JP2001101992A - 大気圧イオン化質量分析装置 - Google Patents
大気圧イオン化質量分析装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭＳ／ＭＳと類似の機能を簡易的に実現し、
分子や原子の構造情報を取得する。 【解決手段】 大気圧雰囲気のイオン化室１の次段の第
１中間真空室４内には、イオン光軸Ｃの周囲に分離した
四重極イオンレンズ５を備え、目的成分の質量数に応じ
た電圧を印加することにより、該成分の分子イオンのみ
を選択的にスキマー６のオリフェス近傍に収束させる。
第２中間真空室７内は１×１０−１Ｐａ以上の圧力に維
持され、多重極レンズ８には高周波電圧と共に比較的高
い直流電圧が印加されているため、オリフェスを通して
第２中間真空室７内に引き込まれたイオンは開裂が促進
されて各種フラグメントイオンが発生する。これらイオ
ンを四重極質量フィルタ１０で質量数毎に分離して検出
器１１で検出する。
分子や原子の構造情報を取得する。 【解決手段】 大気圧雰囲気のイオン化室１の次段の第
１中間真空室４内には、イオン光軸Ｃの周囲に分離した
四重極イオンレンズ５を備え、目的成分の質量数に応じ
た電圧を印加することにより、該成分の分子イオンのみ
を選択的にスキマー６のオリフェス近傍に収束させる。
第２中間真空室７内は１×１０−１Ｐａ以上の圧力に維
持され、多重極レンズ８には高周波電圧と共に比較的高
い直流電圧が印加されているため、オリフェスを通して
第２中間真空室７内に引き込まれたイオンは開裂が促進
されて各種フラグメントイオンが発生する。これらイオ
ンを四重極質量フィルタ１０で質量数毎に分離して検出
器１１で検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロスプレ
イ質量分析装置（ＥＳＰ−ＭＳ）、大気圧化学イオン化
質量分析装置（ＡＰＣＩ−ＭＳ）、高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）等、略大気圧雰囲気
中で試料をイオン化する大気圧イオン化質量分析装置
（ＡＰＩ−ＭＳ）に関する。
イ質量分析装置（ＥＳＰ−ＭＳ）、大気圧化学イオン化
質量分析装置（ＡＰＣＩ−ＭＳ）、高周波誘導結合プラ
ズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）等、略大気圧雰囲気
中で試料をイオン化する大気圧イオン化質量分析装置
（ＡＰＩ−ＭＳ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速液体クロマトグラフ装置（以下「Ｌ
Ｃ」と略す）の検出器として質量分析装置（以下「Ｍ
Ｓ」と略す）を用いる場合、エレクトロスプレイ法や大
気圧化学イオン化法等のイオン化を行い生成されたイオ
ンを質量分析器に導入するイオン化インタフェイスが利
用される。一般に、このようなイオン化法はイオンの開
裂を生じにくく、元の分子から一個乃至複数個の電子が
飛び出ることにより生じる分子イオンが比較的多く発生
する。そのため、このような分析により得られた質量ス
ペクトルは、対象成分の分子量を推定するのに非常に有
用である。その反面、開裂に伴うフラグメントイオン
（開裂イオン）が少ないので、化合物の構造の推定など
には適していない。
Ｃ」と略す）の検出器として質量分析装置（以下「Ｍ
Ｓ」と略す）を用いる場合、エレクトロスプレイ法や大
気圧化学イオン化法等のイオン化を行い生成されたイオ
ンを質量分析器に導入するイオン化インタフェイスが利
用される。一般に、このようなイオン化法はイオンの開
裂を生じにくく、元の分子から一個乃至複数個の電子が
飛び出ることにより生じる分子イオンが比較的多く発生
する。そのため、このような分析により得られた質量ス
ペクトルは、対象成分の分子量を推定するのに非常に有
用である。その反面、開裂に伴うフラグメントイオン
（開裂イオン）が少ないので、化合物の構造の推定など
には適していない。
【０００３】
【発明が解決すべき課題】こうした化合物の構造解析な
どの目的にはＭＳ／ＭＳが好適である。ＭＳ／ＭＳで
は、第一段のＭＳで選別したイオンを衝突反応室（分析
室）に導入し、その中でガス分子と衝突させることによ
りイオンの開裂を促進させ、開裂の態様を第二段のＭＳ
で測定する。しかしながら、従来のＭＳ／ＭＳは装置自
体が大型になると共に高価であるという難点を有してい
た。
どの目的にはＭＳ／ＭＳが好適である。ＭＳ／ＭＳで
は、第一段のＭＳで選別したイオンを衝突反応室（分析
室）に導入し、その中でガス分子と衝突させることによ
りイオンの開裂を促進させ、開裂の態様を第二段のＭＳ
で測定する。しかしながら、従来のＭＳ／ＭＳは装置自
体が大型になると共に高価であるという難点を有してい
た。
【０００４】一方、従来のＭＳの構成において簡易的に
衝突活性化解離（Collision Activation Dissociation
＝ＣＡＤ）を行わせる試みも行われている。即ち、比較
的圧力の高い（つまり残留ガス分子の多い）真空室内に
配設されたデフレクタ電極に８０〜２００Ｖ程度の高電
圧を印加し、残留ガス分子との衝突によりイオンの開裂
