JP2002190274A - Ion trap type mass spectrometer - Google Patents

Ion trap type mass spectrometer

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JP2002190274A
JP2002190274A JP2000386807A JP2000386807A JP2002190274A JP 2002190274 A JP2002190274 A JP 2002190274A JP 2000386807 A JP2000386807 A JP 2000386807A JP 2000386807 A JP2000386807 A JP 2000386807A JP 2002190274 A JP2002190274 A JP 2002190274A
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JP
Japan
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ion
ions
mass spectrometer
measurement
time
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Application number
JP2000386807A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichiro Hashimoto
雄一郎 橋本
Koji Tachibana
幸治 立花
Nobuyuki Nagai
信行 永井
Masuyoshi Yamada
益義 山田
Masao Kan
正男 管
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ion trap type spectrometer which can take MS/MS measurement accurately or a long time and over a wide temperature range. SOLUTION: In the ion trap type mass spectrometer, in order to maintain measurement conditions constant, a relation between the peak position of detected ions and a DA converter input which generates a ring voltage at the time is detected, and then, the above relation is used for calibration of a DA converter input which generates a ring voltage at the timing of ion trapping, isolation and collision-dissociation. Here, the peak position is recognized automatically.

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、質量分析計に係
り、特に、イオントラップ型質量分析計に関する。
The present invention relates to a mass spectrometer, and more particularly to an ion trap type mass spectrometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】質量分析計では、イオン化、イオンレン
ズによる質量分析部へのイオン導入、質量分析部でのイ
オン検出といったスキームで測定が行なわれる。質量分
析計を用いた通常の定量測定では、複数濃度に対する特
定質量数範囲内の信号量をプロットして検量線を作成す
る。
2. Description of the Related Art In a mass spectrometer, measurement is performed by a scheme such as ionization, ion introduction into a mass spectrometer by an ion lens, and ion detection in the mass spectrometer. In normal quantitative measurement using a mass spectrometer, a calibration curve is created by plotting signal amounts within a specific mass number range for a plurality of concentrations.

【0003】この方法については、特開平9−5518
5号公報に記載されている。まず、測定対象物質から生
成するイオンが検出されるようにデータとして取り込ま
れる質量数位置と幅を設定する。設定位置は、測定対象
イオンのピーク位置に、設定幅は質量分析計の分解能に
よって決定される。分解能とは、分離できる質量数の細
かさを表す値であり、分解能が高いほど細かい質量数の
違いを区別できる。
[0003] This method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-5518.
No. 5 publication. First, a mass number position and a width to be taken in as data are set so that ions generated from the substance to be measured are detected. The set position is determined by the peak position of the ion to be measured, and the set width is determined by the resolution of the mass spectrometer. The resolution is a value indicating the fineness of the mass number that can be separated, and the higher the resolution, the more the difference in the mass number can be distinguished.

【0004】比較的、低分解能である四重極質量分析計
やイオントラップ型質量分析計においては、質量数20
0付近において半値幅が約0.5amu(質量数)程度
である。この場合、質量数の異なるイオンを誤検出する
ことなく、できるだけ多くのシグナルを取り込むことを
考えて、設定幅は0.5〜1amu程度とするのが一般
的である。複数の既知濃度の試料に対し、上記の設定範
囲内の信号量積算値をプロットしたのが検量線である。
検量線を用いることにより、未知濃度試料の信号強度か
ら濃度を決定することができる。以上が、質量分析にお
ける検量線法を用いた定量の説明である。
In a quadrupole mass spectrometer or an ion trap mass spectrometer having a relatively low resolution, the mass number is 20.
In the vicinity of 0, the half width is about 0.5 amu (mass number). In this case, the set width is generally set to about 0.5 to 1 amu in consideration of taking in as many signals as possible without erroneously detecting ions having different mass numbers. The calibration curve is obtained by plotting the signal value integrated values within the above set range for a plurality of samples of known concentrations.
By using the calibration curve, the concentration can be determined from the signal intensity of the unknown concentration sample. The above is the description of the quantification using the calibration curve method in mass spectrometry.

