JP2003242926A - 質量分析装置 - Google Patents

質量分析装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】イオン／イオン反応による電荷減少の効率の向
上を容易に行うことの出来る分析装置を提供する。 【解決手段】測定対象試料をイオン化する第１のイオン
源と、当該第１のイオン源で生成されたイオンと反対の
極性のイオンを生成する第２のイオン源と、当該第１及
び第２のイオン源からのイオンを導入し偏向するイオン
偏向器と、リング電極と一対のエンドキャップ電極から
なるイオントラップ形質量分析計と、当該質量分析計か
ら放出されたイオンを検出する検出器を備え、当該第１
及び第２のイオン源からイオンは、共に前記イオン偏向
器を介して前記イオントラップ形質量分析計に導入さ
れ、当該イオントラップ形質量分析計内で両イオン源か
らのイオンが混合された後、前記検出器においてイオン
の検出を行うことを特徴とする。 【効果】反応イオンを十分に供給することが出来るた
め、イオン／イオン反応による電荷減少の効率を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料溶液をイオン
化し、質量分析する質量分析装置に関する。
【０００２】特に、多価イオン（Multiply-charged io
n）により複雑化したプロダクトイオン（Product ion）
のマススペクトルの解析を容易にすることの出来る質量
分析装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】質量分析計は、物質の質量を直接、高感
度，高精度に測定できる装置である。そのため、宇宙物
理からバイオ技術分野まで広範な分野で使用されてい
る。
【０００４】質量分析計には、測定原理を異にする多く
の装置がある。この中で四重極質量分析計（Quadrupole
mass spectrometer，ＱＭＳ）やイオントラップ質量分
析計（Ion trap mass spectrometer）は、小型でありな
がら多くの機能を有することから、多くの分野に普及し
てきた。四重極質量分析計とイオントラップ質量分析計
は、１９５０年代にDr. Paul により発明され、その基
本的概念は米国特許第2,939,952 号に開示されている。
【０００５】その後、多くの研究者やメーカーにより、
ＱＭＳやイオントラップ質量分析計に関して装置や手法
の改良がなされてきた。例えば、イオントラップ質量分
析計によるマススペクトルの取得の基本的手法は、米国
特許第4,540,884 号に示されている。更に米国特許第4,
736,101 号には、補助交流電圧(Supplementary ACvolta
ge)を印加してイオンを共鳴的に放出して検出する方法
が開発された。また、イオントラップ空間に圧力１ｍTo
rr（１０-3Torr）程度のＨｅガスを導入することで、分
解能や感度が大幅に改善されることも示された。
【０００６】近年、マトリックス支援レーザー脱離イオ
ン化法（Matrix-assisted laserdesorption ionization
（ＭＡＬＤＩ））やエレクトロスプレイイオン化(Elect
rospray ionization，ＥＳＩ）などのイオン化技術が開
発され、タンパクやＤＮＡなど生体高分子も質量分析の
対象となった。特にＥＳＩは、熱分解しやすい生体高分
子を溶液の状態から直接気相状態の安定なイオンとして
取り出すことが可能なイオン化法である。
【０００７】ＥＳＩでは、タンパク，タンパクを消化し
たペプチド，ＤＮＡ等の生体高分子は、多くの電荷を持
つ多価イオンを与える。多価イオンは、一つの分子
（ｍ）に複数の電荷（ｎ価）を持つイオンである。質量
分析計（ＭＳ）は、質量対電荷比（ｍ／ｚ）に従いイオ
ンを質量分析するため、質量ｍでｎ価のイオンは、ｍ／
ｎの質量対電荷比のイオンとして質量分析される。例え
ば、質量３０,０００ のタンパクが３０価の多価イオン
を与えるとき、この多価イオンのｍ／ｚは、ｍ／ｚ＝３
０,０００／３０＝１,０００となり、質量１,０００の
１価のイオンと同等に質量分析できる。
【０００８】タンパクやペプチドの多くは、正の多価イ
オンを、ＤＮＡは、負の多価イオンを与える。そのた
め、四重極質量分析計（ＱＭＳ）やイオントラップ質量
分析計などの小形の質量分析計でも、分子量が１０,０
００ を超えるタンパクやＤＮＡなどの測定を容易に行
うことが可能になった。
【０００９】血液や生体組織中の極微量成分を分析する
際には、質量分析の前に、大量に存在する妨害成分（夾
雑物）を取り除く前処理やクリーンアップが必要であ
る。この前処理やクリーンアップには、多くの時間と人
手が必要とされる。しかし、複雑な前処理によっても夾
雑物を取り除くことは困難である。マススペクトル上に
おいて、これら夾雑物が生体試料成分の信号に重畳す
る。この妨害を化学ノイズと言う。
【００１０】夾雑物の除去や分離のため、液体クロマト
グラフィー（ＬＣ）が質量分析計（ＭＳ）の前段に結合
した液体クロマトグラフ／質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）が
開発された。図１９に従来技術のＬＣ／ＭＳの模式図を
示す。ＬＣ１００の移動相溶媒１０１はＬＣポンプ１０
２で送り出され、注入口１０３から試料溶液が移動相溶
媒中に注入される。試料溶液は分析カラム１０４に導入
され、分析対象の生体試料成分に分離される。試料成分
はオンラインでＥＳＩイオン源２のＥＳＩプローブ１に
導入され、高電圧が印加されたＥＳＩプローブ１の先端
部に送られる。試料溶液は、ＥＳＩプローブ１の先端付
近に形成された高電界の作用により、プローブ先端から
極微細な帯電した液滴（〜μｍ）となり、大気中に噴霧
される。帯電した液滴は、ＥＳＩイオン源２中の大気分
子との衝突により機械的に破砕され、更に微細な液滴と
なる。液滴の微細化を繰り返し、最終的にイオン３が大
気中に放出される。これがエレクトロスプレイイオン化
（ＥＳＩ）である。イオンは、複数の真空ポンプ１０
５，１０６，１０７により真空排気された質量分析装置
に導入される。導入されたイオンは、中間圧力室２４，
真空室１０８に置かれた高周波多重極イオンガイド（rf
multipole ion guide）３１を経て、高真空の室１０８
に置かれた質量分析計１１０に導入される。質量分析計
１１０に導入されたイオンは質量分析され検出器１６で
検出される。結果は、データ処理装置１９によりマスス
ペクトルとして与えられる。
【００１１】血液や生体組織中の生体成分の分析におい
て、極微量成分の高感度測定は、前処理やクリーンアッ
プ，液体クロマトグラフィー（ＬＣ）の助けによっても
容易に達成できない。これは、多くの場合、分析対象が
極微量（ｐｇ＝１０-12ｇ以下）であるため、分析対象
成分に較べ妨害成分が圧倒的に多く、前処理や液体クロ
マトグラフィー（ＬＣ）でも試料成分に重畳する妨害成
分を十分に除去できないことに由来する。
【００１２】化学ノイズと分析対象成分を識別するため
の一つの解決策が、McLuckey等によりAnalytical Chemi
stry Vol.68(1996),4026-4032やInternational Journal
ofMass Spectrometry and Ion processes Vol.162(199
7),89-106に示された。これは、質量分析計により、妨
害成分（化学ノイズ）や不純物成分と分析対象成分を識
別しようとする試みである。生体関連試料のＬＣ／ＭＳ
分析の場合、妨害成分の多くは、溶媒，塩，脂質，炭水
化物など、分子量１,０００ 以下の比較的分子量が小さ
い分子に由来する。これらが、タンパク，ペプチド，Ｄ
ＮＡなど、分子量２,０００ 以上の生体高分子のマスス
ペクトル上において重畳してくる。それは、生体高分子
が多価イオンとなり、見かけ上低質量領域にマスピーク
が出現するためである。ＥＳＩのイオン化において、比
較的低分子量の妨害成分の多くは、１価のイオンを与え
る。これに対し、タンパクやペプチドなど、生体高分子
の多くは多価イオンを与える。
【００１３】McLuckeyらは、１価の化学ノイズイオンと
多価試料イオンの電荷数の差を利用して両者を識別しよ
うとした。図１８に、McLuckeyらが用いた装置の模式図
を示す（International Journal of Mass Spectrometry
and Ion processes Vol.162(1997)89-106より）。生体
試料溶液は、高電圧が印加されたＥＳＩプローブ１に送
られ、ＥＳＩイオン源２空間で噴霧イオン化される。生
成した正のイオン３は真空隔壁５に形成された細孔４か
ら真空ポンプで排気された中間圧力室２４に導入され
る。イオンビーム６は更にイオントラップ質量分析計が
配置された高真空室２５に導入される。イオンはレンズ
９により収束され、イオントラップ質量分析計のエンド
キャップ電極（Endcap electrode）１１に設けられた細
孔１２からイオントラップ空間２９内に導入される。イ
オントラップ質量分析計のリング電極（ring electrod
e）１３には直径３mmの孔８が開けられている。ガスだ
め２３に溜められたフッ化炭素のガスは、グロー放電イ
オン源２６に送られる。グロー放電イオン源２６の電極
