JP2013161666A - 質量分析装置及び質量分析装置の調整方法 - Google Patents
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Abstract
質量分析装置において、イオントラップ部のRF信号の振幅差を調整した際に生じる駆動周波数と共振周波数のズレを抑制し、振幅差の調整工数の低減および駆動周波数と共振周波数のズレによる消費電力の増加を軽減することを可能にする。
【解決手段】
質量分析装置のイオントラップ部の共振回路手段を、RF信号源の駆動周波数と共振回路の共振周波数とを同調させる周波数同調部と、高電圧RF信号の振幅差を所定の値に調整するための振幅差調整部とを有して構成し、制御手段を、共振周波数・振幅差測定手段で測定した高電圧RF信号の振幅差と共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて、共振回路手段の振幅差調整部を制御して高電圧RF信号の振幅差が小さくなるように調整するとともに、共振回路手段の周波数同調部を制御して共振回路の共振周波数をRF信号源の駆動周波数に整合させるように調整するように構成した。
【選択図】図1
Description
Claims (14)
- 試料を導入する試料導入室と
該試料導入室に導入された前記試料をイオン化するイオン化室と、
該イオン化室でイオン化された前記試料を該イオンの質量に応じて分離するイオントラップ部と、
該イオントラップ部で分離されたイオンのうち所定の質量を有するイオンを検出する検出器と、
該検出器で前記イオンを検出して得られたデータを処理するデータ処理部と
を備えた質量分析装置であって、
前記イオントラップ部は、
対向して配置された2組の合計4本のロッド電極を備えたロッド電極部と、
RF信号を発生させるRF信号源と、
該RF信号源で発生させたRF信号を共振増幅して高電圧RF信号を生成して前記ロッド電極部の4本のロッド電極の中心軸に対して対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加して他方の一組のロッド電極対に前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号とは逆相の高電圧RF信号を印加する共振回路手段と、
前記一方の一組のロッド電極に印加する高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極に印加する前記逆相の高電圧RF信号との振幅差と前記共振回路手段の共振周波数を測定する共振周波数・振幅差測定手段と、
該共振周波数・振幅差測定手段で測定した前記高電圧RF信号の振幅差と前記共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて前記共振回路手段を調整する制御手段とを備え、
前記共振回路手段は、前記RF信号源の駆動周波数と前記共振回路の共振周波数とを同調させる周波数同調部と、前記高電圧RF信号の前記振幅差を所定の値に調整するための振幅差調整部とを有し、
前記制御手段は、前記共振周波数・振幅差測定手段で測定した前記高電圧RF信号の振幅差と前記共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて、前記共振回路手段の振幅差調整部を制御して前記高電圧RF信号の振幅差が小さくなるように調整するとともに、前記共振回路手段の周波数同調部を制御して前記共振回路の共振周波数を前記RF信号源の駆動周波数に整合させるように調整する
ことを特徴とする質量分析装置。 - 前記共振回路手段の振幅差調整部は、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に接続する可変容量コンデンサと、前記イオントラップ部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に接続する可変容量コンデンサとを備えて構成されていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
- 前記共振回路手段の振幅差調整部は、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に並列に接続する第1の複数のコンデンサと、 前記イオントラップ部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に前記第1の複数のコンデンサのそれぞれのコンデンサに対応して並列に接続する第2の複数のコンデンサと、前記第1の複数のコンデンサ又は該第1の複数のコンデンサのそれぞれのコンデンサに対応する前記第2のコンデンサの何れかを接地状態に切り替える複数のスイッチとを備えて構成されていることを特徴とする請求項1記載の質量分析装置。
- 前記共振回路手段の周波数同調部は、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側と前記ロッド電極部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側とに接続する可変容量コンデンサとを備えて構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の質量分析装置。
