毛细管或配管的端面(密封面)具有树脂层的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0112]
图7表示本实施例的毛细管12的结构。图7的毛细管12具有上游侧端面37由树脂层44构成的特征。若在上游侧端面37具有树脂层44，则具有能够实现基于树脂特有的柔软度带来的高的密封性能的优点。
[0113]
另外，通过设置树脂层44，能够调整配管11与毛细管12的连接部分的劣化的进行。例如，在毛细管12容易发生堵塞等的领域，假定毛细管12的更换频率比配管11的更换频率
高。在该情况下，通过在毛细管12设置硬度比配管11的下游端面34低的树脂层44，能够使配管11侧的劣化延迟，即，能够使更换频率低的侧的部件(希望长寿命的侧的部件)耐用。
[0114]
树脂层44可以使用各种树脂，大多情况下更优选使用耐化学性优异的氟类树脂(ptfe、pctfe、pfa、fep、etfe、等)、聚醚醚酮树脂(peek)等。
[0115]
树脂层44具有孔45。使孔45的内径比配管11的内径及毛细管12的内径大，从而即使配管11和毛细管12的中心轴稍微偏离，也能够将其吸收。
[0116]
树脂层44的厚度能够设为1mm左右以下或1mm以下。树脂层44可以与大径部件36通过粘接、熔敷等一体化，也可以通过配合部的压入或铆接等固定。
[0117]
图8表示实施例2的变形例的毛细管12的结构。为了使孔45的部分处的溶液的流动顺畅，可以形成这样的结构。图8的树脂层44的孔45的特征在于，上游侧的开口部46比下游侧的开口部47大。由此能够实现顺畅的流动。
[0118]
图8的结构中，也与图7同样地能够吸收配管11和毛细管12的中心轴的偏差。而且，根据图8的结构，在配管11的内径比毛细管12的内径大的情况下，能够将各自的内周顺滑地连接。相反地，在配管11的内径比毛细管12的内径小的情况下，也可以使上游侧的开口部46比下游侧的开口部47小。
[0119]
图9表示实施例2的变形例的配管11的结构。这样，也可以由具有孔49的树脂层48构成配管11的下游端面34。
[0120]
此外，图9的配管11可以与图7的毛细管12或图8的毛细管12一起使用，也可以与实施例1的毛细管12一起使用。即，能够构成为大径部件36的上游侧端面37及配管11的下游端面34中的至少一方具有树脂层。
[0121]
在如上所述的实施例2的结构中，密封面具有树脂层，因此能够实现树脂特有的密封性能，而且能够实现可吸收中心轴偏差的离子源及质量分析仪。
[0122]
图10表述使用图7所示的结构的毛细管12和实施例1的结构的配管11进行耐压评价的结果。就配管11的结构而言，下游端面34为不锈钢，与毛细管12的接触部设为外径为1.6mm、内径为0.3mm的环形状。一方毛细管12的结构采用在上游侧端面37具有peek树脂的树脂层44的结构，为了使压力上升，封闭毛细管12的内径。
[0123]
图10表示将在该条件下向配管11以流量0.1ml/min输送溶液(水：甲醇＝1：1)时的压力按照压缩弹簧31的弹力(密封力)绘制曲线图的结果。横轴是时间，由于内径被封闭，因此压力随着时间而上升，当内压高于密封力时，产生泄漏，曲线图脱离时间－压力的直线关系。
[0124]
图11表示绘制刚要脱离前的点(压力)与压缩弹簧31的载荷的关系的曲线图的结果。根据该结果可知，通过图7的结构，作为一般的离子源，可得到充分的40mpa的耐压。此外，在图10中，为了便于图示而省略了一部分数据，图10的数据和图11的数据并非一对一地对应。
[0125]
(实施例3)
[0126]
实施例3是在毛细管保持部具有防旋转销的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0127]
图12是实施例3的离子生成部5的结构图。实施例3的离子生成部5具有在毛细管保持部28具有防旋转销50的特征。防旋转销50固定于毛细管保持部28或与毛细管保持部28一
体形成，构成为例如与毛细管12的轴平行地延伸的圆筒形状。图12示出了两个防旋转销50。
[0128]
