JP3269313B2 - 質量分析装置及び質量分析方法 - Google Patents
質量分析装置及び質量分析方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は質量分析装置に係り、特
にイオントラップ型質量分析装置に用いるのに好適な質
量分析装置に関する。
にイオントラップ型質量分析装置に用いるのに好適な質
量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオントラップ型質量分析装置は、図２
に示すように、円環状のリング電極６と，リング電極６
の中心軸（ｚ軸）方向にリング電極６を挟むように配置
された２つのエンドキャップ電極７及び８とを備える。
これらの各電極に直流電圧Ｕと高周波電圧Ｖcos(Ωｔ）
を印加することにより電極間の空間に四重極電界を形成
する。この四重極電界中でのイオン軌道の安定性は、数
１で表されるａ値及びｑ値によって決まる。
に示すように、円環状のリング電極６と，リング電極６
の中心軸（ｚ軸）方向にリング電極６を挟むように配置
された２つのエンドキャップ電極７及び８とを備える。
これらの各電極に直流電圧Ｕと高周波電圧Ｖcos(Ωｔ）
を印加することにより電極間の空間に四重極電界を形成
する。この四重極電界中でのイオン軌道の安定性は、数
１で表されるａ値及びｑ値によって決まる。
【０００３】
【数１】 ａ＝８ＺｅＵ／(ｍ ｒo 2Ω2)，ｑ＝４ＺｅＶ／(ｍ ｒo 2Ω2) …（数１） ここで、ｅは電気素量、ｒo はリング電極６の内半径、
ｍはイオン質量、Ｚはイオンの価数、Ωは高周波電圧の
角周波数、Ｖは高周波電圧の振幅である。
ｍはイオン質量、Ｚはイオンの価数、Ωは高周波電圧の
角周波数、Ｖは高周波電圧の振幅である。
【０００４】イオントラップ内におけるイオンの安定軌
道を与えるａ，ｑの範囲を表わした安定領域を図３に示
す。安定領域内に示される曲線群はイオンのｒ方向（リ
ング電極６の半径方向）及びｚ方向（リング電極６の中
心軸方向）の振動特性を与えるファクターβｒ及びβｚ
の等高線である。安定領域は、βｒ＝０，βｒ＝1.0,β
ｚ＝０，βｚ＝１.０ の曲線で囲まれた領域に相当す
る。安定軌道をたどるイオンは、そのｍ／Ｚ（質量対電
荷比という）に応じて安定領域内のある点に相当する。
従って、ｍ／Ｚに応じてβｒ，βｚも決まる。
道を与えるａ，ｑの範囲を表わした安定領域を図３に示
す。安定領域内に示される曲線群はイオンのｒ方向（リ
ング電極６の半径方向）及びｚ方向（リング電極６の中
心軸方向）の振動特性を与えるファクターβｒ及びβｚ
の等高線である。安定領域は、βｒ＝０，βｒ＝1.0,β
ｚ＝０，βｚ＝１.０ の曲線で囲まれた領域に相当す
る。安定軌道をたどるイオンは、そのｍ／Ｚ（質量対電
荷比という）に応じて安定領域内のある点に相当する。
従って、ｍ／Ｚに応じてβｒ，βｚも決まる。
【０００５】イオンの振動運動は、ｒ方向とｚ方向の成
分に分解できる。各方向の振動特性は、それぞれβｒ，
βｚの値により決まる。ｒ方向及びｚ方向における振動
を支配する基本角周波数ωｒ及びωｚは数２で与えられ
る。
分に分解できる。各方向の振動特性は、それぞれβｒ，
βｚの値により決まる。ｒ方向及びｚ方向における振動
を支配する基本角周波数ωｒ及びωｚは数２で与えられ
る。
【０００６】
【数２】 ωｒ＝Ωβｒ／２，ωｚ＝Ωβｚ／２ …（数２） 従来の共鳴出射法では、図７に示すように、ｚ方向振動
の基本角周波数と同じ角周波数をもつ交流電圧Δφ1(＝
Ｖ0cos(ωｚ ｔ))及びΔφ2(＝−Δφ1)をエンドキャッ
プ電極７及び８に印加していた。この交流電圧によりエ
ンドキャップ電極間に発生する補助電界Ｅ0 のｚ方向成
分の向きは、図７に矢印で示すように交互に変わるの
で、イオン軌道はｚ方向の正負両方向に均等に不安定化
する。例えば、ガスクロマトグラフに連結している場合
等には、試料をイオントラップ電極間の空間でイオン化
するため、図２に示すように、イオン生成用の電子銃５
を一方のエンドキャップ電極７側に設置する必要があ
り、検出器９はもう一方のエンドキャップ電極８側にし
か設置できない。この場合、イオン軌道はｚ軸の正負両
方向に不安定化するので、電子銃５側に不安定化したイ
オンは検出していなかった。
の基本角周波数と同じ角周波数をもつ交流電圧Δφ1(＝
Ｖ0cos(ωｚ ｔ))及びΔφ2(＝−Δφ1)をエンドキャッ
プ電極７及び８に印加していた。この交流電圧によりエ
ンドキャップ電極間に発生する補助電界Ｅ0 のｚ方向成
分の向きは、図７に矢印で示すように交互に変わるの
で、イオン軌道はｚ方向の正負両方向に均等に不安定化
する。例えば、ガスクロマトグラフに連結している場合
等には、試料をイオントラップ電極間の空間でイオン化
するため、図２に示すように、イオン生成用の電子銃５
を一方のエンドキャップ電極７側に設置する必要があ
り、検出器９はもう一方のエンドキャップ電極８側にし
か設置できない。この場合、イオン軌道はｚ軸の正負両
方向に不安定化するので、電子銃５側に不安定化したイ
オンは検出していなかった。
【０００７】このような従来例として、一種類のイオン
だけを安定に捕捉した後に軌道を不安定化して検出する
技術が特開平1−258353 号公報に、捕捉イオンの固有振
動数に一致した振動数のイオン励起用電圧をエンドキャ
ップ電極間に印加してイオンをｚ方向に共鳴出射させ質
量を識別する技術が特開昭63−313460号及び特開平2−1
03856号公報に夫々記載されている。
だけを安定に捕捉した後に軌道を不安定化して検出する
技術が特開平1−258353 号公報に、捕捉イオンの固有振
動数に一致した振動数のイオン励起用電圧をエンドキャ
ップ電極間に印加してイオンをｚ方向に共鳴出射させ質
量を識別する技術が特開昭63−313460号及び特開平2−1
03856号公報に夫々記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、イ
オン軌道はｚ軸の正負両方向に不安定化する（即ち、イ
オンが不安定化する方向はｚ軸の正方向及び負方向とな
る）が、電子銃側に不安定化したイオンを検出できない
ので、検出効率が低かった。
オン軌道はｚ軸の正負両方向に不安定化する（即ち、イ
オンが不安定化する方向はｚ軸の正方向及び負方向とな
る）が、電子銃側に不安定化したイオンを検出できない
ので、検出効率が低かった。
【０００９】本発明の目的は、検出効率の高い質量分析
装置及び質量分析方法を提供することにある。
装置及び質量分析方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、環状のリング電極と，該リング電極
をその中心軸方向から挟むように配置された２個のエン
