JP2001210269A - Ion trap type mass spectroscope - Google Patents

Ion trap type mass spectroscope

Info

Publication number
JP2001210269A
JP2001210269A JP2000022369A JP2000022369A JP2001210269A JP 2001210269 A JP2001210269 A JP 2001210269A JP 2000022369 A JP2000022369 A JP 2000022369A JP 2000022369 A JP2000022369 A JP 2000022369A JP 2001210269 A JP2001210269 A JP 2001210269A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion trap
ion
voltage
ions
end cap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000022369A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3480409B2 (en
Inventor
Kozo Miishi
浩三 御石
Junichi Taniguchi
純一 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2000022369A priority Critical patent/JP3480409B2/en
Publication of JP2001210269A publication Critical patent/JP2001210269A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3480409B2 publication Critical patent/JP3480409B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve ion introduction efficiently for introducing ions from the outside to the ion trap. SOLUTION: Voltages having the prescribed phase contrasts and the same frequency as the RF voltage applied by the ring electrode 2 at the time of ion introduction, are to be applied to the first and second end-cap electrodes 3 and 4. This enables not only the introduction of the ion reflected duet to the quadrupole field caused by the ring electrode 2 but retaining of the ion inside the internal space 1a by decelerating the ion which is suddenly accelerated and emitted from the opening 6 after it is incident to the internal space 1a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はイオントラップ型質
量分析装置に関し、更に詳しくは、イオントラップの外
側で発生させたイオンを該イオントラップに導入して捕
捉するイオントラップ型質量分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion trap mass spectrometer, and more particularly, to an ion trap mass spectrometer which introduces ions generated outside an ion trap into the ion trap and captures the ions.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は一般的なイオントラップ型質量分
析装置の要部の構成図である。イオントラップ1は、内
面が回転1葉双曲面形状を有する1個の環状のリング電
極2と、それを挟むように対向して設けられた、内面が
回転2葉双曲面形状を有する一対の第1、第2エンドキ
ャップ電極3、4とを含んで構成されており、リング電
極2にはRF主電圧発生部11が接続され、エンドキャ
ップ電極3、4には補助電圧発生部12が接続される。
第1エンドキャップ電極3のほぼ中央に穿孔された開口
5の外側には熱電子生成部7が配設されており、この熱
電子生成部7から放出された電子が開口5を通過してイ
オントラップ1の内部空間1aに導入され、試料導入部
8から導入された試料分子に接触してこれをイオン化す
る。一方、第2エンドキャップ電極4で上記開口5とほ
ぼ一直線上に設けられた開口6の外側には検出器9が配
設されており、該開口6を通してイオントラップ1の内
部空間1aから放出されたイオンを検出し、検出信号を
データ処理部10へと送出する。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a structural view of a main part of a general ion trap type mass spectrometer. The ion trap 1 has a single annular ring electrode 2 having an inner surface having a rotating one-leaf hyperboloidal shape, and a pair of second ring electrodes having an inner surface having a rotating two-leafed hyperboloidal shape provided to face each other. An RF main voltage generator 11 is connected to the ring electrode 2, and an auxiliary voltage generator 12 is connected to the end cap electrodes 3, 4. You.
A thermoelectron generator 7 is provided outside the opening 5 formed in the center of the first end cap electrode 3, and electrons emitted from the thermoelectron generator 7 pass through the opening 5 to form ions. The sample molecules are introduced into the internal space 1a of the trap 1 and come into contact with the sample molecules introduced from the sample introduction section 8 to be ionized. On the other hand, a detector 9 is provided outside the opening 6 provided substantially in line with the opening 5 in the second end cap electrode 4, and emitted from the internal space 1 a of the ion trap 1 through the opening 6. The detected ions are detected and a detection signal is sent to the data processing unit 10.

