CN110383418A

CN110383418A - 离子阱装置

Info

Publication number: CN110383418A
Application number: CN201880016430.9A
Authority: CN
Inventors: 狭间一
Original assignee: Hachitsu Corp
Current assignee: Hachitsu Corp; Shimadzu Corp
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-10-25
Anticipated expiration: 2038-03-01
Also published as: WO2018163950A1; CN110383418B; JPWO2018163950A1; JP6705553B2; KR20190121821A; EP3594992A4; US20200090921A1; US10770281B2; JP2020021744A; EP3594992A1

Abstract

将离子阱装置设为具备：离子阱(2)，其具有多个电极；矩形波电压产生部(4)，其包括用于产生直流电压的电压源(41、42)以及开关部(43、44)，通过用开关部(43、44)对由电压源(41、42)产生的直流电压进行开关动作来生成矩形波电压，并对所述多个电极中的至少一个电极施加该矩形波电压；以及开关部调温单元(9、93、94、95)，其对开关部(43、44)进行调温，使得开关部(43、44)的温度维持目标温度，该目标温度是比离子阱(2)进行动作时的开关部(43、44)的最高达到温度高且比开关部(43、44)的可动作温度的上限低的温度。由此，能够不受离子排出的时间漂移的影响、不受由分析条件的不同造成的影响地进行高精度的质量测定。

Description

离子阱装置

技术领域

本发明涉及一种通过高频电场的作用来捕捉离子或者选择离子的离子阱装置，更为详细地说，涉及一种使用矩形波电压来作为用于生成高频电场的电压的离子阱装置。

背景技术

在质谱分析装置中，离子阱用于通过高频电场的作用来捕捉并限制离子，或者挑选具有特定的质荷比(m/z)的离子，或者进一步使像这样挑选出的离子断裂。典型的离子阱是由内表面为旋转单片双曲面形状的一个环形电极、和隔着该环形电极相对地配置且内表面为旋转双片双曲面形状的一对端盖电极形成的三维四极型的离子阱，但除此以外也已知一种由平行配置的4条杆电极形成的直线型的离子阱。在本说明书中，为了方便，列举“三维四极型”为例来进行离子阱的说明。

在以往的普通的离子阱中，通常通过对环形电极施加正弦波状的高频电压来在由环形电极和端盖电极围成的空间内形成离子捕捉用的高频电场，利用该高频电场一边使离子振动一边进行限制。与此相对地，近年来开发了一种通过将矩形波电压代替正弦波状的高频电压施加于环形电极来进行离子的限制的离子阱(参照专利文献1、专利文献2、非专利文献1等)。这种离子阱通常使用具有高、低二进制的电压电平的矩形波电压，因此被称作数字离子阱(DIT)。

在以往的模拟驱动方式的离子阱中，为了产生正弦波状的高频电压而使用LC谐振器，通过使正弦波电压的振幅变化来控制能够捕捉的离子的质荷比范围。另一方面，在数字离子阱中，通过对两个直流电压高速地进行开关动作来产生矩形波状的高频电压，通过在将该矩形波电压的振幅维持固定的状态下使频率变化来控制能够捕捉的离子的质荷比范围。因而，与模拟驱动方式相比减小对环形电极施加的高电压的振幅亦可，因此能够低成本地构成高频电压产生电路。另外，还具有也能够避免在电极间发生不期望的放电这一优点。

在上述数字离子阱中，对环形电极施加的矩形波电压的电压电平一般为±几百V～±几kV，另外，其频率幅度宽泛，为几十kHz～几MHz。为了产生这种矩形波电压，高频电压产生电路构成为利用电力用MOSFET等高速的半导体开关元件在正电压与负电压之间切换(参照专利文献2、非专利文献1)。在这样的半导体开关元件(以下，简称为“开关元件”)进行开关动作时产生热，因此数字离子阱用的开关元件的温度变得相当高，该温度依赖于开关动作的频率而变高。

