JP2005243426A - 質量分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 試料をイオン化するイオン化部と、試料イオンを質量分離・検出する質量分析部と、装置全体の動作を制御する制御部とを有する質量分析装置において、イオン化部で生成された試料イオンが質量分析部に導入されるまでのイオン経路に設けられた衝突部と、二種以上のガスから選択される一種以上のガスを該衝突部に導入するガス導入手段を設ける。このような装置を用いて分析を行うことにより、精度の高い質量分析が行えるようになる。
【選択図】 図1
Description
衝突部としては、コリジョンセルやイオントラップ等が用いられる(特許文献1、特許文献2参照)。TOF型質量分析装置の場合には、フライトチューブ内の一部領域に衝突部が設けられる場合もある(特許文献3参照)。
コリジョンセルの場合は、試料イオンが該セル内を通過する間にイオンとガスとを衝突させ、これによりイオンを開裂させる。イオントラップの場合は、イオントラップ内部に形成された電場によりその中心に集められた特定の質量数の範囲にあるイオンとガスとを衝突させることにより、イオンを開裂させる。また、フライトチューブの場合は、衝突部を試料イオンが通過する間にイオンとガスとを衝突させ、これによりイオンを開裂させる。
しかし、従来の装置では、イオン捕捉空間内には一種のガスしか導入できるようになっておらず、クーリングガスとコリジョンガスには共通のガスが用いられていた。
クーリングガスは、イオンの捕捉・選別の際にイオンを安定化等する働きを有しており、精度の高い質量分析を行うためには、クーリング時に、試料イオンがガスと衝突して開裂することがないようにしなければならない。このため、クーリングガスとしては、質量の軽いガスを用いるのが望ましい。一方、コリジョンガスは、試料イオンとの衝突によりそのイオンを開裂させる働きを有する。このため、コリジョンガスとしては、質量の大きなガスを使用するのが望ましい。
ところが、従来使用されているガスは、クーリングには質量が大きすぎ、イオンの開裂には質量が小さすぎるため、従来の装置では十分に精度の高い質量分析を行うことができなかった。また、効率よくイオンを開裂させることができなかった。
また、異なる種類のガスを迅速に切り替えることができるため、異なる種類のガスを使用する複数の試料を連続的に分析しなければならない場合、分析の効率が大幅に向上する。
まず、イオントラップ20のイオン捕捉空間24内に、ガス導入装置25により、クーリングガスを短時間だけ(パルス状に)導入する。クーリングガスとしては、Heや窒素ガスのような質量の小さなガスが好適である。衝突部にガスを導入する時間は、ガスが長時間衝突部に滞留して不所望のイオンの開裂等が生じるのを防ぐため、80μs〜300msの非常に短いパルス状とする。クーリングガスの導入を開始する時刻は、制御装置40により、サンプルスライド13に載置された試料マトリクスにレーザ光を照射した時刻から算出され、その時刻に、予め設定された種類及び混合比のガスが、予め設定された時間、衝突部に導入される。
次に、通常のMALDI法と同様、レーザ光を所定の強度で試料マトリクスに照射し、試料をイオン化する。レーザ照射により生じた試料イオンは、イオントラップ20内に導入され、イオン捕捉空間24内に捕捉される。ここで、前記の四重極電場と上記のクーリングガスの働きにより、特定の質量数の範囲にあるイオンのみがイオントラップの中心に集められる。
イオントラップ20の電極に適切な電圧を印加することにより、MS/MS解析を行おうとする質量数の分子イオン(プリカーサイオン)のみをイオン捕捉空間24内に残し、その他のイオンをイオン捕捉空間24外に排出する。
ガス導入装置25により、イオン捕捉空間24内に、今度はArガス等のコリジョンガスを導入する。コリジョンガスも、パルスガスバルブ29bを開閉することにより、短時間だけ(例えば、100μs程度)パルス状に導入する。コリジョンガスの種類は、試料の質量数等に応じて適宜選択する必要があるが、Ar以外には、Ne,Kr,Xeのような質量の大きな不活性ガスが好適である。
イオン捕捉空間24内に捕捉した試料イオンをこの中で振動させ、Arガスと衝突させることにより開裂させる。
Arガスとの衝突により開裂し、生成したイオンを質量分析部30に導入し、TOF型質量フィルタ31で質量数に応じて分離し、検出器32で検出することにより質量スペクトルを得る。
11…イオン化室
12…光照射部
13…サンプルスライド
20…イオントラップ
21…リング電極
22…エンドキャップ電極
24…イオン捕捉空間
25…ガス導入装置
26…ガス導入口
27…ガス供給源
28…ガス分岐管
29…パルスガスバルブ
30…質量分析部
31…質量フィルタ
32…検出器
40…制御装置
Claims (8)
- 試料をイオン化するイオン化部と、試料イオンを質量分離・検出する質量分析部とを有する質量分析装置において、イオン化部で生成された試料イオンが質量分析部に導入されるまでのイオン経路に設けられた衝突部と、二種以上のガスから選択される一種以上のガスを該衝突部に導入する選択ガス導入手段と、選択ガス導入手段の動作を制御する制御部とを備えることを特徴とする質量分析装置。
- 前記衝突部がイオントラップであることを特徴とする請求項1に記載の質量分析装置。
- 前記衝突部がコリジョンセルであることを特徴とする請求項1に記載の質量分析装置。
- 飛行時間型質量分析装置であって、前記衝突部がフライトチューブ内に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の質量分析装置。
- 前記選択ガス導入手段が、二以上のガス供給源と、各ガス供給源から衝突部までのガス経路中にそれぞれ設けられたパルスガスバルブとを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の質量分析装置。
- 前記イオン化部が、マトリクスと混合された試料にレーザ光を照射することにより試料をイオン化する手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の質量分析装置。
- 前記イオン化部が、大気圧下のイオン化室内に液体試料を静電噴霧することにより試料をイオン化する手段を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の質量分析装置。
- 前記質量分析部が、飛行時間の相違によりイオンを質量分離する手段を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の質量分析装置。
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