JP2003059444A - 高感度質量分析計 - Google Patents
高感度質量分析計Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 タンデムマススペクトロメトリーにおけ
る特定イオンの検出感度を向上することを可能とする高
感度質量分析計を提供する。 【解決手段】 試料Ｓに含まれる分子をイオン化するイ
オン源４と、形成したイオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛行させ
て特定の質量数の前駆イオンＭL + を選択する第１質量
分離部と、選択された前駆イオンＭL + を受け取ってこ
の前駆体ＭL を冷却することにより捕獲し、濃縮するコ
レクタ電極６とを有する第１質量分析計、および、コレ
クタ電極６に濃縮された前駆体ＭL に対して適宜のエネ
ルギーを供給することにより捕獲された前駆体ＭL を一
気に開放すると共に二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成す
るエネルギー供給源７，８と、生成された二次イオンｍ
1 + 〜ｍ n + を飛行させてその質量数による分離を行な
う第２質量分離部１０と、分離された各二次イオンｍ1
+ 〜ｍn + の質量数に対応する存在量を検出する検出器
９とを有する第２質量分析計からなる。
る特定イオンの検出感度を向上することを可能とする高
感度質量分析計を提供する。 【解決手段】 試料Ｓに含まれる分子をイオン化するイ
オン源４と、形成したイオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛行させ
て特定の質量数の前駆イオンＭL + を選択する第１質量
分離部と、選択された前駆イオンＭL + を受け取ってこ
の前駆体ＭL を冷却することにより捕獲し、濃縮するコ
レクタ電極６とを有する第１質量分析計、および、コレ
クタ電極６に濃縮された前駆体ＭL に対して適宜のエネ
ルギーを供給することにより捕獲された前駆体ＭL を一
気に開放すると共に二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成す
るエネルギー供給源７，８と、生成された二次イオンｍ
1 + 〜ｍ n + を飛行させてその質量数による分離を行な
う第２質量分離部１０と、分離された各二次イオンｍ1
+ 〜ｍn + の質量数に対応する存在量を検出する検出器
９とを有する第２質量分析計からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析計の高感
度化に関するものであり、とりわけ２段構造の質量分析
計における特定イオンの高感度測定を行うことができる
高感度質量分析計に関する。
度化に関するものであり、とりわけ２段構造の質量分析
計における特定イオンの高感度測定を行うことができる
高感度質量分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガスクロマトグラフでは構造
解析できないような、生態高分子などの複雑な分子構造
を有する高分子や所望の分子の構造解析を行うために、
２段構造の質量分析計（タンデムマススペクトロメトリ
ー）を用いて、前記分子をイオン化した前駆イオン（プ
リカーサいおん）の二次イオン（フラグメントイオン）
の質量と存在量を同定することが行われていた。
解析できないような、生態高分子などの複雑な分子構造
を有する高分子や所望の分子の構造解析を行うために、
２段構造の質量分析計（タンデムマススペクトロメトリ
ー）を用いて、前記分子をイオン化した前駆イオン（プ
リカーサいおん）の二次イオン（フラグメントイオン）
の質量と存在量を同定することが行われていた。
【０００３】図３は従来のタンデムマススペクトロメト
リーの全体的な構成を示すブロック図である。図３にお
いて、１１は従来のタンデムマススペクトロメトリーで
あり、第１の質量分析計１２と、第２の質量分析計１３
とを有している。
リーの全体的な構成を示すブロック図である。図３にお
いて、１１は従来のタンデムマススペクトロメトリーで
あり、第１の質量分析計１２と、第２の質量分析計１３
とを有している。
【０００４】前記第１質量分析計１２は例えば、液体の
試料Ｓをイオン化して各種のイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生
成するイオン源１４と、前記イオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛
行させてその中から特定の質量数の前駆イオンＭL + を
取出すための磁場型または四重極形の質量分離部１５
と、前駆イオンＭL + を各種不活性ガスＸｅ，Ａｒと衝
突させて二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成する衝突室１
６とからなる。