【0003】RF主電圧発生部11及び補助電圧発生部
12によりリング電極2及びエンドキャップ電極3、4
にそれぞれ適当な電圧を印加すると、これら電極で囲ま
れた内部空間1aに四重極電場が形成され、内部空間1
aで発生したイオンを閉じ込めておくことができる。こ
うしたイオン捕捉時には、通常、リング電極2には1M
Hz程度の周波数の高周波交流電圧(リング電極2への
印加電圧を、以下「RF主電圧」という)が印加され、
エンドキャップ電極3、4はほぼゼロ電位に保たれる。
このようにしてイオントラップ1の内部空間1aにイオ
ンを捕捉した後にRF主電圧を適宜に走査すると、質量
数の相違するイオンが開口6から順次放出されるので、
このイオンを検出器9で検出し、その検出信号をデータ
処理部10で演算処理することにより質量スペクトルを
作成することができる。
A ring electrode 2 and end cap electrodes 3 and 4 are generated by an RF main voltage generator 11 and an auxiliary voltage generator 12.
When an appropriate voltage is applied to the internal space 1a, a quadrupole electric field is formed in the internal space 1a surrounded by these electrodes.
The ions generated in a can be confined. At the time of such ion trapping, the ring electrode 2 usually has 1 M
A high-frequency AC voltage having a frequency of about Hz (an applied voltage to the ring electrode 2 is hereinafter referred to as an “RF main voltage”) is applied,
The end cap electrodes 3, 4 are kept at almost zero potential.
If the RF main voltage is appropriately scanned after the ions are captured in the internal space 1a of the ion trap 1 in this manner, ions having different mass numbers are sequentially emitted from the opening 6, so that
These ions are detected by the detector 9 and the detection signal is subjected to arithmetic processing in the data processing unit 10, whereby a mass spectrum can be created.

【0004】また、イオントラップ1の内部空間1aに
イオンを捕捉した後に、2個のエンドキャップ電極3、
4に逆位相の補助交流電圧を印加すると、内部空間1a
には双極電場が形成される。すると、その印加電圧の周
波数に応じた振動周波数を有するイオンが共鳴し、開口
6を通して内部空間1aから排出される。これにより、
不所望のイオンをイオントラップ1の内部空間1aから
排除したり、特定の質量数を有するイオンのみを取り出
したりすることができる。
After capturing ions in the internal space 1a of the ion trap 1, two end cap electrodes 3,
4 when an auxiliary AC voltage having an opposite phase is applied to the internal space 1a.
Produces a dipole electric field. Then, ions having an oscillation frequency corresponding to the frequency of the applied voltage resonate and are discharged from the internal space 1 a through the opening 6. This allows
Unwanted ions can be eliminated from the internal space 1a of the ion trap 1, or only ions having a specific mass number can be extracted.

【0005】ところで、例えば液体クロマトグラフの検
出器としてこの質量分析装置を用いる場合、イオン化の
ために特殊なインターフェイスを必要とするため、上述
したようにイオントラップ1の内部でイオン化を行うの
ではなく、外部のイオン源で発生させたイオンを第1エ
ンドキャップ電極3に設けた開口5を通してイオントラ
ップ1の内部空間1aに導入する。従来の一般的なイオ
ントラップ型質量分析装置では、こうした外部からのイ
オン導入時にも、リング電極2に所定のRF主電圧を印
加し、エンドキャップ電極3、4を例えばゼロ電位に保
持するように制御している。
When this mass spectrometer is used as a detector for a liquid chromatograph, for example, a special interface is required for ionization, so that ionization is not performed inside the ion trap 1 as described above. Then, ions generated by an external ion source are introduced into the internal space 1 a of the ion trap 1 through the opening 5 provided in the first end cap electrode 3. In a conventional general ion trap type mass spectrometer, a predetermined RF main voltage is applied to the ring electrode 2 even when such external ions are introduced, so that the end cap electrodes 3 and 4 are maintained at, for example, zero potential. Controlling.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試料分
子を導入する場合と異なりイオンは電荷を有しているか
ら、イオントラップ1に導入する際に、イオンはRF主
電圧により形成される電場の影響を受ける。図6は、開
口5の外側に配設されたイオンガイド22を通して輸送
されてくるイオンの挙動を示した模式図である。
However, unlike the case where the sample molecules are introduced, the ions have electric charges. Therefore, when the ions are introduced into the ion trap 1, the ions are affected by the electric field formed by the RF main voltage. Receive. FIG. 6 is a schematic diagram showing the behavior of ions transported through the ion guide 22 provided outside the opening 5.