ドキャップ電極から成るイオントラップ手段、当該イオ
ントラップ手段の各電極に電圧を供給する電圧供給手
段、および前記エンドキャップ電極の片方から放出され
たイオンを検出する検出手段を備え、前記リング電極に
電圧を印加することで所定質量範囲のイオンを捕捉する
四重極電界を形成した後、前記エンドキャップ電極に対
して検出対象イオンを共鳴出射させるための電圧を印加
する質量分析装置において、前記検出対象イオンが、前
記リング電極の中心軸上であり且つ検出手段に向かう方
向、あるいは前記リング電極の中心軸上であり且つ前記
検出手段と異なる方向のいずれかに共鳴出射するよう
に、前記エンドキャップ電極への電圧印加のタイミング
を制御する制御手段を備えたことである。
の本発明の特徴は、環状のリング電極と，該リング電極
をその中心軸方向から挟むように配置された２個のエン
ドキャップ電極から成るイオントラップ手段、当該イオ
ントラップ手段の各電極に電圧を供給する電圧供給手
段、および前記エンドキャップ電極の片方から放出され
たイオンを検出する検出手段を備え、前記リング電極に
電圧を印加することで所定質量範囲のイオンを捕捉する
四重極電界を形成した後、前記エンドキャップ電極に対
して検出対象イオンを共鳴出射させるための電圧を印加
する質量分析装置において、前記検出対象イオンが、前
記リング電極の中心軸上であり且つ検出手段に向かう方
向、あるいは前記リング電極の中心軸上であり且つ前記
検出手段と異なる方向のいずれかに共鳴出射するよう
に、前記エンドキャップ電極への電圧印加のタイミング
を制御する制御手段を備えたことである。
【００１１】リング電極とエンドキャップ電極によって
形成される空間内に四重極電界を発生させて所定の質量
範囲のイオンを捕捉し、捕捉したイオンを前記リング電
極の中央軸方向に共鳴出射させて前記空間外に放出さ
せ、当該放出されたイオンを検出器で検出する質量分析
方法において、前記リング電極に四重極電界を発生させ
る高周波電圧を印加して所定の質量範囲のイオンを捕捉
した後、検出対象イオンが、前記リング電極の中心軸方
向であり且つ前記検出器が設置された方向に共鳴出射す
るように、前記エンドキャップ電極に断続的に電圧を印
加することである。
形成される空間内に四重極電界を発生させて所定の質量
範囲のイオンを捕捉し、捕捉したイオンを前記リング電
極の中央軸方向に共鳴出射させて前記空間外に放出さ
せ、当該放出されたイオンを検出器で検出する質量分析
方法において、前記リング電極に四重極電界を発生させ
る高周波電圧を印加して所定の質量範囲のイオンを捕捉
した後、検出対象イオンが、前記リング電極の中心軸方
向であり且つ前記検出器が設置された方向に共鳴出射す
るように、前記エンドキャップ電極に断続的に電圧を印
加することである。
【００１２】リング電極と２個のエンドキャップ電極か
らなる第１のイオン捕捉手段と、当該第１のイオン捕捉
手段から出射されたイオンを捕捉するリング電極と２個
のエンドキャップ電極からなる第２のイオン捕捉手段
と、当該第２のイオン捕捉手段から出射されたイオンを
検出するイオン検出器とを備えた質量分析装置であっ
て、第１及び／または第２のイオン捕捉手段の前記リン
グ電極と前記エンドキャップ電極によって形成される空
間に、検出対象イオンが前記検出器方向に共鳴出射され
る電界が発生するように、前記エンドキャップ電極に電
圧を印加することである。
らなる第１のイオン捕捉手段と、当該第１のイオン捕捉
手段から出射されたイオンを捕捉するリング電極と２個
のエンドキャップ電極からなる第２のイオン捕捉手段
と、当該第２のイオン捕捉手段から出射されたイオンを
検出するイオン検出器とを備えた質量分析装置であっ
て、第１及び／または第２のイオン捕捉手段の前記リン
グ電極と前記エンドキャップ電極によって形成される空
間に、検出対象イオンが前記検出器方向に共鳴出射され
る電界が発生するように、前記エンドキャップ電極に電
圧を印加することである。
【００１３】
【作用】本発明によれば、ほとんどの検出対象イオンを
損失なく確実に検出器で検出できるので、検出効率を大
幅に向上することが可能となる。
損失なく確実に検出器で検出できるので、検出効率を大
幅に向上することが可能となる。
【００１４】また、検出対象イオン以外のイオンによる
空間電荷の影響を小さくできるので、この影響に起因す
るマスシフトを低減し、分解能を向上することもでき
る。
空間電荷の影響を小さくできるので、この影響に起因す
るマスシフトを低減し、分解能を向上することもでき
る。
【００１５】
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１７】図１は、本発明によるイオントラップ型質
量分析装置の第１の実施例の概略図である。本質量分析
装置は、イオンを生成しトラップするための空間を形成
するイオントラップ，イオントラップ内に試料を供給す
る試料導入手段２，イオンを生成する電子銃５，イオン
を検出する検出器９，イオントラップに電圧を印加する
電源，電源や電子銃５などを制御する制御手段３，検出
器９の検出信号に基づいて質量分析を行う質量分析手段
１０などから構成される。
量分析装置の第１の実施例の概略図である。本質量分析
装置は、イオンを生成しトラップするための空間を形成
するイオントラップ，イオントラップ内に試料を供給す
る試料導入手段２，イオンを生成する電子銃５，イオン
を検出する検出器９，イオントラップに電圧を印加する
電源，電源や電子銃５などを制御する制御手段３，検出
器９の検出信号に基づいて質量分析を行う質量分析手段
１０などから構成される。
【００１８】イオントラップは、円環状のリング電極６
と，リング電極６の中心軸方向にリング電極６を挟むよ
うに配置された２つのエンドキャップ電極７及び８から
構成される。試料源１から試料導入手段２を介して電極
間の空間に供給された質量分析対象である試料は、電子
銃５からエンドキャップ電極７の開口１２を通して供給
される電子と衝突してイオン化される。
と，リング電極６の中心軸方向にリング電極６を挟むよ
うに配置された２つのエンドキャップ電極７及び８から
構成される。試料源１から試料導入手段２を介して電極
間の空間に供給された質量分析対象である試料は、電子
銃５からエンドキャップ電極７の開口１２を通して供給
される電子と衝突してイオン化される。
【００１９】主電源４からリング電極６に高周波電圧Ｖ
cos(Ωｔ）を供給することにより、電極間の空間に四重
極電界を発生させる。この四重極電界中における、質量
ｍ，価数Ｚのイオンの軌道安定性は数１で規定されるａ
値及びｑ値で決まる特性点（ｑ，ａ）が図３に示した安
定領域内に存在するか否かに依存する。即ち、特性点
（ｑ，ａ）が安定領域内にある場合、イオンは安定に電