在配管固定部29具有与防旋转销50对应的孔或槽，防旋转销50卡合于该孔或槽，因此防旋转销50向与轴不平行的方向的移动被限制。这样，防旋转销50作为防止配管11与毛细管12的相对旋转(例如，绕毛细管12的轴的相对的旋转)的防旋转机构发挥功能。防旋转销50为导向件，因此能够防止随着螺母部30的旋转动作而配管11相对于毛细管12相对旋转。
[0129]
此外，若配管11相对于毛细管12相对旋转，则作为密封面的下游端面34和上游侧端面37一边接触一边旋转，因此存在加速两者的密封面的劣化的担忧。与之相对，根据本实施例的离子生成部5，在例如更频率地更换毛细管12的情况下，通过防止防旋转销50的摩擦，能够延长配管11的寿命。
[0130]
在本实施例中，对在毛细管保持部28设有防旋转销50的结构进行了说明，但也可以在配管固定部29设置防旋转销50，也可以将与之对应的孔或槽设于毛细管保持部28。
[0131]
另外，本实施例中通过防旋转销50构成防旋转机构，但防旋转机构也可以由其它构造或部件构成，例如，也能够使用键和键槽、突起和导向槽等各种防旋转机构。
[0132]
以上所述的实施例3的结构中，通过防旋转销能够实现部件寿命长的离子源及质量分析仪。
[0133]
(实施例4)
[0134]
实施例4是使配管及毛细管的中心轴的定芯(轴整合)更容易的结构的离子源及质量分析仪。为了方便，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0135]
图13是实施例4的离子生成部5的结构图。图13的离子生成部5具有如下特征：配管固定部29在内周具有嵌合部51，毛细管12的大径部件36被该嵌合部51导向。
[0136]
配管固定部29的配管11的外径也进行导向，因此毛细管12和配管11的中心轴的定芯更容易。优选以使毛细管12相对于配管固定部29的插拔容易的方式在配管固定部29具有锥形部52。锥形部52可以是单纯的倒角等。也可以对毛细管12的大径部件36实施锥形部、倒角(该情况下为上游侧尖的外锥形形状)。
[0137]
本实施例中，对基于嵌合部51的定芯结构进行了说明，但除此之外，也可以使用销、槽、狭缝等各种定芯结构。
[0138]
在以上叙述的实施例4的结构中，能够实现配管与毛细管的定芯更容易的离子源及质量分析仪。
[0139]
(实施例5)
[0140]
实施例5是在毛细管保持部具有触针的离子源及质量分析仪。为了简单，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0141]
图14是实施例5的离子生成部5的结构图。图14的离子生成部5具有如下特征：在毛细管保持部28具有触针53。触针53是导电体，例如由铜或不锈钢等金属构成。
[0142]
在本实施例的离子生成部5中，毛细管12及毛细管保持部28也由导电体(例如金属)构成，能够在毛细管12与导入电极7之间施加电压而使用。另外，在本实施例中，配管保持部27的配管固定部29及螺母部30也有导电体(例如金属)构成。这样，即，在本实施例中，配管保持部27及毛细管保持部28均具备导电部件。这样的使用方式一般用于esi离子源。
[0143]
在图14的结构中，也经由毛细管保持部28对毛细管12施加电压。从电源54经由配
线55向毛细管保持部28部施加电压。毛细管12接触毛细管保持部28，因此对毛细管12也施加电压。
[0144]
导入到毛细管12的试样溶液通过从电源54施加的电压而离子化，从下游端13以雾状喷出(静电喷雾)。电源54的电压施加的计时及电压值由控制部10控制。向毛细管12施加的电压的值对导入电极7在例如绝对值为1kv～10kv的范围内。
[0145]
此外，在生成正离子的情况下，在毛细管12对导入电极7施加 1kv～ 10kv的电压。在生成负离子的情况下，在毛细管12对导入电极7施加－1kv～－10kv的电压。试样溶液的流量依赖于毛细管12的内径，例如，设定在1nl/分～1ml/分的范围内。
[0146]
这里，为了比较，在图14中假定省略了触针53的结构。配管固定部29和毛细管12未互相直接接触，因此在这样的结构中，有时因电位浮动而发生问题。例如，在配管固定部29及压缩弹簧31为金属制，且配管11及螺母部30的原料为绝缘物的情况下，存在配管固定部29及压缩弹簧31的电位相对于毛细管保持部28及毛细管12的电位浮动的担忧。若具有电位上这样浮动的部件，则存在分析不稳定的可能性。