【0007】図6(a)は、開口5を通過しようとする
イオンに対してこれを押し戻す方向に力(矢印A)が作
用するような電場が開口5の入口付近に形成されている
場合であって、図示したように、殆どのイオンはイオン
トラップ1の内部空間1aに入らずに反射された軌道を
とる。一方、図6(b)は、開口5を通過してイオント
ラップ1の内部空間1aへ入ったイオンに対しイオンを
加速する方向に力(矢印B)が作用するように電場が形
成されている場合であって、このときイオンは急加速さ
れてそのまま直進し開口6を通して外部へ排出されてし
まうか、或いは第2エンドキャップ電極4に高速で衝突
して消失する。上述の何れの場合もイオンはイオントラ
ップ1の内部空間1aには捕捉されない。即ち、図6
(c)に示すように、イオンが開口5からイオントラッ
プ1の内部空間1aに導入され、出口側の第2エンドキ
ャップ電極4に衝突せずに再び入口側の第1エンドキャ
ップ電極3の方向に引き戻されるという周回軌道を持っ
たごく一部のイオンのみが捕捉され得る。
FIG. 6A shows a case where an electric field is formed near the entrance of the opening 5 such that a force (arrow A) acts in a direction to push ions that pass through the opening 5 back. Therefore, as shown in the drawing, most of the ions take a reflected trajectory without entering the internal space 1a of the ion trap 1. On the other hand, in FIG. 6B, an electric field is formed such that a force (arrow B) acts on the ions passing through the opening 5 and entering the internal space 1a of the ion trap 1 in the direction of accelerating the ions. At this time, the ions are rapidly accelerated and proceed straight as they are, and are ejected to the outside through the opening 6, or they collide with the second end cap electrode 4 at high speed and disappear. In any of the above cases, ions are not captured in the internal space 1a of the ion trap 1. That is, FIG.
As shown in (c), ions are introduced from the opening 5 into the internal space 1a of the ion trap 1, and do not collide with the second end cap electrode 4 on the outlet side but again in the direction of the first end cap electrode 3 on the inlet side. Only a small portion of the ions with a circular orbit that is pulled back to can be captured.

【0008】図5は、従来のイオントラップ型質量分析
装置において、RF主電圧とイオントラップ1でのイオ
ン捕捉量との関係を示すタイミング図である。時間方向
にほぼ一定量のイオンがイオンガイド22を介して送出
された場合でも、上述したような現象によって、RF主
電圧の1周期の間の所定の位相範囲に入射したイオンの
みが適切に捕捉され、その位相範囲外に入射したイオン
は捕捉されない。本願発明者の計算によると、捕捉され
るための最適な入射位相範囲は1周期のうちの約10%
程度の割合にすぎず、平均するとイオンの導入効率はか
なり低いものであることが判明した。
FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the RF main voltage and the amount of trapped ions in the ion trap 1 in a conventional ion trap mass spectrometer. Even when a substantially constant amount of ions are transmitted through the ion guide 22 in the time direction, only the ions that have entered the predetermined phase range during one cycle of the RF main voltage are appropriately captured by the above-described phenomenon. Ions incident outside the phase range are not captured. According to our calculations, the optimal incident phase range to be captured is about 10% of one period
It turned out that the ion introduction efficiency was rather low on average.