極間の空間内を振動する。一方、特性点（ｑ，ａ）が安
定領域外にある場合、イオンは不安定となり、その振動
振幅が増大して電極間の空間から出射される。
cos(Ωｔ）を供給することにより、電極間の空間に四重
極電界を発生させる。この四重極電界中における、質量
ｍ，価数Ｚのイオンの軌道安定性は数１で規定されるａ
値及びｑ値で決まる特性点（ｑ，ａ）が図３に示した安
定領域内に存在するか否かに依存する。即ち、特性点
（ｑ，ａ）が安定領域内にある場合、イオンは安定に電
極間の空間内を振動する。一方、特性点（ｑ，ａ）が安
定領域外にある場合、イオンは不安定となり、その振動
振幅が増大して電極間の空間から出射される。
【００２０】制御手段３は、分析すべきイオンの質量対
電荷比の範囲に基づいて、主電源４から電極に供給する
電圧を制御する。分析すべき質量対電荷比の範囲にある
全てのイオンをイオントラップ内に捕捉後、電極に供給
する高周波電圧の振幅を徐々に増加させることにより、
安定領域内の共鳴出射点（共鳴現象によりイオンが出射
する点）又は安定領域の境界上の通常出射点（共鳴現象
によらずイオンが出射する点）から出射するイオンの質
量対電荷比が増加する。即ち、質量数が小さいイオンか
ら大きいイオンへと軌道が徐々に不安定になり、エンド
キャップ電極の開口１２，１３を通って電極間の空間か
らイオンが出射される。このうち開口１３を通って出射
したイオンだけが検出器９により検出され、質量分析手
段１０で分析される。このようにして、電極に供給する
高周波電圧の振幅を変えることにより質量分離を行う。
このとき、制御手段３は、一連の質量分離過程である試
料のイオン化，質量走査，イオン検出，質量分析の全体
を制御する。
電荷比の範囲に基づいて、主電源４から電極に供給する
電圧を制御する。分析すべき質量対電荷比の範囲にある
全てのイオンをイオントラップ内に捕捉後、電極に供給
する高周波電圧の振幅を徐々に増加させることにより、
安定領域内の共鳴出射点（共鳴現象によりイオンが出射
する点）又は安定領域の境界上の通常出射点（共鳴現象
によらずイオンが出射する点）から出射するイオンの質
量対電荷比が増加する。即ち、質量数が小さいイオンか
ら大きいイオンへと軌道が徐々に不安定になり、エンド
キャップ電極の開口１２，１３を通って電極間の空間か
らイオンが出射される。このうち開口１３を通って出射
したイオンだけが検出器９により検出され、質量分析手
段１０で分析される。このようにして、電極に供給する
高周波電圧の振幅を変えることにより質量分離を行う。
このとき、制御手段３は、一連の質量分離過程である試
料のイオン化，質量走査，イオン検出，質量分析の全体
を制御する。
【００２１】以下、本実施例で用いる本発明による第１
の共鳴出射法について説明する。イオントラップ内に安
定に捕捉されるイオンのｚ方向（リング電極６の軸方
向）の振動特性は、イオンの質量対電荷比によって異な
る。補助電源１１により、図４に示すような補助電圧Δ
φ1 及びΔφ2 をエンドキャップ電極７及び８に各々印
加することにより、エンドキャップ電極間に発生する補
助電界Ｅ0 の向きを検出器９の方向のみにする。このと
き、補助電圧の周期を、検出対象イオンのｚ方向の振動
周期Ｔ′(＝２π／ωｚ)に近付けることにより、検出対
象イオンを補助電界Ｅ0 と同期させて確実に検出器側に
不安定化することができる。
の共鳴出射法について説明する。イオントラップ内に安
定に捕捉されるイオンのｚ方向（リング電極６の軸方
向）の振動特性は、イオンの質量対電荷比によって異な
る。補助電源１１により、図４に示すような補助電圧Δ
φ1 及びΔφ2 をエンドキャップ電極７及び８に各々印
加することにより、エンドキャップ電極間に発生する補
助電界Ｅ0 の向きを検出器９の方向のみにする。このと
き、補助電圧の周期を、検出対象イオンのｚ方向の振動
周期Ｔ′(＝２π／ωｚ)に近付けることにより、検出対
象イオンを補助電界Ｅ0 と同期させて確実に検出器側に
不安定化することができる。
【００２２】図４に示す本実施例の共鳴出射法と，図７
に示す従来の共鳴出射法とを用いてイオン軌道が検出器
方向又は電子銃方向に不安定化する割合を解析的に求め
た結果を表１に示す。表１中の解析結果は、主電源４か
ら供給される主高周波電圧Ｖcos(Ωｔ）の振幅の１％の
大きさの振幅をもち、共鳴出射点が図３の安定領域中の
βｚ＝０.２９５７ の点に相当する角周波数ωｚ(＝Ω
βｚ／２)をもつ補助電圧を、補助電源１１からエンド
キャップ電極に印加し、主高周波電圧と補助電圧との位
相差を種々変えて数値解析して得られた各方向への不安
定化割合の平均値を示す。但し、ここでは、中性ガス及
び他のイオンとの相互作用は考慮していない。
に示す従来の共鳴出射法とを用いてイオン軌道が検出器
方向又は電子銃方向に不安定化する割合を解析的に求め
た結果を表１に示す。表１中の解析結果は、主電源４か
ら供給される主高周波電圧Ｖcos(Ωｔ）の振幅の１％の
大きさの振幅をもち、共鳴出射点が図３の安定領域中の
βｚ＝０.２９５７ の点に相当する角周波数ωｚ(＝Ω
βｚ／２)をもつ補助電圧を、補助電源１１からエンド
キャップ電極に印加し、主高周波電圧と補助電圧との位
相差を種々変えて数値解析して得られた各方向への不安
定化割合の平均値を示す。但し、ここでは、中性ガス及
び他のイオンとの相互作用は考慮していない。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１のように、従来の共鳴出射法では検出
器方向及び電子銃方向の両方向に均等に不安定化してい
るのに対して、本実施例の共鳴出射法ではほとんどの検
出対象イオンの軌道を確実に検出器方向に不安定化でき
る。従って、本実施例の共鳴出射法では、従来の共鳴出
射法の約２倍の検出感度が得られる。また、これに伴い
Ｓ／Ｎ比が向上するため、特にイオン数が非常に少ない
場合に効果的である。尚、本実施例では補助電界Ｅ0 と
して検出器方向の成分のみを有する電界を用いた場合に
ついて説明したが、補助電界Ｅ0 としてはその主成分が
検出器方向を向いていれば良く、同様に検出感度を向上
することができる。
器方向及び電子銃方向の両方向に均等に不安定化してい
るのに対して、本実施例の共鳴出射法ではほとんどの検
出対象イオンの軌道を確実に検出器方向に不安定化でき
る。従って、本実施例の共鳴出射法では、従来の共鳴出
射法の約２倍の検出感度が得られる。また、これに伴い
Ｓ／Ｎ比が向上するため、特にイオン数が非常に少ない
場合に効果的である。尚、本実施例では補助電界Ｅ0 と
して検出器方向の成分のみを有する電界を用いた場合に
ついて説明したが、補助電界Ｅ0 としてはその主成分が
検出器方向を向いていれば良く、同様に検出感度を向上
することができる。