在使用了上述那样的离子阱的质谱分析装置中，以往一般在没有执行分析的待机状态下对环形电极施加大幅地偏离了离子捕捉时的正常的频率范围的低频(例如20kHz以下)的矩形波电压，以完全清除离子阱内残留的不期望的离子。当从这样的待机状态起开始进行分析时，对环形电极施加的矩形波电压的频率变高，因此与待机状态时相比开关元件的温度上升。随着这种温度变化，例如开关元件的接通电阻等电气特性变化，变化虽然轻微但矩形波电压的振幅变化。因此，如果在分析时矩形波电压的频率从低频被切换为高频，则矩形波电压的振幅也逐渐变化(也就是漂移)，直到开关元件的温度上升并稳定为止。

在由质谱分析装置进行的分析中，一般对一个样品重复执行离子的生成→该离子的向离子阱的导入→通过质量扫描进行的离子的排出及检测这一过程，由计算机对通过各质量扫描得到的质量分布进行累计处理，由此获得S/N高的质谱(参照专利文献3等)。在质量扫描时从离子阱排出具有某个质荷比的离子的时间依赖于矩形波电压的频率和振幅。因此，如果如上述那样由于温度变化导致矩形波电压的振幅逐渐变化，则每当重复进行质量扫描时，同一质荷比的离子排出的时间逐渐偏移。将像这样发生了偏移的质量分布进行累计的结果是，质谱的质量分辨率降低。

本申请发明人在专利文献4中提出了一种具备减轻质量扫描中的离子排出的时间漂移的功能的离子阱装置。在该文献中记载的离子阱装置中，在从一个样品的分析结束起直到下一个样品的分析开始为止的待机期间，预测接下来要执行的分析中的开关元件的达到温度，事先以维持该温度所需的频率将开关元件接通和断开。由此，能够抑制从待机状态转移到下一个分析时的开关元件的温度变化，能够减轻由该温度变化引起的离子排出的时间漂移(此外，通过在紧挨着执行下一个分析之前短时间地降低频率来完全清除离子阱内的残留离子)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2007-527002号公报

专利文献2：日本特开2008-282594号公报

专利文献3：国际公开WO2008/129850号场刊

专利文献4：日本特开2011-023167号公报

非专利文献

非专利文献1：古桥、竹下、小河、岩本、Ding、Giles、Smirnov、“デジタルイオントラップ質量分析装置の開発(数字离子阱质谱分析装置的开发)”，岛津评论，岛津评论编辑部，2006年3月31日，第62卷，第3·4号，pp.141-151

发明内容

发明要解决的问题

然而，如果分析条件(例如，设为测定对象的质荷比范围、质量分辨率等)不同，则在执行分析时从高频电压产生电路对构成离子阱的电极施加的矩形波电压的频率不同，因此，在该分析条件下重复进行质量扫描时的开关元件的达到温度也不同。

例如，设为存在重复进行500m/z～3000m/z的范围的质量扫描的测定模式A和重复进行1000m/z～5000m/z的范围的质量扫描的测定模式B。两者的设为测定对象的质荷比范围不同，因此质量扫描时的开关动作的频率范围也不同，其结果，执行分析时的开关元件的达到温度也不同(例如在测定模式A下为80℃，在测定模式B下为120℃)。如上述那样，当开关元件的温度变化时，所获得的矩形波电压的振幅变化，并且，由于在质量扫描时从离子阱排出具有某个质荷比的离子的定时不仅依赖于矩形波电压的频率还依赖于振幅，因此在测定模式A和测定模式B下，从离子阱排出相同的质荷比(例如2000m/z)的离子所需的开关动作的频率略有不同。因此，在进行精密质量测定时，需要预先进行以下操作(将该操作称为“质量校准”)：在各测定模式下测定质荷比已知的标准试样，按每个测定模式校正质谱的质荷比轴。但存在以下问题：这样的作业繁杂，用户的负担大。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种能够以不仅减轻离子排出的时间漂移的影响还减轻由分析条件的不同造成的影响的方式进行高精度的质谱分析的离子阱装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而完成的本发明所涉及的离子阱装置具有：