２１に、負の高電圧が印加される。グロー放電イオン源
２６内のグロー放電により、フッ化炭素ガスは負イオン
を生成する。生成した負イオンは高真空室２５に導入さ
れレンズ２７により収束され、リング電極１３に開けら
れた細孔８を経てイオントラップ質量分析計のイオント
ラップ空間２９に導入される。リング電極１３に印加さ
れた主高周波電圧（Main rf voltage)により、イオント
ラップ空間２９内には高周波四重極電界が形成される。
ＥＳＩにより生成された正の多価イオンとグロー放電で
生成した負のイオンは、イオントラップ空間２９内に形
成された高周波四重極電界により安定にトラップされ
る。
【００１４】１ｍTorr（１０-3Torr）程度の圧力下で、
１価の負イオンと正の多価イオンを一緒に主高周波電圧
が印加されたイオントラップ空間２９内に閉じ込める
と、イオン同士がクーロン引力で引き合い、イオン／イ
オン反応を起こすようになる。イオン／イオン反応には
種々の反応が報告されているが、その中でプロトン移動
反応が重要な役割を果たしている。このイオン／イオン
反応の際、負イオンのプロトン親和力（Proton Affinit
y：ＰＡ）が多価イオンのそれを上回ると、式（１）の
ように負イオンＡ-は、ｎ価の多価イオン(ｍ＋ｎＨ)n+
からプロトンＨ+を引き抜き、電荷数が一つ小さい多価
イオン{ｍ＋(ｎ−１)Ｈ}(n-1)+を与える。
【００１５】 (ｍ＋ｎＨ)n+ ＋Ａ- → {ｍ＋(ｎ−１)Ｈ}(n-1)+ ＋ＡＨ …（１） 多価イオンは、クーロン引力が大きいため、イオン／イ
オン反応が起こりやすく、容易にプロトンを負イオンに
手渡してしまう。一方、多価イオンの電荷が少なくなる
とイオンのクーロン引力は小さくなり、このイオン分子
反応が比較的おきにくくなる。即ち、１価のイオンは電
荷の減少はおきにくく、一方、多価イオンは電荷の減少
が起きやすい。
【００１６】いま、ｎ価の正の多価イオンが１価の負イ
オンとのイオン／イオン反応により、電荷の減少が起
き、（ｎ−１）価の正の多価イオンが生じたとする。式
（１）で水素の質量は１（Ｈ＝１）であるからであるか
ら、多価イオンのｍ／ｚの変化は（２）のように表され
る。左辺はイオン／イオン反応前のｍ／ｚ、右辺はイオ
ン／イオン反応後のｍ／ｚを示す。
【００１７】 (ｍ＋ｎ)／ｎ → (ｍ＋ｎ−１)／(ｎ−１) …（２） （２）式は更に、 ｍ／ｎ＋１ → ｍ／(ｎ−１)＋１ …（３） となるから、（４）式のように表される。
【００１８】 ｍ／ｎ → ｍ／(ｎ−１) …（４） イオン／イオン反応前後の多価イオンのｍ／ｚの変化Δ
は、次式で表される。
【００１９】 Δ＝ｍ／ｎ−ｍ／(ｎ−１)＝−ｍ／{ｎ(ｎ−１)}＜０ …（５） ここでｍ，ｎ，ｎ−１共に正の整数であるため、（６）
式が導かれる。
【００２０】 ｍ／ｎ＜ｍ／(ｎ−１) …（６） 即ち、イオン／イオン反応による電荷が減少した多価イ
オンのｍ／ｚは、イオン／イオン反応前のｍ／ｚに較べ
て大きくなる。
【００２１】一方、一価のイオンは、イオン／イオン反
応が起きにくいため、マススペクトル上の元のｍ／ｚの
位置のままである。また、イオン／イオン反応が起きた
１価のイオンは電荷を失い中性となるため、質量分析の
対象とならず真空ポンプで排気される。その結果、電荷
が減少して高質量領域に移動した多価イオンと化学ノイ
ズの質量領域の差が拡大し、両者の識別が容易になる。
【００２２】McLuckeyらは最近、この手法を改良し、Ｍ
Ｓ／ＭＳの後に生成した多価プロダクトイオンのマスス
ペクトルを単純化するために、このイオン／イオン反応
による電荷減少を用いることを提案した。（McLuckey,
Analytical Chemistry, Vol.72,(2000),899-907)このイ
オン／イオン反応による電荷減少により、高質量の多価
イオンは低質量領域の化学ノイズとの識別が明瞭にな
る。また、試料が混合物の場合、不純物イオンのｍ／ｚ
と試料分子のｍ／ｚが乖離し、これらのイオン間の識別
が容易になる。
【００２３】上記のように、McLuckey等で示された、イ
オントラップ内のイオン／イオン反応による電荷減少に
よれば、化学ノイズと多価イオンのマススペクトル信号
の識別を行うことが可能となる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】イオン／イオン反応を
長時間行うと、多価イオンの電荷は減少して行き、高質
量領域にマスピークは移行する。最終的には、質量分析
計のマスレンジを超えるようになる。これでは測定がで
きなくなるため、正負両イオンのイオン量にあわせて反
応を制御することが必要である。正の多価イオンと負の
イオンとの反応の進行度合いは、負イオンの導入時間に
より制御できる。反応時間を長くすれば、電荷の減少は
進み、１価のイオンから最終的には中性の分子となり、
反応は停止する。
【００２５】図１８に示した構造では、イオントラップ
質量分析計のリング電極１３に開けられた細孔８から負
イオンを導入する。しかしながら、リング電極１３には
高周波電圧が印加されているため、リング電極１３に開
けられた細孔８を通過できるイオン量は、エンドキャッ
プの側の中心軸上に設けられた細孔１２から導入する場
合と比べて、１／１００以下になってしまう。負イオン
の量の不足は、負イオンの導入時間、ひいてはイオン／
イオン反応時間を長くし、イオントラップ内で副次的な
反応や多価イオンの損失などを招くことになる。
【００２６】また、リング電極１３に開けた直径３mmの
細孔８により、イオントラップ空間２９内の高周波四重
極電界は歪められ、イオントラップ質量分析計にとって
最も重要な仕様である分解能，感度などの性能を損ねて
しまう。
【００２７】また、イオントラップ質量分析計の場合、
その性能を保つため、イオントラップ空間には圧力１ｍ
Torr（１０-3Torr）のＨｅガス（バッファガス）の導入
が必須とされる。リング電極１３に開けられた大きな孔
８のため、イオントラップ電極の周囲を高真空(＜１０5
Torr）に保ったままイオントラップ空間を１ｍTorrに保
つことが困難になる。これがイオントラップ質量分析計
の性能を損ねることになる。
【００２８】また、試料イオン化モードの極性の切り替
えに伴う反応イオンの極性の切り替え、反応イオン種の
切り替えなどに多くの手間と時間を必要とするなど問題
が多かった。
【００２９】また、従来イオン／イオン反応が適用され
た質量分析計は、イオン蓄積型の質量分析計、即ち、イ
オントラップ質量分析計のみであった。イオントラップ
質量分析計などの小形の質量分析計は、測定できる質量
範囲に限界があるため、タンパクやＤＮＡ等の生体高分
子は、多価イオンであったからこそ測定できている。化
学ノイズとのマススペクトルの重畳を除去するために、
イオン／イオン反応を利用すると、生体高分子は、測定
範囲外となってしまい、測定することができなかった。
【００３０】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、イオン／イオン反応による電荷減少
の効率の向上と、様々な質量分析計を用いてもイオン／
イオン反応が適用可能な質量分析装置を提供することを
目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記目的における本発明
の特徴は、測定対象試料をイオン化して質量分析する質
量分析装置において、測定対象試料をイオン化する第１
のイオン源と、当該第１のイオン源で生成されたイオン
と反対の極性のイオンを生成する第２のイオン源と、当
該第１及び第２のイオン源からのイオンを導入し偏向す
るイオン偏向器と、リング電極と一対のエンドキャップ
電極からなるイオントラップ形質量分析計と、当該質量
分析計から放出されたイオンを検出する検出器を備え、
当該第１及び第２のイオン源からイオンは、共に前記イ
オン偏向器を介して前記イオントラップ形質量分析計に
導入され、当該イオントラップ形質量分析計内で両イオ
ン源からのイオンが混合された後、前記検出器において
イオンの検出を行うことである。
【００３２】また、測定対象試料をイオン化して質量分
析する質量分析装置において、測定対象試料をイオン化
する第１のイオン源と、当該第１のイオン源で生成され
たイオンと反対の極性のイオンを生成する第２のイオン
源と、当該第１及び第２のイオン源からのイオンを導入
し偏向するイオン偏向器と、イオンを質量分析する質量
分析計と、当該質量分析計から放出されたイオンを検出
する検出器を備え、前記第１及び第２のイオン源と前記
質量分析計の間で、当該第１及び第２のイオン源からの
イオンを混合した後、前記質量分析計にイオンを導き、
分析を行うことである。
【００３３】また、測定対象試料をイオン化して質量分
析する質量分析装置において、測定対象試料をイオン化
する第１のイオン源と、当該第１のイオン源で生成され
たイオンと反対の極性のイオンを生成する第２のイオン
源と、前記第１のイオン源からのイオンを質量分析する
四重極質量分析計と、当該四重極質量分析計から放出さ
れたイオンのプロダクトイオンを生成する高周波多重極
イオンガイドと、当該高周波多重極イオンガイド及び第
２のイオン源からのイオンを導入し偏向するイオン偏向
器と、前記イオン偏向器から放出されたイオンを質量分
析する質量分析計と、当該質量分析計から放出されたイ
オンを検出する検出器を備え、前記高周波多重極イオン