[0147]
与之相对，在本实施例中，触针53与配管固定部29及毛细管保持部28双方接触，因此配管固定部29和毛细管保持部28导通而为同电位，没有浮动的部件。
[0148]
这样，触针53作为用于使配管保持部27及毛细管保持部28各自的导电部件的电位互相相等的单元发挥功能。
[0149]
触针53可以在内部具有弹簧(未图示)等，可以构成为通过该弹簧的作用，使浮动探针部56在长边方向上出入。在安装配管保持部27时，通过内部弹簧的作用，探针部56被挤压于配管固定部29，从而配管保持部27和毛细管保持部28为同电位。
[0150]
在本实施例中，对毛细管保持部28具有触针53的结构进行了说明，也可以采用配管固定部29具有触针53的结构。除了触针53，也可以使用插入式的插口、板簧等、能够使两者成为同电位的各种结构。
[0151]
在以上叙述的实施例5的结构中，利用触针能够实现没有在电位上浮动的部件的离子源及质量分析仪。
[0152]
(实施例6)
[0153]
实施例6是毛细管保持部具有气体喷雾管的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0154]
图15是本实施例的离子生成部5的结构图。本实施例的离子生成部5具有如下特征：在毛细管保持部28具有气体喷雾管57。从气体导入口58导入的气体从配置于毛细管12的小径部件35的外侧的气体喷雾管57的开口部59以雾状喷出。图15中对毛细管保持部28和气体喷雾管57一体化的结构进行了说明，但它们也可以分别为不同的结构部件。
[0155]
在esi离子源，根据试样溶液的流量条件，有时利用喷雾气体。esi方式的离子生成原理的过程中，试样溶液的液滴反复分裂，最终成为非常微细的液滴而离子化。通过离子化的过程未充分变得微细的液滴具有中性液滴、带电液滴等。通过将它们气化或蒸发，可以提高离子化效率。为此而能够利用基于气体喷雾管57的喷雾气体。
[0156]
喷雾气体的流量能够在例如0.5～10l/min的范围内使用氮气、氩气等惰性气体。进一步地，在强化液滴的气化的情况下，也有时进一步地使用从外侧以雾状喷射加热气体(例如，800℃左右以下或800℃以下)的方式(未图示)。加热气体的流量能够在例如0.5～
50l/min的范围内同样地使用氮气、氩气等惰性气体。
[0157]
在使用喷雾气体的结构中，为了密封气体，在毛细管12的大径部件36配置密封件60。密封件60能够使用o型环、垫圈等各种结构。本实施例中对在大径部件36配置密封件60的结构进行了说明，但也可以采用在毛细管保持部28配置密封件60的结构。
[0158]
在本实施例中，如实施例1那样地，不仅毛细管12的下游端13的位置z1(图4)，毛细管12从气体喷雾管57的前端突出的突出量z2的再现性也高。
[0159]
在以上叙述的实施例6的结构汇总，通过气体喷雾管，能够实现试样溶液的气化效率高的离子源及质量分析仪。
[0160]
图16是实施例6的变形例的结构图。在该例中，在毛细管保持部28的内周形成有嵌合部61，毛细管12的大径部件36的一部分外周嵌合于嵌合部61。
[0161]
图15中，在大径部件36中的面密封的位置配置有密封件60，但在图16中，在与锥形部40对应的位置配置有密封件60(轴密封的一种)。也可以采用在与嵌合部61对应的位置配置密封件60的完全的轴密封的结构，但当如图16地采用在锥形部40的密封，则插拔毛细管12时的密封件60的摩擦阻力较小，能够使维护性良好。
[0162]
图15中压溃密封件60的力使用压缩弹簧31的弹力，相应地损失密封力。图16的结构中也发生密封力的损失，但由于是倾斜密封，因此损失比图15的结构小。
[0163]
在使用这样的轴密封方式的情况下，密封件60可以配置于毛细管保持部28而非大径部件36。但是，在这样的结构中，在毛细管12的插入部位存在密封件件，因此成为毛细管12插入时的钩挂的原因。因此，更优选在毛细管12配置密封件60。
[0164]
如图16所示，将毛细管12的长边方向(轴向)的坐标轴定义为z轴，将与z轴分别正交且两者彼此为正交关系的方向的坐标轴分别定义为x轴、y轴。特别是将图16的纸面下方向设为z轴正方向，将纸面近前方向设为y轴正方向，将纸面右方向设为z轴正方向。离子从毛细管12的下游端13朝向导入电极7进行时的方向为大致沿着x轴的方向。