【００２５】また、エンドキャップ電極に印加する補助
電圧としては、エンドキャップ電極７をアースとしエン
ドキャップ電極８に図４のΔφ2 を印加したり、エンド
キャップ電極８をアースとしエンドキャップ電極７に図
４のΔφ1 を印加しても良い。また、補助電圧の周期が
検出対象イオンの振動周期の１／２ｎ（ｎは整数）倍程
度であってもよい。更に、本実施例では、主電源４から
の電圧をリング電極６に供給した例を示したが、主電源
４からの電圧をエンドキャップ電極にも供給する構成に
対しても同様な効果を得ることができる。
電圧としては、エンドキャップ電極７をアースとしエン
ドキャップ電極８に図４のΔφ2 を印加したり、エンド
キャップ電極８をアースとしエンドキャップ電極７に図
４のΔφ1 を印加しても良い。また、補助電圧の周期が
検出対象イオンの振動周期の１／２ｎ（ｎは整数）倍程
度であってもよい。更に、本実施例では、主電源４から
の電圧をリング電極６に供給した例を示したが、主電源
４からの電圧をエンドキャップ電極にも供給する構成に
対しても同様な効果を得ることができる。
【００２６】次に、本発明による第２の共鳴出射法につ
いて図５を用いて説明する。本共鳴出射法では、図７に
示した電圧にその振幅分の直流電圧Ｖ0 を重畳した補助
電圧Δφ1 をエンドキャップ電極７に印加し、直流電圧
−Ｖ0 を重畳した補助電圧Δφ2 をエンドキャップ電極
８に印加する。本共鳴出射法でも、第１の共鳴出射法と
同様に、エンドキャップ電極間に生成する補助電界Ｅ0
の向きを検出器方向のみにできるので、イオン軌道を検
出器方向に偏らせて不安定化することができる。
いて図５を用いて説明する。本共鳴出射法では、図７に
示した電圧にその振幅分の直流電圧Ｖ0 を重畳した補助
電圧Δφ1 をエンドキャップ電極７に印加し、直流電圧
−Ｖ0 を重畳した補助電圧Δφ2 をエンドキャップ電極
８に印加する。本共鳴出射法でも、第１の共鳴出射法と
同様に、エンドキャップ電極間に生成する補助電界Ｅ0
の向きを検出器方向のみにできるので、イオン軌道を検
出器方向に偏らせて不安定化することができる。
【００２７】本共鳴出射法の補助電圧は、第１の共鳴出
射法に比べて検出対象イオンのｚ方向の振動モードに近
いため、他のイオンへの影響が小さく、より高い分解能
でイオンを検出することが可能となる。また、補助電圧
の周期が検出対象イオンの振動周期の１／２ｎ（ｎは整
数）倍程度であってもよい。尚、本共鳴出射法でも、エ
ンドキャップ電極７又は８の何れかをアースとしても良
い。更に、本共鳴出射法で補助電圧に重畳する直流電圧
の絶対値をＶ0 よりも小さくしても良い。この場合、エ
ンドキャップ電極間に電子銃方向の補助電界も生成する
ことになるが、検出器方向の補助電界が電子銃方向の補
助電界よりも強くなるので、従来の共鳴出射法よりもイ
オンの検出効率を向上することができる。
射法に比べて検出対象イオンのｚ方向の振動モードに近
いため、他のイオンへの影響が小さく、より高い分解能
でイオンを検出することが可能となる。また、補助電圧
の周期が検出対象イオンの振動周期の１／２ｎ（ｎは整
数）倍程度であってもよい。尚、本共鳴出射法でも、エ
ンドキャップ電極７又は８の何れかをアースとしても良
い。更に、本共鳴出射法で補助電圧に重畳する直流電圧
の絶対値をＶ0 よりも小さくしても良い。この場合、エ
ンドキャップ電極間に電子銃方向の補助電界も生成する
ことになるが、検出器方向の補助電界が電子銃方向の補
助電界よりも強くなるので、従来の共鳴出射法よりもイ
オンの検出効率を向上することができる。
【００２８】次に、本発明による第３の共鳴出射法につ
いて図６を用いて説明する。本共鳴出射法では、補助電
圧として矩形波状のパルス電圧を用いる。この場合も、
図６に示す補助電圧Δφ1 をエンドキャップ電極７に印
加し、補助電圧Δφ2 をエンドキャップ電極８に印加す
ることにより、エンドキャップ電極間に生成する補助電
界Ｅ0 の向きを検出器方向のみにできるので、イオン軌
道を検出器方向に偏らせて不安定化することができる。
また、検出対象イオンのｚ方向の振動周期とほぼ一致さ
せた補助電圧の周期Ｔ′を保持したまま、補助電圧のパ
ルス幅Δｔをできるだけ小さくすることにより、他のイ
オンへの影響を低減し、より高い分解能でイオンを検出
することができる。
いて図６を用いて説明する。本共鳴出射法では、補助電
圧として矩形波状のパルス電圧を用いる。この場合も、
図６に示す補助電圧Δφ1 をエンドキャップ電極７に印
加し、補助電圧Δφ2 をエンドキャップ電極８に印加す
ることにより、エンドキャップ電極間に生成する補助電
界Ｅ0 の向きを検出器方向のみにできるので、イオン軌
道を検出器方向に偏らせて不安定化することができる。
また、検出対象イオンのｚ方向の振動周期とほぼ一致さ
せた補助電圧の周期Ｔ′を保持したまま、補助電圧のパ
ルス幅Δｔをできるだけ小さくすることにより、他のイ
オンへの影響を低減し、より高い分解能でイオンを検出
することができる。
【００２９】図５に示す第２の共鳴出射法及び図６に示
す第３の共鳴出射法と，図７に示す従来の共鳴出射法と
を用いて、表１と同じ解析条件で、イオン軌道が検出器
方向又は電子銃方向に不安定化する割合を解析的に求め
た結果を表２に示す。表２のように、第２の共鳴出射法
及び第３の共鳴出射法の何れの場合も、ほとんどの検出
対象イオンの軌道を確実に検出器方向に不安定化でき
る。従って、第１の共鳴出射法と同様に、従来の共鳴出
射法の約２倍の検出感度を達成することができる。
す第３の共鳴出射法と，図７に示す従来の共鳴出射法と
を用いて、表１と同じ解析条件で、イオン軌道が検出器
方向又は電子銃方向に不安定化する割合を解析的に求め
た結果を表２に示す。表２のように、第２の共鳴出射法
及び第３の共鳴出射法の何れの場合も、ほとんどの検出
対象イオンの軌道を確実に検出器方向に不安定化でき
る。従って、第１の共鳴出射法と同様に、従来の共鳴出
射法の約２倍の検出感度を達成することができる。
【００３０】
【表２】
【００３１】次に、本発明による第４の共鳴出射法につ
いて説明する。本共鳴出射法では、検出対象イオンの検
出に先立って、検出対象イオン以外のイオン（不要イオ
ン）の軌道を電子銃方向に不安定化して、不要イオンを
エンドキャップ電極間から排除する。このために、エン
ドキャップ電極７及び８に印加する補助電圧は、第１か
ら第３の共鳴出射法で用いた補助電圧の極性を反転させ
たものを用いることができる。例えば、図４に示した補
助電圧の極性を反転させて、ｚ方向成分が必ず電子銃方
向となるような補助電界Ｅ1 を生成するためには、図８
に示すような補助電圧Δφ1 及びΔφ2 をエンドキャッ
プ電極７及び８に各々印加すればよい。こうして不要イ
オンをエンドキャップ電極間から排除した後に、第１か