ガイド内で、前記第１のイオン源からのイオンと前記第
２のイオン源からのイオンを衝突させることである。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を示す。
説明の簡素化のため、試料の多価イオンの極性は正、反
応イオンの極性は負の場合で説明する。試料の多価イオ
ンが負の場合は、反応イオンを正として測定を行う。
【００３５】（実施例１）図１に本実施例の装置構成図
を示す。
【００３６】液体クロマトグラフ（ＬＣ）から送り出さ
れた試料溶液は、ＥＳＩイオン源６２の高圧電源３５か
ら供給される正の高電圧が印加されたＥＳＩプローブ６
１に導入され、大気中に正に帯電した微細な液滴として
噴霧され、イオン化される。生成した正の多価イオン
は、隔壁６３，７３に設けられた細孔を経て、ターボ分
子ポンプ（図示せず）によって高真空に排気された質量
分析装置の真空室に導入される。尚、隔壁６３，７３の
間は、油回転ポンプ（図示せず）によって排気された中
間圧力室である。隔壁６３，７３間には、電源７５から
加速電圧が印加され、イオン源６２から導入されたイオ
ンは加速される。即ち、隔壁６３は、イオン加速電極と
して作用する。真空室に導入された多価イオンは、その
後、レンズ６４により収束された後、電極３０ｂ，３０
ｃの間から四重極静電偏向器３０に入り、時計回りに９
０度偏向される。四重極静電偏向器３０によるイオンの
偏向は、例えば特開２０００−３５７４８８号公報に示
されている。
【００３７】四重極静電偏向器３０は、４つの扇形（偏
向角９０度）の柱状電極（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３
０ｄ）で構成される。図１のように、正のイオンを時計
回りに９０度偏向するためには、電極３０ａ，３０ｃに
四重極静電偏向器電源３６から供給される正の直流電
圧、電極３０ｂ，３０ｄに四重極静電偏向器電源３６か
ら供給される負の直流電圧を印加する。時計回りに９０
度偏向された正の多価イオンは、電極３０ａ，３０ｂの
間から四重極静電偏向器３０を出て、高周波電源３２か
ら供給される高周波が印加された高周波多重極イオンガ
イド３１に送られ、イオントラップ質量分析計のイオン
トラップ空間２９に導入される。
【００３８】イオントラップ質量分析計は、一つのドー
ナツ状のリング電極１３とそれを挟むように配置された
２つのエンドキャップ電極１１，１５とで構成される。
リング電極１３には主高周波電圧が主高周波電源１７か
ら供給され印加されている。その結果、３つの電極によ
り形づくられたイオントラップ空間内２９に高周波四重
極場(rf quadrupole field）が形成される。また、２つ
のエンドキャップ電極１１，１５には補助交流電源４１
から補助交流電圧が適宜印加され、イオントラップ空間
２９内に四重極場に重畳して２極子場（dipole field）
が形成される。イオントラップ空間２９に導入されたイ
オンは高周波四重極場の働きにより、イオントラップ空
間２９内に安定にトラップされる。イオントラップ空間
２９にトラップされたイオンは、次に、主高周波電圧の
振幅（電圧）の掃引により、イオントラップ空間２９か
ら質量順に放出され検出器１６により検出される。検出
されたイオン電流は、直流増幅器で増幅され、データ処
理装置１９に送られる。データ処理装置１９は、イオン
トラップの主高周波電源１７，補助交流電源４１やレン
ズ電源６５，７１などを制御してマススペクトルを収集
する。
【００３９】イオン／イオン反応による電荷減少のため
の負イオンは、ＡＰＣＩイオン源６８で生成される。
【００４０】大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）で正負イ
オンを良く生成する化合物として、界面活性剤が知られ
ている。本実施例では、ポリエチレングリコール（Poly
ethylene Glycol：ＰＥＧ），ポリプロピレングリコー
ル（PolypropyleneGlycol：ＰＰＧ）やポリエチレング
リコールサルフェート(Polyethylene GlycolSulfate）
などを濃度１ppmになるよう調製したメタノール溶液３
９をポンプ３８により大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）
イオン源６８に送り込む。
【００４１】ＡＰＣＩイオン源６８は、四重極静電偏向
器３０を介してＥＳＩイオン源６２と相向い合うように
配置されている。ＰＥＧなどのメタノール溶液は、ＡＰ
ＣＩ噴霧プローブ６６からＡＰＣＩイオン源６８内に噴
霧される。噴霧流を加熱気化させた後、高電圧が印加さ
れたコロナ放電針６７先端から発生したコロナ放電によ
り、ＰＥＧなどの分子がイオン化される。
【００４２】ＰＥＧなどは、ＡＰＣＩの負イオン化モー
ドにより、（７）から（９）式に示すように、負イオン
を生成する。
【００４３】 ＰＥＧ：Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ → Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−Ｏ- …（７） ＰＰＧ：Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ → Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−Ｏ- …（８） ＰＥＧ Sulfate：Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＳＯ4Ｈ → Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＳＯ4 - …（９） 尚、界面活性剤としては、酸性（ＰＥＧ−Sulfateな
ど），塩基性（ＰＥＧ−Amineなど）及び中性の化合物
(ＰＥＧなど）が知られている。酸性の界面活性剤は負
の反応イオンに、塩基性の界面活性剤は正の反応イオン
として活用できる。中性の界面活性剤（ＰＥＧなど）
は、ＡＰＣＩイオン源６８でのイオン化モードの切り替
えにより、正負両極性の反応イオンを生成可能である。
即ち、コロナ放電針６７に印加する電圧の極性により生
成するイオンの極性が定まるものであり、例えば、正の
高電圧をコロナ放電針６７に印加すれば正のイオン、負
の高電圧をコロナ放電針６７に印加すれば負のイオンが
生成される。中性の界面活性剤の溶液一つで、正負両極
性の反応イオンを提供できることになる。
【００４４】また、ＰＥＧなどの界面活性剤の場合、重
合度により分子量が異なる試料を容易に入手できる。そ
のため、試料の多価イオンに対応した分子量の反応イオ
ンを用意できる。測定者は反応性や分子量を自由に選択
できるため、測定結果の解析を容易にする。
【００４５】生成した多価イオンの反応性により、反応
負イオンのイオン種を交換する必要がある。また、多価
イオンの構造情報を得るために、反応負イオンを変える
場合がある。例えば、ポリエチレングライコールＰＥＧ
からポリプロピレングライコールＰＰＧやＰＥＧ−Sulf
ate へ、また、別の負イオンへと反応負イオンを変えた
い場合であるが、そのときは、ポンプ３８はメタノール
溶液３９からＰＰＧ溶液４０に、また別の溶液へと吸引
を切り替えればよい。
【００４６】ＡＰＣＩイオン源６８で生成した負のイオ
ンは、隔壁７２，６９間の油回転ポンプ（図示せず）に
よって排気された中間圧力室を経て、ターボ分子ポンプ
（図示せず）によって高真空に排気された質量分析装置
の真空室に導入される。隔壁６９，７２間には、電源７
４から加速電圧が印加され、ＡＰＣＩイオン源６８から
のイオンを加速させる。即ち、隔壁６９は、イオン加速
電極として作用する。真空室に導入されたイオンは、レ
ンズ７０により収束された後、四重極静電偏向器３０に
送り込まれる。ＥＳＩイオン源６２で生成された正の多
価イオンを時計回りに９０度偏向するために、電極３０
ａ，３０ｃに正、電極３０ｂ，３０ｄに負の直流電圧が
既に印加されている。この条件下で、ＡＰＣＩイオン源
６８で生成した負のイオンは、反時計回りに９０度偏向
され、正イオンと同様に、電極３０ａ，３０ｂの間から
放出され、高周波多重極イオンガイド３１を経てイオン
トラップに導入される。即ち、四重極静電偏向器３０の
電極３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄに印加する電圧を
変更することなく、２つのイオン源６２，６８で生成し
た正負イオンを同時に９０度偏向し、一つの方向からイ
オントラップ質量分析計に導入することが出来る。
【００４７】また、タンパクからＤＮＡへと測定試料を
変える場合は、ＤＮＡは負の多価イオンを与えるため、
質量分析装置の測定モードを正イオンモードから負イオ
ンモードに切り替える必要がある。また、反応イオンは
ＤＮＡの反対極性、即ち正のイオンに切り替える必要が
ある。ＰＥＧやＰＰＧは、ＡＰＣＩイオン源の極性を負
から正に切り替えると、負イオンの場合と同様に、安定
で大量の正イオンを与える事が出来る。即ち、ＰＥＧや
ＰＰＧは両極性の化合物といえる。そのため、ＰＥＧや
ＰＰＧを反応イオンとして用いると、正負の極性の切り
替えに伴い、反応イオン用の溶液そのものを変える必要
は無い。ＰＥＧやＰＰＧはＡＰＣＩの正イオン化モード