を促進させるというものである。しかしながら、複数の
成分がほぼ同時にイオン化された場合、これら複数成分
の各種フラグメントイオンによるピークが質量スペクト
ルに現れ、構造解析等が非常に困難になるという問題が
あった。
衝突活性化解離（Collision Activation Dissociation
＝ＣＡＤ）を行わせる試みも行われている。即ち、比較
的圧力の高い（つまり残留ガス分子の多い）真空室内に
配設されたデフレクタ電極に８０〜２００Ｖ程度の高電
圧を印加し、残留ガス分子との衝突によりイオンの開裂
を促進させるというものである。しかしながら、複数の
成分がほぼ同時にイオン化された場合、これら複数成分
の各種フラグメントイオンによるピークが質量スペクト
ルに現れ、構造解析等が非常に困難になるという問題が
あった。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その目的とするところは、ＭＳ／ＭＳと同様
に予め選択したイオンの衝突活性化解離分析を行うこと
ができると共に、小型で安価な大気圧イオン化質量分析
装置を提供することにある。
のであり、その目的とするところは、ＭＳ／ＭＳと同様
に予め選択したイオンの衝突活性化解離分析を行うこと
ができると共に、小型で安価な大気圧イオン化質量分析
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、略大気圧雰囲気にあるイオン化室
と高真空雰囲気にあり質量分析器を備えた分析室との間
に、それぞれ小孔を介して連通した複数の中間真空室を
有して成る多段差動排気系の大気圧イオン化質量分析装
置において、 a)前記イオン化室の次段の第１中間真空室内に配設さ
れ、イオン光軸の周囲にそれぞれ分離された偶数本のロ
ッド電極又は仮想的なロッド電極から成る第１の多重極
レンズと、 b)該第１の多重極レンズの偶数本のロッド電極又は仮想
的なロッド電極に対し、隣接電極間で極性が反転し且つ
目的イオンの質量数に応じた電圧値を有する、直流電圧
と高周波電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加手段
と、 c)中真空雰囲気に維持された、第１中間真空室の次段の
第２中間真空室内に配設され、通過イオンの開裂を促進
させるべく高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印
加される第２の多重極レンズと、を備え、第１中間真空
室内の第１の多重極レンズにより目的イオンを選択し第
２中間真空室内で該目的イオンの開裂を促進させ、それ
により発生した各種イオンを質量分析器に導入すること
を特徴としている。
に成された本発明は、略大気圧雰囲気にあるイオン化室
と高真空雰囲気にあり質量分析器を備えた分析室との間
に、それぞれ小孔を介して連通した複数の中間真空室を
有して成る多段差動排気系の大気圧イオン化質量分析装
置において、 a)前記イオン化室の次段の第１中間真空室内に配設さ
れ、イオン光軸の周囲にそれぞれ分離された偶数本のロ
ッド電極又は仮想的なロッド電極から成る第１の多重極
レンズと、 b)該第１の多重極レンズの偶数本のロッド電極又は仮想
的なロッド電極に対し、隣接電極間で極性が反転し且つ
目的イオンの質量数に応じた電圧値を有する、直流電圧
と高周波電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加手段
と、 c)中真空雰囲気に維持された、第１中間真空室の次段の
第２中間真空室内に配設され、通過イオンの開裂を促進
させるべく高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印
加される第２の多重極レンズと、を備え、第１中間真空
室内の第１の多重極レンズにより目的イオンを選択し第
２中間真空室内で該目的イオンの開裂を促進させ、それ
により発生した各種イオンを質量分析器に導入すること
を特徴としている。
【０００７】ここで、仮想的なロッド電極とは、イオン
光軸方向に互いに分離された複数の電極板から成り、該
電極板の包絡線がロッド電極に相当するもののことであ
る。なお、このような多重極レンズの構成は、本出願人
が特願平１１−１９６８５６号で既に提案している。ま
た、第２の多重極レンズは第１の多重極レンズと同様に
複数本のロッド電極としてもよいし、イオン光軸を挟ん
で配設される複数枚の平板状電極としてもよい。
光軸方向に互いに分離された複数の電極板から成り、該
電極板の包絡線がロッド電極に相当するもののことであ
る。なお、このような多重極レンズの構成は、本出願人
が特願平１１−１９６８５６号で既に提案している。ま
た、第２の多重極レンズは第１の多重極レンズと同様に
複数本のロッド電極としてもよいし、イオン光軸を挟ん
で配設される複数枚の平板状電極としてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の如き多段差動排気系の大
気圧イオン化質量分析装置では、従来、イオン化室の次
段の第１中間真空室内に、リング状或いはイオン光軸を
挟んで対向する平板状の電極から成るイオンレンズが設
けられていた。これらのイオンレンズの主たる目的は、