試料Ｓをイオン化して各種のイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生
成するイオン源１４と、前記イオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛
行させてその中から特定の質量数の前駆イオンＭL + を
取出すための磁場型または四重極形の質量分離部１５
と、前駆イオンＭL + を各種不活性ガスＸｅ，Ａｒと衝
突させて二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成する衝突室１
６とからなる。
【０００５】また、第２質量分析計１３は、前記衝突室
１６を二次イオンｍ1 + 〜ｍn + のイオン源として用い
るものである、例えば、生成された二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + を飛行させて質量分離する飛行時間型の質量分離
部１７と、ＭＣＰ(Multi Channel Plate) 検出器１８と
からなる。
１６を二次イオンｍ1 + 〜ｍn + のイオン源として用い
るものである、例えば、生成された二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + を飛行させて質量分離する飛行時間型の質量分離
部１７と、ＭＣＰ(Multi Channel Plate) 検出器１８と
からなる。
【０００６】上記構成のタンデムマススペクトロメトリ
ー１１は、試料Ｓに含まれる各分子をイオン源１４によ
ってイオン化してイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生成し、質量
分離部１５によって測定対象となる前駆イオンＭL + を
選択する。つまり、分子量によって測定対象とする前駆
体の分子を選択的に衝突室１６に導入する。
ー１１は、試料Ｓに含まれる各分子をイオン源１４によ
ってイオン化してイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生成し、質量
分離部１５によって測定対象となる前駆イオンＭL + を
選択する。つまり、分子量によって測定対象とする前駆
体の分子を選択的に衝突室１６に導入する。
【０００７】また、衝突室１６内にはアルゴンＡｒまた
はキセノンＸｅなどの不活性ガスを導入するためのノズ
ル（図外）が形成されて、ノズルから不活性ガスＡｒ，
Ｘｅを導入させているので、衝突室１６内で前駆イオン
ＭL + と不活性ガスＡｒ，Ｘｅを衝突させることによ
り、二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成することができ
る。
はキセノンＸｅなどの不活性ガスを導入するためのノズ
ル（図外）が形成されて、ノズルから不活性ガスＡｒ，
Ｘｅを導入させているので、衝突室１６内で前駆イオン
ＭL + と不活性ガスＡｒ，Ｘｅを衝突させることによ
り、二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成することができ
る。
【０００８】そして、これらの二次イオンｍ1 + 〜ｍn
+ を飛行させて、各二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を例えば
飛行時間型の質量分離部１７によって分離し、検出器１
８によって各質量数の二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を定量
分析することにより、測定対象となる特定の分子（特定
の質量を有する前駆イオンＭL + を生成する分子）の構
造解析を行うことができる。
+ を飛行させて、各二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を例えば
飛行時間型の質量分離部１７によって分離し、検出器１
８によって各質量数の二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を定量
分析することにより、測定対象となる特定の分子（特定
の質量を有する前駆イオンＭL + を生成する分子）の構
造解析を行うことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のタン
デムマススペクトロメトリー１１では、第１質量分析計
１２により試料Ｓを質量数ごとに分離しているので、測
定対象となる前駆イオンＭL + が試料Ｓの総量に比べて
少なくならざるを得ず、少量の試料Ｓに対して感度を向
上させることが難しいという問題があった。
デムマススペクトロメトリー１１では、第１質量分析計
１２により試料Ｓを質量数ごとに分離しているので、測
定対象となる前駆イオンＭL + が試料Ｓの総量に比べて
少なくならざるを得ず、少量の試料Ｓに対して感度を向
上させることが難しいという問題があった。
