УСТРОЙСТВО ИОНИЗАЦИИ, СИСТЕМА ДЛЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ И СПОСОБ ИОНИЗАЦИИ Российский патент 2023 года по МПК H01J49/04 G01N27/622 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее раскрытие относится к устройству ионизации, системе для масс-спектрометрии и способу ионизации.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Непатентный документ 1 раскрывает источник ионов, который ионизирует аналит посредством прибора для масс-спектрометрии. Источник ионов, в котором поршень и соленоидный импульсный клапан, который имеет отличное тепловое сопротивление, объединены, выполняет коронный разряд с помощью разрядной иглы, размещенной в открытом пространстве ячейки источника ионов, чтобы ионизировать вещество, и передает ионизированное вещество прибору для масс-спектрометрии.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ДОКУМЕНТОВ

НЕПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

[0003] Непатентный документ 1: Kenzo Hiraoka, "Gas-phase Ionization Methods Originated from Penning Ionization," J. Mass Spectrom. Soc. Jpm. Vol. 65, No. 3, 2017 P107-P112 [Search November 29, 2019] Internet <URL:https://www.jstage.jst.go.jp/article/massspec/65/3/65_S17-08/_pdf>

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМА, РЕШАЕМАЯ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0004] Однако, в уровне техники, показанном в непатентном документе 1, как показано на фиг. 34, коронный разряд выполняется в открытом пространстве ячейки источника ионов, так что ионизированное вещество рассеивается в открытое пространство, и аналитическая чувствительность ионизированного вещества может быть снижена.

[0005] Настоящее раскрытие было выполнено с учетом вышеописанной проблемы и имеет целью получить устройство ионизации, которое улучшает аналитическую чувствительность ионизированного вещества.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

[0006] Согласно аспекту настоящего раскрытия устройство ионизации включает в себя секцию формирования ионов, выполненную с возможностью ионизировать аналит посредством коронного разряда; и секцию переноса, выполненную с возможностью переносить ионизированный аналит к прибору для масс-спектрометрии, секция формирования ионов и секция переноса разделяются одним электродом из пары электродов, которые генерируют коронный разряд, причем упомянутый один электрод имеет отверстие.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В соответствии с настоящим раскрытием аналитическая чувствительность для ионизированного вещества может быть улучшена.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей состояние переноса ионизированного вещества, ионизированного посредством коронного разряда в устройстве ионизации, показанном на фиг. 1, к прибору 200 для масс-спектрометрии.

Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей общую конфигурацию системы 100 для масс-спектрометрии, снабженной устройством 300 ионизации.

Фиг. 4 является видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации, предусмотренное в приборе 200 для масс-спектрометрии.

Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, показанную на фиг. 4, рассматриваемую с задней стороны.

Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, установленную на прибор 200 для масс-спектрометрии посредством петлевой конструкции открываемым/закрываемым образом, и канал 201 для впуска ионов, предусмотренный в приборе 200 для масс-спектрометрии.

Фиг. 7 является видом в перспективе, иллюстрирующим устройство 300 ионизации, предусмотренное для рамки 8.

Фиг. 8 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации.

Фиг. 9 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 1.

Фиг. 10 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в положительном направлении Y-оси.

Фиг. 11 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в отрицательном направлении X-оси.

Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 4.

Фиг. 13 является видом сбоку разрядной пластины 4, рассматриваемой с отрицательного направления X-оси.

Фиг. 14 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 2.

Фиг. 15 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 2, рассматриваемую в отрицательном направлении Y-оси.

Фиг. 16 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 5.

Фиг. 17 является схемой, изображающей боковую поверхность разрядной пластины 5, рассматриваемой в положительном направлении Y-оси.

Фиг. 18 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядный электрод 6.

Фиг. 19 является видом сбоку, иллюстрирующим разрядный электрод 6, рассматриваемый в направлении Y-оси.

Фиг. 20 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 3.

Фиг. 21 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 3, рассматриваемую в положительном направлении X-оси.

Фиг. 22 является видом в поперечном сечении, иллюстрирующим устройство 300 ионизации и рамку 8, показанную на фиг. 7, на XZ-плоскости.

Фиг. 23 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ ионизации вещества посредством прибора 200 для масс-спектрометрии.

Фиг. 24 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 2,0 кВ.

Фиг. 25 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 2,5 кВ.

Фиг. 26 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами в состоянии, когда напряжение разряда установлено на 3,0 кВ.

Фиг. 27 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами посредством устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 28 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами согласно уровню техники.

Фиг. 29 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных устройством 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 30 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных согласно уровню техники.

Фиг. 31 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива) ионизируется с помощью устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.

Фиг. 32 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива), ионизируется с помощью уровня техники.

Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей соотношение соответствия между напряжением разряда и расстоянием между электродами, которые задаются, когда процесс ионизации выполняется с помощью устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Фиг. 34 является схемой, иллюстрирующей пример устройства ионизации согласно уровню техники.

ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Далее в данном документе вариант осуществления для выполнения настоящего раскрытия будет описан со ссылкой на чертежи. В описании, показанном ниже, общая часть на каждом чертеже может быть обозначена одинаковым ссылочным номером, и ее объяснение может быть пропущено. Также, для легкости понимания, масштаб каждого элемента на каждом чертеже может отличаться от фактического масштаба. Направление X-оси, направление Y-оси и направление Z-оси представляют направление, параллельное X-оси, направление, параллельное Y-оси, и направление, параллельное Z-оси. Направление X-оси и направление Y-оси и направление Z-оси являются ортогональными друг другу. Из направлений X-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением X-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением X-оси. Из направлений Y-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением Y-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением Y-оси. Из направлений Z-оси направление, указанное стрелкой, должно быть положительным направлением Z-оси, а направление, противоположное этому направлению, должно быть отрицательным направлением Z-оси. Направление X-оси является боковым поперечным направлением, когда рассматривается спереди устройства ионизации. Направление Y-оси является направлением по высоте устройства ионизации. Направление Z-оси является направлением по глубине устройства ионизации.

[0010] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей состояние переноса ионизированного вещества посредством коронного разряда к прибору 200 для масс-спектрометрии.