第１中間真空室内に導入されたイオンを収束させて効率
的に第２中間真空室内に送り込むことにある。これに対
し、本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置では、イ
オンの収束の機能しか果たしていなかった従来のイオン
レンズに代わり、質量数に応じたイオンの選択機能を有
する第１の多重極レンズを第１中間真空室に設けてい
る。
気圧イオン化質量分析装置では、従来、イオン化室の次
段の第１中間真空室内に、リング状或いはイオン光軸を
挟んで対向する平板状の電極から成るイオンレンズが設
けられていた。これらのイオンレンズの主たる目的は、
第１中間真空室内に導入されたイオンを収束させて効率
的に第２中間真空室内に送り込むことにある。これに対
し、本発明に係る大気圧イオン化質量分析装置では、イ
オンの収束の機能しか果たしていなかった従来のイオン
レンズに代わり、質量数に応じたイオンの選択機能を有
する第１の多重極レンズを第１中間真空室に設けてい
る。
【０００９】この第１の多重極レンズは、質量分析器と
して用いられる四重極質量フィルタと類似した動作及び
機能を有するものであって、上記電圧印加手段により電
圧が印加されると、それにより発生する電界の作用によ
って特定の質量数を有するイオンのみを後方焦点位置に
収束させ、他のイオンを発散させる。第１中間真空室内
は真空度が低く残留ガス分子が多いため、分析室内に配
設される四重極質量フィルタほどイオン選択性は高くな
いものの、質量数の大きく相違するイオンの多くを排除
することができる。このようにして第１の多重極レンズ
によって選択したイオンを次段の比較的真空度の低い第
２中間真空室に導入し、残留ガス分子との衝突によりイ
オンの開裂を促進させる。そして、開裂で生じた各種イ
オンを四重極質量フィルタ等の質量分析器に導入し、質
量数毎に分離して検出する。
して用いられる四重極質量フィルタと類似した動作及び
機能を有するものであって、上記電圧印加手段により電
圧が印加されると、それにより発生する電界の作用によ
って特定の質量数を有するイオンのみを後方焦点位置に
収束させ、他のイオンを発散させる。第１中間真空室内
は真空度が低く残留ガス分子が多いため、分析室内に配
設される四重極質量フィルタほどイオン選択性は高くな
いものの、質量数の大きく相違するイオンの多くを排除
することができる。このようにして第１の多重極レンズ
によって選択したイオンを次段の比較的真空度の低い第
２中間真空室に導入し、残留ガス分子との衝突によりイ
オンの開裂を促進させる。そして、開裂で生じた各種イ
オンを四重極質量フィルタ等の質量分析器に導入し、質
量数毎に分離して検出する。
【００１０】なお、本願発明者の実験によれば、第２中
間真空室内で効果的に開裂を生じさせるには、第２中間
真空室内の圧力を１×１０−１Ｐａ以上とすることが好
ましい。
間真空室内で効果的に開裂を生じさせるには、第２中間
真空室内の圧力を１×１０−１Ｐａ以上とすることが好
ましい。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係る大気圧イオン化質量分析装
置によれば、イオン化室と分析室との間に複数段階に設
けられた中間真空室において、特定質量数を持つイオン
の選択と選択されたイオンの開裂とが行われ、フラグメ
ントイオンを含む各種イオンが質量分析器に導入され
る。そのため、実質的にＭＳ／ＭＳと同様の分析が可能
であって、取得された質量スペクトルを解析することに
より分子や原子の構造の推定が容易になる。また、構成
は一般的なＭＳ／ＭＳよりも簡単になるので、比較的低
コストであって、卓上型のような小型化も達成できる。
置によれば、イオン化室と分析室との間に複数段階に設
けられた中間真空室において、特定質量数を持つイオン
の選択と選択されたイオンの開裂とが行われ、フラグメ
ントイオンを含む各種イオンが質量分析器に導入され
る。そのため、実質的にＭＳ／ＭＳと同様の分析が可能
であって、取得された質量スペクトルを解析することに
より分子や原子の構造の推定が容易になる。また、構成
は一般的なＭＳ／ＭＳよりも簡単になるので、比較的低
コストであって、卓上型のような小型化も達成できる。
【００１２】更に本発明に係る大気圧イオン化質量分析
装置によれば、第１の多重極レンズに印加する電圧を適
宜に変えることにより、イオンの選択を行わずに通常の
イオン収束のみを行うこともできるから、例えば一回の
質量走査毎に衝突活性化解離による質量スペクトルと通
常の質量スペクトルとを交互に取得することもできる。
通常のＭＳ／ＭＳでは、衝突活性化解離分析を行うには
衝突反応室内に反応ガスを導入し、通常の分析を行うに
は反応ガスを排出しなければならない。このような切替
えを短時間で行うことは不可能であるため、上述のよう
な分析は不可能である。
装置によれば、第１の多重極レンズに印加する電圧を適
宜に変えることにより、イオンの選択を行わずに通常の
イオン収束のみを行うこともできるから、例えば一回の
質量走査毎に衝突活性化解離による質量スペクトルと通
常の質量スペクトルとを交互に取得することもできる。
通常のＭＳ／ＭＳでは、衝突活性化解離分析を行うには