【0005】質量分析計においては、MS/MSまたは
タンデム質量分析と呼ばれる方法がある。イオントラッ
プ型質量分析計におけるMS/MSの具体的な方法は、
米国特許4736101号に記載されている。この方法
の目的は、質量数が同じまたは近いため、質量数の違い
で分離できないイオンの中から、特定イオンのみを選択
的に検出することである。MS/MSにおける典型的な
電圧シーケンスを説明する。MS/MS測定ではイオン
を電極内にため込んだ後、特定質量数範囲のイオン以外
を電極外へ排出するアイソレーション、その後、イオン
と中性ガスを衝突させ、イオンを分解させる衝突解離が
行なわれる。夾雑成分イオンのみが分解したり、または
測定成分のみが分解したり、または、どちらも分解する
が異なる質量数の分解物イオンを生成すれば、測定対象
イオンと夾雑成分イオンとは別々に検出可能である。ア
イソレーション、衝突解離いずれの場合も、エンドキャ
ップ電極間に共鳴電圧を印加することによるイオン振幅
の増幅が行なわれる。
In the mass spectrometer, there is a method called MS / MS or tandem mass spectrometry. The specific method of MS / MS in the ion trap type mass spectrometer is as follows.
No. 4,736,101. The purpose of this method is to selectively detect only specific ions from ions that cannot be separated due to differences in mass numbers because they have the same or similar mass numbers. A typical voltage sequence in MS / MS will be described. In the MS / MS measurement, after ions are accumulated in the electrode, isolation is performed to discharge ions other than ions in a specific mass range to the outside of the electrode, and then collision dissociation is performed in which ions collide with a neutral gas to decompose the ions. . If only the contaminant component ion is decomposed, or only the measurement component is decomposed, or both are decomposed, but decomposed product ions with different mass numbers are generated, the measurement target ion and the contaminant component ion can be detected separately. It is. In both cases of isolation and collision dissociation, amplification of ion amplitude is performed by applying a resonance voltage between the end cap electrodes.

【0006】このとき、任意の共鳴電圧周波数に対し、
共鳴するイオンの質量数が対応しているため、特定質量
数のイオン振幅を増大させることが可能である。アイソ
レーションのときには、測定対象イオンを含む範囲以外
に共鳴電圧を印加して、他のイオンを電極外へ掃き出
す。一方、衝突解離では、測定対象イオンを含む範囲に
共鳴電圧を印加して、衝突を活性化させる。MS/MS
測定においても、通常測定と同様に既知濃度の標準試料
の信号強度を測定して検量線を作成し、信号量から定量
を行なう。
At this time, for an arbitrary resonance voltage frequency,
Since the mass numbers of the resonating ions correspond to each other, it is possible to increase the ion amplitude of the specific mass number. At the time of isolation, a resonance voltage is applied to a region other than the range including the target ions, and other ions are swept out of the electrode. On the other hand, in the collision dissociation, a collision is activated by applying a resonance voltage to a range including the ion to be measured. MS / MS
In the measurement, the signal intensity of a standard sample having a known concentration is measured in the same manner as in the normal measurement to prepare a calibration curve, and quantification is performed based on the signal amount.

【0007】図2は、従来の検量線法による定量方法に
ついて示す。まず、MS/MS条件を設定して検量線の
作成をする。この際、検出質量数の範囲を決定してお
く。その後、試料測定を行ない、試料測定の際には上記
質量数範囲の信号量を基に試料濃度を算出する。従来法
では、かかる試料測定の後に、標準物質測定によりMS
/MS前後の強度比を測定して、測定条件が保たれてい
るかを確認していた。この方法では、測定後に確認して
設定が変わっていた場合、それ以前のデータが無駄にな
ることや、再び煩雑なMS/MS設定を行って検量線を
作成し直さなければならない。また、それらの調整を行
う間は測定が行えないため、プロセスラインのモニタ等
に使用した場合には、調整中はプロセスライン全体が使
用不能になるなどの問題があった。以上が、MS/MS
測定の場合に検量線法を用いた定量の説明である。
FIG. 2 shows a conventional quantification method using a calibration curve method. First, MS / MS conditions are set and a calibration curve is created. At this time, the range of the detected mass number is determined. Thereafter, sample measurement is performed, and at the time of sample measurement, the sample concentration is calculated based on the signal amount in the above-mentioned mass number range. In the conventional method, after such a sample measurement, the MS
The intensity ratio before and after / MS was measured to confirm whether the measurement conditions were maintained. In this method, if the settings have been changed after confirmation after measurement, the previous data is wasted, or complicated MS / MS settings must be performed again to create a calibration curve again. In addition, since measurement cannot be performed while these adjustments are being made, there has been a problem that when used for monitoring a process line, the entire process line becomes unusable during the adjustment. The above is MS / MS
4 is an explanation of quantification using a calibration curve method in the case of measurement.