На фиг. 1 и 2 30 является секцией формирования ионов, и секция (пространство) формирования ионов снабжена электродом 6 и электродом 4 для генерации коронного разряда. Разрядный электрод 4 имеет отверстие 4a и размещен так, что коронный разряд возникает между электродом 6 и концевой частью (кромкой) отверстия 4a электрода 4. Проход в отверстии 4a электрода 4 составляет секцию переноса для переноса ионизированных веществ, подлежащих измерению, к прибору 200 для масс-спектрометрии. Секция переноса может быть выполнена посредством отверстия 4a электрода и сквозного отверстия (1b) изоляционной пластины 1, которая должна быть описана позже. 201 является каналом для впуска ионов прибора 200 для масс-спектрометрии.

Ионизированный аналит (33a) принимается в аппарат для анализа из канала 201 для впуска ионов посредством всасывающего устройства (не показано), предусмотренного внутри прибора 200 для масс-спектрометрии.

[0011] Эллиптическая часть, указанная ссылочной позицией 31, представляет коронный разряд, который возникает в области, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. 33 показывает сгенерированный коронный разряд. Вещество, подлежащее измерению, 32 подается рядом с коронным разрядом по трубке 12. 700 является источником питания, который генерирует коронный разряд.

[0012] В настоящем варианте осуществления устройство ионизации снабжено электродом, который генерирует коронный разряд, и коронный разряд не возникает между устройством ионизации и частью прибора для масс-спектрометрии, как проиллюстрировано на фиг. 34, так что прибор для масс-спектрометрии не подвергается непосредственному и сильному воздействию коронного разряда, и, таким образом, коронный разряд не вызывает значительное повреждение прибора для масс-спектрометрии, ведущее к поломке или неправильной работе.

[0013] Кроме того, отверстие 4a разрядного электрода 4 и канал для впуска ионов прибора 200 для масс-спектрометрии могут быть размещены на прямой линии. Кроме того, расстояние между секцией переноса ионов и каналом для впуска ионов прибора для масс-спектрометрии может быть сокращено. Таким образом, ионизированное вещество может быть перенесено к прибору для масс-спектрометрии без рассеивания в открытое пространство, тем самым, улучшая аналитическую чувствительность ионизированного вещества.

[0014] Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей общую конфигурацию системы 100 для масс-спектрометрии, включающей в себя устройство 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Система 100 для масс-спектрометрии включает в себя прибор 200 для масс-спектрометрии, устройство 300 ионизации, рамку 8 для прикрепления устройства 300 ионизации к прибору 200 для масс-спектрометрии, газоотсасывающее устройство 400, такое как вакуумный насос, соединенный с устройством 300 ионизации, и источник 700 питания постоянного тока (DC). Источник 700 питания постоянного тока может быть, например, блоком подачи питания, установленным в приборе 200 для масс-спектрометрии, или блоком подачи питания, отличным от блока подачи питания (блоком подачи питания, независимым от прибора 200 для масс-спектрометрии).

[0015] Фиг. 4 является видом в перспективе рамки 8 и устройства 300 ионизации, которые предусмотрены в приборе 200 для масс-спектрометрии. Рамка 8 размещается перед прибором 200 для масс-спектрометрии. Передняя сторона прибора 200 для масс-спектрометрии является такой же, что и торцевая сторона прибора 200 для масс-спектрометрии в отрицательном направлении Z-оси. Рамка 8 размещается перед прибором 200 для масс-спектрометрии, например, посредством петлевой конструкции. Монтажная конструкция рамки 8 на прибор 200 для масс-спектрометрии не ограничивается петлевой конструкцией, и может быть использован винтовой зажим. На рамке 8 предусмотрен запирающий блок 9. Запирающий блок 9 навинчивается на рамку 8, например, в позиции рядом с коневой частью рамки 8 в положительном направлении X-оси в торцевой поверхности рамки 8 в отрицательном направлении Z-оси.

[0016] Фиг. 5 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, показанную на фиг. 4, рассматриваемую с задней стороны. Трубка 500, присоединенная к газоотсасывающему устройству 400, присоединяется к торцевой поверхности рамки 8 в отрицательном направлении Y-оси. Трубка 500 сообщается с вогнутой частью 8a, сформированной в тыльной поверхности рамки 8. Тыльная поверхность рамки 8 и торцевая сторона рамки 8 в положительном направлении Z-оси являются одним и тем же. Устройство 300 ионизации привинчивается на центральной части донной части 8a1 вогнутой части 8a. В устройстве 300 ионизации сформировано сквозное отверстие 1b, чтобы сообщаться с вогнутой частью 8a в рамке 8. Предусмотрено кольцевое уплотнение 14, чтобы окружать вогнутую часть 8a рамки 8.

[0017] Фиг. 6 является схемой, иллюстрирующей рамку 8, установленную на прибор 200 для масс-спектрометрии посредством петлевой конструкции открываемым/закрываемым образом, и в приборе 200 для масс-спектрометрии предусмотрен канал 201 для впуска ионов. Как показано на фиг. 6, конец канала 201 для впуска ионов предусмотрен впереди прибора 200 для масс-спектрометрии. Когда рамка 8 размещена так, чтобы покрывать канал 201 для впуска ионов, и стопор 21 закреплен к запирающему блоку 9, описанному выше, рамка 8 фиксируется к прибору 200 для масс-спектрометрии с концом канала 201 для впуска ионов, обращенным к сквозному отверстию 1b устройства 300 ионизации (см. фиг. 4). На этой стадии, когда кольцевое уплотнение 14, показанное на фиг. 6, приходит в тесное соприкосновение с передней поверхностью прибора 200 для масс-спектрометрии, между вогнутой частью 8a рамки 8 и прибором 200 для масс-спектрометрии формируется герметичное пространство.

[0018] Далее, конструкция рамки 8 и устройства 300 ионизации будет описана подробно со ссылкой на фиг. 7-22.

[0019] Фиг. 7 является видом в перспективе, иллюстрирующим устройство 300 ионизации, предусмотренное для рамки 8. Фиг. 7 показывает состояние, в котором множество компонентов, конфигурирующих рамку 8, собраны с устройством 300 ионизации. Фиг. 8 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим рамку 8 и устройство 300 ионизации. Как показано на фиг. 8, устройство 300 ионизации включает в себя изоляционную пластину 1, разрядную пластину 4, изоляционную пластину 2, разрядную пластину 5, разрядный электрод 6, изоляционную пластину 3, уплотняющую пластину 7 и трубку 12.

