DE4324224C1 - Quadrupol-Ionenfallen mit schaltbaren Multipol-Anteilen - Google Patents

Description

Die vielfältigen Anwendungen der Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfallen als einfache Massenspektrometer, als Tandem-Massenspektrometer für MS/MS-Untersuchungen, als Reaktionsgefäße und Meßinstrumente für Ionen-Molekül-Reaktionen, als Werkzeug für die selektierende Speicherung von Ionen mit einheitlichem Massen-zu-Ladungs- Verhältnis, und für die Fragmentierung von Ionen für Untersuchungen ihrer Struktur sind aus dem Standardwerk "Quadrupole Storage Mass Spectrometry" von R. E. March und R. J. Hughes, John Wiley & Sons, New York 1989, bekannt.

Die Überlagerung des Hochfrequenz-Quadrupolfeldes mit relativ schwachen, gleich­ frequenten höheren Multipolfeldern hat starke Wirkungen auf die gespeicherten Ionen, wenn diese sich nicht nur im Zentrum des Quadrupolfeldes, sondern durch die Amplitude ihrer Sekularschwingungen auch in den nichtzentralen Gebieten der Ionenfalle befinden. Letzteres ist der Fall, wenn (a) die Ionen von außerhalb in die Ionenfalle eingeführt werden, wenn (b) die Ionen durch elektrische Zusatzfelder in ihrer Sekularschwingung angeregt werden (beispielsweise bei der stoßinduzierten Fragmentierung der Ionen) und wenn (c) die Ionen zur Analyse massenselektiv aus der Ionenfalle ausgeworfen werden.

Die Erzeugung von Quadrupolfeldern mit überlagerten schwachen Multipolfeldern gerader Ordnungszahlen durch besondere Formgebung der Elektroden ist aus EP 0 321 819 B1 bekannt. Die Überlagerung mit schwachen Hexapol- und Oktopolfeldern ist in DE 40 17 264 C2 beschrieben.

Höhere Multipolfelder mit gerader Ordnungszahl (Oktopolfelder, Dodekapolfelder) stabilisieren die Speicherung von Ionen gegen Störfelder, deren Frequenz in Resonanz mit der Sekularschwingung ist (J. Franzen, Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc., 106 (1991) 63-78). Die Störfelder können durch Störfrequenzen auf der Speicher-Hochfrequenz­ spannung erzeugt sein, durch Störfrequenzen auf anderen Elektroden, oder auch durch nichtlineare Resonanzbedingungen, die von der zufälligen oder gewollten Formabweichung der Elektroden stammen. Tritt eine Resonanz mit einer Störfrequenz ein, so nimmt die Ionenschwingung kontinuierlich Energie auf, es vergrößert sich die Schwingungsamplitude, und die Ionen gehen dann durch Anstoßen an die Elektroden verloren. Die Multipolfelder bewirken eine Veränderung der sekularen Schwingungsfrequenz der Ionen mit wachsender Schwingungsamplitude; dadurch geraten Ionen bei Vergrößerung ihrer Oszillation durch resonante Energieaufnahme schnell außer Takt mit der anregenden Störfrequenz, und damit außer Resonanz. Eine weitere Energieaufnahme unterbleibt. Im Gegensatz zum reinen Quadrupolfeld besteht bei Multipolfeld-Überlagerung somit eine deutliche Spannungsschwelle für die Ent­ fernung von Ionen aus der Falle.

Eine Art der Benutzung der Ionenfallen als Massenspektrometer beruht auf dem massen­ selektiven Auswurf der Ionen aus der Falle durch willkürlich angebrachte Löcher in den Elektroden. Es gibt verschiedene Resonanzphänomene, die dafür genutzt werden können: die Resonanz am Rande des stabilen Speicherbereiches (US 45 40 884), die Resonanz mit einem elektrisch erzeugten Dipolfeld (US Re 34000) und die Resonanz mit einer nichtlinearen Resonanzbedingung durch Überlagerung mit höheren Multipolfel­ dern (EP 0 383 961 A1). In allen Fällen können die Ionen aufeinanderfolgender Massen (genauer: Massen-zu-Ladungs-Verhältnisse) durch den Auswurf außerhalb der Ionenfalle sequentiell mit einem Ionendetektor nachgewiesen und als Ionenstrom gemessen werden. Multipolfelder mit geradzahliger Multipol-Ordnung (Oktopol, Dodekapol) können diesen massen-selektiven Auswurf von Ionen aus den Ionenfallen günstig beeinflussen, indem sie das Massenauflösungsvermögen erhöhen. Auch hier spielt die mutipolerzeugte Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz von der Amplitude eine Rolle. Mit Vergröße­ rung der Amplitude bei Annäherung an die Resonanzbedingung für den Ionenauswurf kann die Schwingungsfrequenz so verändert werden, daß die Resonanz schneller erreicht und die Energieaufnahme zur Amplitudenvergrößerung verstärkt wird.