a)离子阱，其具有多个电极；

b)矩形波电压产生部，其包括开关部和用于产生直流电压的电压源，通过用所述开关部对由所述电压源产生的直流电压进行开关动作来生成矩形波电压，并对所述多个电极中的至少一个电极施加该矩形波电压；以及

c)开关部调温单元，其对所述开关部进行调温，使得该开关部的温度维持目标温度，该目标温度是比所述离子阱进行动作时的该开关部的最高达到温度高且比该开关部的可动作温度的上限低的温度。

在此，“离子阱进行动作时的该开关部的最高达到温度”是指在以不对开关部进行调温的状态执行了能够使用所述离子阱装置执行的各种分析条件下的质谱分析的情况下该开关元件达到的(稳定的)温度中的最高值，例如能够通过预先实际测量来求出。

在上述发明所涉及的离子阱装置中，能够将用于生成矩形波电压的开关部维持为大致固定的温度。其结果，即使在从待机状态转移到分析状态时也不会发生离子排出的时间漂移，因此即使在如上那样对一个样品重复执行质量扫描、并将通过各质量扫描得到的质量分布进行累计来生成质谱的情况下，也能够获得质量分辨率高的质谱。并且，根据本发明所涉及的离子阱装置，不会产生由分析条件的不同导致的开关部的达到温度的差，因此不按每个测定模式进行质量校准就能够实现高质量精度。

另外，上述本发明所涉及的离子阱装置中，所述开关部包括半导体开关元件，所述开关部调温单元具有：

d)散热器，其与所述半导体开关元件导热性地连接；

e)加热器，其用于对所述散热器进行加热；

f)温度传感器，其用于测定所述散热器的温度；以及

g)控制单元，其控制所述加热器，使得由所述温度传感器测定的温度接近所述目标温度。

在此，散热器“与半导体开关元件导热性地连接”除了包括散热器直接抵接于半导体开关元件的状态以外，还包括散热器经由导热性优异的构件或粘接剂或润滑剂等与半导体开关元件连接的状态。

此外，通常，离子阱装置在矩形波电压产生部(高频电压产生电路)中设置有用于产生值不同的直流电压的两个电压源、例如用于产生+1kV的直流电压的第一电压源和用于产生-1kV的直流电压的第二电压源，通过将第一开关部和第二开关部交替地接通和断开来生成矩形波电压，其中，该第一开关部用于将从第一电压源输出的电压接通和断开，该第二开关部用于将从第二电压源输出的电压接通和断开。但是，作为在普通的离子阱装置中使用的开关元件的Si-MOSFET的耐压为400V左右，因此需要通过分别利用串联连接的多个(例如3个)开关元件构成所述各开关部来分配压力。然而，在这种结构的离子阱中，当想要利用如上述那样的散热器、加热器以及温度传感器对各开关部中包括的所有开关元件进行调温时，部件数量变多，制造成本增大。

因此，本发明所涉及的离子阱中，所述矩形波电压产生部包括：

h)第一电压源，其用于产生直流电压；

i)第二电压源，其用于产生与所述第一电压源的直流电压不同的直流电压；

j)第一开关部，其用于将从所述第一电压源输出的直流电压接通和断开；以及

k)第二开关部，其用于将从所述第二电压源输出的直流电压接通和断开，所述矩形波电压产生部通过将所述第一开关部和所述第二开关部交替地接通和断开来生成所述矩形波电压，

期望所述第一开关部和所述第二开关部各自由单个半导体开关元件构成，所述单个半导体开关元件由碳化硅半导体形成。

由碳化硅(Silicon Carbide、SiC)半导体形成的开关元件与由普通的硅(Silicon、Si)半导体形成的开关元件相比耐压性优异(例如，在Si-MOSFET的情况下耐压为1200V左右)。因此，不需要如上述的普通的离子阱装置那样将多个半导体开关元件串联连接来分配电压，因此能够用单个半导体开关元件来构成各开关部。其结果，能够抑制调温所需的散热器、加热器、温度传感器的数量，能够低成本地实现。