衝突反応室内に反応ガスを導入し、通常の分析を行うに
は反応ガスを排出しなければならない。このような切替
えを短時間で行うことは不可能であるため、上述のよう
な分析は不可能である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に係る大気圧イオン化質量分析
装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実
施例によるエレクトロスプレイ質量分析装置（ＥＳＰ−
ＭＳ）の概略構成図である。
装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実
施例によるエレクトロスプレイ質量分析装置（ＥＳＰ−
ＭＳ）の概略構成図である。
【００１４】このＭＳは、例えばＬＣのカラムの出口端
に接続されたノズル２が備えられたイオン化室１と、四
重極質量フィルタ１０及びイオン検出器１１が配設され
た分析室９との間に、それぞれ隔壁で隔てられて第１中
間真空室４及び第２中間真空室７が設けられている。イ
オン化室１と第１中間真空室４との間は細径の脱溶媒パ
イプ３を介して、第１中間真空室４と第２中間真空室７
との間は極小径の通過孔（オリフィス）を有するスキマ
ー６を介してのみ連通している。
に接続されたノズル２が備えられたイオン化室１と、四
重極質量フィルタ１０及びイオン検出器１１が配設され
た分析室９との間に、それぞれ隔壁で隔てられて第１中
間真空室４及び第２中間真空室７が設けられている。イ
オン化室１と第１中間真空室４との間は細径の脱溶媒パ
イプ３を介して、第１中間真空室４と第２中間真空室７
との間は極小径の通過孔（オリフィス）を有するスキマ
ー６を介してのみ連通している。
【００１５】イオン化室１内はノズル２から連続的に供
給される試料溶液の気化分子によりほぼ大気圧になって
いる。また、第１中間真空室４内は、ロータリポンプに
より約１０２Ｐａの低真空状態に真空排気されている。
更に、第２中間真空室７内はターボ分子ポンプにより約
１０−１Ｐａの中真空状態に真空排気され、分析室９内
は他のターボ分子ポンプにより約１０−３〜１０−４Ｐ
ａの高真空状態に真空排気されている。このようにイオ
ン化室１から分析室９に向かって各室毎に真空度を高く
することにより、分析室９内が高真空状態に維持される
ようにしている。
給される試料溶液の気化分子によりほぼ大気圧になって
いる。また、第１中間真空室４内は、ロータリポンプに
より約１０２Ｐａの低真空状態に真空排気されている。
更に、第２中間真空室７内はターボ分子ポンプにより約
１０−１Ｐａの中真空状態に真空排気され、分析室９内
は他のターボ分子ポンプにより約１０−３〜１０−４Ｐ
ａの高真空状態に真空排気されている。このようにイオ
ン化室１から分析室９に向かって各室毎に真空度を高く
することにより、分析室９内が高真空状態に維持される
ようにしている。
【００１６】このＭＳの概略的な動作は次の通りであ
る。試料溶液はノズル２からイオン化室１内に噴霧（エ
レクトロスプレイ）され、液滴中の溶媒が蒸発する過程
で試料分子はイオン化される。イオンが入り混じった液
滴はイオン化室１と第１中間真空室４との圧力差により
脱溶媒パイプ３中に引き込まれ、脱溶媒パイプ３を通過
する過程で更にイオン化が進む。第１中間真空室４内に
は四重極イオンレンズ（第１の多重極レンズ）５が設け
られている。四重極イオンレンズ５は脱溶媒パイプ３を
介したイオンの引込みを助けると共に、後述するように
特定の質量数を持つイオンを選択してスキマー６のオリ
フィス近傍に収束させる。
る。試料溶液はノズル２からイオン化室１内に噴霧（エ
レクトロスプレイ）され、液滴中の溶媒が蒸発する過程
で試料分子はイオン化される。イオンが入り混じった液
滴はイオン化室１と第１中間真空室４との圧力差により
脱溶媒パイプ３中に引き込まれ、脱溶媒パイプ３を通過
する過程で更にイオン化が進む。第１中間真空室４内に
は四重極イオンレンズ（第１の多重極レンズ）５が設け
られている。四重極イオンレンズ５は脱溶媒パイプ３を
介したイオンの引込みを助けると共に、後述するように
特定の質量数を持つイオンを選択してスキマー６のオリ
フィス近傍に収束させる。
【００１７】スキマー６のオリフィスを通って第２中間
真空室７に導入された特定質量数のイオンは、複数本の
ロッド電極から成る多重極レンズ（第２の多重極レン
ズ）８により収束されると共に、残留分子イオンとの衝
突により開裂が促進され、多くのフラグメントイオンを
生じて分析室９へと送られる。なお、多重極レンズ８は
複数枚の平板状電極から構成することもできる。分析室
９では、各種イオンのうち特定の質量数を有するイオン
のみが四重極質量フィルタ１０中央の軸方向の空間を通
り抜け、イオン検出器１１に到達して検出される。
真空室７に導入された特定質量数のイオンは、複数本の
ロッド電極から成る多重極レンズ（第２の多重極レン
ズ）８により収束されると共に、残留分子イオンとの衝
突により開裂が促進され、多くのフラグメントイオンを
生じて分析室９へと送られる。なお、多重極レンズ８は
複数枚の平板状電極から構成することもできる。分析室
９では、各種イオンのうち特定の質量数を有するイオン