【００１０】本発明は、上述の事柄を考慮に入れてなさ
れたものであって、その目的とするところは、タンデム
マススペクトロメトリーにおける特定イオンの検出感度
を向上することを可能とする高感度質量分析計を提供す
ることにある。
れたものであって、その目的とするところは、タンデム
マススペクトロメトリーにおける特定イオンの検出感度
を向上することを可能とする高感度質量分析計を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高感度質量分析計は、試料をイオン化して
生成したイオンを飛行させることにより、その質量と存
在量を同定する質量分析計において、試料に含まれる分
子をイオン化するイオン源と、形成したイオンを飛行さ
せて特定の質量数の前駆イオンを選択する第１質量分離
部と、選択された前駆イオンを受け取ってこの前駆体を
冷却することにより捕獲し、濃縮するコレクタ電極とを
有する第１質量分析計、および、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆体に対して適宜のエネルギーを供給することに
より捕獲された前駆体を一気に開放すると共に二次イオ
ンを生成するエネルギー供給源と、生成された二次イオ
ンを飛行させてその質量数による分離を行なう第２質量
分離部と、分離された各二次イオンの質量数に対応する
存在量を検出する検出器とを有する第２質量分析計から
なることを特徴としている。
め、本発明の高感度質量分析計は、試料をイオン化して
生成したイオンを飛行させることにより、その質量と存
在量を同定する質量分析計において、試料に含まれる分
子をイオン化するイオン源と、形成したイオンを飛行さ
せて特定の質量数の前駆イオンを選択する第１質量分離
部と、選択された前駆イオンを受け取ってこの前駆体を
冷却することにより捕獲し、濃縮するコレクタ電極とを
有する第１質量分析計、および、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆体に対して適宜のエネルギーを供給することに
より捕獲された前駆体を一気に開放すると共に二次イオ
ンを生成するエネルギー供給源と、生成された二次イオ
ンを飛行させてその質量数による分離を行なう第２質量
分離部と、分離された各二次イオンの質量数に対応する
存在量を検出する検出器とを有する第２質量分析計から
なることを特徴としている。
【００１２】したがって、本発明の高感度質量分析計
は、従来のタンデムマススペクトロメトリーの衝突室
（または検出器）の代わりに、特定質量数の前駆イオン
を捕獲できるコレクター電極をおいた構成となってい
る。この構成によって、特定の質量数を有する前駆イオ
ンを第１質量分析計によって選択することにより、コレ
クタ電極には特定イオンのみを濃縮することができるの
で、試料の前処理が不要である。
は、従来のタンデムマススペクトロメトリーの衝突室
（または検出器）の代わりに、特定質量数の前駆イオン
を捕獲できるコレクター電極をおいた構成となってい
る。この構成によって、特定の質量数を有する前駆イオ
ンを第１質量分析計によって選択することにより、コレ
クタ電極には特定イオンのみを濃縮することができるの
で、試料の前処理が不要である。
【００１３】また、第１質量分析計によって選択された
前駆イオンをコレクタ電極によって捕獲し、濃縮するの
で、十分な濃縮を行うことにより前駆イオンの感度を引
き上げることができる。次いで、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆体に対してエネルギー供給源から適宜のエネル
ギーが供給されるので、前駆体から二次イオンが形成さ
れて、測定対象成分（前駆体）の構造解析を行うことが
できる。
前駆イオンをコレクタ電極によって捕獲し、濃縮するの
で、十分な濃縮を行うことにより前駆イオンの感度を引
き上げることができる。次いで、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆体に対してエネルギー供給源から適宜のエネル
ギーが供給されるので、前駆体から二次イオンが形成さ
れて、測定対象成分（前駆体）の構造解析を行うことが
できる。
【００１４】とりわけ、前駆体が濃縮されるので、極少
量の試料であっても、コレクタ電極への捕獲量（捕獲時
間または捕獲回数）を変えることにより、濃縮率を変化
させることができ各二次イオンの濃度も確保することが
でき、高感度の分析を行うことができる。すなわち、極
少量の試料に対して、分析が可能になる。つまり、大幅
な高感度化が望まれる。
量の試料であっても、コレクタ電極への捕獲量（捕獲時
間または捕獲回数）を変えることにより、濃縮率を変化
させることができ各二次イオンの濃度も確保することが
でき、高感度の分析を行うことができる。すなわち、極
少量の試料に対して、分析が可能になる。つまり、大幅
な高感度化が望まれる。
【００１５】さらに、前記コレクタ電極は冷却されるこ