ら第３の共鳴出射法、または図３に示す安定領域の外に
出すことによりイオンを出射させる方法（通常出射
法）、あるいは従来の共鳴出射法によりイオンを質量分
離する。このとき通常出射と不要イオンの排除は、同時
に進行できる。また、検出器方向の補助電界と電子銃方
向の補助電界を交互に印加することにより、イオンの質
量分析のために質量検査する一連の過程の中で、検出対
象イオンの検出（検出器方向への不安定化）と不要イオ
ンの排除（電子銃方向への不安定化）を時間的にずらし
て交互に行うこともできる。例えば、質量分析対象イオ
ン（検出対象イオン）の質量を図１２に示すように時間
的に連続的に走査する場合、次の質量のイオンを質量分
離するまでの時間（ΔＴ）のうち、Δｔ1 の間に検出器
方向の補助電界を印加し、残りのΔｔ2(＝ΔＴ−Δｔ1)
の間に電子銃方向の電界を印加することにより、Δｔ1
の間に対象イオンを質量分離し、Δｔ2 の間に不要イオ
ンを排除することができる。
いて説明する。本共鳴出射法では、検出対象イオンの検
出に先立って、検出対象イオン以外のイオン（不要イオ
ン）の軌道を電子銃方向に不安定化して、不要イオンを
エンドキャップ電極間から排除する。このために、エン
ドキャップ電極７及び８に印加する補助電圧は、第１か
ら第３の共鳴出射法で用いた補助電圧の極性を反転させ
たものを用いることができる。例えば、図４に示した補
助電圧の極性を反転させて、ｚ方向成分が必ず電子銃方
向となるような補助電界Ｅ1 を生成するためには、図８
に示すような補助電圧Δφ1 及びΔφ2 をエンドキャッ
プ電極７及び８に各々印加すればよい。こうして不要イ
オンをエンドキャップ電極間から排除した後に、第１か
ら第３の共鳴出射法、または図３に示す安定領域の外に
出すことによりイオンを出射させる方法（通常出射
法）、あるいは従来の共鳴出射法によりイオンを質量分
離する。このとき通常出射と不要イオンの排除は、同時
に進行できる。また、検出器方向の補助電界と電子銃方
向の補助電界を交互に印加することにより、イオンの質
量分析のために質量検査する一連の過程の中で、検出対
象イオンの検出（検出器方向への不安定化）と不要イオ
ンの排除（電子銃方向への不安定化）を時間的にずらし
て交互に行うこともできる。例えば、質量分析対象イオ
ン（検出対象イオン）の質量を図１２に示すように時間
的に連続的に走査する場合、次の質量のイオンを質量分
離するまでの時間（ΔＴ）のうち、Δｔ1 の間に検出器
方向の補助電界を印加し、残りのΔｔ2(＝ΔＴ−Δｔ1)
の間に電子銃方向の電界を印加することにより、Δｔ1
の間に対象イオンを質量分離し、Δｔ2 の間に不要イオ
ンを排除することができる。
【００３２】また、図１３のように時間ΔＴ(＝Δｔ1＋
Δｔ2)毎にΔｍずつステップ状に質量走査させる場合で
も、図１４のようにΔｔ1 の間連続的に質量走査し、Δ
ｔ2の間質量走査を一旦停止し、不要イオンの排除にあ
てるような質量走査方向でも同様に、Δｔ1，Δｔ2間で
補助電界を切り換えることにより、検出対象イオンの検
出及び不要イオンの排除を交互に行うことができる。
Δｔ2)毎にΔｍずつステップ状に質量走査させる場合で
も、図１４のようにΔｔ1 の間連続的に質量走査し、Δ
ｔ2の間質量走査を一旦停止し、不要イオンの排除にあ
てるような質量走査方向でも同様に、Δｔ1，Δｔ2間で
補助電界を切り換えることにより、検出対象イオンの検
出及び不要イオンの排除を交互に行うことができる。
【００３３】図１２から図１４に示すような質量分析の
ための質量走査は、四重極電界を徐々に変化させること
により行う。つまり、質量走査は、主高周波電圧の振
幅、又は主高周波電圧の周波数、あるいは直流電圧と主
高周波電圧の双方を徐々に変化させる等の方法による。
ための質量走査は、四重極電界を徐々に変化させること
により行う。つまり、質量走査は、主高周波電圧の振
幅、又は主高周波電圧の周波数、あるいは直流電圧と主
高周波電圧の双方を徐々に変化させる等の方法による。
【００３４】図１２から図１４に示すように時間と共に
検出対象イオンの質量を増加させる場合、不要イオンと
は、検出対象イオンよりも質量対電荷比が小さいイオ
ン、出射のタイミングを逸してイオントラップ内に残っ
ているイオン、又は質量分析対象の範囲外に相当するイ
オンである。時間と共に検出対象イオンの質量対電荷比
を下降させて質量走査する場合は、検出対象イオンより
も質量対電荷比が大きいイオン、出射のタイミングを逸
してイオントラップ内に残っているイオン、又は質量分
析対象の範囲外に相当するイオンが不要イオンとなる。
検出対象イオンの質量を増加させる場合、不要イオンと
は、検出対象イオンよりも質量対電荷比が小さいイオ
ン、出射のタイミングを逸してイオントラップ内に残っ
ているイオン、又は質量分析対象の範囲外に相当するイ
オンである。時間と共に検出対象イオンの質量対電荷比
を下降させて質量走査する場合は、検出対象イオンより
も質量対電荷比が大きいイオン、出射のタイミングを逸
してイオントラップ内に残っているイオン、又は質量分
析対象の範囲外に相当するイオンが不要イオンとなる。
【００３５】このような不要イオンに対応する周波数の
電子銃方向の電界を印加することにより、不要イオンの
排除を効果的に行うことができる。従って、測定の時機
を逸してしまったイオンによる誤測定を回避できると共
に、質量分析対象の範囲外に相当するイオンによる空間
電荷の影響を低減でき、また分解能も向上できる。
電子銃方向の電界を印加することにより、不要イオンの
排除を効果的に行うことができる。従って、測定の時機
を逸してしまったイオンによる誤測定を回避できると共
に、質量分析対象の範囲外に相当するイオンによる空間
電荷の影響を低減でき、また分解能も向上できる。
【００３６】多くのイオンがエンドキャップ電極間に捕
捉されている場合、イオンの運動は他のイオンによる空
間電荷の影響を多大に受け、マスシフト（マススペクト
ルの位置ずれ）を起こす原因となる。これに対して、本
共鳴出射法のように不要イオンをエンドキャップ電極間
から排除することにより電極間の捕捉イオン数が減るの
で、検出対象イオンが他のイオンから受ける影響を低減
することができ、マスシフトを抑制し分解能を向上する
こともできる。
捉されている場合、イオンの運動は他のイオンによる空
間電荷の影響を多大に受け、マスシフト（マススペクト
ルの位置ずれ）を起こす原因となる。これに対して、本
共鳴出射法のように不要イオンをエンドキャップ電極間
から排除することにより電極間の捕捉イオン数が減るの
で、検出対象イオンが他のイオンから受ける影響を低減
することができ、マスシフトを抑制し分解能を向上する
こともできる。
【００３７】次に、図９及び図１０を用いて、本発明に
よるイオントラップ型質量分析装置の第２及び第３の実