[0020] Изоляционная пластина 2 является первой изолирующей секцией. Разрядный электрод 6 является первым электродом, предусмотренным на изоляционной пластине 2. Изоляционная пластина 1 является второй изоляционной секцией, предусмотренной между изоляционной пластиной 2 и прибором 200 для масс-спектрометрии. Разрядная пластина 4 является вторым электродом, предусмотренным на изоляционной пластине 1 на расстоянии (например, 1,5 мм) от разрядного электрода 6 и заземленным.

[0021] Фиг. 9 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 1. Фиг. 10 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в положительном направлении Y-оси. Фиг. 11 является видом сбоку, иллюстрирующим изоляционную пластину 1, рассматриваемую в отрицательном направлении X-оси.

[0022] Изоляционная пластина 1 является изолирующим элементом, сформированным так, чтобы быть подгоняемой в вогнутую часть 8b рамки 8. Материалом изоляционной пластины 1 является, например, PTFE (политетрафторэтилен). Следует отметить, что материал изоляционной пластины 1 не ограничивается PTFE, и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF (поливинилдиенфторид), EPBR (этилен-пропилен-бутадиен каучук), SBR (стирол-бутадиен каучук) или CMC (изопреновый каучук, карбоксиметилцеллюлоза). Материал может включать в себя PP (полипропилен) или нейлоновую изоляционную смолу. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.

[0023] В изоляционной пластине 1 сформированы вогнутая часть 1a, сквозное отверстие 1b, отверстие 1c под винт, выпуклая часть 1d и множество отверстий 1e под винты.

[0024] Вогнутая часть 1a является углублением, сформированным в торцевой поверхности изоляционной пластины 1 в отрицательном направлении Z-оси. Разрядная пластина 4, показанная на фиг. 8, подгоняется в вогнутую часть 1a.

[0025] Сквозное отверстие 1b имеет функцию переноса вещества, подлежащего ионизации, к прибору 200 для масс-спектрометрии. Вещество, которое подлежит ионизации, является веществом, ионизированным в пространстве, включающем в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, через коронный разряд, возникающий между разрядным электродом 6 и разрядной пластиной 4. Пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, будет описано подробно позже.

[0026] Отверстие 1c под винт является отверстием, в которое вставляется крепежный элемент (например, винт 15, показанный на фиг. 8) для прикрепления разрядной пластины 4 к изоляционной пластине 1.

[0027] Выпуклая часть 1d сформирована на торцевой грани изоляционной пластины 1 в направлении положительной Z-оси, а также сформирована с таким размером, чтобы быть способной вставляться в отверстие 8a2 рамки 8 без какого-либо зазора.

[0028] Отверстия 1e под винты являются отверстиями, в которые множество крепежных элементов (например, винтов 15, показанных на фиг. 8) вставляются для прикрепления изоляционной пластины 1 к рамке 8.

[0029] Когда изоляционная пластина 1 прикрепляется к рамке 8, выпуклая часть 1d изоляционной пластины 1 вставляется в отверстие 8a2, и изоляционная пластина 1 вставляется в вогнутую часть 8b рамки 8. После этого изоляционная пластина 1 прикрепляется к рамке 8 посредством завинчивания множества винтов 15 через донную часть 8a1 рамки 8 в отверстия 1e под винты изоляционной пластины 1.

[0030] Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 4. Фиг. 13 является видом сбоку разрядной пластины 4, рассматриваемой с отрицательного направления X-оси. Разрядная пластина 4 является электропроводящим элементом, который вставляется в вогнутую часть 1a изоляционной пластины 1 и соединяется с отрицательным электродом, например, источника 700 питания постоянного тона, показанного на фиг. 3. Материалом разрядной пластины 4 является, например, SUS304, который является сплавом аустенитной нержавеющей стали. Материал разрядной пластины 4 не ограничивается SUS304 и может быть SUS303, сплавом ферритовой нержавеющей стали, сплавом на основе титана, алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью, железным сплавом или подобное. Ферритовый нержавеющий сплав включает в себя SUS430 или подобное. Алюминиевый сплав включает в себя A6063, A5056 или подобное. Медный сплав включает в себя хромистую медь, бериллиевую медь или подобное. Литейный чугун включает в себя серый чугун, представленный посредством FC200, шаровидный графитовый чугун, представленный посредством FCD400, или подобное. Сталь включает в себя углеродистую сталь, представленную посредством SC450, материал трубки из углеродистой стали для механической конструкции, представленный посредством STKM, или подобное. Железный сплав включает в себя хромомолибденовую сталь, представленную посредством SCM, или подобное.

Разрядная пластина 4 может быть токопроводящим материалом или непроводящим материалом, или токопроводящее покрытие может быть сформировано на поверхности разрядной пластины 4. Материал покрытия может быть, например, графитом, титановым покрытием или непроводящим материалом, смешанным с токопроводящим материалом.

[0031] В выпускной пластине 4 сформированы отверстие 4b под винт, отверстие 4c под винт и сквозное отверстие 4a.

[0032] В отверстие 4b под винт вставляется винт 15, описанный выше. Таким образом, разрядная пластина 4 прикрепляется к изоляционной пластине 1.

[0033] В отверстие 4c под винт вставляется винт для прикрепления токопроводящей клеммы, предусмотренной на конце проводки 600, присоединенной к отрицательному электроду, например, источника 700 питания постоянного тока, показанного на фиг. 3. Этот винт ввинчивается в отверстие 4c под винт в разрядной пластине 4, так что отрицательный электрод источника 700 питания постоянного тока электрически присоединяется к разрядной пластине 4.

[0034] Сквозное отверстие 4a является отверстием, которое пронизывает разрядную пластину 4 в направлении Z-оси и имеет функцию переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии. Первая толщина t1 части разрядной пластины 4, в которой сквозное отверстие 4a сформировано в направлении Z-оси, тоньше второй толщины t2 части разрядной пластины 4, в которой отверстие 4b под винт сформировано в направлении Z-оси. Первая толщина t1 равна, например, 0,8-1,2 мм, а вторая толщина t2 равна, например, 5,0-7,0 мм. Посредством конфигурирования разрядной пластины 4, как описано выше, когда разрядная пластина 4 подгоняется в вогнутую часть 1a изоляционной пластины 1, конец разрядной иглы разрядного электрода 6 может быть размещен рядом со сквозным отверстием 4a разрядной пластины 4, и пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, может быть предоставлено.