とにより前駆体を濃縮可能としているので、同じ質量数
であってもその沸点の違いを用いて、コレクタ電極の温
度設定によって濃縮される前駆体を選別することも可能
である。なお、コレクタ電極は例えば液体窒素などによ
って冷却された金属ターゲットを用いることができる。
また、エネルギー供給源はレーザビームまたは不活性ガ
ス分子のイオンビームを用いることができる。
とにより前駆体を濃縮可能としているので、同じ質量数
であってもその沸点の違いを用いて、コレクタ電極の温
度設定によって濃縮される前駆体を選別することも可能
である。なお、コレクタ電極は例えば液体窒素などによ
って冷却された金属ターゲットを用いることができる。
また、エネルギー供給源はレーザビームまたは不活性ガ
ス分子のイオンビームを用いることができる。
【００１６】前記第１質量分析計が特定の質量数のイオ
ンだけを所定の時間連続して検出可能とする質量分析計
であり、第２質量分析計が飛行時間型の質量分析計であ
る場合には、コレクタ電極による濃縮を時間的に連続し
て行うことができ、所定の質量数を有する前駆体を容易
に濃縮することができると共に、前駆体を構成する構造
情報を示す二次イオンの全量を第２質量分析計の検出器
に導いてその質量数に対応する存在量を高感度に検出す
ることができる。なお、特定の質量数のイオンだけを所
定の時間連続して検出可能とする質量分析計としては、
４重極質量分析計や磁場（セクタ）型の質量分析計を挙
げることができる。
ンだけを所定の時間連続して検出可能とする質量分析計
であり、第２質量分析計が飛行時間型の質量分析計であ
る場合には、コレクタ電極による濃縮を時間的に連続し
て行うことができ、所定の質量数を有する前駆体を容易
に濃縮することができると共に、前駆体を構成する構造
情報を示す二次イオンの全量を第２質量分析計の検出器
に導いてその質量数に対応する存在量を高感度に検出す
ることができる。なお、特定の質量数のイオンだけを所
定の時間連続して検出可能とする質量分析計としては、
４重極質量分析計や磁場（セクタ）型の質量分析計を挙
げることができる。
【００１７】前記コレクタ電極に流れる電流を検出する
ための増幅器を有する場合には、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆イオンの量が検出可能であるから、この前駆イ
オンの濃縮量を確認した後に濃縮を終了し、エネルギー
供給源からのエネルギーを前駆体に供給して、次の段階
の分析を行うことができる。また、増幅器の出力を用い
て特定の質量数を有する前駆イオンの量を簡易的に検出
することも可能である。
ための増幅器を有する場合には、コレクタ電極に濃縮さ
れた前駆イオンの量が検出可能であるから、この前駆イ
オンの濃縮量を確認した後に濃縮を終了し、エネルギー
供給源からのエネルギーを前駆体に供給して、次の段階
の分析を行うことができる。また、増幅器の出力を用い
て特定の質量数を有する前駆イオンの量を簡易的に検出
することも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１，２は本発明の高感度質量分
析計１の構成の一例を示す図である。図１，２におい
て、２は高感度質量分析計１を構成する第１質量分析
計、３は第２質量分析計である。
析計１の構成の一例を示す図である。図１，２におい
て、２は高感度質量分析計１を構成する第１質量分析
計、３は第２質量分析計である。
【００１９】前記第１質量分析計２は例えば、液体の試
料Ｓを例えばエレクトロスプレーイオン化法によってイ
オン化して各種のイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生成するイオ
ン源４と、前記イオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛行させてその
中から特定の質量数の前駆イオンＭL + を取出すための
質量分離部５と、前駆イオンＭL + を冷却することによ
り捕獲してその前駆体ＭL を濃縮するコレクタ電極６と
からなっている。なお、本例のコレクタ電極６にはその
コレクタ電極に流れる電流を検出するための増幅器６ａ
が取り付けられている。
料Ｓを例えばエレクトロスプレーイオン化法によってイ
オン化して各種のイオンＭ1 + 〜Ｍn + を生成するイオ
ン源４と、前記イオンＭ1 + 〜Ｍn + を飛行させてその
中から特定の質量数の前駆イオンＭL + を取出すための
質量分離部５と、前駆イオンＭL + を冷却することによ
り捕獲してその前駆体ＭL を濃縮するコレクタ電極６と
からなっている。なお、本例のコレクタ電極６にはその
コレクタ電極に流れる電流を検出するための増幅器６ａ
が取り付けられている。
【００２０】また、第２質量分析計３は、前記コレクタ
電極６に濃縮された前駆体ＭL に対して所定のエネルギ
ーを供給するためにアルゴンＡｒなどの不活性ガスＨ
ｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ（以下、不活性ガスの一例として
アルゴンＡｒを例示する）をイオン化して得られた不活
性ガスイオンＡｒ+ （以下、アルゴンイオンＡｒ+ とい
う）を生成するイオン源７と、生成されたアルゴンイオ
ンＡｒ+ を前記前駆体Ｍ L に導くためのリフレクトロン
８と、アルゴンイオンＡｒ+ の衝突によって生成された
二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を検出するＭＣＰ検出器９
と、前記二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を飛行させて質量分
離し検出器９に導くためのリフレクトロン１０とを有し
ている。なお、本発明はリフレクトロン８，１０を別体
にすることに限定されるものではない。
電極６に濃縮された前駆体ＭL に対して所定のエネルギ
ーを供給するためにアルゴンＡｒなどの不活性ガスＨ
ｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒ（以下、不活性ガスの一例として
アルゴンＡｒを例示する）をイオン化して得られた不活
性ガスイオンＡｒ+ （以下、アルゴンイオンＡｒ+ とい
う）を生成するイオン源７と、生成されたアルゴンイオ
ンＡｒ+ を前記前駆体Ｍ L に導くためのリフレクトロン
８と、アルゴンイオンＡｒ+ の衝突によって生成された
二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を検出するＭＣＰ検出器９
と、前記二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を飛行させて質量分
離し検出器９に導くためのリフレクトロン１０とを有し
ている。なお、本発明はリフレクトロン８，１０を別体
にすることに限定されるものではない。
【００２１】前記イオン源４は試料Ｓを帯電させながら
ノズル４ａから噴射し、スリット４ｂおよびスキマー４
ｃによって方向付けることを可能とするエレクトロスプ
レーイオン化（ＥＳＩ：electrospray ionization)法で
あることを例示している。しかしながら、本発明はイオ
ン源４の構成をこれに限るものではなく、ＬＳＩ(Liqui
d Secondary Ionization) 質量分析計またはＦＡＢ(Fas
t Atom Bombardment)質量分析計のイオン源を用いても
よい。
ノズル４ａから噴射し、スリット４ｂおよびスキマー４
ｃによって方向付けることを可能とするエレクトロスプ
レーイオン化（ＥＳＩ：electrospray ionization)法で
あることを例示している。しかしながら、本発明はイオ
ン源４の構成をこれに限るものではなく、ＬＳＩ(Liqui
d Secondary Ionization) 質量分析計またはＦＡＢ(Fas
t Atom Bombardment)質量分析計のイオン源を用いても
よい。
【００２２】また、本例の質量分離部５は四重極型であ
る例を示しており、これによって特定の質量数の前駆イ
オンＭL + だけをコレクタ電極６に導くように構成して
いるが、この質量分離部５は四重極型に限られるもので
はない。すなわち、磁場型の質量分離部であってもよ
い。しかしながら、この質量分離部５が四重極形または
磁場型（セクタ型）である場合は特定の質量数のイオン
だけを所定の時間連続してコレクタ電極に濃縮すること
ができ、所定の質量数を有する前駆体を捕獲時間を長く
するだけで容易に濃縮することができる。
る例を示しており、これによって特定の質量数の前駆イ
オンＭL + だけをコレクタ電極６に導くように構成して
いるが、この質量分離部５は四重極型に限られるもので
はない。すなわち、磁場型の質量分離部であってもよ
い。しかしながら、この質量分離部５が四重極形または
磁場型（セクタ型）である場合は特定の質量数のイオン
だけを所定の時間連続してコレクタ電極に濃縮すること
ができ、所定の質量数を有する前駆体を捕獲時間を長く
するだけで容易に濃縮することができる。
【００２３】一方、質量分離部５が飛行時間型である場
合には、測定対象となる特定の質量数のイオンだけを断
続的にコレクタ電極６に導く動作を繰り返すことによ
り、捕獲回数によって、特定の質量数のイオンだけコレ
クタ電極６に濃縮することも可能である。
合には、測定対象となる特定の質量数のイオンだけを断
続的にコレクタ電極６に導く動作を繰り返すことによ
り、捕獲回数によって、特定の質量数のイオンだけコレ
クタ電極６に濃縮することも可能である。
【００２４】何れにしても、コレクタ電極６には特定の
質量を有するイオンだけが濃縮されるので、試料Ｓに含
まれる特定の前駆イオンＭL + を選択的に濃縮すること
が可能である。特に、前駆イオンＭL + が生体高分子の
場合のように、その質量数が数千〜数万である場合に
は、その質量数が完全に同一になる分子は極めて少な
