专利名称：激光离子化质量分析中的试样导入方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及二.碌.英等的微量分析中使用的激光离子化质量分析装置的高灵敏度 检测方法及装置，特别是涉及该质量分析中的斜向(斜方)试样导入方法及装置。
背景技术：
气相色谱仪/质量分析法，在环境试样等的分析中得到广泛利用，为了提高分析 灵敏度，希望在试样的分子密度高的领域对试样分子进行离子化。图1为表示以往的激光离子化质量分析中的试样导入方法的示意图。在该图中，101表示色谱仪，102表示试样气体的导入部，103表示配置于导入部 102的喷嘴，104表示质量分析装置，105表示试样气体的离子化室，106表示试样气体，107 表示对试样气体106中的分子进行照射的离子化用激光器，108表示生成的离子。予以说明 的是，C表示生成的离子108的加速电极，D表示离子108的引出电极。这样，在以往的激光离子化质量分析中的试样导入方法(参照下述专利文献1) 中，将从色谱仪101溶出的试样通过与导入部102直交地配置的喷嘴103而导入质量分析 装置104。在该质量分析装置104中，在离子化室105中，使对喷嘴103附近的分子密度高 的试样气体106中的分子照射离子化用激光器107后而生成的离子108飞行。但是，由于 喷出试样气体的轴与生成的离子108飞行而被检测的轴一致地构成，因此在试样气体106 的分子的密度高的领域，试样气体106中的原子 分子与生成的离子108碰撞的概率变高。 因此，存在离子的行进速度具有分布、进而质量分辨率降低至100左右这样的问题。专利文献1 专利第3571215号公报
发明内容
如上所述，在以往的试样导入方法中，现状是，不降低质量分辨率地提高了分析灵 敏度的激光离子化质量分析没有实现。本发明，鉴于上述状况，目的在于提供激光离子化质量分析中的试样导入方法和 装置，所述试样导入方法可相对于喷出试样气体的轴使生成的离子飞行而进行检测的轴以 斜的方向交叉，使试样气体中的原子、分子与离子的碰撞减少，抑制质量分辨率的降低。
图1为表示以往的激光离子化质量分析中的试样导入方法的示意图。图2为表示本发明的实施例的激光离子化质量分析中的斜向试样导入部的示意 图。图3为使用表示本发明的激光离子化质量分析中的斜向试样导入装置的质量分 析结果的图。图4为表示本发明的实施例的使用斜向试样导入装置的激光离子化质量分析装 置的整体图。
图5为表示驱动多台使用了表示本发明的实施例的斜向试样导入装置的激光离 子化质量分析装置的例子的图。图6为表示成为利用本发明的质量分析的对象的二鴻英化合物的一个例子的图。
具体实施例方式[1]本发明的激光离子化质量分析中的试样导入方法，使通过离子化用激光器 (7)生成的离子⑶飞行而检测出的轴⑶相对于喷出试样气体(6)的轴㈧以斜的方向 交叉，使上述离子(8)与上述试样气体(6)中的原子 分子的碰撞减少，抑制质量分辨率的 降低。[2]本发明的激光离子化质量分析中的试样导入装置，具备将从色谱仪(1)溶出 的试样导入的导入部O)、在该导入部O)以斜的方向将角度倾斜而配置的喷嘴(3)、从该 喷嘴(3)将试样导入的离子化室(5)、对该离子化室(5)中的试样气体(6)进行照射的离子 化用激光器(7)、通过上述离子化用激光器(7)对上述试样气体(6)中的分子的照射而生 成的离子(8)、使该离子(8)飞行的加速电极(C)和引出电极(D)，使通过离子化用激光器 (7)生成的离子⑶飞行而检则出的轴⑶相对于喷出上述试样气体(6)的轴㈧以斜的 方向交叉地构成。实施例以下对本发明的实施方式详细进行说明。