【0008】検量線法による定量は、イオン源でのイオ
ン化率、イオンレンズの透過率、質量分析部でのイオン
の検出効率が検量線作成時と同じであることが前提とな
っている。ところがこの効率は、様々な要因により変動
する。このうちイオン源およびイオンレンズの透過率は
夾雑成分やイオンレンズの汚れ等により変動しやすいこ
とから、内部標準法と呼ばれる較正法が広く用いられ、
この方法は「スペクトロスコピー」8巻、5号、14頁
(1993年)に記載されている。
[0008] The quantification by the calibration curve method is based on the premise that the ionization rate in the ion source, the transmittance of the ion lens, and the ion detection efficiency in the mass spectrometer are the same as when the calibration curve was prepared. However, this efficiency varies due to various factors. Of these, the transmittance of the ion source and the ion lens is liable to fluctuate due to impurities and contamination of the ion lens.
This method is described in "Spectroscopy", Vol. 8, No. 5, p. 14 (1993).

【0009】この方法では、近傍質量数のイオンを生成
する既知量の同位体置換物質などを添加し、その強度を
モニタする。上記のようなイオン化率、イオンレンズ透
過率が変動すれば、内部標準物質のイオンの強度も同様
に変化するため、これをモニタすれば較正は可能であ
る。以上が、内部標準法によるイオン化率、イオンレン
ズ透過率の変動に対する内部標準法による較正の説明で
ある。
In this method, a known amount of an isotope-substituted substance or the like that generates ions having a near mass number is added, and the intensity is monitored. If the ionization rate and the ion lens transmission rate change as described above, the ion intensity of the internal standard substance also changes. Therefore, if these are monitored, calibration can be performed. The above is the description of the calibration by the internal standard method for the fluctuation of the ionization rate and the ion lens transmittance by the internal standard method.

【0010】また、質量分析部の検出率の較正法として
は、検出されるイオンの質量数がずれた際に行われる方
法がある。積算する質量数範囲とピーク位置がずれると
正確な測定ができない場合がある。これを防ぐための較
正法については、特開平6−76792号公報に記載さ
れている。
As a method of calibrating the detection rate of the mass spectrometer, there is a method performed when the mass number of detected ions is shifted. If the peak number position deviates from the mass number range to be integrated, accurate measurement may not be possible. A calibration method for preventing this is described in JP-A-6-76792.

【0011】この方法では、二重収束型質量分析計で質
量数精度を維持するためにモニタ物質をキーボードより
指定して、イオンが検出される位置から磁場、電場にフ
ィードバックを行なったり、ソフト上で換算を行なうな
どして上記の誤差を防ぐことが可能である。
In this method, in order to maintain mass number accuracy in a double-focusing mass spectrometer, a monitor substance is designated from a keyboard and feedback is provided from a position where ions are detected to a magnetic field and an electric field, or software is used. It is possible to prevent the above error by performing a conversion.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、イオントラ
ップ型質量分析計では、上記ピーク位置と取り込み範囲
とのずれによるもの以外の検出率変動が、MS/MS測
定で発生することが分かった。MS/MS測定のとき
に、エンドキャップ電極間に共鳴電圧を印加することを
先に述べた。このとき、内部の電界が同じであれば、設
定通りの測定を行なうことができる。しかし、電界が変
化すると、MS/MS時のイオン操作は設定したものと
異なり測定誤差を生む。このような場合、従来の方法で
は較正が行なえない。以下、例を挙げて説明する。
However, it has been found that in the ion trap mass spectrometer, a change in detection rate other than that caused by the difference between the peak position and the capturing range occurs in the MS / MS measurement. The application of the resonance voltage between the end cap electrodes during the MS / MS measurement has been described above. At this time, if the internal electric field is the same, the measurement can be performed as set. However, when the electric field changes, the ion operation at the time of MS / MS is different from the set operation, causing a measurement error. In such a case, calibration cannot be performed by the conventional method. Hereinafter, an example will be described.

【0013】アイソレーション及び衝突解離では、エン
ドキャップ電極間に共鳴電圧を印加して、イオン振動を
引き起こす。アイソレーション時には、測定対象イオン
を含まない質量数イオンの振幅を増大させ、電極外へ排
出する。また、衝突解離時には、測定対象イオンを含む
質量数のイオンを電極内部のバッファーガス(He)と
激しく衝突させ、イオンを解離させる。
In the isolation and collision dissociation, a resonance voltage is applied between the end cap electrodes to cause ion oscillation. At the time of isolation, the amplitude of the mass ions not containing the ions to be measured is increased and discharged outside the electrode. Further, at the time of collision dissociation, ions having a mass number including ions to be measured are made to collide violently with a buffer gas (He) inside the electrode to dissociate the ions.