Ungerade höhere Multipolfelder (Hexapolfelder, Dekapolfelder), die zusätzlich zu den geraden Multipolfeldern überlagert werden, können den massenselektiven Ionenauswurf nochmals verbessern, indem sie die Richtung des Auswurfs so festlegen, daß die Ionen die Falle immer durch dieselbe Endkappe verlassen. Die andere Endkappe wird von den schwingenden Ionen gar nicht erreicht.

Für die massenselektive Einspeicherung von Ionen in die Ionenfalle sind die überlagerten Multipolfelder jedoch ungünstig. Für diese Art der Einspeicherung werden alle uner­ wünschten Ionen durch ein an die Elektroden zusätzlich angelegtes Gemisch von ver­ schieden-frequenten Wechselspannungen an der Speicherung gehindert. Die Sekular­ frequenzen der unerwünschten Ionen werden beständig angeregt, so daß sie die Ionen­ falle in kurzer Zeit verlassen. In dem Frequenzgemisch fehlt aber die Frequenz für die Anregung der erwünschten Ionensorte, daher kann diese Ionensorte durch Abbremsung in einem Bremsgas in der Ionenfalle eingefangen und gespeichert werden. Auch die gleichzeitige Speicherung mehrerer Ionensorten ist möglich, indem im Frequenzgemisch mehrere Lücken gelassen werden. Es kann sich dabei um Ionen handeln, die außerhalb der Ionenfalle erzeugt und in diese ionenoptisch eingebracht werden, oder aber um Ionen, die durch einen Ionisierungsprozeß beliebiger Art innerhalb der Ionenfalle erzeugt werden.

In US-PS 3 555 273 wird eine Vielelektrodenstruktur für ein Massenfilter angegeben, mit dem sich Felder erzeugen lassen, die ein Zwischending zwischen einem zweidimen­ sionalen Quadrupolfeld eines Quadrupol-Massenfilters, und dem dreidimensionalen Quadrupolfeld einer Ionenfalle bilden. Dabei werden die Felder durch eine flächige 3- Elektroden-Struktur, Fig. 1, oder durch eine Vielzahl von auf unterschiedlichen Potentialen liegende elliptische Ringe, Fig. 4 und 6, erzeugt.

Die Art der massenselektiven Speicherung der Ionen durch eine oder mehrere Frequenz­ lücken in einem angelegten Frequenzgemisch verlangt, daß die Ionen eine sekulare Schwingungsfrequenz besitzen, die unabhängig von ihrer Schwingungsamplitude ist. Die Ionen können also nur dann gut massenaufgelöst eingespeichert werden, wenn ihre Schwingungsfrequenz unabhängig von der Schwingungsamplitude ist, da sie nur dann in der schmalen Frequenzlücke von einer Anregung durch das Frequenzgemisch unbehelligt bleiben. Höhere Multipolfelder erzeugen eine Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz von der Schwingungsamplitude, nur in einem sauberen Qua­ drupolfeld ist die Schwingungsfrequenz unabhängig von der Schwingungsamplitude. Daher ist eine gut massenaufgelöste selektive Speicherung einzelner Ionensorten nur in einem reinem Quadrupolfeld möglich.

Bisher sind nur Anordnungen für Ionenfallen beschrieben, die entweder ein relativ sauberes Quadrupolfeld oder aber eine mehr oder weniger starke Überlagerung des Quadrupolfeldes mit höheren Multipolfeldern erzeugen. Die Art des Feldes wird durch eine feste Elektrodenstruktur vorgegeben, oder durch eine feste Teilung der angelegten Hochfrequenz an Vielelektrodensystemen. Schmale Korrekturringe zwischen den Endkappenelektroden einerseits und Ringelektroden andererseits dienen nur zur Korrektur des Quadrupolfeldes.