で（１０），（１１）式のように正の反応イオンＢＨ+
が生成される。
【００４８】 ＰＥＧ：Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ → Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ2 + …（１０） ＰＰＧ：Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ → Ｈ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ2 + …（１１） 生成した正の反応イオンＢＨ+ 、即ちＨ−(−Ｏ−ＣＨ2
−ＣＨ2−)ｎ−ＯＨ2 +やＨ−(−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｃ
Ｈ2−)ｎ−ＯＨ2 + などは、負の多価イオン（ｍ−ｎ
Ｈ）n-と（１２）式のようなイオン／イオン反応により
負の多価イオンの電荷を減少させる。
【００４９】 (ｍ−ｎＨ)n- ＋ＢＨ+→ {ｍ−(ｎ−１)Ｈ}(n-1)-＋Ｂ …（１２） 試料のイオン化のためのＥＳＩイオン源６２の正から負
への極性の切り替えは、先ず、高圧電源３５の極性を正
から負へと切り替える。また、レンズ６４などの供給電
圧の極性も切り替える。四重極静電偏向器３０も極性の
切り替えが必要であり、電源３６から各電極に供給され
る電圧の極性を切り替える。３０ａ，３０ｃには負の直
流電圧が、電極３０ｂ，３０ｄには正の直流電圧が印加
される。高周波多重極イオンガイド３１や検出器１６に
ついては、一般的に行われる極性切り替え法に従い行わ
れる。ＡＰＣＩイオン源６８の負から正への極性の切り
替えは、高圧電源３７からコロナ放電針６７に供給印加
される高圧電圧の極性を切り替える。即ち、負の高電圧
から正の高電圧へと切り替える。これらの切り替えは、
データ処理装置１９から各電源への極性切替の指示によ
り行う事ができる。ＥＳＩイオン源６２で生成された負
の多価イオンとＡＰＣＩイオン源６８で生成された正の
１価のイオンは共に、四重極静電偏向器３０により、イ
オントラップ方向（右方向）に偏向され、イオントラッ
プ質量分析計に導入される。
【００５０】質量分析計にイオントラップ質量分析計や
ＦＴ−ＩＣＲ（Fourier-transformion cyclotron reson
ance)質量分析計などのイオン蓄積型の質量分析計を用
いる場合、試料イオンと反応イオンの導入には２つの方
法がある。
【００５１】第一の方法は、正負イオンを時分割でイオ
ントラップ質量分析計に導入し、質量分析計内でイオン
／イオン反応による電荷減少をおこす方法である。第二
の方法は、正負イオンを同時に四重極静電偏向器３０に
導入し、イオントラップ質量分析計に導入する以前の段
階（例えば、高周波多重極イオンガイド３１内）でイオ
ン／イオン反応による電荷減少をおこす方法である。
【００５２】何れの方法においても、２つのイオン源６
２，６８で生成する正負両極性のイオンの電流量は同じ
でないため、イオン／イオン反応の電荷減少の進行度合
いを制御することが必要である。具体的には、イオン源
６２で生成される正の多価イオンに対するイオン源６８
からの負の反応イオンのイオン量を制御することであ
る。正及び負イオンの導入量の制御は、イオン加速のＯ
Ｎ／ＯＦＦやレンズ６４，７０への印加電圧の調整によ
って行われる。
【００５３】前記第一の方法に適した制御としては、正
負各々のイオンの導入時間を独立に変えることが考えら
れる。この場合、イオン／イオン反応に先立ち、正のイ
オンと負の反応イオンを独立にイオントラップ質量分析
計に導入し、各々マススペクトルを測定して正負のイオ
ン電流値を計測する。この後、正のイオン電流値と負の
反応イオン電流値を比較し、その比に応じて各イオン源
６２，６８に対応した隔壁６３・７３間、及び隔壁６９
・７２間に印加する電圧（イオン加速電圧）のＯＮ／Ｏ
ＦＦ時間を調整することにより、イオントラップ質量分
析計に導入されるイオン量を調節する。例えば、正の多
価イオンのイオン電流値に対して負の反応イオンのイオ
ン電流値が２倍の時、負イオンの導入時間は正の多価イ
オンの導入時間に対して１／２以下にする。
【００５４】尚、ここでイオン加速電圧とは、イオンを
加速することが可能な電圧値のことをいう。イオンの導
入をＯＦＦ状態とするには、イオン加速電極に印加する
イオン加速電圧をＯＦＦとし接地電位とすれば良い。例
えば、隔壁６９・７２間における負イオンのイオン加速
電圧が−１０Ｖの時、加速電圧を０Ｖにすれば、四重極
静電偏向器３０に負イオンは導入されない。逆に、イオ
ンの導入をＯＮ状態とするには、隔壁６９・７２間にイ
オン加速電圧−１０Ｖを印加すれば、負の反応イオン
は、四重極静電偏向器３０に導入される。正の多価イオ
ンについても、隔壁６３・７３間に対して同様の制御を
行うことが出来る。
【００５５】また、第一の方法に加え、第二の方法にも
適した制御としては、レンズ６４，７０への印加電圧値
を制御して、イオンの四重極静電偏向器３０への導入量
を制御することが考えられる。例えば、正の多価イオン
のイオン電流値に対して負の反応イオンのイオン電流値
が２倍の時、負イオンの電流値が１／２以下となるよう
に、レンズ７０の印加電圧値を調整する。この結果、正
負導入時間は同じであるが、イオントラップ質量分析計
に導入される正負イオン電流は均衡する。尚、この場合
も、イオン／イオン反応に先立ち、正のイオンと負の反
応イオンを独立にイオントラップ質量分析計に導入し、
各々マススペクトルを測定して正負のイオン電流値を計
測する必要がある。
【００５６】第一の方法は、イオン蓄積型の質量分析計
特有の動作方法である。対して第二の方法は、質量分析
計がイオン蓄積型以外の場合でも適用可能である。本実
施例では、第一の方法について説明し、第二の方法は、
他の実施例中で説明する。
【００５７】図６に、上記第一の方法を用いた動作シー
ケンスを示す。
【００５８】基本的な動作として、イオンの導入，ＭＳ
／ＭＳ，反対極性の反応イオンの導入，イオン／イオン
反応，マススペクトルの取得を行う。以下に詳細を説明
する。
【００５９】（１）Ａ期間：試料イオン（多価イオン）
の導入期間 まず、主高周波電圧が電源１７からリング電極１３に印
加される。次に、イオン源６２側のイオン加速電圧をＯ
Ｎ状態にして正イオンを四重極静電偏向器３０に導入す
る。四重極静電偏向器３０に導入された正イオンは、時
計回りに９０度偏向され、高周波多重極イオンガイド３
１を経てイオントラップ質量分析計に導入される（図
４）。一方、反対極性の反応イオンはイオン源６８側の
イオン加速電圧をＯＦＦ状態にしてあるため、四重極静
電偏向器３０に導入される事が阻止される。即ち、Ａ期
間では、試料の正の多価イオンのみがイオントラップ質
量分析計に導入蓄積される。
【００６０】（２）Ｂ期間：Ｂ期間とＣ期間は、ＭＳ／
ＭＳの期間である。ＭＳ／ＭＳを行わない場合は、Ｂ，
Ｃ期間をスキップできる。
【００６１】Ｂ期間ではＡ期間で蓄積された試料の多価
イオンの中から、ＭＳ／ＭＳのための前駆イオンを単離
する。補助交流電圧をエンドキャップ電極１１，１５間
に印加して、前駆イオン以外のイオンをイオントラップ
空間２９から排除する。前駆イオンの単離法には他にい
くつかの方法が知られている。この期間、イオン源６２
側のイオン加速電圧はＯＦＦ状態となり、正の多価イオ
ンが四重極静電偏向器３０に導入されるのを遮断する。
また、反応イオン用のイオン源６８側のイオン加速電圧
はＡ期間と同様にＯＦＦ状態のままである。
【００６２】（３）Ｃ期間：前駆イオンの励起，解離
（ＣＩＤ）の期間 Ｂ期間で単離された前駆イオンの固有振動数(secular m
otion)と同じ周波数の補助交流電圧をエンドキャップ電
極１１，１５間に印加して、イオントラップ空間２９内
に２極子場を形成する。これにより、２極子場と前駆イ
オンと間で共鳴励起が起き、前駆イオンとバッファガス
分子との衝突が頻度高く起きる。その結果、前駆イオン
の開裂（Collision Induced Dissociation，ＣＩＤ）が
進み、多くのプロダクトイオンを得ることが出来る。
【００６３】（４）Ｄ期間：イオン／イオン反応による
プロダクトイオンの電荷減少期間 補助交流電圧をＯＦＦとして、ＣＩＤを終了する。イオ
ン源６２側のイオン加速電圧はＢ，Ｃ期間と同じく印加
されず接地電位のままで、正の多価イオンは遮断された
ままである。イオン源６８側のイオン加速電圧を印加し
ＯＮ状態にして、反応イオンをイオントラップ空間２９
に導入する（図５）。この期間Ｄの長さは、前述の正負
イオン量の調整によりあらかじめ設定される。この期間
は、イオン／イオン反応による電荷減少がイオントラッ
プ空間２９内で進行する。
【００６４】（５）Ｅ期間：プロダクトイオンのマスス
ペクトルを得る期間 電荷減少反応を終了するために、イオン源６８側のイオ
ン加速電圧をＯＦＦ状態とする。正の多価イオン用のイ
オン源６２側のイオン加速電圧もＯＦＦ状態のままであ
る。補助交流電圧をマススペクトル取得のために、イオ
ンの共鳴放出に必要な電圧（１Ｖ程度）と周波数になる
ように設定して、エンドキャップ電極１１，１５に印加
する。主高周波電源１７から供給されリング電極１３に
印加された主高周波電圧の掃引を開始する。イオントラ