图2为表示本发明的实施例的激光离子化质量分析中的斜向试样导入装置的示 意图。在该图中，1为色谱仪，2为试样气体的导入部，3为在导入部2以斜的方向配置的 喷嘴，4为质量分析装置，5为试样气体的离子化室，6为从喷嘴3导入到质量分析装置4的 离子化室5中的试样气体，7为对试样气体6中的分子进行照射的离子化用激光器，8为生 成的离子。需要说明的是，C表示生成的离子8的加速电极，D为离子8的引出电极。因此，将从色谱仪1溶出的试样通过在导入部2以斜的方向配置的喷嘴3，导入质 量分析装置4的离子化室5中。在该质量分析装置4中，在离子化室5中，通过对试样气体 6中的分子照射离子化用激光器7而生成离子8。此时，通过将喷嘴3以斜的方向配置于导 入部2，喷出试样气体6的轴A和使生成的离子飞行而检测出的轴B以斜的方向交叉，因此 可减少试样气体6中的原子、分子与生成的离子8的碰撞。由此可抑制质量分辨率的降低。图3为表示使用了本发明的激光离子化质量分析中的斜向试样导入装置的质量 分析结果的图。在该图中，横轴为飞行时间(相当于质量)，纵轴为信号强度。该图表示 氯苯(C6H5Cl)的质量光谱，左端的峰A表示12C61H535Cl的同位素，从左起的第2个峰B表示 13C12C51H535Cl的同位素，从左起的第3个峰C表示UC61H537Cl的同位素，从左起的第4个峰D 表示13C12C51H537Cl的同位素。这些峰的间隔仅仅1个质量数不同。如果由该图求出峰半值 宽度(Am)、计算分辨率(m/Am)，则获得1500的值。即，可将质量分辨率提高到1500。由 于在以往的激光离子化质量分析中的试样导入装置的情况下质量分辨率为100左右，因此 根据本发明，质量分辨率得到大幅度地提高。图4为使用了表示本发明的实施例的斜向试样导入装置的激光离子化质量分析 装置的整体图。
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在该图中，11为试样的自动注入装置，12为气相色谱仪(GC)，13为喷嘴，14为飞行 时间型质量分析装置(TOF-MS)，15为检测离子的检测器，16为离子化用激光器，17为反射 镜，18为离子化用激光器16的导入部，19为个人计算机，20为示波器。虽然在图中没有示出，但如上所述，为了使试样气体中的原子 分子与生成的离子 的碰撞减少，喷嘴13相对飞行时间型质量分析装置14以斜的方向将角度倾斜而配置。导入 飞行时间型质量分析装置14内的试样气体中的分子被离子化用激光器16照射而离子化。 生成的离子用检测器15检测，通过个人计算机19、示波器20，如图3所示进行质量分析。图5为表示驱动多台使用了表示本发明的实施例的斜向试样导入装置的激光离 子化质量分析装置的例子的图。即使在此处，虽然在图中没有示出，但喷嘴13相对于飞行 时间型质量分析装置14以斜的方向将角度倾斜而配置。此处，使用了图4所示的斜向试样导入装置的激光离子化质量分析装置31、32、 33,34以4台一组地构成。作为离子化用激光器，配置飞秒激光器35，从该飞秒激光器35 介由各自的反射镜36、37、38、39同时对飞行时间型质量分析装置31A、32A、33A、34A内的试 样气体照射地构成。这样，通过驱动多台使用了斜向试样导入装置的激光离子化质量分析装置，可同 时进行许多的质量分析。此处，对于作为通过本发明而进行质量分析的试样的一个例子的二.喊英进行说明。图6为表示作为质量分析对象的二.喊英化合物的一个例子的图，在图6 (a)中示出 2,3,7,8-四氯二苯并对二.喊英，而在图6(b)中示出2，3，4，7，8-五氯二苯并呋喃。所谓二.碟英，为属于毒性非常强的氯代芳香族烃的化合物，也称为人类产生的最 强的毒物。