另外，以往的散热器通常由导热性优异的铝、铁、铜等金属形成，但这些金属也是良导电体，因此存在以下问题：在安装于以高频率动作的开关元件的情况下，散热器作为天线发挥功能而发出高频噪声；当在一个散热器中安装进行接通和断开的电压不同的开关元件时，经由散热器在两个开关元件之间流动电流(虽然半导体开关元件用绝缘体包装，但当进行MHz水平的开关动作时流动电流)。

因此，期望的是，在本发明所涉及的离子阱装置中，使用由陶瓷形成的散热器来作为所述散热器。

由于陶瓷的电绝缘性高，因此通过将连接于开关元件的散热器设为由陶瓷形成的散热器，能够防止发出如上述那样的高频噪声。此外，作为由陶瓷形成的散热器，例如能够适当使用由导热性和电绝缘性优异的氮化铝(Aluminum Nitride、AlN)形成的散热器。

另外，通过使用电绝缘性优异的陶瓷制的散热器，即使用一个散热器对用于将不同的电压接通和断开的多个开关元件进行调温，也不会在开关元件间流动电流。

即，本发明所涉及的离子阱装置能够设为对多个半导体开关元件导热性地连接单个散热器。

根据这种结构，能够进一步减少用于开关元件的调温的散热器、加热器以及温度传感器的数量，能够以更低成本进行制造。

发明的效果

如在以上说明过的那样，根据本发明所涉及的离子阱装置，通过将开关部维持固定的温度，能够抑制从待机状态转移到分析状态时的离子排出的时间漂移的影响、抑制由分析时的分析模式的不同造成的矩形波电压的振幅的变化，能够实现高精度的质量测定。

附图说明

图1是具备本发明的一个实施例所涉及的离子阱装置的离子阱质谱分析装置的主要部分结构图。

图2是表示该实施例的散热器、加热器、温度传感器以及开关元件的概要结构的截面图。

图3是具备本发明的其它实施例所涉及的离子阱装置的离子阱质谱分析装置的主要部分结构图。

图4是表示该实施例的散热器、加热器、温度传感器以及开关元件的概要结构的截面图。

具体实施方式

参照所附附图对具备本发明所涉及的离子阱装置的离子阱质谱分析装置的一个实施例进行说明。图1是本实施例的离子阱质谱分析装置的主要部分的结构图。

本实施例的离子阱质谱分析装置具备离子化部1、离子阱2、检测部3、主电源部4、辅助电源部5、定时信号产生部6、控制部7、数据处理部8以及温度控制部9。

离子化部1使用基质辅助激光解吸离子化法(MALDI)，包括用于射出脉冲状的激光的激光照射部11、附着有包含目标试样成分的样品S的样品板12、用于引出通过照射激光而从样品S释放的离子的引出电极13、用于引导被引出的离子的离子透镜14等。当然，离子化部1也可以使用MALDI以外的其它激光离子化法、不使用激光的离子化法。

离子阱2是具备圆环状的一个环形电极21以及隔着该环形电极21相对地配置的入口侧端盖电极22及出口侧端盖电极24的三维四极型的离子阱，由这三个电极21、22、24围成的空间成为离子捕捉区域。在入口侧端盖电极22的大致中央处钻设有离子入射口23，从离子化部1射出的离子穿过离子入射口23被导入到离子阱2内。另一方面，在出口侧端盖电极24的大致中央处钻设有离子射出口25，穿过离子射出口25从离子阱2内喷出的离子到达检测部3而被检测部3检测。

检测部3包括用于将离子变换为电子的变换打拿极(conversion dynode)31和用于对来自变换打拿极31的电子进行倍增并进行检测的二次电子倍增管32，向数据处理部8发送与入射的离子的量相应的检测信号。