【0014】しかし、温度変化によりリング電圧や電極
形状等が変化するため、イオン振幅時の電界が変化す
る。電界が変化すると、共鳴周波数が変化するため、設
定時と異なる質量数と周波数の関係が発生する。このた
め、排出されない設定のイオンが排出されたり、排出さ
れるべきイオンが排出されないなど大きな測定誤差を生
む。
However, since the ring voltage, electrode shape, and the like change due to temperature change, the electric field at the time of ion amplitude changes. When the electric field changes, the resonance frequency changes, so that the relationship between the mass number and the frequency differs from that at the time of setting. For this reason, a large measurement error occurs, for example, ions set to be not ejected are ejected, or ions to be ejected are not ejected.

【0015】図5は、共鳴排出により排出されずに残留
するイオンと元のイオンとの比率(残留率)をリング電
圧により発生する電界のずれに対して、プロットした実
験結果である。共鳴状態では、残留率を50%に設定し
た残留率が0.1%の電界のずれで、残留率は60%に
達している。この場合、残留イオンをシグナルとして定
量に用いる測定を行おうとすれば、20%の大き目の値
を定量してしまう。
FIG. 5 is an experimental result in which the ratio (residual rate) of the ions remaining without being ejected by resonance ejection and the original ions is plotted against the shift of the electric field generated by the ring voltage. In the resonance state, when the residual ratio is set to 50% and the deviation of the electric field is 0.1%, the residual ratio reaches 60%. In this case, if a measurement using residual ions as a signal is performed for quantification, a larger value of 20% is quantified.

【0016】この結果から、MS/MSにおける測定精
度を一定に保つには、アイソレーションおよび、衝突解
離時の電界が0.05 %以内の精度に保たれることが必
要である。MS/MS測定における検出効率の変化は、
質量数毎に異なるため、安定度同位体などを用いた内部
標準法では較正不可能であり、このような場合には、検
量線を再び作成し直す必要があった。検量線を作成する
ときには、既知濃度の測定対象物質を含んだ試料を測定
するため、この間には分析が行えない問題があった。
From these results, it is necessary to maintain the electric field at the time of isolation and collision dissociation within 0.05% in order to keep the measurement accuracy in MS / MS constant. The change in detection efficiency in MS / MS measurement is as follows:
Since it differs for each mass number, it is impossible to calibrate by the internal standard method using a stable isotope or the like. In such a case, it is necessary to recreate a calibration curve. When preparing a calibration curve, a sample containing a known concentration of the substance to be measured is measured, and there has been a problem that analysis cannot be performed during this time.

【0017】そもそも、この電界の乱れは、主に周囲の
温度変化より発生し、従来装置で+0.01%/℃程度
の変動があることが分かった。従来、質量分析計は、検
量線作成時から測定までは1日程度、温度変動も5℃以
内(電界変動0.05%以内)と安定環境下で使用され
ているため、以上のような測定誤差は小さい。しかし、
野外設置など、室温調整機構が不十分である場所におい
て、長時間測定を行なう場合には大きな測定誤差を生
み、正確な定量が行なえない原因となっていた。
In the first place, it has been found that the disturbance of the electric field mainly occurs due to a change in ambient temperature, and the conventional apparatus has a fluctuation of about + 0.01% / ° C. Conventionally, mass spectrometers have been used in a stable environment with a temperature of less than 5 degrees Celsius (electric field fluctuation of 0.05% or less) from the time the calibration curve was created to the time of measurement, and a temperature fluctuation of less than 5 ° C. The error is small. But,
When measuring for a long time in a place where the room temperature adjustment mechanism is inadequate, such as in an outdoor setting, a large measurement error is generated, which is a cause that accurate quantification cannot be performed.