- 試料を導入する試料導入室と、
該試料導入室に導入された前記試料をイオン化するイオン化室と、
該イオン化室でイオン化された前記試料を該イオンの質量に応じて分離するイオントラップ部と、
該イオントラップ部で分離されたイオンのうち所定の質量を有するイオンを検出する検出器と、
該検出器で前記イオンを検出して得られたデータを処理するデータ処理部と
を備えた質量分析装置であって、
前記イオントラップ部は、
対向して配置された2組の合計4本のロッド電極を備えたロッド電極部と、
RF信号を発生させるRF信号源と、
該RF信号源で発生させたRF信号を共振増幅して高電圧RF信号を生成して前記ロッド電極部の4本のロッド電極の中心軸に対して対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加して他方の一組のロッド電極対に前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号とは逆相の高電圧RF信号を印加する共振回路手段と、
前記一方の一組のロッド電極に印加する高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極に印加する前記逆相の高電圧RF信号との振幅差と前記共振回路手段の共振周波数を測定する共振周波数・振幅差測定手段と、
該共振周波数・振幅差測定手段で測定した前記高電圧RF信号の振幅差と前記共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて前記共振回路手段を調整する制御手段と
を備えた質量分析装置であって、
前記共振回路手段は、前記RF信号源の駆動周波数と前記共振回路の共振周波数とを同調させる周波数同調部と、前記高電圧RF信号の前記振幅差を所定の値に調整するための振幅差調整部とを有し、
前記制御手段は、前記共振周波数・振幅差測定手段で測定した前記高電圧RF信号の振幅差と前記共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて前記共振回路手段の振幅差調整部を制御する振幅差制御部と、前記共振回路手段の周波数同調部を制御する周波数同調制御部とを備える
ことを特徴とする質量分析装置。 - 前記共振周波数・振幅差測定手段は、前記一方の一組のロッド電極に印加する高電圧RF信号を分圧する第1の分圧部と、該第1の分圧部により前記高電圧RF信号から分圧されたRF信号を整流する第1の整流回路部と、前記他方の一組のロッド電極に印加する前記逆相の高電圧RF信号を分圧する第2の分圧部と、該第2の分圧部により前記高電圧RF信号から分圧されたRF信号を整流する第2の整流回路部と、前記第1の整流回路部で整流して得られた第1の直流信号と前記第2の整流回路部で整流して得られた第2の直流信号とを加算した信号を求める加算器と、該加算器で求めた前記第1の直流信号と前記第2の直流信号との加算信号に基づいて前記共振回路手段の共振周波数を求める共振周波数測定部を有し、前記制御手段は、前記共振周波数測定部で求めた前記共振回路手段の共振周波数の情報に基づいて前記共振回路の共振周波数を前記RF信号源の駆動周波数と同調させるように前記周波数同調部を制御する周波数同調制御部を有することを特徴とする請求項5記載の質量分析装置。
- 前記共振周波数・振幅差測定手段は、前記第1の整流回路部で整流して得られた第1の直流信号と前記第2の整流回路部で整流して得られた第2の直流信号との差信号を求める減算器と、該減算器で求めた前記第1の直流信号と前記第2の直流信号との差信号に基づいて前記共振周波数測定部で求めた前記共振回路手段の共振周波数における前記一方の一組のロッド電極に印加する高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極に印加する前記逆相の高電圧RF信号との振幅の差を求める振幅差測定部を更に有し、前記制御手段は、前記振幅差測定部で測定した前記一方の一組のロッド電極に印加する高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極に印加する前記逆相の高電圧RF信号との振幅の差に基づいて前記共振回路手段の振幅差調整部を制御する振幅差制御部を更に有することを特徴とする請求項6記載の質量分析装置。
- 前記制御手段は、前記RF信号源で発生させる高電圧RF信号の周波数を掃引させる駆動周波数掃引制御部を備えることを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の質量分析装置。
- RF信号源で発生させたRF信号を共振回路で共振増幅して高電圧RF信号を生成し、