【0009】分析の感度を向上させるには、イオントラ
ップへのイオンの導入効率を向上させることが重要であ
り、そのためにはイオントラップへの入射に最適な期間
(つまり上記位相範囲)を広げることが課題である。本
発明はこのような課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、イオンの入射に最適な
位相範囲を広げることによって、イオントラップ内に効
率良くイオンを導入することができるイオントラップ型
質量分析装置を提供することにある。
In order to improve the sensitivity of the analysis, it is important to improve the efficiency of ion introduction into the ion trap. To this end, the optimum period (ie, the above-mentioned phase range) for incidence on the ion trap is extended. Is the challenge. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to efficiently introduce ions into an ion trap by expanding an optimal phase range for ion incidence. It is an object of the present invention to provide an ion trap type mass spectrometer capable of performing the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係るイオントラ
ップ型質量分析装置は、環状のリング電極と、該リング
電極を挟むように配設された一対のエンドキャップ電極
とでイオントラップを形成し、且つ外部で発生したイオ
ンを前記エンドキャップ電極に設けた入射開口を通して
前記イオントラップに導入するイオントラップ型質量分
析装置において、イオンを前記イオントラップに入射さ
せる際に、前記リング電極に高周波交流電圧を印加する
と共に、前記一対のエンドキャップ電極の少なくとも一
方に、該高周波交流電圧の周期に同期した周期を有し且
つ所定の位相差を有する電圧を印加することにより、イ
オントラップ内へのイオンの導入効率を上げることを特
徴としている。
According to the present invention, there is provided an ion trap mass spectrometer comprising an ion trap formed by an annular ring electrode and a pair of end cap electrodes disposed so as to sandwich the ring electrode. In an ion trap mass spectrometer that introduces ions generated outside into the ion trap through an entrance opening provided in the end cap electrode, a high frequency AC voltage is applied to the ring electrode when the ions are incident on the ion trap. While applying a voltage having a period synchronized with the period of the high-frequency AC voltage and having a predetermined phase difference to at least one of the pair of end cap electrodes, It is characterized by increasing the introduction efficiency.

【0011】ここで、エンドキャップ電極に印加する高
周波電圧の周期がリング電極への印加電圧の周期に同期
しているということは、その周期が同一つまり同一の周
波数を有しているか、或いは、前者の電圧の周波数が後
者の電圧の周波数の整数倍であることを意味している。
Here, the fact that the cycle of the high-frequency voltage applied to the end cap electrode is synchronized with the cycle of the voltage applied to the ring electrode means that the cycle has the same, that is, the same frequency, This means that the frequency of the former voltage is an integral multiple of the frequency of the latter voltage.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態として、例え
ば、リング電極への印加電圧とエンドキャップ電圧への
印加電圧の周波数を同一とし、所定の位相差を持たせる
ものとすることができる。リング電極に印加される高周
波交流電圧の位相に対して適宜の位相差を持つ交流電圧
を入口側エンドキャップ電極に加えると、イオントラッ
プに入射せんとするイオンがリング電極による四重極電
場によって反射されるタイミング(位相)であっても、
入射開口近傍にイオンを引き込む電場を発生させること
ができる。また、入射開口からイオントラップに入射し
たイオンが上記四重極電場によって急激に加速されるよ
うなタイミング(位相)であっても、一旦引き込まれた
イオンが過度に加速されることを抑制するような電場を
発生させることができる。一方、出口側エンドキャップ
電極にも適宜の位相差を持った電圧を印加すると、上記
四重極電場によってイオンが過度に加速されるタイミン
グ(位相)であっても、イオンを減速させて入口側に押
し戻すような電場を発生させることができる。従って、
従来、エンドキャップ電極にゼロ電位又は直流電圧が印
加されていたときには反射や排出等によって捕捉されて
いなかったイオンも、捕捉することができるようにな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the present invention, for example, the frequency of an applied voltage to a ring electrode and the frequency of an applied voltage to an end cap voltage can be made the same to have a predetermined phase difference. . When an AC voltage having an appropriate phase difference with respect to the phase of the high-frequency AC voltage applied to the ring electrode is applied to the inlet end cap electrode, ions that enter the ion trap are reflected by the quadrupole electric field of the ring electrode. Timing (phase)
An electric field that attracts ions can be generated near the entrance aperture. Also, even if the timing (phase) is such that the ions entering the ion trap from the entrance aperture are rapidly accelerated by the quadrupole electric field, the ions once drawn are prevented from being excessively accelerated. Electric field can be generated. On the other hand, if a voltage having an appropriate phase difference is also applied to the exit side end cap electrode, the ions are decelerated and the entrance side is decelerated even at the timing (phase) at which the ions are excessively accelerated by the quadrupole electric field. An electric field can be generated that pushes the electric field back. Therefore,
Conventionally, ions that have not been captured due to reflection or ejection when a zero potential or a DC voltage is applied to the end cap electrode can also be captured.