【0018】そこで、本発明の目的は、イオントラップ
型の質量分析計において、温度変動の大きな状況下で広
い温度領域にわたって、長時間、正確なMS/MS測定
を行なうことが可能な質量分析計を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ion trap type mass spectrometer capable of performing accurate MS / MS measurement over a wide temperature range for a long time under a large temperature fluctuation condition. Is to provide.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、イオントラップ型質量分析計におい
て、測定条件を一定に保つため、検出されるイオンの質
量スペクトルのずれ、例えば、ピーク位置のずれ、或い
は質量数範囲での重心位置のずれを検出して、その後の
イオン取り込み時、アイソレーション時、衝突解離時の
タイミングにおいてリング電極に印加する電圧を発生さ
せるDAコンバータ入力値を較正するよう構成する。ま
た、このピークずれ認識および較正は自動で行なわれ、
無人の長期連続測定を可能にする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in an ion trap type mass spectrometer, in order to keep measurement conditions constant, a shift of a mass spectrum of an ion to be detected, for example, a peak shift. Detects the displacement of the position or the displacement of the center of gravity in the mass number range, and calibrates the DA converter input value that generates the voltage to be applied to the ring electrode at the time of the subsequent ion uptake, isolation, and collision dissociation It is configured to In addition, this peak shift recognition and calibration is automatically performed,
Enables unattended long-term continuous measurement.

【0020】このようにして、本発明によれば、イオン
トラップ型質量分析計において、温度変動の大きな状況
下で長時間、MS/MS測定時における検出効率を一定
に保つことが可能となる。
As described above, according to the present invention, in the ion trap type mass spectrometer, it is possible to keep the detection efficiency at the time of MS / MS measurement constant for a long time under a condition of large temperature fluctuation.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0022】まず、本発明による定量方法の基本的構成
について、図3に示す。図3は、本発明による定量方法
を、図2で示した従来法との比較で示したものである。
試料測定の後に、電界の乱れを質量スペクトルのピーク
位置のずれにより判定し、ピーク位置のずれに応じて定
まる電圧をリング電極に印加する。このように、検出さ
れるイオンピークの位置により、リング電圧を発生する
DAコンバータの入力値を変化させるという簡便な方法
で、定量精度を維持することが可能であることを実証し
た。
First, FIG. 3 shows the basic configuration of the quantification method according to the present invention. FIG. 3 shows the quantification method according to the present invention in comparison with the conventional method shown in FIG.
After the sample measurement, the disturbance of the electric field is determined based on the shift of the peak position of the mass spectrum, and a voltage determined according to the shift of the peak position is applied to the ring electrode. Thus, it has been demonstrated that the quantitative accuracy can be maintained by a simple method of changing the input value of the DA converter that generates the ring voltage according to the position of the detected ion peak.

【0023】図1は、図3に示した本発明の定量方法を
適用した一実施例になるイオントラップ型質量分析計の
構成図である。イオン源により生成したイオンを、エン
ドキャップ電極1a、1bおよびリング電極2で形成さ
れるイオントラップに取り込み、検出器3によりイオン
を検出して、検出された信号をデータ処理部4へ送る。
データ処理部4より、DAコンバータ5へディジタル入
力値Sが与えられ、DAコンバータ5の出力がコイル
6、コンデンサ7などで増幅されて、リング電極2に電
圧Vが印加される。
FIG. 1 is a configuration diagram of an ion trap type mass spectrometer according to an embodiment to which the quantification method of the present invention shown in FIG. 3 is applied. The ions generated by the ion source are taken into an ion trap formed by the end cap electrodes 1 a and 1 b and the ring electrode 2, the ions are detected by the detector 3, and the detected signal is sent to the data processing unit 4.
The digital input value S is given from the data processing unit 4 to the DA converter 5, the output of the DA converter 5 is amplified by the coil 6, the capacitor 7 and the like, and the voltage V is applied to the ring electrode 2.

【0024】図4は、本実施例におけるMS/MSの測
定シーケンスを示す。イオンを取り込み9、アイソレー
ション10、衝突解離11の時には、それぞれ一定のS
値がDAコンバータに入力され、検出12の時には、低
電圧から高電圧へとスキャンするように、DAコンバー
タへディジタル信号Sが掃引される。この入力信号Sに
対し、電界が設定時と同じ状態が保たれれば、測定誤差
は生じない。
FIG. 4 shows a measurement sequence of MS / MS in this embodiment. At the time of ion capture 9, isolation 10, and collision dissociation 11, a constant S
The value is input to the DA converter, and at the time of detection 12, the digital signal S is swept to the DA converter so as to scan from a low voltage to a high voltage. If the electric field is maintained in the same state as that at the time of setting the input signal S, no measurement error occurs.