用于驱动离子阱2的主电源部4(相当于本发明的矩形波电压产生部)包括用于产生第一电压V_H的第一电压源41、用于产生第二电压V_L(V_L<V_H)的第二电压源42以及在第一电压源41的输出端与第二电压源42的输出端之间串联连接的第一开关部43和第二开关部44，从将两个开关部43、44串联连接的连接线取出矩形波状的输出电压V_OUT并施加于环形电极21。另外，辅助电源部5对端盖电极22、24分别施加直流电压或矩形波状的电压。

从第一电压源41产生的第一电压V_H是+1kV左右，从第二电压源42产生的第二电压V_L是-1kV左右。因此，连接在这些电压源41、42之间的开关部43、44要求高耐压性。因此，在本实施例的离子阱装置中，分别用由碳化硅(Silicon Carbide、SiC)构成的单个半导体开关元件、具体地说用SiC-MOSFET构成了第一开关部43和第二开关部44。SiC-MOSFET甚至具有1200V的耐压性，因此即使在第一电压源41的输出端和第二电压源42的输出端各自仅配置一个SiC-MOSFET，也能够正常地动作。这样，通过第一开关部43和第二开关部44分别由单个半导体开关元件(以下，称为第一开关元件45和第二开关元件46)构成，能够抑制后述的散热器、加热器以及温度传感器的数量。

在主电源部4中还设置有第一散热器93a和第二散热器93b，来作为本发明的特征性的结构。这些散热器93a、93b均由导热性优异的陶瓷、即氮化铝构成，第一散热器93a安装于第一开关元件45，第二散热器93b安装于第二开关元件46。图2示出这些散热器的截面结构。散热器93a、93b均具有在长方体状的基部96a、96b的上表面竖立设置多片板状的翅片97a、97b的结构。在基部96a、96b中设置有从其侧面到达内部的孔，在孔的内部插入了面状的加热器94a、94b和温度传感器95a、95b。在图2中，在加热器94a、94b的上方配置有温度传感器95a、95b，但两者的位置关系并不限定于此，例如也可以在加热器94a、94b的侧方配置温度传感器95a、95b。此外，也可以通过在制造散热器93a、93b时在基部96a、96b内埋设加热器94a、94b之后使氮化铝烧结，来将加热器94a、94b和散热器93a、93b形成为一体。温度传感器95a、95b和加热器94a、94b分别与温度控制部9连接。

温度控制部9包括：电流产生部92，其用于向加热器94a、94b供给加热电流；以及电流控制部91，其包括微计算机等，用于基于来自温度传感器95a、95b的检测信号调节所述加热电流。

控制部7以个人计算机为中心构成，通过执行预先安装于该个人计算机的控制/处理程序来实现其功能。控制部7包括频率决定部71和目标温度存储部72来作为特征性的功能块。在目标温度存储部72中存储对第一开关部43和第二开关部44进行调温时的目标温度T。频率决定部71基于由用户设定的分析条件来决定对第一开关部43和第二开关部44施加的驱动脉冲的频率。

定时信号产生部6是由硬件构成的逻辑电路，基于由频率决定部71决定的频率来生成用于控制第一开关部43和第二开关部44的接通和断开的驱动脉冲并施加于主电源部4，并且例如对辅助电源部5施加以适当的分频比对这些驱动脉冲中的一方进行分频所得到的脉冲。以交替地接通(但是，至少不会同时接通)的方式驱动第一开关部43和第二开关部44。当第一开关部43接通时输出第一电压V_H，当第二开关部44接通时输出第二电压V_L，因此，输出电压V_OUT理想的是成为高电平为V_H、低电平为V_L的矩形波电压。当利用定时信号产生部6变更驱动开关元件45、46的脉冲的频率时，矩形波电压的频率变化，振幅(电压电平)维持固定。