[0035] Угловая часть 4e сквозного отверстия 4a функционирует как разрядный электрод разрядной пластины 4. Угловая часть 4e является частью, где торцевая грань 4d разрядной пластины 4 в отрицательном направлении Z-оси пересекается с поверхностью 4a1 стенки, формирующей сквозное отверстие 4a.

[0036] Фиг. 14 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 2. Фиг. 15 является видом сбоку изоляционной пластины 2, рассматриваемой в отрицательном направлении Y-оси. Изоляционная пластина 2 является изолирующим элементом, прикрепленным к торцевой грани изоляционной пластины 1 в отрицательном направлении Z-оси, с тем чтобы удерживать разрядную пластину 4. Материалом изоляционной пластины 2 является, например, PTFE. Материал изоляционной пластины 2 не ограничивается PTFE и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF, EPBR, SBR или CMC. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.

[0037] В изоляционной пластине 2 cформированы вогнутая часть 2a, сквозное отверстие 2b, отверстие 2c под винт, отверстие 2f под винт, отверстие 2h под винт и сквозное отверстие 2i.

[0038] Вогнутая часть 2a является углублением, сформированным в торцевой грани 2d в отрицательном направлении Z-оси изоляционной пластины 2, с тем чтобы быть способным к размещению разрядной пластины 5 и разрядного электрода 6. Сквозное отверстие 2i сформировано в донной поверхности вогнутой части 2a в положительном направлении Z-оси, проходя от донной поверхности вогнутой части 2a до торцевой грани 2g изоляционной пластины 2 в положительном направлении Z-оси. Сквозное отверстие 2i является отверстием для вставки разрядной иглы разрядного электрода 6.

[0039] Два отверстия 2c под винты сформированы в торцевой грани 2d в отрицательном направлении Z-оси изоляционной пластины 2. Два отверстия 2c под винты размещаются порознь в направлении Y-оси, с тем чтобы удерживать вогнутую часть 2a.

[0040] Сквозное отверстие 2b сформировано для вставки трубки 12 от наклонной поверхности 2e изоляционной пластины 2 по направлению к торцевой грани 2g в положительном направлении Z-оси изоляционной пластины 2.

[0041] Трубка 12 является трубчатым элементом, созданным из керамики, например, для введения аналита посредством прибора 200 для масс-спектрометрии в пространство, включающее в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. Трубка 12 вставляется в сквозное отверстие 2b изоляционной пластины 2 через уплотняющую пластину 7, которая привинчивается на наклонную поверхность 2e изоляционной пластины 2.

[0042] Уплотняющая пластина 7 привинчивается на наклонную поверхность 2e изоляционной пластины 2 посредством завинчивания винта 20, показанного на фиг. 8, в отверстие 2f под винт наклонной поверхности 2e изоляционной пластины 2. Угол θ наклона (фиг. 15) наклонной поверхности 2e относительно пластины, параллельной торцевой поверхности 2d, предпочтительно равен 25º-35º, например, 30º.

[0043] Уплотнительное кольцо 13, показанное на фиг. 8, предпочтительно предусмотрено между уплотнительной пластиной 7 и наклонной поверхностью 2e изоляционной пластины 2. Посредством обеспечения уплотнительного кольца 13 воздухонепроницаемость между сквозным отверстием 2b изоляционной пластины 2 и трубкой 12 увеличивается.

[0044] Отверстие 2h под винт является отверстием, в которое завинчивается крепежный элемент (например, винт 15, показанный на фиг. 8) для прикрепления изоляционной пластины 2 к изоляционной пластине 2.

[0045] Фиг. 16 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядную пластину 5. Фиг. 17 является видом сбоку разрядной пластины 5, рассматриваемой в положительном направлении Y-оси. Разрядная пластина 5 является электропроводящим элементом, который вставляется в вогнутую часть 2a изоляционной пластины 2 и сформирован с таким размером, чтобы быть способным удерживать разрядную иглу разрядного электрода 6. Материалом разрядной пластины 5 является, например, SUS304. Материал разрядной пластины 5 не ограничивается SUS304 и может быть SUS303, SUS430 или вышеупомянутым алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью или железным сплавом.

[0046] В разрядной пластине 5 сформировано сквозное отверстие 5a, отверстие 5b под винт и отверстие 5c под винт.

[0047] Сквозное отверстие 5a является отверстием, которое пронизывает разрядную пластину 5 в направлении Z-оси, так что может быть вставлена разрядная игла разрядного электрода 6.

[0048] В отверстие 5b под винт вставляется винт для прикрепления токопроводящей клеммы, предусмотренной на конце проводки 600, присоединенной, например, к положительному электроду, например, источника 700 питания постоянного тока, показанного на фиг. 3. Этот винт ввинчивается в отверстие 5b под винт разрядной пластины 5, так что положительный электрод источника 700 питания постоянного тока электрически присоединяется к разрядной пластине 5. Отверстие 5c под винт является отверстием для вставки винта для прикрепления разрядной пластины 5 к изоляционной пластине 2.

[0049] Фиг. 18 является видом в перспективе, иллюстрирующим разрядный электрод 6. Фиг. 19 является видом сбоку разрядного электрода 6, рассматриваемого в направлении Y-оси. Материалом разрядного электрода 6 является, например, SUS430. Материал разрядного электрода 6 не ограничивается SUS430 и может быть SUS303, SUS304 или вышеупомянутым алюминиевым сплавом, медным сплавом, литейным чугуном, сталью, железным сплавом или подобное.

[0050] Разрядный электрод 6 включает в себя цоколь 6a и разрядную иглу 6b.

[0051] Цоколь 6a является цилиндрическим элементом, имеющим торцевую грань 6b, сформированную плоской, чтобы приводиться в соприкосновение с изоляционной пластиной 3. Разрядная игла 6b предусмотрена на торцевой грани цоколя 6a, противоположной торцевой грани 6d. Разрядная игла 6b простирается от цоколя 6a в положительном направлении Z-оси, и ее концевая часть 6c размещается обращенной к сквозному отверстию 4a разрядной пластины 4. Область рядом с концевой частью 6c разрядной иглы 6b имеет сужающуюся форму, и угол θ наклона области с концевой частью 6c на вершине предпочтительно равен 15º-25º и равен, например, 20º.