【0013】[0013]

【発明の効果】この発明に係るイオントラップ型質量分
析装置によれば、外部で生成したイオンをイオントラッ
プに導入して捕捉する際の導入効率が大きく向上する。
従って、一旦捕捉したイオンをイオントラップから排出
して検出する際のイオン量が増加するので、検出感度や
検出精度を向上させることができる。
According to the ion trap mass spectrometer of the present invention, the efficiency of introduction of externally generated ions into the ion trap is greatly improved.
Therefore, the amount of ions when the once trapped ions are discharged from the ion trap and detected is increased, so that the detection sensitivity and the detection accuracy can be improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例によるイオントラッ
プ型質量分析装置を図1及び図2を参照して説明する。
図1は本実施例によるイオントラップ型質量分析装置の
要部の構成図である。イオントラップ1周辺の構成に関
しては、既に説明した図4のものと同一であるので同一
符号を付して説明を略す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ion trap type mass spectrometer according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the ion trap type mass spectrometer according to the present embodiment. Since the configuration around the ion trap 1 is the same as that of FIG. 4 already described, the same reference numerals are given and the description is omitted.

【0015】イオン源21はイオントラップ1の外部に
おいて試料分子をイオン化するものであって、例えば液
体試料を大気圧雰囲気中に噴霧してイオン化する大気圧
化学イオン化法などによるイオン源である。このイオン
源21で発生されたイオンはイオンガイド(イオンレン
ズ)22を通して輸送され、第1エンドキャップ電極3
の開口5に向けて送り出される。なお、イオンガイド2
2の形状は、円環形状体を複数並置した構成等、種々の
構成とすることができる。第1、第2エンドキャップ電
極3、4には、それぞれ異なる振幅及び位相を有する交
流電圧を印加するために、独立した第1、第2なる2つ
の補助電圧発生部121、122がそれぞれ接続されて
おり、これら補助電圧発生部121、122とRF主電
圧発生部11とは電圧制御部13により制御される。
The ion source 21 ionizes sample molecules outside the ion trap 1, and is, for example, an ion source based on an atmospheric pressure chemical ionization method in which a liquid sample is sprayed into an atmospheric pressure atmosphere and ionized. The ions generated by the ion source 21 are transported through an ion guide (ion lens) 22 and are transported to the first end cap electrode 3.
To the opening 5. In addition, ion guide 2
The shape of 2 can be various configurations such as a configuration in which a plurality of annular bodies are juxtaposed. Independent first and second auxiliary voltage generators 121 and 122 are respectively connected to the first and second end cap electrodes 3 and 4 to apply AC voltages having different amplitudes and phases. The auxiliary voltage generators 121 and 122 and the RF main voltage generator 11 are controlled by the voltage controller 13.

【0016】この質量分析装置では、イオン源21で生
成されたイオンを所定の期間内にイオントラップ1の内
部空間1aに入射(導入)して、その内部空間1aに捕
捉し、それに引き続く期間に質量分離等を行って排出さ
せる。このイオン入射時の電圧制御について以下に説明
する。
In this mass spectrometer, the ions generated by the ion source 21 are incident (introduced) into the internal space 1a of the ion trap 1 within a predetermined period, are captured in the internal space 1a, and are captured in the subsequent period. Discharge after mass separation. The voltage control at the time of ion incidence will be described below.