在本实施例所涉及的离子阱质谱分析装置中对离子进行质谱分析时，在控制部7的控制下从激光照射部11短时间内射出激光来对样品S进行照射。由于照射激光，样品S中的基质被急速地加热，与目标成分一起气化。此时目标成分被离子化。所产生的离子通过由离子透镜14形成的静电场被收敛，并经由离子入射口23被导入离子阱2内。此时，由定时信号产生部6向开关元件45、46供给规定频率的驱动脉冲，用主电源部4生成与该驱动脉冲相应的频率的矩形波电压并施加于环形电极21。由此，在离子阱2中形成高频电场，通过该高频电场的作用，规定的质荷比范围的离子被稳定地捕捉到离子阱2内。

然后，通过在离子导入之前使离子接触预先导入到离子阱2内的冷却气体来将离子进行冷却，之后，使从定时信号产生部6向开关元件45、46供给的驱动脉冲的频率连续地变化。由此，对从主电源部4向环形电极21供给的矩形波电压的频率进行操作，按质荷比顺序从离子射出口25排出离子(将该操作称为“质量扫描”)。被排出的离子依次由检测部3进行检测。在数据处理部8中与一次质量扫描相对应地获取一个质量分布。

如上述那样在一次激光照射中产生的离子的量不会过多，因此之后还使从向样品S照射激光起到离子阱2中的离子的补充及质量扫描、以及检测部3中的离子的检测为止的操作重复进行规定次数(例如10次)(以下，将该操作称为“重复分析”)。在数据处理部8中对规定次数的质量分布进行累计来制作质谱。当针对一个样品的一系列的分析结束时离子阱2成为待机状态，直到进行下一个样品的分析为止。

接着，对本实施例的离子阱质谱分析装置的特征性动作、即开关元件45、46的调温动作进行说明。

在本实施例的离子阱质谱分析装置中，利用相当于本发明的开关部调温单元的上述散热器93a、93b、加热器94a、94b、温度传感器95a、95b以及温度控制部9对开关元件45、46进行调温。

首先，对调温时的目标温度T的设定进行说明。在质量扫描时扫描对环形电极21施加的矩形波电压的频率，但该频率的变化与开关元件45、46的温度变化相比十分迅速，另外，针对一个样品进行的重复分析是在同一分析条件下进行的，因此与重复分析的分析条件对应地大致决定开关部43、44要达到的温度。因此，例如装置制造商在本实施例的质谱分析装置能够执行的分析条件下确定开关部43、44的达到温度最高的分析条件，将该分析条件下的开关部43、44的达到温度与开关部43、44能够动作的温度的上限值之间的规定的温度作为目标温度T事先保存到目标温度存储部72中。或者，也可以替代该方法或除此以外，设为用户能够设定目标温度T。在该情况下，在设置于控制部7的存储部(省略图示)中事先保存所述最高达到温度和所述可动作温度的上限值，在执行分析前等，在比该最高达到温度高且比该可动作温度的上限值低的温度范围内接收来自用户的目标温度T的输入。另外，或者也可以在执行分析前，在由用户设定了此后要执行的各质谱分析的分析条件的时间点，控制部7在该分析条件中确定开关部43、44的达到温度最高的分析条件，在比该分析条件下的达到温度高且比开关元件的可动作温度的上限值低的温度范围内接收来自用户的目标温度T的输入，或者控制部7在所述温度范围内自动决定目标温度T。

当从用户指示分析开始时，控制部7向温度控制部9发送目标温度存储部72中存储的目标温度T。在温度控制部9中，电流控制部91将目标温度T与由温度传感器95a、95b得到的检测温度进行比较，调节向加热器94a、94b供给的加热电流的值，使得该目标温度T与该检测温度的差变小。电流产生部92在电流控制部91的控制下向加热器94a、94b供给加热电流。之后，如果由温度传感器95a、95b得到的检测温度达到目标温度T，则一边继续由温度控制部9进行调温，一边以上述过程针对最初的样品(称为样品S1)执行一系列的质谱分析(重复分析)。