[0052] Фиг. 20 является видом в перспективе, иллюстрирующим изоляционную пластину 3. Фиг. 21 является видом сбоку изоляционной пластины 3, рассматриваемой в положительном направлении X-оси. Материалом изоляционной пластины 3 является, например, PTFE. Материал изоляционной пластины 3 не ограничивается PTFE и может быть, например, фтористым связующим, таким как PVDF, EPBR, SBR или CMC. Один тип материала может быть использован отдельно, или два или более типов материалов могут быть использованы в сочетании.

[0053] В изоляционной пластине 3 два сквозных отверстия 3a пронизывают насквозь изоляционную пластину 3 в направлении Z-оси. Изоляционная пластина 3 прикрепляется к изоляционной пластине 2 посредством вставки винтов 16, показанных на фиг. 8, в два сквозных отверстия 3a, так что торцевая грань 3b изоляционной пластины 3 в положительном направлении Z-оси приводится в соприкосновение с цоколем 6a разрядного электрода 6, и завинчивания винтов 16 в изоляционную пластину 2.

[0054] Обращаясь обратно к фиг. 8, рамка 8 включает в себя запирающий блок 9, запирающий блок 10 и позиционирующий шип 11. Что касается материала рамки 8, предпочтительно используется металл, такой как алюминий (сплав) или нержавеющая сталь, для того, чтобы предотвращать утечку электромагнитных волн, вызванную посредством коронного разряда. Кроме того, может быть использована PMMA (полиметилметакрилатная смола), имеющая высокую прозрачность, чтобы облегчать подтверждение состояния переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии. Даже когда используется такая смола, имеющая высокую прозрачность, является предпочтительным формировать прозрачную токопроводящую пленку на поверхности рамки с точки зрения предотвращения утечки электромагнитных волн. Запирающий блок 9 привинчивается к рамке 8 винтами 17. Запирающий блок 10 является элементом, конфигурирующим петлевую конструкцию, которая привинчивается к рамке 8 винтами 18. Позиционирующий шип 11 вставляется в запирающий блок 10 в направлении Y-оси.

[0055] Фиг. 22 является видом в поперечном сечении устройства 300 ионизации и рамки 8 в XZ-плоскости, показанной на фиг. 7. Пространство 30, сформированное в устройстве 300 ионизации, является пространством, которое включает в себя область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга. Объем пространства 30 равен, например, 2550 мм³, когда размер вогнутой части 1a равен 6 мм глубиной, 17 мм шириной и 25 мм длиной. Однако объем пространства 30 не ограничивается этим и может быть объемом, способным создавать количество ионизированного вещества, требуемого для анализа посредством прибора 200 для масс-спектрометрии, например, 10-4000 мм³, более предпочтительно 100-3000 мм³ и даже более предпочтительно 500-2600 мм³, в то же время обеспечивая область, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга.

[0056] Как описано выше, в настоящем варианте осуществления участок формирования ионов может быть выполнен в небольшом пространстве. Одной причиной для этого является то, что в разрядной пластине, которая является разрядным электродом, сформировано отверстие, и разрядная пластина имеет роль (функцию) разделения (стенки), которая составляет пространство. Кроме того, отверстие пространства (4a) разрядной пластины может функционировать в качестве секции переноса, которая переносит ионизированный аналит (33a), а концевая часть (кромка) отверстия разрядной пластины и разрядный электрод составляют пару электродов, так что размер устройства ионизации может быть дополнительно уменьшен.

«GP» на чертеже является расстоянием между электродами, и расстояние между электродами GP равно кратчайшему расстоянию от конца разрядного электрода 6 до разрядной пластины 4. Вогнутая часть 1a изоляционной пластины 1 и торцевая грань 2g изоляционной пластины 2 функционируют как секция формирования пространства для формирования пространства 30. Трубка 12 функционирует в качестве секции введения для введения аналита посредством прибора 200 для масс-спектрометрии в пространство 30. Пространство 30 является квазизамкнутым пространством, имеющим канал для впуска вещества, поскольку пространство 30 сообщается с внешней стороной изоляционной пластины 1 и изоляционной пластины 2 через трубку 12. Сквозное отверстие 4a, сформированное в разрядной пластине 4, и сквозное отверстие 1b изоляционной пластины 1 функционируют как секция переноса для переноса ионизированного вещества к прибору 200 для масс-спектрометрии.

[0057] Далее будет описан способ ионизации вещества посредством устройства 300 ионизации.

Фиг. 23 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ ионизации вещества посредством прибора 200 для масс-спектрометрии.

[0058] Когда газоотсасывающе устройство 400 приводится в действие (этап S1), в пространстве (секции формирования ионов) 30 создается отрицательное давление. Затем, вещество 32, подлежащее анализу посредством прибора 200 для масс-спектрометрии, вводится в пространство 30, включающее в себя область 31 (этап S2). Воздух также вводится вместе с веществом 32, которое является образцом для анализа. Газ, всасываемый с веществом 32, может быть инертным газом, таким как азот, в зависимости от типа вещества. Поскольку воздух может быть использован в качестве впускного газа в настоящем варианте осуществления, прибор не усложняется, и операционные расходы могут быть уменьшены.

[0059] Вещество 32, введенное в пространство 30, ионизируется посредством коронного разряда 33, возникающего между разрядным электродом 6 и разрядной пластиной 4 (этап S3).

[0060] Ионизированное вещество 33a, которое является веществом, ионизированным в пространстве 30, переносится к прибору 200 для масс-спектрометрии через сквозное отверстие 4a разрядной пластины 4 и сквозное отверстие 1b изоляционной пластины 1 (этап S4). Принцип транспортировки ионизированного вещества 33a к прибору 200 для масс-спектрометрии совершается посредством первоначального притяжения посредством разности потенциалов и затем втягивания посредством дифференциального давления. С притяжением посредством разности потенциалов канала 201 для впуска иона устанавливается на потенциал, противоположный знаку заряда иона ионизированного вещества 33a, так что доля ионизированного вещества 33a собирается вокруг канала 201 для впуска ионов. Дополнительно, при втягивании посредством дифференциального давления прибор 200 для масс-спектрометрии снабжается газоотсасывающим устройством (не показано), и когда газоотсасывающее устройство работает (активизировано), ионизированное вещество 33a, которое существует вокруг канала 201 для впуска ионов, захватывается внутрь прибора 200 для масс-спектрометрии.