ップ空間２９内のプロダクトイオンは質量順に共鳴し、
イオントラップ外に放出され、検出器１６で検出され、
データ処理装置１９によりマススペクトルを得ることが
出来る。
【００６５】（１）から（５）を繰り返し、データ処理
装置１９はマススペクトルを繰り返し取得する。
【００６６】イオントラップ空間２９中に導入された負
イオンの大半は、イオントラップ空間２９の中でイオン
／イオン反応により消費される。しかし、一部の負イオ
ンは、イオントラップ空間２９中に残り、主高周波電圧
の掃引に伴い、正イオンと共にイオントラップ空間２９
から排出され検出器１６に入射し、低質量領域に化学ノ
イズを与えることになる。これを防ぐためには、エンド
キャップ電極１５と検出器１６間に電極５７を配置し、
電極５７に電源５６から負の電圧を印加することで、負
イオンの検出器への進入を阻止する。電極５７への負の
電位の印加により、負イオンは電極５７の前で押し戻さ
れ、検出器１６に到達しなくなる。一方、正イオンは電
極５７に印加された負の電位により加速され、検出器１
６に到達してイオン電流が検出される。
【００６７】図１３から図１６に、本実施例によって得
られた結果を示す。
【００６８】図１３は、ＬＣ／ＥＳＩ−ＭＳ装置で得ら
れた生体関連物質の正イオンマススペクトルであり、Ｍ
Ｓ／ＭＳや電荷減少反応などを行わない場合のマススペ
クトルである。試料溶液はＬＣカラムで分離され、ＥＳ
Ｉイオン源６２に導入される。ＬＣの分離が不十分のた
め、多くの成分が重畳して溶出した。そのため、マスス
ペクトルは複雑でｍ／ｚ３０００以下には試料成分のマ
スピークに重畳して多くの化学ノイズが出現している。
ｍ／ｚ１１２６，１５０１，２２５１などのマスピーク
が観察されるが、それらの帰属は不明である。
【００６９】次に、溶出成分の構造情報を得るため、Ｍ
Ｓ／ＭＳを行った。図１４のように、前駆イオンをｍ／
ｚ１５０１として、上述の方法でイオントラップ空間２
９で単離した。
【００７０】ｍ／ｚ１５０１の前駆イオンを励起して開
裂(ＣＩＤ)させて得たプロダクトイオンのマススペクト
ルを図１５に示す。ｍ／ｚ４０００からｍ／ｚ１００ま
でマスピークが出現している。特に目立ったマスピーク
はなく、このマススペクトルから直接構造情報を得るこ
とは難しい。図１５のようなプロダクトイオンのマスス
ペクトルの複雑さは次の理由による。
【００７１】今、一つのｎ価の前駆イオンからＮ個のプ
ロダクトイオンが出来る可能性があるとする。Ｎ個のプ
ロダクトイオンは１価からｎ価までの電荷を持つ可能性
がある。そのため、ｎ価の前駆イオンから生成される可
能性のあるプロダクトイオンは、ｎ＊Ｎ通り存在する可
能性がある。図１４に示したｍ／ｚ１５０１の前駆イオ
ンの電荷数を３として、このイオンから１０個のプロダ
クトイオン(娘イオン)が生成されるとすると、全体のプ
ロダクトイオン種の可能性は３＊１０＝３０種になる。
また、前述のように、多価のプロダクトイオンは、保持
する電荷により前駆イオンのｍ／ｚを上回る場合（マス
スペクトル上で、前駆イオンのｍ／ｚ軸上の右に位置す
る）や、前駆イオンのｍ／ｚを下回る（マススペクトル
上で前駆イオンのｍ／ｚの左側に位置する）場合があ
り、複雑さを増してくる。図１５において、前駆イオン
のｍ／ｚ＝１,５０１ を上回るイオンは多価イオンのプ
ロダクトイオンと推定できるが、帰属は不明である。そ
のため、マススペクトル上で隣同士のイオンでも、それ
らの電荷数を知らなければ、これらイオン間の関係を推
察できない。これが多価の前駆イオンから生成した多価
のプロダクトイオンのマススペクトルの解析の難しさに
なる。
【００７２】ＭＳ／ＭＳの後、ＡＰＣＩで生成したＰＥ
Ｇ負イオンをイオントラップ空間に導入し、イオン／イ
オン反応による電荷減少を起こした後のプロダクトイオ
ンのマススペクトルを図１６に示す。図１５に比してｍ
／ｚ１０００以下のイオンが相対的に減少し、マススペ
クトルが単純化した。多くのイオンの電荷は１価まで減
少している。そのため、イオンの帰属の判断は、格段に
簡単になる。特に、ｍ／ｚ２５１０〜ｍ／ｚ１７２４の
領域に出現したプロダクトイオンから、試料のペプチド
の構造に関する情報が得られた。
【００７３】前述の応用では、ＭＳ／ＭＳ分析で前駆イ
オンを選択し、ＣＩＤでプロダクトイオンを生成した。
しかし、ＣＩＤによるプロダクトイオンを生成せずに、
イオン／イオン反応を行うことにより、新たな応用が可
能である。
【００７４】ＣＩＤを省略するにはイオントラップの測
定期間ＡからＥの中で、前駆イオンの励起解離の期間Ｃ
をスキップすれば良い。期間Ｂにおいて前駆イオンを単
離後、Ｄ期間にスキップして、直接イオン／イオン反応
による前駆イオンの電荷減少を行わせる。
【００７５】図２０，図２１に測定結果を示す。この例
では、図１３と同じ測定試料に対して、図１４のよう
に、ｍ／ｚ１,５０１ のイオンを前駆イオンとして選択
する例を示す。まずイオンを導入後（Ａ期間）、前駆イ
オン(ｍ／ｚ１,５０１）を単離する(Ｂ期間)。この前駆
イオンに負イオンを反応させて前駆イオンの電荷を減少
させる(Ｄ期間)。これにより、図２０のような電荷が減
少した前駆イオンのマススペクトルが得られる（Ｅ期
間）。わずかに３本のマスピークがマススペクトル上に
出現しており、他に化学ノイズは見られない。これか
ら、ｍ／ｚ１,５０１のイオンは３価のイオンで、分子
量は４,５００ であることが一義的に求まる。
【００７６】また、ｍ／ｚ１,５０１ のイオンに複数の
多価イオンが重畳した場合も、簡単に解析が可能にな
る。ｍ／ｚ１,５０１ の前駆イオンの電荷減少反応によ
り、図２１のようなマススペクトルが得られた。このマ
ススペクトルから、少なくとも２つの成分がｍ／ｚ１,
５０１ のマスピークに多価イオンとして重畳している
ことが判明した。分子量６,０００と分子量４,５００の
２成分が存在し、これらの４価と３価のイオンがｍ／ｚ
１,５０１ として重畳し出現している。また、これら成
分に由来するイオンの強度を積算する事で概略の混合割
合を推定できる。この場合、ｃ成分に対してｄ成分は約
５５％程度であることがわかる。
【００７７】従来は、多価イオンの純度検定は分解能が
極めて高いＦＴ−ＩＣＲのみ可能であった。しかし、Ｆ
Ｔ−ＩＣＲは大型で高価な装置である。本実施例の構成
によれば、イオントラップ質量分析装置でも、イオン／
イオン反応により、イオンの純度決定を容易に行うこと
が可能となる。
【００７８】（実施例２）図２に本発明の他の実施例を
示す。
【００７９】この実施例では、実施例１と異なり、質量
分析計に四重極質量分析計(ＱＭＳ)や磁場型質量分析計
を用いた例を示す。他の構成は、実施例１の場合と同じ
である。尚、本実施例以降の説明で用いる図面では、図
１において開示した中間圧力室の構成は省略して開示す
る。また、本実施例では、イオンを加速するための加速
電極９５，９６を備えている。これは、実施例１で説明
した隔壁６３・７３や、隔壁６９・７２のような低真空
部でイオンを加速する代わりに、高真空部でイオンを加
速するために設けたものであり、印加電圧値によってイ
オンのＯＮ／ＯＦＦ制御を行える点では、隔壁６３・７
３や、隔壁６９・７２と同じである。この加速電極９
５，９６は、質量分析計が磁場型質量分析計や後に示す
飛行時間質量分析計（ＴＯＦ−ＭＳ）の場合に、必要と
なる。これは、イオン加速後中性分子と衝突が起きる
と、運動エネルギーが失われたり、運動エネルギーの広
がりやイオンの開裂が発生したりする恐れがあるためで
ある。逆に、運動エネルギーの広がりが問題になりにく
いイオントラップ質量分析計や四重極質量分析計（ＱＭ
Ｓ）の場合は、特にこの加速電極９５，９６は無くても
良い。
【００８０】本実施例では、図７に示すように、ＥＳＩ
イオン源６２で生成された正の多価イオンとＡＰＣＩの
イオン源６８で生成された負の反応イオンは、同時に四
重極静電偏向器３０に導入されて偏向される。即ち、実
施例１中で説明した第二の方法を用いてイオンを導入す
る。
【００８１】図２のように、電極３０ａ，３０ｂの間か
ら放出された正負両イオンは、次に高周波多重極イオン
ガイド３１に導入される。この高周波多重極イオンガイ
ド３１は、複数（４，６，８本）の円柱状の電極が一つ
の円周上に配置され、一つ置きの電極が結線されてい
る。この高周波多重極イオンガイド３１の２組の電極に
は高周波電源３２から高周波が印加されている。また、
高周波多重極イオンガイド３１の電極はシールドのため
の金属の筒９４に覆われている。この中に、ガス溜３３
内のＨｅやＮ2 ガスがバッファガスとして配管９２を経
由して送り込まれる。高周波多重極イオンガイド３１内
の圧力は、１ｍTorr（１０-3Torr）程度である。この高
周波多重極イオンガイド３１内に送り込まれた正・負イ
オンは、高周波電界により振動を受けながら右方向（質
量分析計方向）に移動する。正・負イオンは、バッファ
ガスとの衝突によりその運動エネルギを失い、高周波多
重極イオンガイド３１の中心軸上に収束されながら移送
される。図７のように、正の多価イオンと負の反応イオ
ンは、高周波電界の収束作用により接近すると互いにク
ーロン引力で引き合いようになる。正イオンと負イオン
が衝突すると、正の多価イオンからプロトンが負イオン
に引き抜かれ、多価イオンは電荷が一つ減少する。高周
波多重極イオンガイド３１内に正・負イオンを同時に導
入すれば、高周波多重極イオンガイド３１内でイオン／