のみが四重極質量フィルタ１０中央の軸方向の空間を通
り抜け、イオン検出器１１に到達して検出される。
【００１８】第１、第２、第３電圧発生部１２、１３、
１４はそれぞれ、四重極イオンレンズ５、多重極レンズ
８、四重極質量フィルタ１０に印加するための所定電圧
を発生するものであり、その電圧値は制御部１５により
制御される。なお、図示しないものの、ノズル２、脱溶
媒パイプ３、スキマー６などにもそれぞれ所定の電圧
（通常は直流電圧）が印加される。
１４はそれぞれ、四重極イオンレンズ５、多重極レンズ
８、四重極質量フィルタ１０に印加するための所定電圧
を発生するものであり、その電圧値は制御部１５により
制御される。なお、図示しないものの、ノズル２、脱溶
媒パイプ３、スキマー６などにもそれぞれ所定の電圧
（通常は直流電圧）が印加される。
【００１９】次に、本発明の特徴の一つである四重極イ
オンレンズ５の構成及び動作を詳細に説明する。図２は
本ＭＳの第１中間真空室４及び第２中間真空室７を中心
とする詳細構成図、図３は四重極イオンレンズ５をイオ
ン入射側から見た平面図である。
オンレンズ５の構成及び動作を詳細に説明する。図２は
本ＭＳの第１中間真空室４及び第２中間真空室７を中心
とする詳細構成図、図３は四重極イオンレンズ５をイオ
ン入射側から見た平面図である。
【００２０】四重極イオンレンズ５は、イオン光軸Ｃの
周囲にそれぞれ分離された四本の仮想的ロッド電極５１
〜５４を備えており、各仮想的ロッド電極５１〜５４は
光軸Ｃ方向に互いに分離された多数枚（この例では５
枚）の円形状金属板が所定間隔を隔てて立設された構造
となっている。各電極板５１１〜５１５、５２１〜５２
５、５３１〜５３５、５４１〜５４５はイオン進行方向
に進むに従ってイオン光軸Ｃに近接するように配置され
ており、上記電極板で囲まれるイオン通過空間は徐々に
狭くなっている。電極板の径はイオン光軸Ｃからの離間
距離に依存して所定の計算式を基に決まっているため、
イオンの進行方向に伴いその径は小さくなる。各電極板
群の包絡線が仮想的ロッド電極５１〜５４を形成してい
る。
周囲にそれぞれ分離された四本の仮想的ロッド電極５１
〜５４を備えており、各仮想的ロッド電極５１〜５４は
光軸Ｃ方向に互いに分離された多数枚（この例では５
枚）の円形状金属板が所定間隔を隔てて立設された構造
となっている。各電極板５１１〜５１５、５２１〜５２
５、５３１〜５３５、５４１〜５４５はイオン進行方向
に進むに従ってイオン光軸Ｃに近接するように配置され
ており、上記電極板で囲まれるイオン通過空間は徐々に
狭くなっている。電極板の径はイオン光軸Ｃからの離間
距離に依存して所定の計算式を基に決まっているため、
イオンの進行方向に伴いその径は小さくなる。各電極板
群の包絡線が仮想的ロッド電極５１〜５４を形成してい
る。
【００２１】図２では、イオン光軸Ｃを挟んで対向する
一組の仮想的ロッド電極５１、５２のみを示している。
第１電圧発生部１２は直流電圧発生部と高周波電圧発生
部とを含んで構成されており、制御部１５からの指示に
応じてそれぞれ直流電圧Ｘと高周波電圧Ｙ・cosθｔ
（以下「高周波電圧Ｙ」という）を発生させる。各電極
板５２１〜５２５には、第１電圧発生部１２、抵抗Ｒ1
〜Ｒ4、コンデンサＣ1〜Ｃ5によって、イオンの進行方
向（図２では右方向）に進むに伴い電圧が階段状に下が
る直流電圧と共通の高周波電圧Ｙとが重畳された電圧が
印加される。図３に示すように、イオン光軸Ｃを挟んで
電極板５２１〜５２５と対向する電極板５１１〜５１５
にも同様の電圧（例えば電極板５１１に対しては電圧Ｘ
＋Ｙ）が印加され、他の一組の電極板５３１〜５３５、
５４１〜５４５には、同一平面内に存在する電極板と同
一振幅で極性が反転した電圧（例えば電極板５３１、５
４１に対しては電圧−（Ｘ＋Ｙ））がそれぞれ印加され
る。
一組の仮想的ロッド電極５１、５２のみを示している。
第１電圧発生部１２は直流電圧発生部と高周波電圧発生
部とを含んで構成されており、制御部１５からの指示に
応じてそれぞれ直流電圧Ｘと高周波電圧Ｙ・cosθｔ
（以下「高周波電圧Ｙ」という）を発生させる。各電極
板５２１〜５２５には、第１電圧発生部１２、抵抗Ｒ1
〜Ｒ4、コンデンサＣ1〜Ｃ5によって、イオンの進行方
向（図２では右方向）に進むに伴い電圧が階段状に下が
る直流電圧と共通の高周波電圧Ｙとが重畳された電圧が
印加される。図３に示すように、イオン光軸Ｃを挟んで
電極板５２１〜５２５と対向する電極板５１１〜５１５
にも同様の電圧（例えば電極板５１１に対しては電圧Ｘ
＋Ｙ）が印加され、他の一組の電極板５３１〜５３５、
５４１〜５４５には、同一平面内に存在する電極板と同
一振幅で極性が反転した電圧（例えば電極板５３１、５
４１に対しては電圧−（Ｘ＋Ｙ））がそれぞれ印加され
る。
【００２２】このような電圧によって四重極イオンレン
ズ５のイオン通過空間内には、四重極質量フィルタ１０
の軸方向の空間内と類似した所定の電界が形成される。
そのため、脱溶媒パイプ３を介して前段のイオン化室１
から第１中間真空室４内に吸引されたイオンは、上記電
界の作用により所定周期で振動しながら進む。その振動
周期は印加電圧により変わるから、電圧Ｘ（又はＸ、Ｙ