当所述一系列质谱分析完成时，一边继续由温度控制部9进行调温，一边转移到待机状态。此时，为了去除离子阱2内残留的离子，使向开关元件45、46供给的驱动脉冲的频率降低至与分析时相比更低的频率(例如20kHz以下)。然后，再次将驱动脉冲的频率升高为高频，来针对下一个样品(称为样品S2)执行一系列的质谱分析。在该期间也继续由温度控制部9进行调温。之后，交替地执行如上述那样的待机状态和一系列的分析，在预先设定的所有分析完成的时间点结束开关元件45、46的调温。

如以上那样，在具备本实施例的离子阱装置的质谱分析装置中，在样品S1的分析、待机状态以及样品S2的分析中的任一过程中，开关元件45、46的温度均维持目标温度T。由此，在从待机状态转移到样品S2的分析时，开关元件45、46的温度也不变化，因此能够获得不存在时间漂移的质量分布。另外，即使在样品S1与样品S2的分析条件不同的情况下，两个样品的分析时的开关元件45、46的温度也不会产生差，因此不进行如以往那样的每个分析条件的质量校准，就能够进行高精度的质谱分析。

以上，列举实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，在本发明的宗旨的范围内允许适当变更。例如图3和图4所示，也可以设为对第一开关部43和第二开关部44设置单个散热器93的结构。在该情况下，将一个散热器93的底面安装于第一开关部43的开关元件45和第二开关部44的开关元件46，利用设置于该散热器93的内部的加热器94及温度传感器95以及与它们连接的温度控制部9对第一开关部43和第二开关部44进行调温。根据这种结构，能够抑制散热器、加热器以及温度传感器的数量，能够以更低成本进行制造。此外，在该情况下，也期望设为散热器93由电绝缘性高的氮化铝构成。由此，能够抑制发出高频噪声，并且能够防止经由散热器93在开关元件45、46之间流动电流。

另外，在上述实施例中示出了三维四极型的离子阱，但如果是数字驱动方式，则也能够将本发明应用于直线型的离子阱。

附图标记说明

1：离子化部；11：激光照射部；12：样品板；13：引出电极；14：离子透镜；2：离子阱；21：环形电极；22：入口侧端盖电极；24：出口侧端盖电极；3：检测部；31：变换打拿极；32：二次电子倍增管；4：主电源部；41：第一电压源；42：第二电压源；43：第一开关部；45：第一开关元件；44：第二开关部；46：第二开关元件；5：辅助电源部；6：定时信号产生部；7：控制部；71：频率决定部；72：目标温度存储部；8：数据处理部；9：温度控制部；91：电流控制部；92：电流产生部；93、93a、93b：散热器；96、96a、96b：基部；97、97a、97b：翅片；94、94a、94b：加热器；95、95a、95b：温度传感器。

Claims

1.一种离子阱装置，其特征在于，具有：

a)离子阱，其具有多个电极；

2.根据权利要求1所述的离子阱装置，其特征在于，

所述开关部包括半导体开关元件，

所述开关部调温单元具有：

d)散热器，其与所述半导体开关元件导热性地连接；

e)加热器，其用于对所述散热器进行加热；

f)温度传感器，其用于测定所述散热器的温度；以及

3.根据权利要求1所述的离子阱装置，其特征在于，

所述矩形波电压产生部包括：

h)第一电压源，其用于产生直流电压；

j)第一开关部，其用于将从所述第一电压源输出的直流电压进行接通和断开；以及

k)第二开关部，其用于将从所述第二电压源输出的直流电压进行接通和断开，

所述矩形波电压产生部通过将所述第一开关部和所述第二开关部交替地接通和断开来生成所述矩形波电压，

所述第一开关部和所述第二开关部各自由单个半导体开关元件构成，所述单个半导体开关元件由碳化硅半导体形成。

4.根据权利要求2所述的离子阱装置，其特征在于，

所述散热器由陶瓷形成。

5.根据权利要求2所述的离子阱装置，其特征在于，

所述开关部包括多个所述半导体开关元件，单个所述散热器导热性地连接于多个所述半导体开关元件中的至少两个半导体开关元件。