Es ist eine Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfalle zu konstruieren, die einerseits aus­ gewählte Ionen gut massenaufgelöst selektiv einspeichern kann, andererseits Ionen stabil speichert und gut massenaufgelöst selektiv auswerfen kann.

Der Erfindungsgedanke besteht darin, eine Ionenfalle zu konstruieren, die einerseits mit einem möglichst idealen Quadrupolfeld, andererseits mit definiert überlagerten höheren Multipolfeldern betrieben werden kann. Die verschiedenen Betriebszustände sollen sich schnell umschalten lassen, ohne daß dabei gespeicherte Ionen wesentlich gestört werden.

Da die dreidimensionalen, rotationssymmetrischen Multipolfelder im mathematischen Sinne eine orthogonale Menge darstellen, können alle rotationssymmetrischen Felder als Überlagerung von Multipolfeldern dargestellt werden. Die Überlagerungen bestehen dabei aus Dipolfeld, Quadrupolfeld, Hexapolfeld, Oktopolfeld, Dekapolfeld, Dodekapol­ feld und so weiter. Die Rotationsachse, die sogenannte z-Achse, ist bei der Überlagerung allen Feldern gemeinsam.

Die Elektroden einer Ionenfalle können so geformt werden, daß sie bei Anlegen der Hochfrequenzspannung zwischen der Ringelektrode einerseits und den Endkappen­ elektroden andererseits ein relativ sauberes Quadrupolfeld, also ein Quadrupolfeld ohne überlagerte andere Multipolfelder, im Inneren erzeugen (Paul und Steinwedel, US 2,939,952). Das Quadrupolfeld ist nur "relativ sauber", da die Erzeugung eines ideal sauberen Quadrupolfeldes wegen der Randfelder, die durch die endliche Größe der Elektrodenstruktur immer gegeben sind, nicht vollständig möglich ist. Für die meisten Betriebszwecke reicht jedoch die Güte des so erzeugten Quadrupolfeldes aus.

Es ist die Grundlage der Erfindung, eine oder mehrere der Elektroden einer solchen quadrupolfelderzeugenden, rotationssymmetrischen Elektrodenstruktur eine Ionenfalle in rotationssymmetrische Teilelektroden zu teilen, möglichst ohne dabei die rotationshyperbolische Form der inneren Elektrodenoberflächen zu stören, und die Teilelektroden getrennt mit Hochfrequenz-Spannungen gleicher Frequenz und Phase, aber umschaltbar verschiedener Spannung, zu versorgen. Durch Abstimmung der angelegten Hochfrequenz-Spannungen läßt es sich erreichen, daß sowohl die restlichen rotationssymmetischen Feldfehler der Ionenfalle (Rest-Multipolfelder höherer Ordnung) in einer ersten Näherung kompensiert werden können, wie auch, daß durch Umschalten der Spannungen gezielt ungerade und gerade Multipolfelder höherer Ordnung überlagert werden können.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen und der Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Bild 1 zeigt eine Prinzipskizze einer rotationshyperbolischen Elektrodenstruktur aus End­ kappen und Ringelektroden, die von isolierenden Trägern (8) gehalten werden. Die obere Endkappe ist in zwei Teilelektroden (1) und (2) geteilt, die untere Endkappe in die Teil­ elektroden (6) und (7). Die Ringelektrode ist in die Teilelektroden (3), (4) und (5) geteilt. Werden die Teilelektroden (1), (2), (6) und (7) elektrisch leitend verbunden, und ebenfalls die Teilelektroden (3), (4) und (5), so kann ein relativ reines Quadrupolfeld ohne wesent­ liche Anteile höherer Multipolfelder erzeugt werden, wenn zwischen den beiden Elektrodengruppen eine Spannung angelegt wird. Der Potentialverlauf des Quadrupolfeldes ist gestrichelt angedeutet.

Werden die Teilelektroden jedoch elektrisch isoliert und mit verschiedenen Spannungen gleicher Frequenz und Phase beaufschlagt, so kann das rotationssymmetrische Feld im Inneren relativ variabel verändert werden. Eine solche Veränderung entspricht im mathematischen und physikalischen Sinne immer einer Überlagerung des Quadrupolfeldes mit Multipolfeldern. Eine symmetrische Spannungsversorgung mit symmetrischer Elektrodenteilung in bezug auf die Ebene z = 0 erzeugt Multipolfelder gerader Ordnungszahlen, eine unsymmetrische Anordnung erzeugt zusätzlich Multipolfelder ungerader Ordnung.