【0025】しかし、同じSを入力した場合でも、DA
コンバータの出力値は温度により僅かに変動する。ま
た、DAコンバータより出力された電圧は、コイルなど
で増幅が行なわれた後リング電圧に印加されるが、増幅
率は周囲の温度により微妙に変化する。また、トラップ
自体の形状も温度変化により僅かであるが伸縮するた
め、イオンが感じる電位は異なったものとなる。なお、
図4中、SA、SI、SC、SDは、検出された質量スペク
トルから変動分を較正した、それぞれ、イオン取り込み
時、アイソレーション時、衝突解離時、イオン検出時の
Sの値を表し、S A0、SI0、SC0、SD0は、それらの初
期設定値を表す。
However, even when the same S is input, DA
The output value of the converter fluctuates slightly with temperature. Ma
The voltage output from the DA converter is
Is applied to the ring voltage after amplification in
The rate varies subtly with ambient temperature. Also trap
The shape itself expands and contracts slightly due to temperature changes.
Therefore, the potentials felt by the ions are different. In addition,
In FIG. 4, SA, SI, SC, SDIs the detected mass spec
Calibrated for variation from Torr, each ion uptake
Time, isolation, collision dissociation, ion detection
Represents the value of S, A0, SI0, SC0, SD0Is their first
Indicates the period setting value.

【0026】イオンが感じる電位状態を規格化したもの
の指標として、(数1)で与えられるqZが広く用いら
れる。
As an index for standardizing the potential state felt by ions, q Z given by (Equation 1) is widely used.

【0027】[0027]

【数1】 なお、数式中、mは質量数、r0はリング電極内接円半
径、z0はエンドキャップ電極間距離の1/2、Ωはリン
グ電極に印加する高周波電圧の角周波数、eは電気素
量、k(T)は温度Tの関数、a、bは係数である。
(Equation 1) In the formulas, m is the mass number, r 0 is the radius of the inscribed circle of the ring electrode, z 0 is 2 of the distance between the end cap electrodes, Ω is the angular frequency of the high-frequency voltage applied to the ring electrode, and e is the electric element. The quantity, k (T), is a function of temperature T, and a, b are coefficients.

【0028】Vは、DAコンバータへの入力値Sにより
決定される。SとVは、必ずしも比例関係でない場合も
あるため、(数1)のように一次補間されるのが一般的
である。
V is determined by the input value S to the DA converter. Since S and V may not always be in a proportional relationship, they are generally linearly interpolated as in (Equation 1).

【0029】イオンが検出される際には、図4に示され
るようにSを小さい方から大きい方へと掃引する。する
と、Vも増大し、qZは大きくなる。イオントラップ型
質量分析計では、あるqZ(qejとおく)においてイオ
ンは排出される。排出後、検出されるイオンの質量数M
Dと、その時の入力値SDの関係は、(数2)で示され
る。
When ions are detected, S is swept from a smaller one to a larger one as shown in FIG. Then, V also increases and q Z increases. In an ion trap type mass spectrometer, ions are ejected at a certain q Z ( denoted as q ej ). After ejection, mass number M of detected ions
The relationship between D and the input value SD at that time is represented by (Equation 2).

【0030】[0030]

【数2】 これから、既知の(SD、MD)の組み合わせが2点以上
存在すれば、A、Bを決定できる。A、Bが決まれば、
D、MDの対応は一義的になる。測定対象やイオン化法
により、あらかじめ検出されることが分かっているイオ
ンが2つ以上存在すれば、実際のピーク位置からSD
求めればよい。
(Equation 2) From this, if there are two or more known (S D , M D ) combinations, A and B can be determined. If A and B are decided,
The correspondence between S D and M D becomes unique. If there are two or more ions that are known to be detected in advance by the measurement object or the ionization method, SD may be obtained from the actual peak position.

【0031】次に、MS/MS時の測定誤差について解
析する。MS/MS時には、エンドキャップ電極1a、
1b間に共鳴電圧を印加して、イオン振幅を増大させ
る。各イオンに対する共鳴周波数ωは、(数3)で示さ
れる。
Next, the measurement error at the time of MS / MS will be analyzed. At the time of MS / MS, the end cap electrode 1a,
A resonance voltage is applied between 1b to increase the ion amplitude. The resonance frequency ω for each ion is represented by (Equation 3).

