JP2000340167A - 質量分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】イオンレンズを取り外すことなく洗浄できるよ
うにした質量装置を提供する。 【解決手段】イオンレンズ２０ａに収束用電源３０の他
に、加熱手段３１、３３、３４を取り付け、イオンレン
ズが汚れたときに通電することによりイオンレンズを加
熱するようにして不純物を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は質量分析装置に関
し、さらに詳細には高周波誘導結合プラズマ質量分析装
置（ＩＣＰ−ＭＳ）、液体クロマトグラフ質量分析装置
（ＬＣ−ＭＳ）、ガスクロマトグラフ質量分析装置（Ｇ
Ｃ−ＭＳ）等の検出器に質量分析計を用いている質量分
析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からの質量分析装置の一例を図１、
図２により説明する。図において質量分析装置１０は隔
壁１７により隔てられたイオン化室１１とマスフィルタ
室１２からなり、マスフィルタ室１２の方はターボ分子
ポンプ（ＴＭＰ）による排気により高真空に保持され
る。試料導入口１６から送り込まれる試料は、まずイオ
ン化室１１において各種方法でイオン化される。イオン
化の方法により異なるが、イオン化室１１は一般に大気
圧から１Torr程度と、マスフィルタ室１２よりもはるか
に高い圧力となっている。

【０００３】このため、両室１１、１２が直接隣接する
状態ではマスフィルタ室１２を高真空に保つことは困難
なため、通常は図１に示すように隔壁１７を二重にし、
中間室１４を設けて粗引き用のロータリーポンプ（Ｒ
Ｐ）により中間排気を行うようにしている。

【０００４】イオン化室１１で生成された試料のイオン
は両室１１、１２の圧力差により隔壁１７に設けられた
スキマー１７ａを通してマスフィルタ室１２に引き込ま
れる。スキマー１７ａの直後にはエキストラクタ電極１
８が設けられ、エキストラクタ電極１８は電界によりノ
ズル１７ａからのイオンの引き込みを助ける。マスフィ
ルタ室１２に引き込まれたイオンは、エキストラクタ電
極１８及びイオンレンズ２０が形成する電界によりマス
フィルタ２５の入口付近に収束される。なお、図１の質
量分析装置ではマスフィルタ２５として四重極フィルタ
を使用しており、イオンレンズ２０の電界が四重極フィ
ルタの電界に影響を及ぼさないように、四重極フィルタ
の直前にはノズル２１が設けられる。入射したイオンの
うち、所定の質量／電荷比（ｍ／ｚ）を有するイオンの
みがマスフィルタ２５を通過し、イオン検出器２６によ
り検出される。なお、イオンレンズ２０は複数のドーナ
ツ状の電極板２０ａが中心軸を揃えて互いに平行になる
ように離隔して設置されており、これら電極板２０ａの
中央孔をイオンが通過するようにしてある。また各電極
板２０ａは収束用電源３０によって電圧が印加されるこ
とにより収束電界が生じるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような装置を用い
て分析を続けていると、試料の一部がイオンレンズに付
着し堆積してくる。この汚れはイオンレンズの収束条件
の変動や、分析における不純物の原因となる。そのた
め、従来の装置では汚れがひどくなる度にマスフィルタ
室を大気開放し、イオンレンズを構成する部材を分解洗
浄するようにしていた。しかしながら、マスフィルタ室
を大気開放すると、再び元の真空状態まで戻すのに相当
時間がかかりその間は分析開始を待たねばならなかっ
た。また、イオンレンズは複数の電極板により構成され
ており、そのひとつひとつを取り外して洗浄することは
煩雑であり、さらには洗浄後に軸合わせの調整をしなが
ら組み付ける必要があり手間を要した。そこで、本発明
は簡単にイオンレンズの洗浄が行えるようにした質量分
析装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、検出しよう
とするイオンをイオンレンズにより検出器に導くように
した質量分析装置において、イオンレンズを構成する部
材に加熱手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】加熱手段は別途イオンレンズを構成する部
材に取り付けるようにしてもよいし、あるいはイオンレ
ンズ自体を加熱手段としてもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例を用
いて説明する。本発明の質量分析装置の全体構造につい
ては図１、図２の従来例と同様である。図３は、本発明
の一実施例である質量分析装置におけるイオンレンズ部
分の構成を示す図である。図において電極板２０ａは図
１、図２で平行に設置された複数のイオンレンズ２０の
構成部材のひとつであり、イオンが通過するための中央
孔を有するドーナツ状の形態をしている。電極板２０ａ
はマスフィルタ室１２の壁面に絶縁的に保持しうる保持
具２０ｂにより固定されるようになっており、この電極
板２０ａの一部に設けられた凸部において収束用電源３
０が接続されている。また前記凸部には良熱伝導性セラ
ミック３４（例えば窒化ホウ素）が取り付けられてい
る。この良熱伝導性セラミック３４には加熱用のニクロ
ム線３３が巻かれてある。そして加熱用電源３１がリレ
ー３２を介してニクロム線３３に接続されており、この
ニクロム線３３に電流が流されると良熱伝導性セラミッ
ク３４が加熱されることになり、電極板２０ａは金属
（例えばアルミ）製であるため良熱伝導性セラミック３
４からの熱が伝達されて全体が加熱されるようになって
いる。