【0017】イオン入射時に電圧制御部13は、所定周
波数及び所定振幅の高周波交流電圧を発生するようにR
F主電圧発生部11を制御する。例えばその電圧を正弦
波信号とすると、リング電極2にはV0・cosωtな
るRF主電圧が印加される(図2(a)参照)。この電
圧によってイオントラップ1の内部空間1aには、開口
5を通して入射されたイオンを捕捉するための四重極電
場が発生する。一方、電圧制御部13は、RF主電圧と
同一の周波数であって位相がθ1だけ進み、且つ所定振
幅V1を有する第1補助電圧V1・cos(ωt+θ
1)を発生するように第1補助電圧発生部121を制御
すると共に(図2(b)参照)、主RF電圧と同一の周
波数であって位相がθ2だけ遅れ、且つ所定振幅V2を
有する第2補助電圧V2・cos(ωt−θ2)を発生
するように第2補助電圧発生部122を制御する(図2
(c)参照)。
At the time of ion incidence, the voltage control unit 13 generates a high-frequency AC voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude.
The F main voltage generator 11 is controlled. For example, if the voltage is a sine wave signal, an RF main voltage of V0 · cosωt is applied to the ring electrode 2 (see FIG. 2A). Due to this voltage, a quadrupole electric field is generated in the internal space 1a of the ion trap 1 for trapping ions incident through the opening 5. On the other hand, the voltage control unit 13 outputs the first auxiliary voltage V1 · cos (ωt + θ) having the same frequency as the RF main voltage, the phase advanced by θ1, and the predetermined amplitude V1.
In addition to controlling the first auxiliary voltage generation unit 121 to generate 1) (see FIG. 2B), the first auxiliary voltage generation unit 121 has the same frequency as the main RF voltage, a phase delayed by θ2, and a predetermined amplitude V2. The second auxiliary voltage generator 122 is controlled to generate the second auxiliary voltage V2 · cos (ωt−θ2) (FIG. 2)
(C)).

【0018】この第1、第2補助電圧の振幅V1、V
2、位相進みθ1、位相遅れθ2は次のように設定され
る。即ち、図6(a)に示すように、イオンガイド22
から放出されて第1エンドキャップ電極3の開口5を通
過しようとするイオンを反射させるような四重極電場が
発生しているタイミング(つまりRF主電圧の位相)に
おいては、第1エンドキャップ電極3には、開口5の外
側にあるイオンを内側に引き込むような電場を発生させ
るべく電圧を印加する。また、図6(b)に示すよう
に、開口5を通過してイオントラップ1の内部1aに導
入されたイオンが急加速されるような四重極電場が発生
しているタイミング(RF主電圧の位相)においては、
第1エンドキャップ電極3及び第2エンドキャップ電極
3、4に、この加速を妨げるような電場を発生させるべ
くそれぞれ電圧を印加する。
The amplitudes V1, V of the first and second auxiliary voltages
2. The phase lead θ1 and the phase delay θ2 are set as follows. That is, as shown in FIG.
At the time when a quadrupole electric field is generated that reflects ions that are emitted from the electrode and pass through the opening 5 of the first end cap electrode 3 (that is, the phase of the RF main voltage), A voltage is applied to 3 to generate an electric field that draws ions outside the opening 5 into the inside. Further, as shown in FIG. 6B, the timing when the quadrupole electric field is generated such that the ions introduced through the opening 5 and introduced into the inside 1a of the ion trap 1 are rapidly accelerated (RF main voltage Phase)
A voltage is applied to each of the first end cap electrode 3 and the second end cap electrodes 3, 4 so as to generate an electric field that hinders this acceleration.

【0019】これにより、図2(d)に示すように、R
F主電圧の1周期のうち、イオントラップ1の内部空間
1aにイオンを捕捉することが可能である位相範囲が従
来に比べて広がり、平均してもイオンの導入効率が格段
に向上する。本願発明者による計算機シミュレーション
の結果では、θ1は60°近傍で十分な引き込み効果が
得られることが確認できた。また、θ2はθ1と逆位相
の120°近傍で効果が得られる。
As a result, as shown in FIG.
In one cycle of the F main voltage, the phase range in which ions can be trapped in the internal space 1a of the ion trap 1 is wider than in the past, and the ion introduction efficiency is significantly improved even when averaged. According to the result of the computer simulation by the inventor of the present application, it was confirmed that a sufficient pull-in effect was obtained when θ1 was around 60 °. Further, the effect can be obtained when θ2 is in the vicinity of 120 ° which is the opposite phase to θ1.