【0032】[0032]

【数3】 アイソレーション、及び衝突解離時にはDAコンバータ
に一定入力値SI、SCが与えられる。このときqzが質
量数毎に割り当てられ、これに一義的に対応するβ
(qz)が与えられる。つまり、アイソレーション、衝突
解離時のqzが変化すれば共鳴周波数は変化する。この
共鳴周波数のずれを抑えるために、入力するSを変化さ
せる。アイソレーション時のqzを一定に保つには、初
期設定値(A0、B0、SI0)及び較正により求められた
(A、B)によって、新たな入力値SIは、(数4)で
与えられる。
(Equation 3) At the time of isolation and collision dissociation, constant input values S I and S C are given to the DA converter. At this time, q z is assigned for each mass number, and β
(q z ). That is, the isolation, the resonance frequency if the change is q z at the time of collision dissociation varies. In order to suppress the shift of the resonance frequency, the input S is changed. In order to keep q z constant during isolation, a new input value S I is given by ( Equation 4 ) based on the initial set values (A 0 , B 0 , S I0 ) and (A, B) obtained by calibration. ).

【0033】[0033]

【数4】 この場合には、qzは設定通りに維持されるため、アイ
ソレーションを行なった際の誤差は無くなる。同様に、
衝突解離時のqzを一定に保つには、初期設定値(A0
0、SC0)及び較正により求められた(A、B、SC
は、(数5)で与えられる。
(Equation 4) In this case, since q z is maintained as set, there is no error when performing isolation. Similarly,
In order to keep q z constant during collision dissociation, the initial set values (A 0 ,
B 0 , S C0 ) and determined by calibration (A, B, S C )
Is given by (Equation 5).

【0034】[0034]

【数5】 以上の較正を行えば、アイソレーションおよび衝突解離
時の電界は一定に保たれるため、MS/MS時の誤差の
解消ができる。
(Equation 5) By performing the above calibration, the electric field at the time of isolation and collision dissociation is kept constant, so that errors during MS / MS can be eliminated.

【0035】図6に、1分間隔、MDとして、質量数3
2(O2 -)と質量数203(13C置換したTCPイオ
ン)を、SDとしてそれぞれの信号強度が最大値を与え
たSを採用する方法を選択した時のMS/MS前後の比
率を示す。途中で、0.15%の電界ずれを基板調整に
より人工的に引き起こしてみると、電界のずれで、衝突
解離時の共鳴条件からのずれが生じるため、比率が上昇
している。較正が行なわれなければ、MS/MS比率は
50→60%とずれたままになる。ところが、2〜3回
ほどの較正を行なうと目標値に復帰している。
[0035] FIG. 6, 1 minute intervals, as M D, mass number of 3
The ratio before and after MS / MS when the method of adopting S ( 2 ) (O 2 ) and mass number 203 ( 13 C-substituted TCP ion) as S D and using the signal intensity giving the maximum value was selected. Show. On the way, when the 0.15% electric field deviation is artificially induced by adjusting the substrate, the electric field deviation causes a deviation from the resonance condition at the time of collision dissociation, so that the ratio is increasing. If no calibration is performed, the MS / MS ratio will remain shifted from 50 → 60%. However, when the calibration is performed about two or three times, the value returns to the target value.

【0036】また、本実施例によるMS/MS測定にお
いて、20℃の温度変化に対し、10%以内の検出効率
の精度を達成できる。
Further, in the MS / MS measurement according to the present embodiment, the accuracy of the detection efficiency within 10% can be achieved for a temperature change of 20 ° C.

【0037】図では見やすさのためフィードバックを緩
やかにかけているが、較正頻度を高くすれば、図に見ら
れるようなずれは数秒以内に較正可能である。SDの選
択法としては、最大値以外にもある質量数範囲での重心
位置を選択することも可能である。また、イオン量が少
ないと誤った位置にピーク値が検出される可能性もある
ため、信号量の絶対値に対して閾値を設け、それ以上の
シグナルに関してのみ、較正判定を行なうことなども可
能である。また、A、Bの変更に対して閾値を設けるこ
とにより、突発的なノイズの影響を抑えることも可能で
ある。
In the figure, the feedback is gently applied for the sake of clarity. However, if the frequency of calibration is increased, the deviation shown in the figure can be calibrated within a few seconds. As a method of selecting SD , it is also possible to select the position of the center of gravity in a certain mass number range other than the maximum value. Also, if the amount of ions is small, the peak value may be detected at the wrong position.Therefore, it is possible to set a threshold value for the absolute value of the signal amount, and to make a calibration judgment only for signals higher than that. It is. In addition, by setting a threshold value for the change of A and B, it is possible to suppress the influence of sudden noise.