イオン反応により電荷減少が進行する。電荷が減少した
多価イオンは四重極質量分析計（ＱＭＳ）３４に送られ
質量分析される。電荷が減少した多価イオンは、質量ご
とに検出器１６で検出され、データ処理装置１９でマス
スペクトルを与える。電荷が減少し高質量領域に移動し
た試料のイオンは、化学ノイズと識別しやすくなる。
【００８２】高周波多重極イオンガイド３１中に導入さ
れた負イオンの大半は、高周波多重極イオンガイド３１
の中でイオン／イオン反応により消費される。しかし、
一部の負イオンは四重極質量分析計３４を通過し検知器
１６に入射し、低質量領域に化学ノイズを与えることに
なる。これを防ぐためには、高周波多重極イオンガイド
３１に対して四重極質量分析計３４に負のバイアス電位
を印加するか、質量分析計３４と検出器１６間に電極５
７を配置し、電極５７に負の電圧を印加することで、負
イオンが検出器へ進入する事を防止できる。電極５７へ
の負の電位の印加により、負イオンは電極５７の前で押
し戻され、検出器１６に到達しない。一方、正イオンは
電極５７に印加された負の電位により加速され検出器１
６に到達しイオン電流が検出される。
【００８３】この実施例２では、正負イオンは同時に高
周波多重極イオンガイド３１内に導入されていることが
必要である。正負イオンの電流値に差があっても、実施
例１のようにイオン導入をＯＮ／ＯＦＦする事で正負イ
オン量をバランスさせることはできない。しかし、レン
ズ６４や７０の電圧を制御する事で、正負イオンの量の
差をバランスさせることができる。即ち、試料のイオン
に比して反応イオンのイオン量が多い場合、レンズ７０
に印加されるレンズ電圧を高めに設定することで、四重
極静電偏向器３０に入射する反応イオンのイオン量を減
らすことが出来る。
【００８４】図１７に本実施例で得られた結果を示す。
試料は実施例１で用いたものと同じものである。試料が
微量の場合、通常のＬＣ／ＥＳＩ−ＱＭＳでは図１３の
ように複雑なマススペクトルを与える。しかし、本実施
例に従いイオン／イオン反応を行うと、図１７のような
マススペクトルが得られる。ｍ／ｚ３,０００ 以下の化
学ノイズは小さくなり、強度の高いマスピークがｍ／ｚ
２,０００ 以上に移動し出現している。これにより化学
ノイズと信号との識別が容易になる。更に、電荷数の減
った多価イオンは解析が簡単になり、ｍ／ｚ４,５０１
は成分ｃの１価のイオン、ｍ／ｚ２,２５１は成分ｃの
２価のイオン、ｍ／ｚ３,５８１は成分ｂの１価のイオ
ン、ｍ／ｚ１,７９１ は成分ｂの２価のイオンと解釈さ
れる。更に注目すべきはｍ／ｚ３,２５１ のピークであ
る。これは成分ａの１価のイオンと推定される。成分ａ
は図１３上では全くピークすら観察されなかった。本実
施例の測定により、ＬＣから溶出し、ＥＳＩイオン源に
導入された成分は、少なくとも３つあることが判明し
た。ここでは、ＭＳ／ＭＳを行わず、四重極質量分析計
による多価イオンの電荷減少によるマススペクトルの単
純化の応用例を示した。
【００８５】尚、本実施例では、質量分析計が四重極質
量分析計（ＱＭＳ）の場合で説明したが、磁場型質量分
析計を用いる場合は、上記の四重極質量分析計３４の構
成が磁場型質量分析計に置き換わることで、本実施例と
同様のイオン／イオン反応を用いた分析を行うことが出
来る。
【００８６】（実施例３）図３に他の実施例を示す。こ
こでは、二つのイオン源と一つの四重極静電偏向器を２
組有するイオントラップ質量分析計の例を示す。
【００８７】イオントラップ質量分析計の左側には、実
施例１で示した試料のイオン化のためのＥＳＩイオン源
６２と反応イオンのためのＡＰＣＩイオン源６８を備え
た四重極静電偏向器３０を配置する。またイオントラッ
プ質量分析計の右側には、対称的に、試料のイオン化の
ためのＥＳＩイオン源６２′と反応イオンのためのＡＰ
ＣＩイオン源６８′、そして四重極静電偏向器３０′を
配置する。検出器１６は、四重極静電偏向器３０と３
０′を結んだ軸の直線上に配置される。
【００８８】本実施例では、いずれの組の試料イオン
も、一度イオントラップ質量分析計へ導入され、実施例
１のときの要領で、イオン／イオン反応によって電荷減
少を行うものとする。ただし、四重極静電偏向器３０′
の電極に印加する直流電圧は、四重極静電偏向器３０の
電極に印加する電圧と極性は逆になる。即ち、電極30
ａ，３０ｃ，３０ｂ′，３０ｄ′は正の直流電圧、電極
３０ｂ，３０ｄ，３０ａ′，３０ｃ′への印加電圧は負
とする。
【００８９】異なる試料が複数ある場合、クロマトグラ
フを２つのイオン源６２，６２′にそれぞれ結合したま
ま分析を行うことが可能である。即ち、左側のイオン源
６２によってイオン化した試料をイオントラップ質量分
析計へ導入して分析し、検出器１６で検出した後、右側
のイオン源６２′によってイオン化した試料をイオント
ラップ質量分析計へ導入して分析し、検出器１６で検出
する、というように、交互に分析を行うことが可能とな
る。尚、イオン／イオン反応には、ＡＰＣＩイオン源６
８，６８′のどちらのイオン源からの反応イオンも利用
することが出来る。即ち、左側のイオン源６２からのイ
オンについてイオン／イオン反応を行うとき、ＡＰＣＩ
イオン源６８からの反応イオンをイオントラップ質量分
析計へ導入しても良く、或いは、ＡＰＣＩイオン源６
８′からの反応イオンをイオントラップ質量分析計へ導
入しても良い。右側のイオン源６２′からのイオンの場
合も同様に、ＡＰＣＩイオン源６８，６８′のどちらの
イオン源も利用できる。
【００９０】イオントラップ質量分析計から放出される
イオンのマススペクトルの取得は、レンズ６４，７０，
６４′，７０′に大きな電圧を印加し、正負イオンを共
に遮断した後、四重極静電偏向器３０′の４つの電極を
接地電位とする。イオントラップ質量分析計から放出さ
れたイオンは、四重極静電偏向器３０′を通過し、検出
器１６で検出される。
【００９１】この実施例３でも、負イオンの検出器への
進入を防ぐために、負の電位が印加された電極５７が必
要である。
【００９２】（実施例４）図８に他の実施例を示す。こ
こでは質量分析計として四重極質量分析計(QMS)を用い
た場合のＭＳ／ＭＳとイオン／イオン反応を行うための
構成例を示す。
【００９３】ＥＳＩイオン源６２で生成された正の多価
イオンは高真空室に導入される。ＥＳＩイオン源６２に
導入された試料溶液はイオン化され、正の多価イオンを
与える。レンズ６４に収束された正の多価イオンは、第
１のＱＭＳ８０に導入される。第１のＱＭＳ８０で多価
イオンの中から前駆イオンを選択する。前駆イオンは第
１のＱＭＳ８０から高周波多重極イオンガイド８１に導
入される。前駆イオンは、この高周波多重極イオンガイ
ド８１を通過しながら、この高周波多重極イオンガイド
中を満たしたＡｒガス分子と衝突を繰り返して励起さ
れ、開裂(CID)し、多くのプロダクトイオンを与える。
生成したプロダクトイオンは高周波多重極イオンガイド
８１を出てレンズ８２で収束された後、四重極静電偏向
器３０に導入される。イオンは時計回りに９０度偏向さ
れる。負の反応イオンはＡＰＣＩイオン源６８で生成さ
れ、レンズ７０で収束され四重極静電偏向器３０に正の
プロダクトイオンと共に導入される。負の反応イオンは
反時計回りに９０度偏向される。正のプロダクトイオン
と負の反応イオンは、四重極静電偏向器３０を出て高周
波多重極イオンガイド８４に同方向から同時に導入され
る。高周波多重極イオンガイド８４の中を移動しながら
正・負イオンは電荷減少反応を起こし、プロダクトイオ
ンの電荷が減少する。電荷の減少を受けたプロダクトイ
オンは高周波多重極イオンガイド８４を抜け、第２の四
重極質量分析計(ＱＭＳ)８５に導入される。この第２の
ＱＭＳ８５により、電荷が減少したプロダクトイオンを
質量ごとに検知器１６で検知し、データ処理装置１９に
よりのプロダクトイオンのマススペクトルを与える。
【００９４】本実施例でも、負イオンの検出器への進入
を防ぐために、負の電位が印加された電極５７が必要で
ある。
【００９５】図９に図８の実施例の変形例を示す。図８
の構成では、質量分析計に四重極質量分析計（ＱＭＳ）
を用いたが、図９の構成では、質量分析計に飛行時間質
量分析計（ＴＯＦ−ＭＳ）を用いる例を示す。
【００９６】ＥＳＩイオン源６２で生成された正の多価
イオンは質量分析装置の高真空室に導入される。レンズ
６４に収束されたイオンは、ＱＭＳ８０に導入される。
ここで多価イオンの中から前駆イオンが選択される。前
駆イオンはＱＭＳ８０から高周波多重極イオンガイド８
１に導入される。前駆イオンは、この高周波多重極イオ
ンガイド８１を通過しながら、この高周波多重極イオン
ガイド中を満たしたＡｒガス分子と衝突を繰り返して励
起されて開裂（ＣＩＤ）し、多くのプロダクトイオンを
与える。生成したプロダクトイオンは、高周波多重極イ
オンガイド８１を出てレンズ８２で収束され、四重極静
電偏向器３０に導入される。正のプロダクトイオンは時
計回りに９０度偏向される。負の反応イオンはＡＰＣＩ
イオン源６８で生成され、レンズ７０で収束されて四重
極静電偏向器３０に正のプロダクトイオンと共に導入さ
れる。負の反応イオンは反時計回りに９０度偏向され
る。正のプロダクトイオンと負の反応イオンは、四重極
静電偏向器３０を出て高周波多重極イオンガイド８４に
同方向から同時に導入される。ここで、正負イオンは電
荷減少反応を起こし、プロダクトイオンの電荷は減少す