[0061] Обращаясь теперь к фиг. 24-26, будет описана интенсивность обнаружения ионов (в последующем также называется «интенсивностью ионов») прибора 200 для масс-спектрометрии, когда используется устройство 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления.

[0062] Фиг. 24 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 2,0 кВ. Фиг. 25 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 2,5 кВ. Фиг. 26 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами с напряжением разряда, установленным на 3,0 кВ. Фиг. 24-26 показывают результаты эксперимента, в котором интенсивность ионов была измерена, когда расстояние между электродами было сокращено при постоянной скорости с 3 мм до 0 мм. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет параллельные двойные оси истекшего времени (минуты) и расстояния между электродами (мм). Вертикальная ось каждого чертежа представляет интенсивность ионов при каждом истекшем времени и при каждом расстоянии между электродами.

[0063] На каждой из фиг. 24-26 расстояние между электродами равно 3 мм до тех пор, пока не пройдет 0,5 минуты. После 0,5 минуты расстояние между электродами сокращается с постоянной скоростью. После 1,5 минуты расстояние между электродами равно 2 мм. После 2,5 минут расстояние между электродами равно 1 мм. После 3,5 минут расстояние между электродами равно 0 мм.

[0064] Как показано на фиг. 24, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться, поскольку разряд не возникает, когда напряжение разряда равно 2,0 кВ.

[0065] С другой стороны, как показано на фиг. 25 и 26, разряд возникает, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ или более, так что ионизированное вещество 33a наблюдается.

[0066] Как показано на фиг. 25, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ, интенсивность ионов начинает увеличиваться, когда расстояние между электродами сокращается до 1,5 мм (2,0 минуты). В интервале расстояния между электродами от 1,3 мм до 0,6 мм (2,2 минуты до 2,9 минуты) интенсивность ионов сохраняет первое значение (около 0,6 × 10⁷). Когда расстояние между электродами сокращается до 0,6 мм или менее, интенсивность ионов начинает уменьшаться от первого значения. Когда расстояние между электродами меньше или равно 0,4 мм (3,1 минуты), интенсивность ионов сохраняет второе значение (около 0,2 × 10⁷). Другими словами, когда расстояние между электродами меньше 0,5 мм, интенсивность ионов является относительно низкой, но может быть обнаружена до некоторой степени и может наблюдаться. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,5 мм, интенсивность ионов является относительно высокой. Когда расстояние между электродами равно 1,5 мм или более, интенсивность ионов не может наблюдаться.

[0067] Как показано на фиг. 26, когда напряжение разряда равно 3,0 кВ, интенсивность ионов начинает увеличиваться, когда расстояние между электродами сокращается до 2,6 мм (0,9 минуты). Интенсивность ионов сохраняет первое значение (около 0,4 × 10⁷) в интервале расстояния между электродами от 2,4 мм до 1,3 мм (0,9 минуты до 2,2 минуты). В интервале расстояния между электродами от 1,3 мм до 0,5 мм (2,2 минуты до 3,0 минут) интенсивность ионов увеличивается до второго значения (около 0,6 × 10⁷), чтобы поддерживать это значение. Когда расстояние между электродами сокращается до 0,5 мм или менее, интенсивность ионов начинает уменьшаться от второго значения. Когда расстояние между электродами меньше или равно 0,3 мм (3,2 минуты), интенсивность ионов сохраняет третье значение (около 0,2 × 10⁷). Другими словами, когда расстояние между электродами меньше 0,5 мм, интенсивность ионов является относительно низкой, но может быть обнаружена до некоторой степени и может наблюдаться. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,3 мм, интенсивность ионов становится максимальным значением. Когда расстояние между электродами находится в диапазоне от 1,3 мм до 2,6 мм, интенсивность ионов является относительно высоким значением, но ниже максимального значения. Когда расстояние между электродами равно 2,6 мм или более, интенсивность ионов не может наблюдаться.

[0068] Сравнение интенсивности обнаружения ионов при напряжении разряда 2,5 кВ с интенсивностью обнаружения ионов при напряжении разряда 3,0 кВ, интенсивности обнаружения ионов, когда расстояние между электродами равно 2,0 мм (истекшее время: 1,5 минуты) при 3,0 кВ найдено более высоким, чем при 2,5 кВ. Однако, интенсивность обнаружения ионов, когда расстояние между электродами равно примерно 1,0 мм (истекшее время: около 2,5 минуты), имеет одинаковый уровень для любого напряжения разряда.

[0069] В результате, в устройстве 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления является предпочтительным, чтобы напряжение разряда было установлено на 3,0 кВ, и чтобы расстояние между электродами было установлено от 0,5 мм до 2,4 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 1,3 мм, более предпочтительно от 0,7 мм до 1,3 мм, и даже более предпочтительно от 0,9 мм до 1,1 мм. Кроме того, когда напряжение разряда устанавливается на 2,5 кВ, расстояние между электродами предпочтительно устанавливается от 0,7 мм до 1,3 мм, а более предпочтительно от 0,9 мм до 1,1 мм. Однако когда устройство 300 ионизации касается канала 201 для впуска ионов, расстояние между электродами может становиться короче вследствие смещения позиции разрядной пластины 4, и не может быть cгенеририрован коронный разряд. Следовательно, с учетом монтажного допуска устройства 300 ионизации, является более предпочтительным установка расстояния между электродами примерно в 1,5 мм (от 1,3 мм до 1,7 мм). Когда напряжение повышается слишком высоко, коронный разряд может изменяться в дуговой разряд, который не подходит для ионизации. В некоторых случаях, достаточная ионизация может быть подтверждена даже при напряжении разряда 2 кВ.

[0070] Обращаясь теперь к фиг. 27 и 28, будет описан результат сравнения устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления с уровнем техники.

[0071] Фиг. 27 является схемой, иллюстрирующей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами посредством устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 28 является схемой, показывающей изменение в интенсивности обнаружения ионов относительно расстояния между электродами согласно уровню техники. Фиг. 27 и 28 показывают результаты эксперимента, в котором была измерена интенсивность ионов, когда было зафиксировано расстояние между электродами в 1,5 мм, а напряжение разряда было изменено в 2,0 кВ, 2,5 кВ и 3,0 кВ, в таком порядке. В этом эксперименте напряжение разряда было установлено на 2,0 кВ в интервале от 0 минут до 1 минуты, 2,5 кВ в интервале от 1 минуты до 2 минут, и 3,0 кВ в интервале от 2 минут до 3 минут. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет истекшее время (минуты), а вертикальная ось представляет интенсивность обнаружения ионов.