Bild 2 zeigt eine gemischte Prinzip- und Schaltungsskizze einer besonderen Aus­ führungsform der Erfindung, in der nur die Endkappenelektroden in die Teilelektroden (1), (2), (6) und (7) geteilt sind. Die hyperboloide Ring- oder Toruselektrode (9) ist nicht geteilt. Diese Ausführungsform ist besonders interessant, da die in dieser Form geteilten Endkappenelektroden relativ saubere Überlagerungen mit schwachen Hexapol- und Oktopolfeldern erzeugen können.

Der Ionenerzeuger (10) kann sowohl eine extern angebrachte Ionenquelle sein, mit der niederenergetische Ionen in die Ionenfalle eingeschossen werden können, als auch eine Elektronenquelle für den Einschuß von Elektronen in die Ionenfalle zur internen Ionen­ erzeugung. - Verlassen die Ionen durch besondere Maßnahmen die Ionenfalle durch eine oder mehrere Perforationen in der Teilelektrode (1), so können sie vom Ionendetektor (11) nachgewiesen und als Ionenstrom gemessen werden. - Die Ionenfalle befindet sich in einem Vakuumsystem (12), mit einem Pumpsystem, das hier nicht gezeigt wird. In Fig. 2 fehlen auch die notwendigen Einlaßsysteme für Analyt- und Bremsgase, die in üblicher Form angebracht werden können.

Die Beschaltung der Ionenfalle ist so gewählt, daß ein erster Generator (13) die Speicherhochfrequenzspannung liefert. Die HF-Spannung wird über einen Übertrager (14) transformiert und liegt zwischen den Teilelektroden (1) und (7) einerseits und der Ringelektrode (9) andererseits an. Ein zweiter Generator (15) liefert über den Übertrager (16) beliebige Einzel- oder Mischfrequenzen, die über die Teilelektroden (1) und (7) dipolar auf die gespeicherten Ionen in z-Richtung einwirken können. Damit können die Sekular­ frequenzen der in der Ionenfalle oszillierenden Ionen in z-Richtung so angeregt werden, wie es für die verschiedenen Betriebszwecke erforderlich ist. Diese Betriebszwecke umfassen selektives Einspeichern, Isolieren bestimmter Ionensorten, stoßinduziertes Fragmentieren und massenselektiven Ionenauswurf.

Die vom zweiten Generator gelieferte Hf-Spannung wird durch zwei einstellbare Spannungsteiler (17), (18) und (19), (20) geteilt. Über die beiden Schalter (21) und (22) können die Teilelektroden (2) und (6) entweder an die Teilspannungen der Spannungsteiler oder aber an die Spannungen der Teilelektroden (1) beziehungsweise (7) gelegt werden. Im letzteren Falle wird das relativ reine Quadrupolfeld erzeugt. Bei Anlegungen von Spannungen, die sehr wenig von den Spannungen der Teilelektroden (1) und (7) abweichen, werden schwache Multipolfelder überlagert. Sind die Spannungen symmetrisch zum Äquator der Ringelektrode, so entstehen gerade Multipolfelder, vor allem das Oktopolfeld. Bei unsymmetrischer Einstellung der Spannungen entstehen zusätzlich ungerade Multipolfelder, vor allem das Hexapolfeld. Es soll hier ausdrücklich betont werden, daß die Spannungsteiler, die hier symbolisch als Ohmsche Teiler gezeichnet sind, auch Teiler anderer Art sein können. Insbesondere sind hier kapazitive Spannungsteiler interessant. - Durch die Spannungsteiler werden die Teilelektroden automatisch mit einer Hochspannung gleicher Frequenz versorgt. Sollen außerdem auch die Phasen der Hochfrequenzspannungen gleich sein, können zusätzliche Beschaltungen notwendig sein.

Bild 2 zeigt somit eine Anordnung, mit der sowohl ein Betrieb mit einem praktisch reinen Quadrupolfeld möglich ist als auch, durch Umlegen der Schalter (21) und (22), ein Betrieb mit überlagerten Multipolfeldern. Je nach Einstellung der Spannungsteiler kann sowohl die Stärke der überlagerten Multipolfelder als auch die Mischung aus geraden und un­ geraden Multipolfeldern eingestellt werden.