対向して配置された2組の合計4本のロッド電極を備えたロッド電極部の前記4本のロッド電極のうち該4本のロッド電極の中心軸に対して対向する一方の一組のロッド電極対に前記生成した高電圧RF信号を印加して他方の一組のロッド電極対に前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号とは逆相にした状態で前記生成した高電圧RF信号を印加し,
前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極に印加した前記逆相の高電圧RF信号との振幅差と前記共振回路の共振周波数を測定し、
該測定した前記高電圧RF信号の振幅差と前記共振回路の共振周波数の情報に基づいて前記共振回路を調整する
質量分析装置の調整方法であって、
前記ロッド電極に印加した前記高電圧RF信号と前記逆相の高電圧RF信号との振幅差の情報と前記共振回路の共振周波数との情報に基づいて、前記振幅差が小さくなるように前記共振回路を調整するとともに、前記共振回路の共振周波数を前記RF信号の周波数に整合させるように前記共振回路を調整する
ことを特徴とする質量分析装置の調整方法。 - 前記振幅差が小さくなるように前記共振回路を調整することを、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に接続する可変容量コンデンサの容量と、前記ロッド電極部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に接続する可変容量コンデンサの容量とを調整することにより行うことを特徴とする請求項9記載の質量分析装置の調整方法。
- 前記振幅差が小さくなるように前記共振回路を調整することを、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側に並列に接続する第1の複数のコンデンサと、前記イオントラップ部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に前記逆相の高電圧RF信号を印加する側に前記第1の複数のコンデンサのそれぞれのコンデンサに対応して並列に接続する第2の複数のコンデンサとの何れかに接地状態を切り替えることにより行うを特徴とする請求項9記載の質量分析装置の調整方法。
- 前記共振回路の共振周波数を前記RF信号の周波数に整合させるように前記共振回路を調整することを、前記ロッド電極部の前記対向する一方の一組のロッド電極対に高電圧RF信号を印加する側と前記イオントラップ部の前記対向する他方の一組のロッド電極対に前記逆相の高電圧RF信号を印加する側とに接続する可変容量コンデンサの容量を調整することにより行うことを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の質量分析装置の調整方法。
- 対向して配置された2組の合計4本のロッド電極を有するロッド電極部を備えた質量分析装置の調整方法であって、
RF信号源で発生させたRF信号を共振増幅して高電圧RF信号を生成する共振回路の共振周波数を検出し、
該検出した共振回路の共振周波数に同調するように前記RF発信源の駆動周波数を設定し、
該設定した駆動周波数で前記RF発信源から発生させたRF信号を前記共振回路で共振増幅して高電圧RF信号を生成し、
前記ロッド電極部の前記4本のロッド電極のうち該4本のロッド電極の中心軸に対して対向する一方の一組のロッド電極対に前記生成した高電圧RF信号を印加して他方の一組のロッド電極対に前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号とは逆相にした状態で前記生成した高電圧RF信号を印加し、
前記一方の一組のロッド電極対に印加した前記高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極対に印加した前記逆相の高電圧RF信号との振幅の差を検出し、
該検出した振幅の差を予め設定した値と比較し、
前記検出した振幅の差が予め設定した値よりも大きい場合には前記振幅の差が小さくなるように前記共振回路を調整し、
前記検出した振幅の差が予め設定した値よりも小さい場合には前記駆動周波数に応じて質量スペクトラムの補正係数を設定する
ことを特徴とする質量分析装置の調整方法。 - 前記検出した振幅の差が予め設定した値よりも大きい場合に前記振幅の差が小さくなるように前記共振回路を調整した後に、再度前記共振回路の共振周波数を検出し、該検出した共振回路の共振周波数が前記設定したRF発信源の駆動周波数に同調するように前記共振回路を調整し、該調整した共振回路で共振増幅した高電圧RF信号を前記ロッド電極部の前記4本のロッド電極のうち該4本のロッド電極の中心軸に対して対向する一方の一組のロッド電極対に前記生成した高電圧RF信号を印加して他方の一組のロッド電極対に前記一方の一組のロッド電極に印加した高電圧RF信号とは逆相にした状態で前記生成した高電圧RF信号を印加し,前記一方の一組のロッド電極対に印加した前記高電圧RF信号と前記他方の一組のロッド電極対に印加した前記逆相の高電圧RF信号との振幅の差を検出することを特徴とする請求項13に記載の質量分析装置の調整方法。
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