[0072] Как показано на фиг. 27, согласно устройству 300 ионизации ионы могут быть обнаружены, когда напряжение разряда равно 2,5 кВ или более. С другой стороны, в уровне техники, как показано на фиг. 28, могут быть обнаружены только слабые ионы, даже когда прикладывается одинаковое напряжение разряда. Фиг. 28 показывает график в нормальном режиме измерения He для 400ºC в традиционном источнике ионов, прямой анализ в реальном времени (DART).

[0073] Фиг. 29 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных посредством устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Фиг. 30 является графическим представлением распределения масс ионов, сгенерированных в уровне техники. Каждый из этих чертежей является графическим представлением массы/заряда (m/z) иона. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет m/z иона. Величина «m/z» является «безразмерной величиной», полученной делением массы иона на унифицированную атомную единицу массы и затем делением на число зарядов иона. m является массой иона в атомных единицах массы u, а z является числом зарядов иона. Вертикальная ось представляет интенсивность ионов.

[0074] Когда сравниваются пики фоновых компонентов, наблюдаемых посредством устройства 300 ионизации и в уровне техники, обнаруженные пики считаются находящимися почти на одном и том же уровне, но отношения интенсивностей считаются различными.

[0075] Фиг. 31 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива) ионизируется с помощью устройства 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления. Фиг. 32 является схемой, показывающей результат измерения, когда летучее вещество, сгенерированное из образца (например, пива), ионизируется с помощью уровня техники. Горизонтальная ось каждого из этих чертежей представляет m/z иона, а вертикальная ось представляет интенсивность иона.

[0076] Согласно фиг. 31 и 32, обнаруженные компоненты являются почти одинаковыми, но интенсивность ионов посредством устройства 300 ионизации приблизительно в 10 раз больше интенсивности ионов в уровне техники. Это считается происходящим, главным образом, вследствие того факта, что расстояние от точки ионизации летучего вещества до канала 201 для впуска ионов может быть сокращено, и рассеивание ионизированного вещества 33a может сдерживаться посредством пространства 30. Расстояние от канала 201 для впуска ионов до секции генерации ионов (точки ионизации) равно, например, 5 мм.

[0077] Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей соотношение соответствия между напряжением разряда и расстоянием между электродами, которые задаются, когда процесс ионизации выполняется с помощью устройства 300 ионизации в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

[0078] Когда напряжение разряда равно 2,0 кВ, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться независимо от размера расстояния между электродами, поскольку разряд не происходит.

[0079] В случае напряжения разряда 2,5 кВ ионизированное вещество 33a может наблюдаться, когда расстояние между электродами является небольшим (например, примерно от 0,1 до 0,2 мм), когда расстояние между электродами равно 1 мм, или подобное. Однако, когда расстояние между электродами равно 2 мм, ионизированное вещество 33a является почти ненаблюдаемым. Когда расстояние между электродами равно 3 мм, ионизированное вещество 33a не может наблюдаться.

[0080] В случае напряжения разряда 3,0 кВ ионизированное вещество 33a может наблюдаться, когда расстояние между электродами является небольшим (например, примерно от 0,1 до 0,2 мм), 1 мм, 2 мм или подобное. Однако, когда расстояние между электродами равно 3 мм, ионизированное вещество 33a является почти ненаблюдаемым.

[0081] Как описано выше, согласно устройству 300 ионизации по настоящему варианту осуществления изоляционная секция предусматривается за пределами прибора 200 для масс-спектрометрии, и коронный разряд может быть сгенерирован в небольшом пространстве 30, сформированном в изоляционной секции. Следовательно, рассеивание ионизированного вещества может сдерживаться. Дополнительно, разрядная пластина 4 размещается в изоляционной пластине 1, размещенной напротив канала 201 для впуска ионов, так что область 31, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, может быть размещена рядом с каналом 201 для впуска ионов. Следовательно, расстояние от области 31 до канала 201 для впуска ионов может быть уменьшено, например, до нескольких миллиметров. Таким образом, согласно устройству 300 ионизации образец, подлежащий ионизации, может быть ионизирован без рассеивания, и ионизированный образец может быть отправлен быстро к прибору 200 для масс-спектрометрии. Т.е., очень концентрированное ионизированное вещество 33a, рассеивание которого за пределы (в открытое пространство) изоляционной секции сдерживается, может быть быстро перенесено к каналу 201 для впуска ионов, в то же время сдерживая снижение концентрации. В результате, быстрота реагирования анализа и чувствительность анализа прибора 200 для масс-спектрометрии существенно улучшаются.

[0082] Дополнительно, поскольку разрядная пластина 4, размещенная в изоляционной пластине 1, заземляется, можно предохранить прибор 200 для масс-спектрометрии от обнаружения ненормального напряжения, чтобы останавливать его работу.

[0083] Дополнительно, поскольку разрядная пластина 4 размещается в вогнутой части 1a, сформированной в изоляционной пластине 1, расстояние от области 31, где разрядный электрод 6 и разрядная пластина 4 находятся напротив друг друга, до канала 201 для впуска ионов может быть дополнительно уменьшено. Соответственно, возможно дополнительно сдерживать снижение концентрации вещества, которое может быть перенесено к прибору 200 для масс-спектрометрии, в то же время, обеспечивая электрическую изоляцию с прибором 200 для масс-спектрометрии. В результате, быстрота реакции анализа и чувствительность анализа прибора 200 для масс-спектрометрии дополнительно улучшаются по сравнению со случаем, когда изоляционная пластина 1 не снабжается вогнутой частью 1a.

[0084] Кроме того, поскольку разрядная пластина (электрод с потенциалом земли) 4 предусмотрена непосредственно перед каналом 201 для впуска ионов прибора для масс-спектрометрии, даже если дуговой разряд возникает между электродами вследствие приложения чрезмерного напряжения, например, ток не протекает через сам прибор для масс-спектрометрии. Следовательно, это не ведет к отказу прибора для масс-спектрометрии, и может быть обеспечена безопасность. Кроме того, в зависимости от прибора для масс-спектрометрии, часть для впуска ионов (канал для впуска ионов) может удерживаться при высоком напряжении, и может потребоваться регулировка напряжения самого источника ионов. Однако, источник ионов согласно настоящему варианту осуществления не требует регулировки напряжения относительно слоя масс-спектрометрии.