【0020】上記実施例では、第1、第2補助電圧はR
F主電圧と同一周波数の正弦波としたが、上記条件を満
たすような電場を形成し得るものであれば正弦波形状で
ある必要はなく、適宜の形状とすることができる。ま
た、周波数も同一である必要はなく、少なくとも第1、
第2補助電圧の周波数がRF主電圧の整数倍となるよう
にしておけば、RF主電圧の各周期においてイオンの入
射位相範囲を広げることができる。
In the above embodiment, the first and second auxiliary voltages are R
Although the sine wave has the same frequency as the F main voltage, the sine wave does not need to have a sine wave shape as long as an electric field that satisfies the above conditions can be formed. Also, the frequencies need not be the same, and at least the first,
If the frequency of the second auxiliary voltage is set to be an integral multiple of the RF main voltage, the ion incident phase range can be expanded in each cycle of the RF main voltage.

【0021】なお、イオンガイド22の出口側端部と第
1エンドキャップ電極3との間の空隙が大きい場合、第
1エンドキャップ電極3に大きな振幅の電圧を印加しな
いと十分なイオン引き込み効果を奏することができない
が、そうするとリング電極2による四重極電場に悪影響
を与えて捕捉作用を損なう恐れがある。そこで、図3に
示したように、イオンガイド22の出口側端部と第1エ
ンドキャップ電極3との間に制御電極24を設け、この
制御電極24に適宜の直流電圧を印加するようにすれ
ば、イオンガイド22から出射したイオンを収束させ
て、より効率的に開口5へと導くことができる。
When the gap between the exit side end of the ion guide 22 and the first end cap electrode 3 is large, a sufficient ion attraction effect can be obtained unless a large amplitude voltage is applied to the first end cap electrode 3. However, doing so may adversely affect the quadrupole electric field produced by the ring electrode 2 and impair the trapping action. Therefore, as shown in FIG. 3, a control electrode 24 is provided between the outlet end of the ion guide 22 and the first end cap electrode 3, and an appropriate DC voltage is applied to the control electrode 24. For example, the ions emitted from the ion guide 22 can be converged and guided to the opening 5 more efficiently.

【0022】また、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明らか
である。
The above embodiment is merely an example, and it is apparent that changes and modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例によるイオントラップ型質
量分析装置の要部の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an ion trap mass spectrometer according to one embodiment of the present invention.

【図2】 本実施例のイオントラップ型質量分析装置に
おけるRF主電圧、補助電圧とイオン捕捉量との時間的
関係を示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a temporal relationship between an RF main voltage, an auxiliary voltage, and an ion trapping amount in the ion trap mass spectrometer of the present embodiment.

【図3】 本発明の他の実施例によるイオントラップ型
質量分析装置の要部の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of an ion trap mass spectrometer according to another embodiment of the present invention.

【図4】 一般のイオントラップ型質量分析装置の要部
の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of a general ion trap type mass spectrometer.

【図5】 従来のイオントラップ型質量分析装置におけ
るRF主電圧、補助電圧とイオン捕捉量との時間的関係
を示す模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a temporal relationship between an RF main voltage, an auxiliary voltage, and an ion trap amount in a conventional ion trap mass spectrometer.

【図6】 イオン導入時のイオンの挙動の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of the behavior of ions at the time of ion introduction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオントラップ 2…リング電極 3、4…エンドキャップ電極 5、6…開口 7…熱電子生成部 8…検出器 9…試料導入部 11…RF電圧発生部 121、122…補助交流電圧発生部 13…電圧制御部 21…イオン源 22…イオンガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion trap 2 ... Ring electrode 3, 4 ... End cap electrode 5, 6 ... Opening 7 ... Thermoelectron generation part 8 ... Detector 9 ... Sample introduction part 11 ... RF voltage generation part 121, 122 ... Auxiliary AC voltage generation part 13: Voltage control unit 21: Ion source 22: Ion guide