共）を適宜に調節することにより特定質量数を有するイ
オンを選択的に後方焦点位置Ｆに収束させることができ
る。スキマー６のオリフィスは後方焦点位置Ｆ近傍に設
けられているため、後方焦点位置Ｆ近傍に収束されたイ
オンのみがオリフィスを通過して第２中間真空室７へと
導入され、それ以外のイオンはオリフィスを通過せずに
排気される。なお、この実施例のようにイオン通過空間
をイオンの進行方向に向かって狭くしてゆくことによ
り、イオンの収束効率が高くなり、より多くのイオンを
第２中間真空室７に送り込むことができる。
ズ５のイオン通過空間内には、四重極質量フィルタ１０
の軸方向の空間内と類似した所定の電界が形成される。
そのため、脱溶媒パイプ３を介して前段のイオン化室１
から第１中間真空室４内に吸引されたイオンは、上記電
界の作用により所定周期で振動しながら進む。その振動
周期は印加電圧により変わるから、電圧Ｘ（又はＸ、Ｙ
共）を適宜に調節することにより特定質量数を有するイ
オンを選択的に後方焦点位置Ｆに収束させることができ
る。スキマー６のオリフィスは後方焦点位置Ｆ近傍に設
けられているため、後方焦点位置Ｆ近傍に収束されたイ
オンのみがオリフィスを通過して第２中間真空室７へと
導入され、それ以外のイオンはオリフィスを通過せずに
排気される。なお、この実施例のようにイオン通過空間
をイオンの進行方向に向かって狭くしてゆくことによ
り、イオンの収束効率が高くなり、より多くのイオンを
第２中間真空室７に送り込むことができる。
【００２３】第２電圧発生部１３は多重極レンズ８に対
し、高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加す
る。このときの直流電圧は３０〜２００Ｖと、通常の
（つまり衝突活性化解離でない）分析を行う場合と比べ
て高くされている。これにより、第２中間真空室７に残
留しているガス分子との衝突によってイオンは開裂し、
フラグメントイオンを生成する。このときの開裂の態様
は多重極レンズ８に印加される直流電圧の電圧値によっ
て相違するから、この電圧を適宜に調整して所望の開裂
が生じるようにするとよい。
し、高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加す
る。このときの直流電圧は３０〜２００Ｖと、通常の
（つまり衝突活性化解離でない）分析を行う場合と比べ
て高くされている。これにより、第２中間真空室７に残
留しているガス分子との衝突によってイオンは開裂し、
フラグメントイオンを生成する。このときの開裂の態様
は多重極レンズ８に印加される直流電圧の電圧値によっ
て相違するから、この電圧を適宜に調整して所望の開裂
が生じるようにするとよい。
【００２４】このようにして生成されたフラグメントイ
オンを含む各種イオンは差圧によって分析室９内に導入
され、先に述べたように四重極質量フィルタ１０の長軸
方向の空間に導入される。第３電圧発生部１４は従来知
られているように、四重極の隣接するロッド電極に対し
て極性が反転した直流電圧と高周波電圧とを重畳した電
圧±（Ｕ＋Ｖcosωｔ）を印加する。
オンを含む各種イオンは差圧によって分析室９内に導入
され、先に述べたように四重極質量フィルタ１０の長軸
方向の空間に導入される。第３電圧発生部１４は従来知
られているように、四重極の隣接するロッド電極に対し
て極性が反転した直流電圧と高周波電圧とを重畳した電
圧±（Ｕ＋Ｖcosωｔ）を印加する。
【００２５】制御部１５は目的成分の分子イオンが選択
されるように第１電圧発生部１２を制御し、その分子イ
オンの開裂によって生じる可能性のある各種フラグメン
トイオンの質量数が含まれるように質量走査を行うべく
第３電圧発生部１４を制御する。このような制御を行う
ことにより、イオン化室１においてほぼ同時にイオン化
される目的成分以外の不所望の成分の分子イオンが排除
されるので、不要な情報を含まない、より正確な質量ス
ペクトルを得ることができる。
されるように第１電圧発生部１２を制御し、その分子イ
オンの開裂によって生じる可能性のある各種フラグメン
トイオンの質量数が含まれるように質量走査を行うべく
第３電圧発生部１４を制御する。このような制御を行う
ことにより、イオン化室１においてほぼ同時にイオン化
される目的成分以外の不所望の成分の分子イオンが排除
されるので、不要な情報を含まない、より正確な質量ス
ペクトルを得ることができる。
【００２６】なお、本実施例による質量分析装置では、
四重極イオンレンズ５及び多重極レンズ８に印加する電
圧を変更することにより、上述したような衝突活性化解
離分析と通常の分析とを短時間で切り替えることができ
る。そこで、適宜に電圧を制御することにより、一回の
質量走査毎に衝突活性化解離分析と通常分析とを交互に
実行したり、或いは衝突活性化解離分析であっても開裂
の態様を変えて異なる質量スペクトルを取得したりする
ことができる。
四重極イオンレンズ５及び多重極レンズ８に印加する電
圧を変更することにより、上述したような衝突活性化解
離分析と通常の分析とを短時間で切り替えることができ
る。そこで、適宜に電圧を制御することにより、一回の
質量走査毎に衝突活性化解離分析と通常分析とを交互に
実行したり、或いは衝突活性化解離分析であっても開裂