Bild 3 zeigt eine sehr einfache Anordnung, in der eine Einstellung der Stärke oder Mischung der zusätzlich zu überlagernden Multipolfelder nach einmaliger Optimierung nicht mehr möglich ist. Bei geschlossenen Schaltern (21) und (22) wird wieder das praktisch reine Quadrupolfeld erzeugt. Werden die Schalter geöffnet, so entsteht, erzeugt durch die elektrischen Kapazitäten der mechanischen Anordnung, automatisch je ein kapazitiver Spannungsteiler für die Teilelektroden (2) und (6). Der Teiler für die Teilelektrode (2) besteht aus der elektrischen Kapazität der mechanischen Anordnung zwischen den Teilelektroden (2) und (9) und aus der Kapazität zwischen den Teilelektroden (2) und (1). Analoges gilt für die Teilelektrode (6). Der Hexapolanteil wird in diesem Falle durch eine verschiedenartige Teilung der beiden Endkappen in verschie­ den große Teilelektroden erzeugt, eine Anordnung, die in bezug auf die Fläche z = 0 un­ symmetrisch ist. Eine weitere Abstimmung kann durch zusätzlich angebrachte Konden­ satoren erreicht werden. Dieses Beispiel in Fig. 3 zeigt, daß zuschaltbare Multipolfelder in sehr einfacher Weise erzeugt werden können. Neben der Teilung der Endkappen sind nur zwei zusätzliche Schalter notwendig. Die Schalter können sich, anders als in Fig. 3, auch innerhalb des Vakuumsystems befinden.

Neben den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 gibt es weitere Ausführungsformen mit bestimmten Vorzügen.

Durch eine Teilung der Endkappenelektroden in jeweils drei rotationssymmetrische Teilelektroden, an die entsprechend gestufte Hochfrequenzspannungen angelegt werden, können zusätzliche Hexapol- und Oktapolfelder mit relativ geringen Anteilen an noch höheren Multipolfeldern erzeugt werden. Entsprechendes gilt für eine feinere Teilung der Ringelektrode.

Es können Ionenfallen gebaut werden, die durch Mehrfachumschaltung mehrere Über­ lagerungszustände mit Multipolfeldern einzustellen gestatten. So können neben einer Überlagerung mit geraden Multipolfeldern auch Überlagerungen mit Mischformen aus geraden und ungeraden Multipolfeldern erzeugt werden. Der quadrupolare Grundzustand und mehrere dieser Überlagerungszustände können nacheinander eingeschaltet werden.

Die restlichen rotationssymmetrischen Feldfehler der hyperboloiden Elektrodenstruktur (definiert als Abweichungen vom reinen Quadrupolfeld) können durch geeignet angelegte Hochfrequenzspannungen an die Teilelektroden weitgehend kompensiert werden.

Es ist auch ein Betrieb möglich, der nur zwischen verschiedenen überlagerungszuständen höherer Multipolfelder umschaltet, ohne das reine Quadrupolfeld zu benutzen.

Es sei hier eine besonders günstige Betriebsart für den Betrieb als Massenspektometer geschildert, wobei eine Ionenfalle nach Bild 2 benutzt wird. Der Betrieb soll sich beispielsweise auf eine externe Erzeugung eines Ionengemischs in der Ionenquelle (10) beziehen, bei der aber nur eine Ionensorte einer MS/MS-Analyse der Tochterionen unterworfen werden soll. Ein solcher Betrieb ist, wiederum beispielsweise, interessant für die Aminosäuren-Sequenzanalyse eines selektierten Proteins oder Peptids, die sehr günstig aus einem Tochterionenspektrum erstellt werden kann.

Ein Gemisch von Peptiden kann durch verschiedene Verfahren ionisiert werden, etwa durch "matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisation" (häufig als "MALDI" abgekürzt), durch "Elektro-Spray", oder durch Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) an flüssiger Oberfläche. Aus dem Gemisch an Peptid-Ionen soll nun eine einzige Sorte gegebener Masse gespeichert werden, wobei andere Peptide sehr geringen Massen­ unterschieds anwesend sein können. Es ist also ein gutes Massenauflösungsvermögen für das selektive Einspeichern erforderlich.

