JP2011249069A - 質量分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン源10は、試料をイオン化する。蓄積部20は、イオン源10で生成されたイオンを蓄積する蓄積動作と、蓄積したイオンをイオンパルスとして排出する排出動作と、を繰り返し行う。質量分析部30は、蓄積部20が排出するイオンパルスを通過させ、質量電荷比に基づいて所望のイオンを選択する。検出部60は、質量分析部30を通過したイオンパルスを検出し、検出強度に応じたアナログ信号を出力する。制御部90は、所望のイオンを含むイオンパルスが質量分析部30を通過する間は、質量分析部30が選択する所望のイオンの質量電荷比を一定に制御する。
【選択図】図1
Description
(1)構成
まず、第1実施形態の質量分析装置の構成について説明する。第1実施形態の質量分析装置は、いわゆる単独型の四重極質量分析装置であり、その構成の一例を図1に示す。なお、図1は、本実施形態の四重極質量分析装置を鉛直方向に切断した時の概略断面図である。
次に、第1実施形態の四重極質量分析装置1Aの動作について説明する。以下では、イオン源10において生成されるイオンが正イオンであるものとして説明するが、負イオンであってもよい。負イオンについても、電圧極性を反転させれば以下と同様の説明を適用することができる。
[変形例1]
上述した第1実施形態の四重極質量分析装置1Aでは、A/D変換器82のサンプリング時間の設定が簡単であるが、イオンパルスが検出されない時間、例えばイオンパルスip11の検出が終わってから次のイオンパルスip12の検出が開始されるまでの時間もサンプリングを行うことになる。ここでのサンプリングは、イオンではなくノイズを取り込むことになるので信号対雑音比(S/N比)を悪化させる原因となる。
第1実施形態では、大気圧イオン源10を用いているが、試料に電子を衝突させてイオン化する電子衝突イオン化源など試料を真空中でイオン化するイオン源を用いて変形してもよい。図4は、変形例2の構成を示す図である。図4において、図1と同じ構成については同じ符号を付しており、その説明を省略する。
(1)構成
まず、第2実施形態の質量分析装置の構成について説明する。第2実施形態の質量分析装置は、いわゆる三連型の四重極質量分析装置であり、その構成の一例を図5に示す。なお、図5は、本実施形態の三連型四重極質量分析装置を鉛直方向に切断した時の概略断面図である。
次に、第2実施形態の三連型四重極質量分析装置1Cの動作について説明する。以下では、イオン源110において生成されるイオンが正イオンであるものとして説明するが、負イオンであってもよい。負イオンについても、電圧極性を反転させれば以下と同様の説明を適用することができる。
[変形例1]
上述した第2実施形態の三連型四重極質量分析装置1Cでは、A/D変換器182のサンプリング時間の設定が簡単であるが、イオンパルスが検出されない時間、例えばイオンパルスip31の検出が終わってから次のイオンパルスip32の検出が開始されるまでの時間もサンプリングを行うことになる。ここでのサンプリングは、イオンではなくノイズを取り込むことになるので信号対雑音比(S/N比)を悪化させる原因となる。
第2実施形態では、大気圧イオン源110を用いているが、試料に電子を衝突させてイオン化する電子衝突イオン化源など試料を真空中でイオン化するイオン源を用いて変形してもよい。図8は、変形例2の構成を示す図である。図8において、図5と同じ構成については同じ符号を付しており、その説明を省略する。
(1)構成
一般にプリカーサーイオンはある確率に基づいてプロダクトイオンへと開裂するので、上述した第2実施形態の三連型四重極質量分析装置1Cでは衝突室140の中でイオンパルスの幅が広がってしまう。例えば、図6の例では、衝突室140に入射するイオンパルスip11は、衝突室140から出射するときにはより幅の広いイオンパルスip21になり、その結果、検出器160に入射するイオンパルスip31の幅も広がっている。一般に、検出器160に入射するイオンパルスの幅が広いほど、イオン強度の検出感度を劣化させる原因となる。