く、質量数による分離によってほゞ確実に前駆イオンＭ
L + だけを取り出すことができる。
質量を有するイオンだけが濃縮されるので、試料Ｓに含
まれる特定の前駆イオンＭL + を選択的に濃縮すること
が可能である。特に、前駆イオンＭL + が生体高分子の
場合のように、その質量数が数千〜数万である場合に
は、その質量数が完全に同一になる分子は極めて少な
く、質量数による分離によってほゞ確実に前駆イオンＭ
L + だけを取り出すことができる。
【００２５】また、本発明の高感度質量分析計はコレク
タ電極６を冷却することによって前駆イオンＭL + を捕
獲するコールドトラップとしているので、コレクタ電極
６の温度を制御することにより、捕獲する前駆イオンＭ
L + の種類をその沸点によって選択することが可能であ
る。すなわち、同じ質量数のイオンであっても、分析の
対象とする前駆イオンＭL + とその他のイオンをその温
度特性によって分離することができる。
タ電極６を冷却することによって前駆イオンＭL + を捕
獲するコールドトラップとしているので、コレクタ電極
６の温度を制御することにより、捕獲する前駆イオンＭ
L + の種類をその沸点によって選択することが可能であ
る。すなわち、同じ質量数のイオンであっても、分析の
対象とする前駆イオンＭL + とその他のイオンをその温
度特性によって分離することができる。
【００２６】さらに、本例のコレクタ電極６は液体窒素
ＬＮ2 を用いて冷却されている。したがって、液体窒素
ＬＮ2 による冷却は単原子イオン以外のほゞ全てのイオ
ンを捕獲可能であるから、前駆イオンＭL + を確実に捕
獲することができる。しかしながら、本発明はコレクタ
電極６の冷却を液体窒素ＬＮ2 を用いて行うことに限定
するものではない。すなわち、ペルチエ素子を用いた電
子冷却器やフロンガスなどの冷却媒体を用いた冷却など
を用いてもよい。
ＬＮ2 を用いて冷却されている。したがって、液体窒素
ＬＮ2 による冷却は単原子イオン以外のほゞ全てのイオ
ンを捕獲可能であるから、前駆イオンＭL + を確実に捕
獲することができる。しかしながら、本発明はコレクタ
電極６の冷却を液体窒素ＬＮ2 を用いて行うことに限定
するものではない。すなわち、ペルチエ素子を用いた電
子冷却器やフロンガスなどの冷却媒体を用いた冷却など
を用いてもよい。
【００２７】本例ではコレクタ電極６に増幅器６ａを設
けているので、コレクタ電極６に前駆イオンＭL + が捕
獲されると、この前駆イオンＭL + に電荷が供給される
ことにより電流が流れる。したがって、この増幅器６ａ
の出力信号Ｏ1 を積算することにより、コレクタ電極６
に捕獲された前駆イオンＭL + の量をある程度確認する
ことができる。
けているので、コレクタ電極６に前駆イオンＭL + が捕
獲されると、この前駆イオンＭL + に電荷が供給される
ことにより電流が流れる。したがって、この増幅器６ａ
の出力信号Ｏ1 を積算することにより、コレクタ電極６
に捕獲された前駆イオンＭL + の量をある程度確認する
ことができる。
【００２８】すなわち、次の段階の分析を行うために必
要な程度の前駆体ＭL を捕獲できた時点で前記イオン源
４を止めて、捕獲された前駆体ＭL を用いた次の段階の
分析を開始することができる。なお、試料Ｓに特定の分
子がどの程度含まれているかを定量する程度の分析を行
う場合には、質量分離部５による前駆イオンＭL + の抽
出のみを行って、その抽出量を増幅器６ａの出力信号Ｏ
1 の積算値から求めることも可能である。
要な程度の前駆体ＭL を捕獲できた時点で前記イオン源
４を止めて、捕獲された前駆体ＭL を用いた次の段階の
分析を開始することができる。なお、試料Ｓに特定の分
子がどの程度含まれているかを定量する程度の分析を行
う場合には、質量分離部５による前駆イオンＭL + の抽
出のみを行って、その抽出量を増幅器６ａの出力信号Ｏ
1 の積算値から求めることも可能である。
【００２９】イオン源７によって生成されたアルゴンイ
オンＡｒ+ はリフレクトロン８によってコレクタ電極６
に導かれ、コレクタ電極６に捕獲された前駆体ＭL に衝
突する。このとき前駆体ＭL は衝突によって、捕獲され
た前駆体ＭL を一気に開放し、複数の二次（フラグメン
ト）イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成するためのエネルギー
を受けることができる。すなわち、本例の場合、イオン
源７およびリフレクトロン８がコレクタ電極６に濃縮さ
れた前駆体ＭL に対して適宜のエネルギーを供給するこ
とにより捕獲された前駆体ＭL を一気に開放すると共に
二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成するエネルギー供給源
となる。
オンＡｒ+ はリフレクトロン８によってコレクタ電極６
に導かれ、コレクタ電極６に捕獲された前駆体ＭL に衝
突する。このとき前駆体ＭL は衝突によって、捕獲され