る。電荷の減少を受けたプロダクトイオンは、高周波多
重極イオンガイド８４を抜け、飛行時間質量分析計５４
に導入される。イオンは直進し、リペラー電極（Repell
erelectrode）５０とイオン加速電極（Acceleration e
lectrode）５１に挟まれたイオン加速空間に送り込まれ
る。リペラー電極５０への超短時間(psec＝１０-12se
c）の電圧印加により、プロダクトイオンは加速電極５
１のほうに偏向される。プロダクトイオンは加速電極に
印加された高電圧により、一気に加速され、ＴＯＦ−Ｍ
Ｓ空間５４中を飛行する。プロダクトイオンは平行なイ
オンビームとして飛行し、イオン加速電極５１の反対側
に配置されたリフレクトロン５２に入射する。リフレク
トロン５２は複数の電極が多層階構造をしており、リフ
レクトロン５２内に勾配電位が形成される。リフレクト
ロン５２の底の電極には加速電圧を上回る電圧が印加さ
れている。そのため、リフレクトロン５２に進入したプ
ロダクトイオンは、リフレクトロン５２内で押し戻さ
れ、ＴＯＦ−ＭＳ空間５４を再び飛行する。プロダクト
イオンは、マルチチャンネルプレート検知器(Multi-cha
nnel plate，ＭＣＰ）５３に到達し検出される。
【００９７】イオン加速開始からマルチチャンネルプレ
ート検知器５３に到達する時間ｔが、質量ｍの平方根に
比例することから、ＴＯＦ−ＭＳはマススペクトルを得
ることが出来る。
【００９８】本実施例では、電荷が減少したプロダクト
イオンをＴＯＦ−ＭＳ部５４のマルチチャンネルプレー
ト検知器５３で検知することにより、データ処理装置１
９においてマススペクトルが得られる。ＴＯＦ−ＭＳ
は、原理上、測定範囲に上限がないため、分子量が非常
に大きい生体高分子の測定に非常に有利である。
【００９９】また、本実施例では、実施例１〜４の場合
と異なり、負イオンのマルチチャンネルプレート検知器
５３への進入を防ぐための負の電位が印加されたリペラ
ー電極５７は必要無い。それは、高周波多重極イオンガ
イド８４を出た負イオンは、リペラー電極５０に印加さ
れた正の電位により取り除かれためである。一方、正イ
オンはイオン加速空間で加速され、マルチチャンネルプ
レート検知器５３に到達することが出来る。
【０１００】（実施例５）図１０に他の実施例を示す。
実施例４と同様の２つのＱＭＳを有する例である。ただ
し、実施例４では、正のプロダクトイオンと負の反応イ
オンは、高周波多重極イオンガイド８４に同一方向から
同時に導入され、高周波多重極イオンガイド８４の中を
同一方向に飛行しながら反応したが、本実施例では、正
の多価イオンと負の反応イオンの反応位置が実施例４の
場合と異なる。即ち、本実施例では、正の多価イオンと
負の反応イオンは、高周波多重極イオンガイドの前後か
ら別々に導入され、高周波多重極イオンガイドの中で互
いに向い合うように飛行し電荷減少反応が行われる。
【０１０１】ＥＳＩイオン源６２で生成された正の多価
イオンは質量分析装置の真空室に導入され、レンズ６４
で収束される。イオンは次に第１の四重極質量分析計(Q
MS)８０に導入され、前駆イオンが単離される。単離さ
れた前駆イオンは、次に高周波多重極イオンガイド８１
に左側から導入される。高周波多重極イオンガイド８１
内には、ガスだめ３３から配管９２′を経由してＡｒガ
スが圧力１ｍTorr（１０-3Torr）になるよう導入され
る。導入された前駆イオンは、この高周波多重極イオン
ガイド８１内を進みながら、Ａｒ分子と衝突し励起され
る。最終的に前駆イオンは開裂してプロダクトイオンを
与える。負の反応イオンはＡＰＣＩイオン源６８で作ら
れ、質量分析装置の真空室に導入される。負の反応イオ
ンはレンズ７０′で収束され、四重極静電偏向器３０に
導入され、時計回りに９０度偏向を受ける。負の反応イ
オンは右手から高周波多重極イオンガイド８１へ入射
し、左側から来るプロダクトイオンと衝突し、電荷減少
反応を起こす。高周波多重極イオンガイド８１で電荷減
少したプロダクトイオンは、四重極静電偏向器３０に導
入され、時計回りに９０度偏向を受ける。プロダクトイ
オンは、第２の四重極質量分析計８５に導入され質量分
析される。プロダクトイオンは質量ごとに検出器１６に
より検出され、データ処理装置１９にてマススペクトル
を与える。
【０１０２】本実施例では、図１０のように、イオンの
開裂、電荷の減少反応を一つの高周波多重極イオンガイ
ド８１で行うことが出来る。
【０１０３】また、図１１のように２つの高周波多重極
イオンガイドを直列に配置して、前段の高周波多重極イ
オンガイド８１では前駆イオンの開裂、次の高周波多重
極イオンガイド８４で電荷減少反応を行わしても良い。
図１１の場合、シールド筒９４とバッファガスの導入は
共通とすることが出来る。
【０１０４】図１２に本実施例の変形例を示す。ここで
は、図１０の質量分析計を飛行時間質量分析計（ＴＯＦ
−ＭＳ）に換えた場合の例を示す。
【０１０５】ＴＯＦ−ＭＳに導入されるまでのイオンの
挙動は、図１０の場合と同様である。ＴＯＦ−ＭＳに導
入されたプロダクトイオンは、リペラー電極５０，イオ
ン加速電極５１に印加された電位により、加速され、飛
行を開始する。プロダクトイオンはリフレクトロン５２
で折り返し、マルチチャンネルプレート検知器５３で検
出され、データ処理装置１９にてマススペクトルを与え
る。
【０１０６】図１２の例においても、イオンの開裂，電
荷の減少反応を一つの高周波多重極イオンガイド８１で
行うことが出来る。また、図１１のように２つの高周波
多重極イオンガイドを直列に配置して、前段の高周波多
重極イオンガイドでは前駆イオンの開裂、次の高周波多
重極イオンガイドで電荷減少反応を行わせても良い。
【０１０７】本実施例は、実施例４，５に比して、高周
波多重極イオンガイド８１とバッファガス導入機構が単
純になる利点がある。また、本実施例では、イオン／イ
オン反応の際に未反応の負イオンは、高周波多重極イオ
ンガイド８１中を、正イオンと反対方向（図１０の右か
ら左へ）飛行するため、検出器１６に入射することは無
い。そのため、負イオンの押し返しのための、電極５７
や電源５６は不要である。
【０１０８】以上、本発明について、実施例に従い詳細
に説明したが、本発明は試料の多価イオンを生成するイ
オン源として、ＥＳＩイオン源に限定されず、ソニック
スプレイイオン源（ＳＳＩ），ナノスプレイイオン源，
イオンスプレイイオン源，マトリックス支援レーザー脱
離イオン源などにも応用可能である。また、反応イオン
用のイオン源としては、ＡＰＣＩイオン源の他、グロー
放電イオン化(ＧＤＩ)イオン源，化学イオン化（ＣＩ）
イオン源，電子イオン化（ＥＩ）イオン源を用いること
も可能である。試料イオンと反応イオンの極性は、互い
に反対極性となるようイオン化モードを設定すれば良
い。
【０１０９】
【発明の効果】本発明によれば、イオントラップ質量分
析であっても反応イオンを十分に供給することが出来る
ため、イオン／イオン反応による電荷減少の効率を向上
させることができる。
【０１１０】また、イオン／イオン反応を四重極質量分
析計や飛行時間型質量分析計であっても適用することが
出来るため、生体高分子の多価イオンに由来するマスピ
ークを単純化でき、マススペクトル解析を容易にするこ
とが出来る。
【０１１１】また、試料により正負切り替えや反応イオ
ン種の切り替えなどデータ処理装置からの指示により容
易に切り替えることが可能になり、試料の情報を増やす
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の概略構成図である。
【図２】実施例２の概略構成図である。
【図３】実施例３の概略構成図である。
【図４】試料イオンの動作説明図である。
【図５】反応イオンの動作説明図である。
【図６】実施例１の動作説明図である。
【図７】実施例２の動作説明図である。
【図８】実施例４の概略構成図である。
【図９】実施例４の概略構成図である。
【図１０】実施例５の概略構成図である。
【図１１】実施例５の概略構成図である。
【図１２】実施例５の概略構成図である。
【図１３】従来法により得られたマススペクトルであ
る。
【図１４】選択された成分のマススペクトルである。
【図１５】図１４の成分のプロダクトイオンのマススペ
クトルである。
【図１６】本発明で得られたマススペクトルである。
【図１７】本発明で得られたマススペクトルである。
【図１８】従来技術の説明図である。
【図１９】従来技術の説明図である。
【図２０】本発明の動作を説明するためのマススペクト
ルである。
【図２１】本発明の動作を説明するためのマススペクト
ルである。
【符号の説明】
１，６１…ＥＳＩプローブ、２，６２…ＥＳＩイオン
源、３…イオン、４…細孔、５，７，２２，６３，６９
…真空隔壁、６…イオンビーム、９，２７，６４，７
０，８２，８３…レンズ、１１，１５…エンドキャップ
電極、１２，１４…エンドキャップ細孔、１３…リング
電極、１６…検出器、１８…真空容器、１９…データ処
理装置、２０…グロー放電電源、２１…グロー放電電
極、２３，３３…ガスだめ、２４…中間圧力室、２５…
高真空室、２６…グロー放電イオン源、２９…イオント
ラップ空間、３０…四重極静電偏向器、３１，８１，８
４…高周波多重極イオンガイド、３２，８７，９０…高
周波電源、３５…ＥＳＩ高圧電源、３６…四重極静電偏
向器電源、３７…ＡＰＣＩ高圧電源、３８…ポンプ、３