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 環状のリング電極と、該リング電極を挟
むように配設された一対のエンドキャップ電極とでイオ
ントラップを形成し、且つ外部で発生したイオンを前記
エンドキャップ電極に設けた入射開口を通して前記イオ
ントラップに導入するイオントラップ型質量分析装置に
おいて、イオンを前記イオントラップに入射させる際
に、前記リング電極に高周波交流電圧を印加すると共
に、前記一対のエンドキャップ電極の少なくとも一方
に、該高周波交流電圧の周期に同期した周期を有し且つ
所定の位相差を有する電圧を印加することにより、イオ
ントラップ内へのイオンの導入効率を上げることを特徴
とするイオントラップ型質量分析装置。
1. An ion trap formed by an annular ring electrode and a pair of end cap electrodes disposed so as to sandwich the ring electrode, and an ion generated outside is provided on the end cap electrode. In an ion trap type mass spectrometer to be introduced into the ion trap through an opening, when applying ions to the ion trap, while applying a high-frequency AC voltage to the ring electrode, at least one of the pair of end cap electrodes, An ion trap mass spectrometer characterized by increasing the efficiency of introducing ions into the ion trap by applying a voltage having a period synchronized with the period of the high-frequency AC voltage and having a predetermined phase difference.
JP2000022369A 2000-01-31 2000-01-31 Ion trap type mass spectrometer Expired - Lifetime JP3480409B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000022369A JP3480409B2 (en) 2000-01-31 2000-01-31 Ion trap type mass spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000022369A JP3480409B2 (en) 2000-01-31 2000-01-31 Ion trap type mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001210269A true JP2001210269A (en) 2001-08-03
JP3480409B2 JP3480409B2 (en) 2003-12-22

Family

ID=18548681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000022369A Expired - Lifetime JP3480409B2 (en) 2000-01-31 2000-01-31 Ion trap type mass spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3480409B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790532B1 (en) 2006-10-31 2008-01-02 한국기초과학지원연구원 A method for improving fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer signal
EP2309531A1 (en) * 2008-06-20 2011-04-13 Shimadzu Corporation Mass analyzer
JP2012049056A (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Shimadzu Corp Ion trap mass spectroscope

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160083785A (en) * 2014-12-31 2016-07-12 한국기초과학지원연구원 Mass spectrometer and method for controlling injection of electron beam thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100790532B1 (en) 2006-10-31 2008-01-02 한국기초과학지원연구원 A method for improving fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer signal
EP2309531A1 (en) * 2008-06-20 2011-04-13 Shimadzu Corporation Mass analyzer
EP2309531A4 (en) * 2008-06-20 2013-11-20 Shimadzu Corp Mass analyzer
US8754368B2 (en) 2008-06-20 2014-06-17 Shimadzu Corporation Mass spectrometer
JP2012049056A (en) * 2010-08-30 2012-03-08 Shimadzu Corp Ion trap mass spectroscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP3480409B2 (en) 2003-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7211792B2 (en) Mass spectrometer
US6803569B2 (en) Method and device for irradiating ions in an ion cyclotron resonance trap with photons and electrons
US8946623B2 (en) Introduction of ions into kingdon ion traps
JP4709024B2 (en) Reaction apparatus and mass spectrometer
JP6739931B2 (en) Ion source for soft electron ionization and related systems and methods
JP3653504B2 (en) Ion trap mass spectrometer
US10991567B2 (en) Quadrupole devices
GB2445804A (en) Tandem mass spectrometry system
JP2008282594A (en) Ion trap type mass spectroscope
JP5504969B2 (en) Mass spectrometer
JPWO2017022125A1 (en) Mass spectrometer
JP6011438B2 (en) MALDI ion trap mass spectrometer
JP3575441B2 (en) Ion trap type mass spectrometer
JP3480409B2 (en) Ion trap type mass spectrometer
JPH1012188A (en) Atmospheric pressure ionization ion trap mass spectrometry method and device
US10763093B2 (en) Mass analysis apparatus and mass analysis method
US6903333B2 (en) Mass spectrometer
JP3830344B2 (en) Vertical acceleration time-of-flight mass spectrometer
JP2005071826A (en) Mass spectrometer
JP3873867B2 (en) Mass spectrometer
JP2000306545A (en) Mass spectrometer and mass spectrometry
JP2000100375A (en) Mass spectrometer and electrostatic lens therefor
JP2007335368A (en) Time-of-flight mass spectrograph method and device
JP3269313B2 (en) Mass spectrometer and mass spectrometry method
US20240105439A1 (en) Mass and Kinetic Energy Ordering of Ions Prior to Orthogonal Extraction Using Dipolar DC

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3480409

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term