の態様を変えて異なる質量スペクトルを取得したりする
ことができる。
【００２７】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜に変更や修正を行えることは明らか
である。
の趣旨の範囲で適宜に変更や修正を行えることは明らか
である。
【図１】 本発明の一実施例によるエレクトロスプレイ
質量分析装置の概略構成図。
質量分析装置の概略構成図。
【図２】 本実施例の質量分析装置における第１中間真
空室及び第２中間真空室を中心とする詳細構成図。
空室及び第２中間真空室を中心とする詳細構成図。
【図３】 本実施例の質量分析装置において四重極イオ
ンレンズをイオン入射側から見た平面図。
ンレンズをイオン入射側から見た平面図。
１…イオン化室 ２…ノズル ３…脱溶媒パイプ ４…第１中間真空室 ５…四重極イオンレンズ ５１、５２、５３、５４…仮想的ロッド電極 ５１１〜５１５、５２１〜５２５、５３１〜５３５、５
４１〜５４５…電極板 ６…スキマー ７…第２中間真空室 ８…多重極レンズ ９…分析室 １０…四重極質量フィルタ １１…イオン検出器 １２、１３、１４…電圧発生部 １５…制御部
４１〜５４５…電極板 ６…スキマー ７…第２中間真空室 ８…多重極レンズ ９…分析室 １０…四重極質量フィルタ １１…イオン検出器 １２、１３、１４…電圧発生部 １５…制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 略大気圧雰囲気にあるイオン化室と高真
空雰囲気にあり質量分析器を備えた分析室との間に、そ
れぞれ小孔を介して連通した複数の中間真空室を有して
成る多段差動排気系の大気圧イオン化質量分析装置にお
いて、 a)前記イオン化室の次段の第１中間真空室内に配設さ
れ、イオン光軸の周囲にそれぞれ分離された偶数本のロ
ッド電極又は仮想的なロッド電極から成る第１の多重極
レンズと、 b)該第１の多重極レンズの偶数本のロッド電極又は仮想
的なロッド電極に対し、隣接電極間で極性が反転し且つ
目的イオンの質量数に応じた電圧値を有する、直流電圧
と高周波電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加手段
と、 c)中真空雰囲気に維持された、第１中間真空室の次段の
第２中間真空室内に配設され、通過イオンの開裂を促進
させるべく高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印
加される第２の多重極レンズと、 を備え、第１中間真空室内の第１の多重極レンズにより
目的イオンを選択し第２中間真空室内で該目的イオンの
開裂を促進させ、それにより発生した各種イオンを質量
分析器に導入することを特徴とする大気圧イオン化質量
分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27956799A JP3596375B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27956799A JP3596375B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001101992A true JP2001101992A (ja) | 2001-04-13 |
| JP3596375B2 JP3596375B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=17612784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27956799A Expired - Lifetime JP3596375B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3596375B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001351563A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
| WO2003041115A1 (fr) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Spectrometre de masse |
| GB2392548B (en) * | 2001-06-25 | 2004-09-08 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
| WO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| WO2008129751A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| KR100991608B1 (ko) | 2008-05-07 | 2010-11-04 | 부산대학교 산학협력단 | 넓은 입자 직경 범위에서 집속이 가능한 공기 역학 렌즈 |