[0085] Дополнительно, в устройстве 300 ионизации согласно настоящему варианту осуществления воздух вводится в пространство 30 вместе с веществом 32, служащим в качестве образца для анализа, без использования газа-носителя (инертного газа, такого как гелий), как в уровне техники, так что может быть легко получено ионизированное вещество 33a.

[0086] Вышеописанная конфигурация также облегчает управление величиной выборки (величиной всасывания) в пространство 30 и облегчает анализ посредством прибора 200 для масс-спектрометрии.

[0087] Согласно вышеописанной конфигурации ионизированное вещество может быть легко сформировано даже при нормальной температуре и/или атмосферном давлении. В уровне техники, например, предусмотрен нагреватель, чтобы предохранять ионизированное вещество от приклеивания к Ni-капилляру ячейки источника ионов. С другой стороны, ионизирующее устройство 300 согласно настоящему варианту осуществления не требует нагревателя. Как результат, конфигурация системы 100 для масс-спектрометрии может быть упрощена, чтобы улучшить надежность системы и уменьшить стоимость конструирования системы.

[0088] Согласно вышеописанной конфигурации образец может быть непосредственно проанализирован без распыления образца как в уровне техники.

[0089] В настоящем варианте осуществления коронный разряд выполняется посредством источника 700 питания постоянного тока (коронный разряд постоянного тока). Однако, коронный разряд может выполняться посредством источника питания переменного тока (коронный разряд переменного тока) вместо источника 700 питания постоянного тока. Когда используется источник 700 питания постоянного тока, может быть совместно использован источник питания прибора 200 для масс-спектрометрии, и конфигурация системы 100 для масс-спектрометрии упрощается, тем самым, надежность системы улучшается, и стоимость конструкции системы снижается. Кроме того, когда используется источник питания переменного тока, получается такой эффект, что в зависимости от ионизированного вещества вещество является более видимым с помощью переменного тока.

[0090] Способ ионизации согласно настоящему варианту осуществления включает в себя введение аналита посредством прибора для масс-спектрометрии в пространство, сформированное первой изоляционной секцией и второй изоляционной секцией, предусмотренное между первой изоляционной секцией и прибором для масс-спектрометрии, и включающее в себя область, где первый электрод, предусмотренный в первой изоляционной секции, и второй электрод, предусмотренный во второй изоляционной секции, находятся напротив друг друга; и ионизацию введенного вещества в пространстве посредством коронного разряда, сгенерированного между первым электродом и вторым электродом.

[0091] Конфигурация, показанная в вышеописанном варианте осуществления, является примером содержимого настоящего раскрытия и может быть объединена с другим известным уровнем техники. Также, часть конфигурации может быть опущена или изменена без отступления от сути настоящего раскрытия.

[0092] Настоящая международная заявка испрашивает приоритет по японской патентной заявке № 2020-029310, зарегистрированной 25 февраля 2020 года, полное содержимое которой включено в настоящий документ по ссылке.

Список ссылочных позиций

[0093] 1 Изоляционная пластина

1b Сквозное отверстие (секция переноса)

2 Изоляционная пластина

4 Разрядная пластина

4a Отверстие (секция переноса)

6 Разрядный электрод

12 Трубка

30 Пространство (секция формирования ионов)

31 Область

32 Вещество

33 Коронный разряд

33a Ионизированное вещество

100 Система для масс-спектрометрии

200 Прибор для масс-спектрометрии

201 Канал для впуска ионов

300 Устройство ионизации

400 Газоотсасывающее устройство.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии. Технический результат – повышение чувствительности при исследованиях. Устройство ионизации включает в себя секцию формирования ионов, выполненную с возможностью ионизировать аналит посредством коронного разряда; и секцию переноса, выполненную с возможностью переносить ионизированный аналит к прибору для масс-спектрометрии. Секция формирования ионов и секция переноса разделены одним электродом из пары электродов, которые формируют коронный разряд. Упомянутый один электрод имеет отверстие. Секция формирования ионов сформирована в виде пространства между поверхностью углубления, образованного в первой торцевой грани первой изоляционной пластины, и второй торцевой гранью второй изоляционной пластины. Первая торцевая грань прикреплена ко второй торцевой грани без зазора между ними, разрядная игла другого электрода вставляется в отверстие, предусмотренное во второй торцевой грани, один электрод предусмотрен в углублении в обращенном к другому электроду положении с расстоянием между ними. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 34 ил.

1. Устройство ионизации, содержащее:

секцию формирования ионов, выполненную с возможностью ионизировать аналит посредством коронного разряда; и

секцию переноса, выполненную с возможностью переносить ионизированный аналит к прибору для масс-спектрометрии, при этом

секция формирования ионов и секция переноса разделены одним электродом из пары электродов, которые генерируют коронный разряд, причем упомянутый один электрод имеет отверстие,

причем секция формирования ионов сформирована в виде пространства между поверхностью углубления, образованного в первой торцевой грани первой изоляционной пластины, и второй торцевой гранью второй изоляционной пластины, причем первая торцевая грань прикреплена ко второй торцевой грани без зазора между ними, разрядная игла другого электрода вставляется в отверстие, предусмотренное во второй торцевой грани, упомянутый один электрод предусмотрен в упомянутом углублении в обращенном к другому электроду положении с расстоянием между ними.

2. Устройство ионизации по п. 1, при этом

отверстие и канал для впуска ионов прибора для масс-спектрометрии ионизированного аналита размещены на прямой линии.

3. Устройство ионизации по п. 1 или 2, при этом

трубка, выполненная с возможностью подавать аналит, имеет отверстие рядом с коронным разрядом.

4. Система для масс-спектрометрии, содержащая:

устройство ионизации по любому из пп. 1-3; и

прибор для масс-спектрометрии.

5. Способ ионизации для ионизации аналита в устройстве ионизации по любому из пп. 1-3, содержащий:

генерацию коронного разряда с помощью пары электродов, причем один электрод из пары электродов имеет отверстие и разделяет секцию формирования ионов, которая ионизирует аналит посредством коронного разряда, и секцию переноса, которая переносит ионизированный аналит к прибору для масс-спектрометрии; и

подачу аналита рядом с коронным разрядом и вызывание ионизации аналита.