施例を説明する。本実施例は複数の質量分析装置を結合
した多段型の質量分析装置の例である。例えば、非常に
広い質量対電荷比の範囲のイオンを一度に分析する場合
に、大きさの違う２つのイオントラップ型質量分析装置
を結合させて、イオンの質量対電荷比の大きさのレベル
によって質量分析を分担する。このとき、図９に示すよ
うに、大型のイオントラップの後段に小型のイオントラ
ップが配置される場合と、図１０に示すように、小型の
イオントラップの後段に大型のイオントラップが配置さ
れる場合とがある。
よるイオントラップ型質量分析装置の第２及び第３の実
施例を説明する。本実施例は複数の質量分析装置を結合
した多段型の質量分析装置の例である。例えば、非常に
広い質量対電荷比の範囲のイオンを一度に分析する場合
に、大きさの違う２つのイオントラップ型質量分析装置
を結合させて、イオンの質量対電荷比の大きさのレベル
によって質量分析を分担する。このとき、図９に示すよ
うに、大型のイオントラップの後段に小型のイオントラ
ップが配置される場合と、図１０に示すように、小型の
イオントラップの後段に大型のイオントラップが配置さ
れる場合とがある。
【００３８】図９の構成の場合、大型の第１のイオント
ラップ１４でできるだけ広い質量対電荷比の範囲のイオ
ンを安定に閉じ込めた後、予め定めた質量対電荷比より
も大きい全てのイオンを第１のイオントラップ１４から
出射し、小型の第２のイオントラップ１５に入射させ
て、ここで大きい質量対電荷比を持つイオンを専門に質
量分析する。第１のイオントラップでは予め定めた質量
対電荷比よりも小さいイオンを専門に質量分析する。こ
のとき、第１のイオントラップ１４に対して前述した本
発明による共鳴出射法を適用することにより、第１のイ
オントラップ１４から第２のイオントラップ１５の方向
にのみイオンを出射できるので、イオン輸送部１９を介
して無駄なくイオンを第２のイオントラップ１５に入射
し、イオン数の損失を回避することができる。
ラップ１４でできるだけ広い質量対電荷比の範囲のイオ
ンを安定に閉じ込めた後、予め定めた質量対電荷比より
も大きい全てのイオンを第１のイオントラップ１４から
出射し、小型の第２のイオントラップ１５に入射させ
て、ここで大きい質量対電荷比を持つイオンを専門に質
量分析する。第１のイオントラップでは予め定めた質量
対電荷比よりも小さいイオンを専門に質量分析する。こ
のとき、第１のイオントラップ１４に対して前述した本
発明による共鳴出射法を適用することにより、第１のイ
オントラップ１４から第２のイオントラップ１５の方向
にのみイオンを出射できるので、イオン輸送部１９を介
して無駄なくイオンを第２のイオントラップ１５に入射
し、イオン数の損失を回避することができる。
【００３９】図１０の構成の場合は、小型の第１のイオ
ントラップ１４でできるだけ広い質量対電荷比の範囲の
イオンを安定に閉じ込めた後、予め定めた質量対電荷比
よりも小さい全てのイオンを第１のイオントラップ１４
から出射し、大型の第２のイオントラップ１５に入射さ
せて、ここで小さい質量対電荷比を持つイオンを専門に
質量分析する。第１のイオントラップでは予め定めた質
量対電荷比よりも大きいイオンを専門に質量分析する。
但し、図９，図１０において第２のイオントラップ１５
に入射するイオンの運動エネルギーが高い場合、第２の
イオントラップ１５に中性ガスを注入し（図示せず）、
中性ガスとの衝突によってイオンのエネルギーを低減す
る必要がある。
ントラップ１４でできるだけ広い質量対電荷比の範囲の
イオンを安定に閉じ込めた後、予め定めた質量対電荷比
よりも小さい全てのイオンを第１のイオントラップ１４
から出射し、大型の第２のイオントラップ１５に入射さ
せて、ここで小さい質量対電荷比を持つイオンを専門に
質量分析する。第１のイオントラップでは予め定めた質
量対電荷比よりも大きいイオンを専門に質量分析する。
但し、図９，図１０において第２のイオントラップ１５
に入射するイオンの運動エネルギーが高い場合、第２の
イオントラップ１５に中性ガスを注入し（図示せず）、
中性ガスとの衝突によってイオンのエネルギーを低減す
る必要がある。
【００４０】このように大きさを違えた複数のイオント
ラップを結合させた質量分析装置を用いると、同じ質量
対電荷比の範囲のイオンを１つのイオントラップで質量
分析するよりも、精度良く、高分解能で、しかも高速に
質量分析が可能となる。更に、第１のイオントラップか
ら第２のイオントラップの方向にのみイオンを出射する
ことにより、イオンを無駄なく第２イオントラップに入
射でき、検出感度の高いマススペクトルを得ることがで
きる。
ラップを結合させた質量分析装置を用いると、同じ質量
対電荷比の範囲のイオンを１つのイオントラップで質量
分析するよりも、精度良く、高分解能で、しかも高速に
質量分析が可能となる。更に、第１のイオントラップか
ら第２のイオントラップの方向にのみイオンを出射する
ことにより、イオンを無駄なく第２イオントラップに入
射でき、検出感度の高いマススペクトルを得ることがで
きる。
【００４１】次に、図１１を用いて、本発明によるイオ
ントラップ型質量分析装置の第４の実施例を説明する。
本実施例は、イオントラップ１４の後段に四重極質量分
析器(ＱＭＳ)２０を設けた例である。非常に高いエネル
ギーを持つイオンを四重極質量分析器２０で質量分析す
るために、イオントラップ１４において安定振動してい
るイオンを中性ガスと衝突させてそのエネルギーを低減
する。イオントラップ１４内で低エネルギーとなったイ
オンは、質量分析を担う四重極質量分析器２０の方向に
出射される。このときも、イオントラップ１４に対して
前述した本発明による共鳴出射法を適用することによ
り、四重極質量分析器２０の方向にのみイオンを出射で
きるので、イオンを無駄なく四重極質量分析器２０に入
射し、Ｓ／Ｎ比の高いマススペクトルを得ることができ
る。
ントラップ型質量分析装置の第４の実施例を説明する。
本実施例は、イオントラップ１４の後段に四重極質量分
析器(ＱＭＳ)２０を設けた例である。非常に高いエネル
ギーを持つイオンを四重極質量分析器２０で質量分析す
るために、イオントラップ１４において安定振動してい
るイオンを中性ガスと衝突させてそのエネルギーを低減
する。イオントラップ１４内で低エネルギーとなったイ
オンは、質量分析を担う四重極質量分析器２０の方向に
出射される。このときも、イオントラップ１４に対して
前述した本発明による共鳴出射法を適用することによ
り、四重極質量分析器２０の方向にのみイオンを出射で
きるので、イオンを無駄なく四重極質量分析器２０に入
射し、Ｓ／Ｎ比の高いマススペクトルを得ることができ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出手段方向に主成分を有する電界を、前記検出対象イ