[0165]
通过如图16那样具有嵌合部61，能够限制x轴方向及y轴方向上的位置，因此安装位置的再现性提高。
[0166]
接下来，对从气体喷雾管57的前端的毛细管12的突出量z2的再现性的重要性进行说明。利用图17所示的结构进行基于突出量z2的电流检测的实验。将导入电极7的孔8的中心(入口位置)的坐标定义为原点(x，y，z)＝(0，0，0)。将从原点到气体喷雾管57的前端的z轴方向距离z设为10mm，将从原点到毛细管12的轴的x轴方向距离x设为5mm。此外，将从原点到毛细管12的轴的y轴方向距离设为0mm(未特别图示)。
[0167]
实验在未供给试样溶液，也未喷射气体的状态下进行。图18表示在该条件下在气体喷雾管57及毛细管12对导入电极7施加电压5kv时，利用电流计检测流通于气体喷雾管57及毛细管12与导入电极7之间的电流值的结果。
[0168]
如图18的结果可知，根据突出量z2，检测电流值具有较大差异。电流值与电场的强度、也就是分析灵敏度相关，因此，示出了，为了得到高的分析再现性，需要突出量z2的再现性高的组装。
[0169]
接下来，叙述通过图16的结构进行耐压评价的结果。配管11的结构为，将下游端面34有peek树脂构成，将与毛细管12的接触部设为环形状，将该环形状的外径设为1.6mm，将内径设为0.8mm。
[0170]
另一方面，毛细管12的结构为，将上游侧端面37设为不锈钢制，且为了使压力上升而使毛细管12的内径封闭。图19表示绘制在该条件下向配管11以流量0.1ml/min输送溶液(水：甲醇＝1：1)时的耐压与压缩弹簧31的载荷的关系的曲线图的结果。
[0171]
图19中通过密封件60的有无进行了比较。与具有密封件60的结构的实验结果(“有o型环”)，在没有密封件60的结构的实验结果(“无o型环”)中，通过小的载荷得到高的耐压。根据该结构，能够判断为，如上述地，由于需要压溃密封件60的力，弹力损失。
[0172]
本实验中，密封件60使用o型环(内径3mm、线径1mm)，锥形部40的角度为30度，o型环的压缩量为15％(即，将用于配置o型环的槽的深度设o型环的线径的85％)。在以相同的压缩量采用图15的面密封的情况下，用于压溃o型环的力需要沿斜方向，因此需要例如约四倍的压缩力，因此弹力进一步损失。
[0173]
图20表示绘制在与图19的“有o型环”相同的实验结构中在毛细管12的内径未密封，因此实际流通溶液(水：甲醇＝1：1)时的流量产生的平均压力的曲线图的结果。
[0174]
该实验在将毛细管12的长度设为168mm、将内径设为0.1mm的条件下进行。根据回收并测定从毛细管12的下游端13实际流出的溶液的实测液量与根据设定流量及通液时间算出的溶液量的理论值(算出液量)的比率(实测液量/算出液量)绘制曲线图。如图20所示，流量与压力的直线性良好。另外，溶液量的实测值和理论值维持非常接近1的值，能够确认，没有溶液的泄漏。
[0175]
(实施例7)
[0176]
实施例7是毛细管保持部由二重构造构成的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0177]
图21是实施例7的离子生成部的结构图。本实施例中，离子生成部5的毛细管保持部28的特征在于，内部为二重构造。例如，毛细管保持部28具备外侧部件28a及内侧部件28b。通过内侧部件28b，能够实现从毛细管12的插入路径不能直接看到气体导入口58的构造。即，通过内侧部件28b，孔39和气体导入口58被隔开，毛细管12插入时不接触气体导入口58或其周边。
[0178]
由此，能够防止在将毛细管12插入孔39时，挂到气体导入口58。这样的二重构造，经由内侧部件28b的外周的空间63使气体导入口58和气体喷雾管57的内部空洞连通，因此能够实现气体流动的构造。
[0179]
通过空间63将孔39与气体喷雾管57的内径隔开，但通过在气体喷雾管57的内径的上游侧入口设置具有比孔39大的开口部64的锥形部65，能够将毛细管12顺畅地插入。
[0180]