９…メタノール溶液、４０…ＰＰＧ溶液、４１…補助交
流電源、４２，８６，９１…四重極質量分析計電源、５
０，５６，５７…リペラー電極、５１…イオン加速電
極、５２…リフレクトロン、５３…マルチチャンネルプ
レート検知器、５４…ＴＯＦ−ＭＳ部、５５…イオンス
トッパ、６５，７１…レンズ電源、６６…APCI噴霧プロ
ーブ、６７…コロナ放電針、６８…ＡＰＣＩイオン源、
８０，８５…四重極質量分析計、８８，８９…バッファ
ガスだめ、９２…配管、９３…高周波多重極イオンガイ
ド空間、９４…シールド筒、９５，９６…イオン加速電
極、100…液体クロマトグラフ、１０１…移動相溶媒、
１０２…ポンプ、１０３…注入口、１０４…分析カラ
ム。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 49/26 Ｈ０１Ｊ 49/26

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】測定対象試料をイオン化して質量分析する
    質量分析装置において、 測定対象試料をイオン化する第１のイオン源と、当該第
    １のイオン源で生成されたイオンと反対の極性のイオン
    を生成する第２のイオン源と、当該第１及び第２のイオ
    ン源からのイオンを導入し偏向するイオン偏向器と、リ
    ング電極と一対のエンドキャップ電極からなるイオント
    ラップ形質量分析計と、当該質量分析計から放出された
    イオンを検出する検出器を備え、 当該第１及び第２のイオン源からイオンは、共に前記イ
    オン偏向器を介して前記イオントラップ形質量分析計に
    導入され、当該イオントラップ形質量分析計内で両イオ
    ン源からのイオンが混合された後、前記検出器において
    イオンの検出を行うことを特徴とする質量分析装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記イオン偏向器は、４本の電極からなる四重極静電偏
    向器であることを特徴とする質量分析装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、 前記第１のイオン源と前記イオン偏向器間、及び前記第
    ２のイオン源と前記イオン偏向器間のそれぞれに、電圧
    の印加によってイオン源からのイオンの流れを遮断、も
    しくは加速する電極を備えたことを特徴とする質量分析
    装置。
  4. 【請求項４】請求項１において、 測定対象試料をイオン化する第３のイオン源と、当該第
    ３のイオン源で生成されたイオンと反対の極性のイオン
    を生成する第４のイオン源と、当該第３及び第４のイオ
    ン源からのイオンを導入し偏向する第２のイオン偏向器
    を備え、 当該第２のイオン偏向器を前記イオントラップ形質量分
    析計と検出器の間に配置したことを特徴とする質量分析
    装置。
  5. 【請求項５】測定対象試料をイオン化して質量分析する
    質量分析装置において、 測定対象試料をイオン化する第１のイオン源と、当該第
    １のイオン源で生成されたイオンと反対の極性のイオン
    を生成する第２のイオン源と、当該第１及び第２のイオ
    ン源からのイオンを導入し偏向するイオン偏向器と、イ
    オンを質量分析する質量分析計と、当該質量分析計から
    放出されたイオンを検出する検出器を備え、 前記第１及び第２のイオン源と前記質量分析計の間で、
    当該第１及び第２のイオン源からのイオンを混合した
    後、前記質量分析計にイオンを導き、分析を行うことを
    特徴とする質量分析装置。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記イオン偏向器からのイオンが通過する位置に配置さ
    れた高周波多重極イオンガイドを備え、 前記第１及び第２のイオン源からのイオンは、共に前記
    イオン偏向器を介して前記イオン偏向器に導入され、当
    該高周波多重極イオンガイド内で第１及び第２のイオン
    源からのイオンを混合した後、前記質量分析計にイオン
    を導き、分析を行うことを特徴とする質量分析装置。
  7. 【請求項７】請求項６において、 前記高周波多重極イオンガイドは、筒状の筐体内に配置
    され、当該筐体には、バッファガスが供給されることを
    特徴とする質量分析装置。
  8. 【請求項８】請求項５において、 前記第１及び第２のイオン源は、前記イオン偏向器に対
    して同時にイオンを導入することを特徴とする質量分析
    装置。
  9. 【請求項９】請求項５において、 前記質量分析計は、四重極質量分析計，飛行時間質量分
    析計（Time-of-flightmass spectrometer），三連四重
    極質量分析計（Triple quadrupole massspectromete
    r)，磁場型質量分析計のいずれかであることを特徴とす
    る質量分析装置。
  10. 【請求項１０】請求項５において、前記第１のイオン源
    からのイオンを質量分析する四重極質量分析計と、当該
    四重極質量分析計から放出されたイオンのプロダクトイ
    オンを生成する第２の高周波多重極イオンガイドを備
    え、 前記四重極質量分析計と第２の高周波多重極イオンガイ
    ドは、前記第１のイオン源と前記イオン偏向器の間に配
    置されることを特徴とする質量分析装置。
  11. 【請求項１１】請求項５において、 前記第１のイオン源と前記イオン偏向器間、及び前記第
    ２のイオン源と前記イオン偏向器間のそれぞれに、電圧
    の印加によって通過するイオンの量を制御するレンズ電
    極を備えたことを特徴とする質量分析装置。
  12. 【請求項１２】測定対象試料をイオン化して質量分析す
    る質量分析装置において、 測定対象試料をイオン化する第１のイオン源と、 当該第１のイオン源で生成されたイオンと反対の極性の
    イオンを生成する第２のイオン源と、 前記第１のイオン源からのイオンを質量分析する四重極
    質量分析計と、 当該四重極質量分析計から放出されたイオンのプロダク
    トイオンを生成する高周波多重極イオンガイドと、 当該高周波多重極イオンガイド及び第２のイオン源から
    のイオンを導入し偏向するイオン偏向器と、 前記イオン偏向器から放出されたイオンを質量分析する
    質量分析計と、当該質量分析計から放出されたイオンを
    検出する検出器を備え、 前記高周波多重極イオンガイド内で、前記第１のイオン
    源からのイオンと前記第２のイオン源からのイオンを衝
    突させることを特徴とする質量分析装置。
  13. 【請求項１３】請求項１２において、 前記第１のイオン源，前記四重極質量分析計，前記高周
    波多重極イオンガイド、及び前記イオン偏向器を同軸上
    に配置し、 前記第２のイオン源，前記イオン偏向器、及び前記質量
    分析計を同軸上に配置し、 前記第１のイオン源が含まれる軸と、前記第２のイオン
    源が含まれる軸は、直交するように配置されることを特
    徴とする質量分析装置。
  14. 【請求項１４】請求項１２において、 前記高周波多重極イオンガイドは、前記第１のイオン源
    からのイオンのプロダクトイオンを生成する第１の領域
    と、当該プロダクトイオンと前記第２のイオン源からの
    イオンを衝突させる第２の領域からなることを特徴とす
    る質量分析装置。
  15. 【請求項１５】請求項１２において、 前記質量分析計は、四重極質量分析計或いは飛行時間質
    量分析計であることを特徴とする質量分析装置。
  16. 【請求項１６】請求項１，５，１２のいずれかにおい
    て、 前記第２のイオン源に供給する溶液中には、化合物とし
    てポリエチレングリコール（ＰＥＧ）或いはポリプロピ
    レングライコール（ＰＰＧ）が含まれることを特徴とす
    る質量分析装置。
  17. 【請求項１７】請求項１，５，１２のいずれかにおい
    て、 前記検出器の前段に電極を配置し、当該電極に前記第２
    のイオン源で生成されるイオンと同極性の電圧を印加す
    ることを特徴とした質量分析装置。
  18. 【請求項１８】測定対象試料をイオン化して試料イオン
    を生成し、 当該試料イオンと反対の極性の反応用イオンを生成し、 前記試料イオンと前記反応用イオンを、リング電極と一
    対のエンドキャップ電極からなるイオントラップ形質量
    分析計内に時系列的に区別して、且つ前記エンドキャッ
    プ電極に設けられた細孔を介して導入し、 前記イオントラップ形質量分析計内で、前記試料イオン
    と前記反応用イオンを反応させ、反応後のイオンを質量
    分析することを特徴とする質量分析方法。
  19. 【請求項１９】測定対象試料をイオン化して試料イオン
    を生成し、 当該試料イオンと反対の極性の反応用イオンを生成し、 前記試料イオンと反応用イオンを混合し、 混合後のイオンを質量分析計に導入して質量分析を行う
    ことを特徴とする質量分析方法。
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