た前駆体ＭL を一気に開放し、複数の二次（フラグメン
ト）イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成するためのエネルギー
を受けることができる。すなわち、本例の場合、イオン
源７およびリフレクトロン８がコレクタ電極６に濃縮さ
れた前駆体ＭL に対して適宜のエネルギーを供給するこ
とにより捕獲された前駆体ＭL を一気に開放すると共に
二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を生成するエネルギー供給源
となる。
【００３０】なお、前駆体ＭL を二次イオンｍ1 + 〜ｍ
n + に分離し、これらを捕獲状態から一気に開放するた
めのエネルギー供給源はアルゴンイオンＡｒ+ を衝突さ
せる機構７，８だけに限られるものではない。すなわ
ち、図２に仮想線で示すように、コレクタ電極６に捕獲
された前駆体ＭL に対して高いエネルギーを供給するレ
ーザ光Ｌを照射するレーザ光源７’を設けてもよい。ま
た、このエネルギーの照射によって生じる二次イオンｍ
1 + 〜ｍn + に対して電荷の受渡しをするための電力を
コレクタ電極６に供給する手段を別途用意してもよいこ
とはいうまでもない。
n + に分離し、これらを捕獲状態から一気に開放するた
めのエネルギー供給源はアルゴンイオンＡｒ+ を衝突さ
せる機構７，８だけに限られるものではない。すなわ
ち、図２に仮想線で示すように、コレクタ電極６に捕獲
された前駆体ＭL に対して高いエネルギーを供給するレ
ーザ光Ｌを照射するレーザ光源７’を設けてもよい。ま
た、このエネルギーの照射によって生じる二次イオンｍ
1 + 〜ｍn + に対して電荷の受渡しをするための電力を
コレクタ電極６に供給する手段を別途用意してもよいこ
とはいうまでもない。
【００３１】生成された二次イオンｍ1 + 〜ｍn + はリ
フレクトロン１０によってＭＣＰ検出器９に導かれる。
そして、各二次イオンｍ1 + 〜ｍn + はその飛行時間に
よって質量分離される。すなわち、本例においてリフレ
クトロン１０およびその空間は第２質量分析計３の質量
分離部である。
フレクトロン１０によってＭＣＰ検出器９に導かれる。
そして、各二次イオンｍ1 + 〜ｍn + はその飛行時間に
よって質量分離される。すなわち、本例においてリフレ
クトロン１０およびその空間は第２質量分析計３の質量
分離部である。
【００３２】そして、前記ＭＣＰ検出器９は二次イオン
ｍ1 + 〜ｍn + をその質量数が小さい順に検出し、全て
の二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を定量分析することができ
る。つまり、分析対象となっている前駆体ＭL を高エネ
ルギーの照射によって分離し、これによって得られた各
分格（フラグメント）の定量分析を行うことにより、前
駆体ＭL の構造解析を行うことができる。
ｍ1 + 〜ｍn + をその質量数が小さい順に検出し、全て
の二次イオンｍ1 + 〜ｍn + を定量分析することができ
る。つまり、分析対象となっている前駆体ＭL を高エネ
ルギーの照射によって分離し、これによって得られた各
分格（フラグメント）の定量分析を行うことにより、前
駆体ＭL の構造解析を行うことができる。
【００３３】とりわけ、本発明では、コレクタ電極６に
前駆体ＭL を濃縮させているので、二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + すなわち各フラグメントを十分な感度をもって検
出することができる。濃縮の割合は二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + の検出感度が十分なものとなるように前駆イオン
ＭL + の捕獲時間や回数などによって任意に調節可能で
あるから、大幅な高感度化を望むことができる。
前駆体ＭL を濃縮させているので、二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + すなわち各フラグメントを十分な感度をもって検
出することができる。濃縮の割合は二次イオンｍ1 + 〜
ｍn + の検出感度が十分なものとなるように前駆イオン
ＭL + の捕獲時間や回数などによって任意に調節可能で
あるから、大幅な高感度化を望むことができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の高感度質量分析計を用いること
により、特定の質量数を有する前駆イオンを第１質量分
析計によって選択することにより、コレクタ電極には特
定イオンのみを濃縮することができる。したがって、試
料の前処理が不要となる。また、コレクタ電極への捕獲
（積算）時間を変えることにより、濃縮率を変化させる
ことができ、極少量のサンプルに対し、分析が可能にな
る。すなわち、タンデムスペクトロメトリーにおける大
幅な高感度化を望むことができる。