次に、第3実施形態の三連型四重極質量分析装置の動作について説明する。以下では、イオン源110において生成されるイオンが正イオンであるものとして説明するが、負イオンであってもよい。負イオンについても、電圧極性を反転させれば以下と同様の説明を適用することができる。
[変形例1]
第2実施形態の三連型四重極質量分析装置1Cの変形例1と同様に、第3実施形態の三連型四重極質量分析装置についても、A/D変換器182のサンプリングをイオンパルスごとに連続して行うように変形してもよい。
第2実施形態の三連型四重極質量分析装置1Cの変形例2と同様に、第3実施形態の三連型四重極質量分析装置についても、大気圧イオン源110の代わりに、試料を真空中でイオン化するイオン源114を用いて変形してもよい。その構成は、図8と同様であるため、図示及び説明を省略する。
Claims (20)
- 試料をイオン化するイオン源と
前記イオン源で生成されたイオンを蓄積する蓄積動作と、蓄積したイオンをイオンパルスとして排出する排出動作と、を繰り返し行う蓄積部と、
前記蓄積部が排出するイオンパルスを通過させ、質量電荷比に基づいて所望のイオンを選択する質量分析部と、
前記質量分析部を通過したイオンパルスを検出し、検出強度に応じたアナログ信号を出力する検出部と、
前記所望のイオンを含むイオンパルスが前記質量分析部を通過する間は、前記質量分析部が選択する前記所望のイオンの質量電荷比を一定に制御する制御部と、を含む、質量分析装置。 - 請求項1において、
前記蓄積部は、
前記蓄積動作と、前記排出動作と、をそれぞれ一定の周期で繰り返し行う、質量分析装置。 - 請求項1又は2において、
前記検出部が出力する前記アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するA/D変換部と、
前記A/D変換部が変換したデジタル信号を積算又は平均化するデータ処理部と、
前記データ処理部が積算又は平均化したデータを記憶する記憶部と、をさらに含み、
前記データ処理部は、
前記所望のイオンの質量電荷比毎に、前記積算又は平均化の処理を行い、
前記記憶部は、
前記所望のイオンの質量電荷比の情報と対応づけて、前記積算又は平均化したデータを記憶する、質量分析装置。 - 請求項3において、
前記A/D変換部は、
前記質量分析部を通過したイオンパルスの各々について、前記検出器に入射し始める前に前記アナログ信号のサンプリングを開始し、前記検出器に入射し終わった後に前記アナログ信号のサンプリングを終了する、質量分析装置。 - 請求項4において、
前記A/D変換部は、
前記蓄積部が前記質量分析部で同じイオンが選択される複数のイオンパルスの各々を排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に前記アナログ信号のサンプリングを開始する、質量分析装置。 - 請求項4において、
前記A/D変換部は、
前記蓄積部が前記質量分析部で同じイオンが選択される複数のイオンパルスの各々を一定時間で排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に一定時間、前記アナログ信号のサンプリングを行う、質量分析装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
前記質量分析部は、
前記所望のイオンを選択するための四重極マスフィルターを含む、質量分析装置。 - 試料をイオン化するイオン源と
前記イオン源で生成されたイオンを蓄積する蓄積動作と、蓄積したイオンをイオンパルスとして排出する排出動作と、を繰り返し行う蓄積部と、
前記蓄積部が排出するイオンパルスを通過させ、質量電荷比に基づいて第1のイオンを選択する第1の質量分析部と、
前記第1の質量分析部を通過したイオンパルスの全部又は一部を開裂させてプロダクトイオンを生成し、当該プロダクトイオンを含むイオンパルスを出射する衝突室と、
前記衝突室が出射するイオンパルスを通過させ、質量電荷比に基づいて第2のイオンを選択する第2の質量分析部と、
前記第2の質量分析部を通過したイオンパルスを検出し、検出強度に応じたアナログ信号を出力する検出部と、