【0038】また、上記のようにA、Bを変更せず、リ
ング電極間に印加する電圧の周波数を変更することによ
り、MS/MS比率を維持することも可能である。
The MS / MS ratio can be maintained by changing the frequency of the voltage applied between the ring electrodes without changing A and B as described above.

【0039】また、上記温度変化による電界変化が不確
かなときについて記述したが、温度変化に対する電界の
変動が明らかなときには、周囲温度をモニタしてそれに
より発生したと考えられる電界のずれを打ち消すような
入力値をDAコンバーターに入力することにより、MS
/MS比率を維持することも可能である。
Also, the case where the electric field change due to the temperature change is uncertain has been described. However, when the electric field change due to the temperature change is apparent, the ambient temperature is monitored to cancel the electric field shift considered to be caused by the ambient temperature. By inputting various input values to the DA converter,
It is also possible to maintain the / MS ratio.

【0040】また、電界の変動が分かれば、A、Bを変
化させずに、リング電極間に印加する電圧の周波数を変
化させることにより、MS/MS比率を維持することも
可能である。
If the fluctuation of the electric field is known, the MS / MS ratio can be maintained by changing the frequency of the voltage applied between the ring electrodes without changing A and B.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、イオン検出時の質量ス
ペクトル位置のずれから、リング電圧を発生させるDA
コンバータの入力値の変更を行うことにより、イオント
ラップ型質量分析計において、高温および低温等の環境
下においても、MS/MS効率を安定させ、長期にわた
る正確な定量が可能になった。
According to the present invention, a DA for generating a ring voltage from a shift in the mass spectrum position during ion detection.
By changing the input value of the converter, MS / MS efficiency can be stabilized and accurate quantification can be performed for a long time in an ion trap mass spectrometer even under high and low temperature environments.

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

【図1】本発明の実施例のイオントラップ型質量分析計
を説明する構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an ion trap mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の検量線法を説明するフロー図。FIG. 2 is a flowchart illustrating a conventional calibration curve method.

【図3】本発明による定量方法を説明するフロー図。FIG. 3 is a flowchart illustrating a quantification method according to the present invention.

【図4】本発明におけるMS/MS測定時の電圧シーケ
ンスを説明する図。
FIG. 4 is a view for explaining a voltage sequence at the time of MS / MS measurement in the present invention.

【図5】電解の乱れが共鳴排出に与える影響を説明する
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating the effect of disturbance of electrolysis on resonance discharge.

【図6】本発明による効果を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating an effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b…エンドキャップ電極、2…リング電極、3
…検出器、4…データ処理部、5…DAコンバータ、6
…コイル、7…コンデンサ、9…イオン取り込み、10
…アイソレーション、11…衝突解離、12…検出。
1a, 1b: End cap electrode, 2: Ring electrode, 3
... Detector, 4 ... Data processing unit, 5 ... DA converter, 6
... Coil, 7 ... Capacitor, 9 ... Ion uptake, 10
… Isolation, 11… Collision dissociation, 12… Detection.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 信行 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者 山田 益義 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 管 正男 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 5C038 JJ06 JJ07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyuki Nagai 1040 Momo, Oaza-shi, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Science Systems Co., Ltd. In Central Research Laboratory (72) Inventor Masao Kan 1-280 Higashi Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term in Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. 5C038 JJ06 JJ07

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオン源により生成したイオンを、エンド
キャップ電極およびリング電極で形成されるイオントラ
ップに取り込み、該イオンを検出して質量分析を行なう
イオントラップ型質量分析計において、検出されるイオ
ンの質量スペクトルのずれを検出して、前記イオン取り
込み時、前記エンドキャップ電極間に電圧を印加するイ
オン操作時、および前記イオン検出時のいずれかのタイ
ミングで、前記ずれに応じて定まる電圧を前記リング電
極に印加するよう構成したことを特徴とするイオントラ
ップ型質量分析計。
1. An ion trap mass spectrometer for taking ions generated by an ion source into an ion trap formed by an end cap electrode and a ring electrode and detecting the ions to perform mass analysis. The mass spectrum shift is detected, and at the time of the ion uptake, at the time of ion operation for applying a voltage between the end cap electrodes, and at any timing of the ion detection, the voltage determined according to the shift is set to the voltage. An ion trap type mass spectrometer characterized in that a voltage is applied to a ring electrode.
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