| JP4816792B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2011-11-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| WO2011161788A1 (ja) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 株式会社島津製作所 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
| US8822915B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-09-02 | Shimadzu Corporation | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
-
1999
- 1999-09-30 JP JP27956799A patent/JP3596375B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001351563A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
| GB2392548B (en) * | 2001-06-25 | 2004-09-08 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
| WO2003041115A1 (fr) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Spectrometre de masse |
| US7053367B2 (en) | 2001-11-07 | 2006-05-30 | Hitachi High-Technologies Corporation | Mass spectrometer |
| US8207491B2 (en) | 2007-03-23 | 2012-06-26 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
| JPWO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2010-07-08 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| WO2008117333A1 (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| WO2008129751A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| WO2008136040A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-13 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| JP4816792B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2011-11-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| US8134123B2 (en) | 2007-04-17 | 2012-03-13 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
| KR100991608B1 (ko) | 2008-05-07 | 2010-11-04 | 부산대학교 산학협력단 | 넓은 입자 직경 범위에서 집속이 가능한 공기 역학 렌즈 |
| WO2011161788A1 (ja) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 株式会社島津製作所 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
| US8637810B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-01-28 | Shimadzu Corporation | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
| US8822915B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-09-02 | Shimadzu Corporation | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
| JP5601370B2 (ja) * | 2010-06-24 | 2014-10-08 | 株式会社島津製作所 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3596375B2 (ja) | 2004-12-02 |
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