在本实施例中，对图21的结构进行了说明，但只要是从毛细管12的插入路径不能直接看到气体导入口58的结构(即，毛细管12插入时不接触气体导入口58或其周边的结构)，具体的结构就不限于图21。
[0181]
通过以上叙述的实施例7的结构，能够实现能够将毛细管顺畅地插入的离子源及质量分析仪。
[0182]
(实施例8)
[0183]
实施例8是毛细管保持部的设置面由锥形面构成的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0184]
图22是实施例8的离子生成部5的结构图。图22(a)表示在毛细管保持部28安装毛
细管12的状态，图22(b)表示毛细管12的结构，图22(c)表示毛细管保持部28的结构。
[0185]
如图22所示，本实施例的离子生成部5的特征在于，毛细管保持部28的设置面41由锥形部40构成。与之相应地，毛细管12的下游侧面38也成为锥形形状。
[0186]
如图22(a)所示，通过锥形面彼此的安装，也能够限制毛细管12的z轴方向的位置，因此可得到与实施例1相同的效果(此外，坐标系的定义与图16相同)。另外，通过锥形面彼此的嵌合，也能够限制x轴方向及y轴方向的位置(即，能够使轴一致)，作为结果，能够限制xyz轴全部的位置，因此能够将部件形状简单化。
[0187]
以上叙述的实施例8的结构中，通过在锥形面的定位，能够实现可将部件形状简单化的离子源及质量分析仪。
[0188]
(实施例9)
[0189]
实施例9是在毛细管保持部具有弹簧的离子源及质量分析仪。为了便于说明，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
[0190]
图23是实施例7的离子生成部的结构图。图23的离子生成部5的特征在于，毛细管保持部28由两个部件构成(例如，具备外侧部件67及内侧部件68)，这两个部件经由压缩弹簧66而组装。
[0191]
图23的毛细管保持部28构成为外侧部件67和内侧部件68经由压缩弹簧66的状态。由此，与实施例1同样地，在使螺母部30旋转而将配管保持部27和毛细管保持部28组装时，通过压缩弹簧66的作用，能够在配管11的下游端面34与毛细管12的上游侧端面37之间施加密封力。
[0192]
毛细管保持部28被分成外侧部件67和内侧部件68，因此在本实施例中，承接螺母部30的内周下端面30a的面69和承接毛细管12的大径部件36的下游侧面38的设置面41不同。
[0193]
优选以内侧部件68不会因压缩弹簧66的弹力而向上游侧飞出的方式在外侧部件67设置限位件70。作为限位件70，除了图23的台阶，能够使用止动环、销等各种机构。
[0194]
若螺母部30的内周下端面30a与配管11的下游端面34的z轴方向的位置关系z3恒定，则毛细管12的下游端13的位置z1(参照图4)也为恒定的位置。
[0195]
另外，通过使外侧部件67的孔71的上游侧开口部72的径比内侧部件68的孔39的径大，能够顺畅地插入毛细管12。
[0196]
在本实施例中，毛细管保持部28具有包括压缩弹簧66的机构，因此无需在配管保持部27设置这样的机构，能够将配管保持部27轻量化。因此，在更换毛细管12时，实际装卸的部分被轻量化，维护性提高。
[0197]
在以上所述的实施例9的结构中，通过在毛细管保持部28具有压缩弹簧66，能够将配管保持部轻量化，因此能够实现维护性提高的离子源及质量分析仪。
[0198]
关于以上说明的各实施例的装置结构，在组合各个装置结构的特征要素的装置方式中也可得到本发明的效果。
[0199]
符号说明
[0200]
1—质量分析仪，2—离子源，5—离子生成部，11—配管，12—毛细管(12a—小径部、12b—大径部)，13—下游端(毛细管下游侧端面)，27—配管保持部，28—毛细管保持部，30—螺母部(30a—内周下端面(定位面))，31、66—压缩弹簧(弹性部件)，33—内螺纹部(直
动机构、螺纹结合机构)，37—上游侧端面(毛细管上游侧端面)，41—设置面(定位面)，42—外螺纹部(直动机构、螺纹结合机构)，44、48—树脂层，50—防旋转销(防旋转空皮)，53—触针(用于使电位相等的机构)，57—气体喷雾管。
[0201]
本说明书中引用的全部的刊行物、专利以及专利申请直接通过引用并入本说明书。