作为亲脂性的污染物质，出现在农药等许多的化学制品中。该二.碟英分子，激发寿命(励起寿命)短，但通过使用飞秒激光器作为离子化用激 光器，可使离子化效率提高。根据本发明，可实现以下的效果。(1)由于为使生成的离子飞行而检测的轴相对于喷出试样气体的轴进行交叉了的 斜向试样导入装置，因此可使试样气体中的原子 分子与生成的离子的碰撞减少、抑制质量 分辨率的降低。(2)由于在分子的离子化中使用激光多光子离子化法，因此可仅仅选择吸收激光 的分子来进行检测。即，在电子冲击法中对全部的原子和分子进行离子化，但通过使用离子 化用激光器，可仅仅选择吸收激光的分子来进行离子化。另外，通过使离子化用激光器为波 长可变激光器，可通过激光器的波长变换对于特定的二碌分子提高离子化放率。(3)通过使离子化用激光器为飞秒激光器，可提高激发寿命短的二.喊英分子的离 子化效率。(4)通过采用气相色谱仪/质量分析法，可与以往同样地进行高灵敏度·高精 度·高可靠性的质量分析。另外，可对决定相对毒性值(TEQ)的有害的异构体直接进行分析。(5)由于使用飞行时间型质量分析装置，因此可经常对全部的同位素进行监视，在 具有其它分子的妨碍的情况下，可准确地对其进行评价。
予以说明的是，本发明并不限于上述实施例，可基于本发明的主旨进行各种变型， 而不将它们从本发明的范围中排除。产业上的可利用性本发明的激光离子化质量分析中的试样导入方法及装置，可以作为对大气、土壤 中的污染物质即二碌英等高灵敏度·高精度地进行质量分析的工具进行利用。
权利要求
1.一种激光离子化质量分析中的试样导入方法，其特征在于，以使通过离子化用激光 器生成的离子飞行而检测的轴相对于喷出试样气体的轴以斜的方向交叉，减少上述离子与 上述试样气体中的原子·分子的碰撞，抑制质量分辨率的降低。
2.根据权利要求1所述的激光离子化质量分析中的试样导入方法，其特征在于，通过 上述离子化用激光器，仅仅选择吸收该激光的分子来进行离子化。
3.根据权利要求1所述的激光离子化质量分析的试样导入方法，其特征在于，使离子 化用激光器为波长可变激光器，通过该激光器的波长变换，对于特定的二.碟英分子提高离 子化效率。
4.根据权利要求1所述的激光离子化质量分析的试样导入方法，其特征在于，上述离 子化用激光器为飞秒激光器，提高激发寿命短的二.喊ι英分子的离子化效率。
5.一种激光离子化质量分析中的试样导入装置，具备(a)将从色谱仪溶出的试样导入的导入部；(b)在导入部以斜的方向将角度倾斜而配置的喷嘴；(c)对来自该喷嘴的试样进行照射的离子化用激光器；(d)通过该离子化用激光器的照射而生成的离子；(e)使该离子飞行的加速电极和引出电极；(f)测定上述离子的质量分析装置，(g)使通过离子化用激光器生成的离子飞行而检测的轴相对于喷出上述试样气体的轴 以斜的方向进行交叉地构成。
6.根据权利要求5所述的激光离子化质量分析的试样导入装置，其特征在于，上述离 子化用激光器为波长可变激光器。
7.根据权利要求5所述的激光离子化质量分析的试样导入装置，其特征在于，上述离 子化用激光器为飞秒激光器。
全文摘要
本发明提供激光离子化质量分析中的试样导入方法，相对喷出试样气体的轴使通过离子化用激光器而生成的离子飞行来进行检测的轴以斜的方向交叉，使上述离子与上述试样气体中的原子·分子的碰撞减少，抑制质量分辨率的降低。
文档编号G01N27/64GK102124324SQ20088013073
公开日2011年7月13日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者今坂藤太郎 申请人:国立大学法人九州大学