オンに対して、該検出対象イオンの検出手段方向の振動
が同期可能な周期で印加することにより、検出対象イオ
ンが不安定化する方向を検出器方向にしたことで、ほと
んどの検出対象イオンを損失なく確実に検出器で検出で
きるので、検出効率を大幅に向上することが可能とな
る。
検出手段方向に主成分を有する電界を、前記検出対象イ
オンに対して、該検出対象イオンの検出手段方向の振動
が同期可能な周期で印加することにより、検出対象イオ
ンが不安定化する方向を検出器方向にしたことで、ほと
んどの検出対象イオンを損失なく確実に検出器で検出で
きるので、検出効率を大幅に向上することが可能とな
る。
【００４３】また、検出対象イオン以外の第２のイオン
に検出器方向と異なる方向の電界を印加することによ
り、第２のイオンが不安定化する方向を検出器方向と異
なる方向にしたことで、検出対象イオン以外の第２のイ
オンによる空間電荷の影響を小さくできるので、この影
響に起因するマスシフトを低減し、分解能を向上するこ
ともできる。
に検出器方向と異なる方向の電界を印加することによ
り、第２のイオンが不安定化する方向を検出器方向と異
なる方向にしたことで、検出対象イオン以外の第２のイ
オンによる空間電荷の影響を小さくできるので、この影
響に起因するマスシフトを低減し、分解能を向上するこ
ともできる。
【００４４】更に、質量対電荷比が検出対象イオンに近
い第２のイオンに検出器方向と反対方向の電界を印加す
ることにより、第２のイオンが検出器方向に不安定化す
ることを抑制したことで、誤測定を回避することもでき
る。
い第２のイオンに検出器方向と反対方向の電界を印加す
ることにより、第２のイオンが検出器方向に不安定化す
ることを抑制したことで、誤測定を回避することもでき
る。
【図１】本発明によるイオントラップ型質量分析装置の
第１の実施例の概略図。
第１の実施例の概略図。
【図２】従来のイオントラップ型質量分析装置の断面
図。
図。
【図３】イオントラップ内の安定領域の説明図。
【図４】本発明による第１の共鳴出射法に用いる補助電
圧を示す図。
圧を示す図。
【図５】本発明による第２の共鳴出射法に用いる補助電
圧を示す図。
圧を示す図。
【図６】本発明による第３の共鳴出射法に用いる補助電
圧を示す図。
圧を示す図。
【図７】従来の共鳴出射法に用いる補助電圧を示す図。
【図８】本発明による第４の共鳴出射法に用いる補助電
圧を示す図。
圧を示す図。
【図９】本発明によるイオントラップ型質量分析装置の
第２の実施例の概略図。
第２の実施例の概略図。
【図１０】本発明によるイオントラップ型質量分析装置
の第３の実施例の概略図。
の第３の実施例の概略図。
【図１１】本発明によるイオントラップ型質量分析装置
の第４の実施例の概略図。
の第４の実施例の概略図。
【図１２】本発明による第４の共鳴出射法に用いる主高
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
【図１３】本発明による第４の共鳴出射法に用いる主高
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
【図１４】本発明による第４の共鳴出射法に用いる主高
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
周波電圧の振幅の時間変化を示す図。
１…試料源、２…試料導入手段、３…制御手段、４…主
電源、５…電子銃、６…リング電極、７，８，１７，１
８…エンドキャップ電極、９…検出器、１０…質量分析
手段、１１…補助電源、１２，１３…開口、１４…第１
のイオントラップ、１５…第２のイオントラップ、１６
…リング電極、１９…イオン輸送部、２０…四重極質量
分析器、２１…四重極電極。
電源、５…電子銃、６…リング電極、７，８，１７，１
８…エンドキャップ電極、９…検出器、１０…質量分析
手段、１１…補助電源、１２，１３…開口、１４…第１
のイオントラップ、１５…第２のイオントラップ、１６
…リング電極、１９…イオン輸送部、２０…四重極質量
分析器、２１…四重極電極。
フロントページの続き (72)発明者 加藤 義昭 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 昭63−168962（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−258353（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−103856（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−44947（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−313460（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 49/06 H01J 49/26 G01N 27/62
Claims (12)
- 【請求項１】環状のリング電極と，該リング電極をその
中心軸方向から挟むように配置された２個のエンドキャ
ップ電極から成るイオントラップ手段、当該イオントラ
ップ手段の各電極に電圧を供給する電圧供給手段、およ
び前記エンドキャップ電極の片方から放出されたイオン
を検出する検出手段を備え、前記リング電極に電圧を印
加することで所定質量範囲のイオンを捕捉する四重極電
界を形成した後、前記エンドキャップ電極に対して検出
対象イオンを共鳴出射させるための電圧を印加する質量
分析装置において、前記検出対象イオンが、前記リング電極の中心軸上であ
り且つ検出手段に向かう方向、あるいは前記リング電極
の中心軸上であり且つ前記検出手段と異なる方向のいず
れかに共鳴出射するように、前記エンドキャップ電極へ
の電圧印加のタイミングを制御する 制御手段を備えたこ
とを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記制御手段は、検出対象イオンについては前記検出手
段方向に、検出対象イオン以外のイオンについては、 前
記検出手段方向と異なる方向に共鳴出射するように、前
記エンドキャップ電極への印加電圧を制御することを特
徴とする質量分析装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記エンドキャップ電極への電圧印加は、片方のエンド
キャップ電極に対して行われ、他方のエンドキャップ電
極をアースとすること を特徴とする質量分析装置。 - 【請求項４】請求項１において、 前記共鳴出射のためにエンドキャップ電極に印加する電