【０００９】次に、上記実施例のイオンレンズによる洗
浄方法について説明する。洗浄を始める前の分析続行中
はリレー３２が開けてある。このときは収束用電源３０
により印加された電圧により電極板２０ａを所望の一定
電圧に保持し、収束電界を発生させる。 分析を続ける
ことによりやがてイオンレンズが汚れてしまい、これの
洗浄の必要性が生じたときは収束用電源はＯＦＦにして
リレー３２を閉じ、加熱用電源３１から通電する。これ
によりニクロム線３３が加熱されて良熱伝導性セラミッ
ク３４を介して電極板２０ａが加熱される。するとレン
ズに付着した試料は加熱気化されることにより付着物が
真空ポンプから外に除去される。なお、場合によっては
装置を一端停止し、大気開放した後で加熱を行うことに
より、レンズに付着した不純物を燃焼させてしまうこと
も可能である。この場合は真空排気するための待ち時間
が生じることになるが、燃焼させることにより洗浄効果
が大きくなる。また加熱しつつ真空排気することによ
り、比較的迅速に元の真空度に復帰させることができ
る。図４は本発明の他の実施例である質量分析装置のイ
オンレンズ部分の構成を示す図である。この実施例のイ
オンレンズは渦巻き状の電極線４０で構成される。電極
線４０は中央孔を有し、保持具２０ｂにより壁面に固定
されるとともに、収束用電源３０に接続されている。ま
た、電極線４０の両端はリレー３２を介して加熱用電源
３１に接続されている。この実施例でも先程の例と同様
に分析中はリレー３２が開かれており、収束用電源３０
により電圧が印加されることにより、イオンレンズとし
て機能する。そして洗浄を行うときはリレー３２を閉じ
て加熱用電源３１から電流を流すことにより電極線４０
全体が加熱され、不純物の気化が促進される。なお、本
発明では電極板４０の汚れについて説明したが、エキス
トラクタ電極１８等についても同様の加熱手段を取り付
けることにより同様の効果を得ることが可能である。

【００１０】

【発明の効果】以上、説明したように質量分析装置で
は、イオンレンズを構成する部材を加熱できるようにし
たので、イオンレンズが汚れた場合でも簡単に洗浄する
ことができる。また、真空中で加熱することにより、マ
スフィルタ室１２をベーキングにより洗浄することも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】イオンレンズを用いた質量分析装置の構成図。

【図２】イオンレンズ部分の拡大説明図。

【図３】本発明の一実施例である質量分析装置における
イオンレンズの構成図。

【図４】本発明の他の一実施例である質量分析装置にお
けるイオンレンズの構成図。

【符号の説明】

２０：イオンレンズ ２０ａ：電極板 ２０ｂ：保持具 ３０：収束用電源 ３１：加熱用電源 ３２：リレー ３３：ニクロム線 ３４：良熱伝導性セラミック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出しようとするイオンをイオンレンズ
   により検出器に導くようにした質量分析装置において、
   イオンレンズを構成する部材に加熱手段を設けたことを
   特徴とする質量分析装置。