前記第1のイオンを含むイオンパルスが前記第1の質量分析部を通過する間は、前記第1の質量分析部が選択する前記第1のイオンの質量電荷比を一定に制御するとともに、前記第2のイオンを含むイオンパルスが前記第2の質量分析部を通過する間は、前記第2の質量分析部が選択する前記第2のイオンの質量電荷比を一定に制御する制御部と、を含む、質量分析装置。 - 請求項8において、
前記蓄積部は、
前記蓄積動作と、前記排出動作と、をそれぞれ一定の周期で繰り返し行う、質量分析装置。 - 請求項8において、
前記衝突室は、
前記第1のイオンと前記プロダクトイオンを蓄積する蓄積動作と、蓄積した前記プロダクトイオンを含むイオンパルスを排出する排出動作と、を繰り返し行う、質量分析装置。 - 請求項10において、
前記蓄積部は、
前記蓄積動作と、前記排出動作と、をそれぞれ一定の周期で繰り返し行う、質量分析装置。 - 請求項10又は11において、
前記衝突室は、
前記第1の質量分析部を通過したイオンパルスが入射する間は前記蓄積動作を行う、質量分析装置。 - 請求項10乃至12のいずれかにおいて、
前記衝突室は、
前記第1の質量分析部が選択する前記第1のイオンの質量電荷比が変更される場合、変更前の最後のイオンパルスを排出する排出動作により前記衝突室にある前記第2のイオンをすべて排出する、質量分析装置。 - 請求項8乃至13のいずれかにおいて、
前記検出部が出力する前記アナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するA/D変換部と、
前記A/D変換部が変換したデジタル信号を積算又は平均化するデータ処理部と、
前記データ処理部が積算又は平均化したデータを記憶する記憶部と、をさらに含み、
前記データ処理部は、
前記第1のイオンの質量電荷比と前記第2のイオンの質量電荷比の組み合わせ毎に、前記積算又は平均化の処理を行い、
前記記憶部は、
前記第1のイオンの質量電荷比と前記第2のイオンの質量電荷比の組み合わせの情報と対応づけて、前記積算又は平均化したデータを記憶する、質量分析装置。 - 請求項14において、
前記A/D変換部は、
前記第2の質量分析部を通過したイオンパルスの各々について、前記検出器に入射し始める前に前記アナログ信号のサンプリングを開始し、前記検出器に入射し終わった後に前記アナログ信号のサンプリングを終了する、質量分析装置。 - 請求項15において、
前記衝突室でイオンパルスを排出する場合、
前記A/D変換部は、
前記衝突室が前記第2質量分析部での選択イオンが同じ複数のイオンパルスの各々を排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に前記アナログ信号のサンプリングを開始する、質量分析装置。 - 請求項15において、
前記衝突室でイオンパルスを排出する場合、
前記A/D変換部は、
前記衝突室が前記第2質量分析部での選択イオンが同じ複数のイオンパルスの各々を一定時間で排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に一定時間、前記アナログ信号のサンプリングを行う、質量分析装置。 - 請求項15において、
前記蓄積部のみでイオンパルスを排出する場合、
前記A/D変換部は、
前記蓄積部がトランジションが同じ複数のイオンパルスの各々を排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に前記アナログ信号のサンプリングを開始する、質量分析装置。 - 請求項15において、
前記蓄積部のみでイオンパルスを排出する場合、
前記A/D変換部は、
前記蓄積部がトランジションが同じ複数のイオンパルスの各々を一定時間で排出する排出動作を開始してから一定の遅延時間の後に一定時間、前記アナログ信号のサンプリングを行う、質量分析装置。 - 請求項8乃至19のいずれかにおいて、
前記第1の質量分析部は、
前記第1のイオンを選択するための四重極マスフィルターを含み、
前記第2の質量分析部は、
前記第2のイオンを選択するための四重極マスフィルターを含む、質量分析装置。
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