圧は、矩形波状のパルス電圧であることを特徴とする質
量分析装置。 - 【請求項５】環状のリング電極と，該リング電極をその
中心軸方向から挟むように配置された２個のエンドキャ
ップ電極と，当該エンドキャップ電極の片方から放出さ
れたイオンを検出するイオン検出器とを備え、少なくと
も前記リング電極に高周波電圧を印加することにより前
記両電極間に形成される四重極電界により安定に捕捉さ
れたイオンのうち、前記エンドキャップ電極に電圧を印
加することにより検出対象イオンを共鳴出射させて検出
する質量分析装置において、前記共鳴出射のために前記エンドキャップ電極に印加さ
れる電圧は、検出対象イオンの前記リング電極の中心軸
方向の振動周期に同期し、検出対象イオンが前記イオン
検出器方向に共鳴出射する時に印加される ことを特徴と
する質量分析装置。 - 【請求項６】リング電極とエンドキャップ電極によって
形成される空間内に四重極電界を発生させて所定の質量
範囲のイオンを捕捉し、捕捉したイオンを前記リング電
極の中央軸方向に共鳴出射させて前記空間外に放出さ
せ、当該放出されたイオンを検出器で検出する質量分析
方法において、前記リング電極に四重極電界を発生させる高周波電圧を
印加して所定の質量範囲のイオンを捕捉した後、検出対
象イオンが、前記リング電極の中心軸方向であり且つ前
記検出器が設置された方向に共鳴出射するように、前記
エンドキャップ電極に断続的に電圧を印加する ことを特
徴とする質量分析方法。 - 【請求項７】請求項６において、前記検出対象イオンを検出器方向に共鳴出射させること
に先立ち、 前記空間内に捕捉されたイオンのうち、前記
検出対象イオン以外のイオンを前記検出器方向と異なる
方向に共鳴出射させることを特徴とする質量分析方法。 - 【請求項８】請求項６において、 前記エンドキャップ電極に印加する電圧は、前記検出対
象イオンが前記リング電極の中心軸方向に振動する周期
に同期して印加することを特徴とする質量分析方法。 - 【請求項９】請求項８において、 前記エンドキャップ電極に印加する電圧は、矩形波状の
パルス電圧であることを特徴とする質量分析方法。 - 【請求項１０】リング電極と２個のエンドキャップ電極
からなる第１のイオン捕捉手段と、当該第１のイオン捕
捉手段から出射されたイオンを捕捉するリング電極と２
個のエンドキャップ電極からなる第２のイオン捕捉手段
と、当該第２のイオン捕捉手段から出射されたイオンを
検出するイオン検出器とを備えた質量分析装置であっ
て、第１及び／または第２のイオン捕捉手段の 前記リング電
極と前記エンドキャップ電極によって形成される空間
に、検出対象イオンが前記検出器方向に共鳴出射される
電界が発生するように、前記エンドキャップ電極に電圧
を印加することを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項１１】請求項１０において、 前記第１と第２のイオン捕捉手段は、それぞれ異なる大
きさの質量対電荷比を有する検出対象イオンの質量分析
を行うことを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項１２】リング電極と２個のエンドキャップ電極
からなるイオン捕捉手段と、当該イオン捕捉手段から出
射されたイオンの質量分析を行う四重極質量分析手段
と、当該四重極質量分析手段から出射されたイオンを検
出するイオン検出器とを備えた質量分析装置であって、前記イオン捕捉手段の 前記リング電極と前記エンドキャ
ップ電極によって形成される空間に、検出対象イオンが
前記四重極質量分析手段方向に共鳴出射される電界が発
生するように、前記エンドキャップ電極に電圧を印加す
ることを特徴とする質量分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02495095A JP3269313B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
| US08/598,890 US5623144A (en) | 1995-02-14 | 1996-02-09 | Mass spectrometer ring-shaped electrode having high ion selection efficiency and mass spectrometry method thereby |
| DE19605100A DE19605100A1 (de) | 1995-02-14 | 1996-02-12 | Massenspektrometer und Arbeitsverfahren unter Verwendung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02495095A JP3269313B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222180A JPH08222180A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3269313B2 true JP3269313B2 (ja) | 2002-03-25 |
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ID=12152288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02495095A Expired - Fee Related JP3269313B2 (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 質量分析装置及び質量分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269313B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9924722D0 (en) * | 1999-10-19 | 1999-12-22 | Shimadzu Res Lab Europe Ltd | Methods and apparatus for driving a quadrupole device |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP02495095A patent/JP3269313B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08222180A (ja) | 1996-08-30 |
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