Das selektive Einspeichern des selektierten Peptids wird durch ein entsprechend berech­ netes Frequenzgemisch erzeugt, das im Generator (15) hergestellt wird, und an die beiden Endkappen angelegt wird. Dadurch wird ein im wesentlichen dipolares Feld mit dem Gemisch der Wechselfrequenzen erzeugt. Das Frequenzgemisch enthält eine Lücke dort, wo sich die sekulare Schwingungsfrequenz der selektierten Peptidionen in z- Richtung befindet. Damit werden diese Peptidionen durch Abbremsen im Bremsgas der Ionenfalle nach ihrem Einschießen gespeichert, während die Peptidionen anderer Massen nicht gespeichert werden, weil ihre sekularen Schwingungsfrequenzen dauernd angeregt werden, bis sie durch Anstoßen an die Elektroden vernichtet werden oder die Falle verlassen. Um das Massenauflösungsvermögen während dieses Speichervorgangs zu erhöhen, sind hierbei alle Überlagerungen mit höheren Multipolfeldern durch die Schalter (21) und (22) in der oben beschriebenen Weise ausgeschaltet.

Nach der Ionisierungsphase wird die weitere Erzeugung oder Einführung von Ionen unterbunden. Die gespeicherten Ionen müssen jetzt fragmentiert werden. Dazu ist ihre sekulare Schwingung anzuregen, um ihnen genügend kinetische Energie für fragmentierende Stöße mit dem Restgas mitzugeben. Zu diesem Zweck wird jetzt der Erzeugung (15) für die dipolare Anregungsfrequenz so umgeschaltet, daß nur die Frequenz zur Anregung der Sekularfrequenz der gespeicherten Ionen erzeugt wird.

In einem reinen Quadrupolfeld ist eine solche Anregung aber schwierig: die Ionen nehmen kontinuierlich Energie auf, bis sie an die Elektroden stoßen. Sie sind dann für den weiteren Prozeß verloren.

Durch die Zuschaltung eines geraden Multipolfeldes höherer Ordnung kann der Vorgang der Fragmentierung aber sehr günstig gestaltet werden. Die Ionen können dann nur noch einen bestimmten Betrag an kinetischer Energie aufnehmen. Bei der Vergrößerung ihrer Schwingungsamplitude geraten sie dann wegen der Änderung ihrer Schwingungs­ frequenz durch das überlagerte Multipolfeld außer Resonanz mit dem angelegten Dipolfeld. Es entsteht damit eine deutliche Obergrenze für ihre Schwingungsamplitude. Diese kann für die Fragmentierung ausgenutzt werden, indem durch die Wahl der Dipol­ spannung eine maximal Schwingungsweite so erzeugt wird, daß die Ionen gerade nicht anstoßen.

Nach der Fragmentierung ist das Gemisch der entstandenen Tochterionen massen­ spektrometrisch zu analysieren. Dazu kann ein besonders günstiges und schnelles Verfahren angewandt werden, das auf einer an sich bekannten Ausnutzung der nichtlinearen Hexapol-Resonanz bei β_z = 2/3, unterstützt durch ein elektrisch mit dem Generator (15) erzeugtes Dipolfeld der Frequenz f = Ω/3, beruht (Ω ist die Frequenz des Speicherfeldes). Die dazu notwendige Überlagerung mit einem Hexapolfeld kann in diesem Fall durch unsymmetrische Einstellung der Schalter (21) und (22) erzeugt werden.

Claims (5)

1. Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfalle mit einer rotationssymmetrischen Ring­ elektrode und zwei rotationssymmetrischen Endkappenelektroden zur Erzeugung eines quadrupolaren Speicherfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektroden, unter Beibehaltung der dem Falleninneren zugewandten Form der Oberfläche, in voneinander elektrisch isolierte rotationssymmetrische Teilelektroden aufgeteilt ist, so daß sie mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagt werden können.

2. Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Oberflächen aller Teilelektroden der Ring- und Endkappenelektroden auf einem zweiflächigen Rotationshyperboloid liegen.

3. Hochfrequenz-Quadrupol-Ionenfalle nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilelektroden zur Erzeugung oder Eliminierung höherer Multipolfelder mit Hochfrequenz-Spannungen gleicher Frequenz, aber verschiedener Spannung beaufschlagt werden.

4. Ionenfalle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Hochfrequenz­ spannungen zur Erzeugung des Quadrupolfeldes und der zusätzlichen höheren Multi­ polfelder von einem einzigen Hochfrequenzgenerator erzeugt werden.

5. Ionenfalle nach Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Spannungen für die Teilelektroden durch kapazitive Spannungsteiler erzeugt werden, die zu wesentlichen Teilen durch die elektrische Kapazität der mechanisch-geometrischen Anordnung gebildet werden.