により、特定の質量数を有する前駆イオンを第１質量分
析計によって選択することにより、コレクタ電極には特
定イオンのみを濃縮することができる。したがって、試
料の前処理が不要となる。また、コレクタ電極への捕獲
（積算）時間を変えることにより、濃縮率を変化させる
ことができ、極少量のサンプルに対し、分析が可能にな
る。すなわち、タンデムスペクトロメトリーにおける大
幅な高感度化を望むことができる。
【図１】本発明の高感度質量分析計の全体を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】前記高感度質量分析計の構成を概略的に示す図
である。
である。
【図３】従来の質量分析計の全体を示すブロック図であ
る。
る。
１…高感度質量分析計、２…第１質量分析計、３…第２
質量分析計、４…イオン源、５…第１質量分離部、６…
コレクタ電極、６ａ…増幅器、７，８…エネルギー供給
源、９…検出器、１０…第２質量分離部、Ｍ1 + 〜Ｍn
+ …イオン、Ｍ L + …前駆イオン、ＭL …前駆体、ｍ1
+ 〜ｍn + …二次イオン、Ｓ…試料。
質量分析計、４…イオン源、５…第１質量分離部、６…
コレクタ電極、６ａ…増幅器、７，８…エネルギー供給
源、９…検出器、１０…第２質量分離部、Ｍ1 + 〜Ｍn
+ …イオン、Ｍ L + …前駆イオン、ＭL …前駆体、ｍ1
+ 〜ｍn + …二次イオン、Ｓ…試料。
Claims (3)
- 【請求項１】 試料をイオン化して生成したイオンを飛
行させることにより、その質量と存在量を同定する質量
分析計において、 試料に含まれる分子をイオン化するイオン源と、形成し
たイオンを飛行させて特定の質量数の前駆イオンを選択
する第１質量分離部と、選択された前駆イオンを受け取
ってこの前駆体を冷却することにより捕獲し、濃縮する
コレクタ電極とを有する第１質量分析計、および、コレ
クタ電極に濃縮された前駆体に対して適宜のエネルギー
を供給することにより捕獲された前駆体を一気に開放す
ると共に二次イオンを生成するエネルギー供給源と、生
成された二次イオンを飛行させてその質量数による分離
を行なうと、分離された各二次イオンの質量数に対応す
る存在量を検出する検出器とを有する第２質量分析計か
らなることを特徴とする高感度質量分析計。 - 【請求項２】 前記第１質量分析計が特定の質量数のイ
オンだけを所定の時間連続して検出可能とする質量分析
計であり、第２質量分析計が非行時間型の質量分析計で
ある請求項１に記載の高感度質量分析計。 - 【請求項３】 前記コレクタ電極に流れる電流を検出す
るための増幅器を有する請求項１または２に記載の高感
度質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250610A JP2003059444A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 高感度質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001250610A JP2003059444A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 高感度質量分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059444A true JP2003059444A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19079397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001250610A Pending JP2003059444A (ja) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | 高感度質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059444A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007287404A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Jeol Ltd | タンデム型質量分析装置 |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001250610A patent/JP2003059444A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007287404A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Jeol Ltd | タンデム型質量分析装置 |
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