JP4132667B2 - 飛行時間型質量分析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は飛行時間型質量分析装置に関する。より詳細には、本発明は、四重極イオントラップ型のイオン源と、イオン検出器と、イオン源とイオン検出器の間の無電界のドリフト空間とを備えた飛行時間型質量分析装置に関する。通常、必ずしも必要ではないが、イオン源とイオン検出器間にイオンリフレクタ（反射器）が設置される。
【０００２】
（従来技術）
四重極イオントラップは二つのエンドキャップ電極と一つのリング電極とから構成される。一方のエンドキャップ電極は、無電界ドリフト空間へとイオンを引き出すための中央開口部を有している。本発明は特に、四重極イオントラップからのイオンの最適引き出しに関する。
【０００３】
四重極イオントラップは、高周波（ＲＦ）高電圧でイオンを捕捉し、特定のイオンを質量／電荷比に応じて選別し、バッファガスとの衝突によってイオンの冷却を行い、さらにその他の関連する多くの技術を利用して、イオンの質量分析や化合物の分子構造解析を行うために広く利用されている。四重極イオントラップのこのような分野への応用に関しては、様々な文献、例えば「Practical Aspects of Ion Trap Mass Spectrometry volume 1 (1995, CRC Press)」など、に記載されている。
【０００４】
最近では、飛行時間の高分解能分析に適した充分に低いエネルギーへのイオンのクーリングに対して四重極イオントラップが優れた能力を有することから、四重極イオントラップを飛行時間型質量分析装置のイオン源として用いようとする試みがなされている。イオン源から放出される際の、ある範囲のイオン初期エネルギーについては、飛行時間型質量分析装置が飛行時間の広がりを補償するが、イオントラップ内部でのより小さな初期エネルギーの広がりを利用すれば、さらに飛行時間の広がりが小さくなり、より高い分解能が得られる。米国特許５，５６９，９１７によると、高分解能の質量スペクトルや微量物質の高感度分析を行うためには、四重極イオントラップの動作パラメータを最適化することが重要であることが示唆されている。
【０００５】
この特許には、図１に示すように、バイポーラ型の引出電界を利用しそれによって（２００Ｖから５５０Ｖの間で）同一の、あるいはほぼ同一の値で、極性が反対である引出電圧が、二つのエンドキャップ電極に印加される、四重極イオントラップが記載されている。その典型的な実施例においては、飛行時間型質量分析装置の無電界ドリフト空間にイオンが放出される際に、平行なイオンビームを生成するために、正の電圧がやや大きめとなる、＋５００Ｖと−４２０Ｖの電圧が利用されている。
【０００６】
さらに、四重極イオントラップの内部で当初５００ｅＶ程度のエネルギーまで加速されたイオンが、引き続き四重極イオントラップ外部の電界により加速されて飛行時間型質量分析に必要なエネルギー（通常５ｋｅＶから３０ｋｅＶの範囲）を獲得するという手法、すなわち後段加速の手法も利用されている。イオンビームの収束特性も、この後段加速の影響を被るが、二つのエンドキャップに印加する電圧を調整することによって、その影響は補償される。
【０００７】
本発明の目的は、四重極イオントラップを備えた飛行時間型質量分析装置においてより優れた性能（分解能、感度など）を提供することにある。
（発明の開示）
本発明の第１の観点によれば、イオン源としてイオンを捕捉して特定のイオンを選別する四重極イオントラップと、イオン検出器と、四重極イオントラップとイオン検出器の間の無電界ドリフト空間とを備えた飛行時間型質量分析器が提供される。ここで、四重極イオントラップは、一つのリング電極とリング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、第１のエンドキャップ電極はイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有し、電源手段は第１のエンドキャップ電極に対してはリング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、第２のエンドキャップに対しては第１の引出電圧とは反対の極性でリング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、正イオンの引出においてはこれら第１の引出電圧と第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、第１と第２の引出電圧は、イオンが開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーを前記イオンに与え、かつ、第２の引出電圧を第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成する。弯曲した電界の作用によりイオントラップ内を第１のエンドキャップ電極の開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、走行するイオンが開口を通過する時点で経験する発散作用により前記軌道を補正することで平行ビームを形成する。
【０００８】
本発明の第２の観点によれば、四重極イオントラップを利用してイオンビームを形成する方法が提供される。ここで、四重極イオントラップは、一つのリング電極とリング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、第１のエンドキャップ電極はイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有する。第１のエンドキャップ電極にリング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、第２のエンドキャップ電極に対しては第１の引出電圧とは反対の極性でリング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、正イオンの引出においてはこれら第１の引出電圧と第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、第１と第２の引出電圧は、イオンが開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーをイオンに与え、かつ、第２の引出電圧を第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成する。弯曲した電界の作用によりイオントラップ内を第１のエンドキャップ電極の開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、走行するイオンが開口を通過する時点で経験する発散作用により軌道を補正することで平行ビームを形成する。
【０００９】
本発明の更に他の観点によれば、四重極イオントラップが提供される。ここで、四重極イオントラップは 一つのリング電極とリング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、第１のエンドキャップ電極はイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有し、電源手段は第２のエンドキャップ電極に対しては前記リング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、第２のエンドキャップに対しては第１の引出電圧とは反対の極性でリング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、正イオンの引出においては第１の引出電圧と第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、第１と第２の引出電圧は、イオンが開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーをイオンに与え、かつ、第２の引出電圧を第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成する。弯曲した電界の作用によりイオントラップ内を第１のエンドキャップ電極の開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、走行するイオンが開口を通過する時点で経験する発散作用により軌道を補正することで平行ビームを形成する。
【００１０】
四重極イオントラップをイオン源として備えた飛行時間型質量分析装置の動作や、より高い分解能を達成するためのイオンリフレクタの系統的な設計に係る最近の研究において、従来技術からは予想できない結果が得られた。
最初に、ターンアラウンド時間を短縮するための可能な限り高い引出電界を得るために、四重極イオントラップの内部にかなり高い引出電界が用いられた。その理由は、高分解能を達成するために縮小しなければならない分析器の時間広がりの大部分が、ターンアラウンド時間に起因することにある。このターンアラウンド時間とは、わずかな初速度で引出側のエンドキャップ電極と反対の方向に向かったイオンが、再び元の位置に同一の初速度で反対の方向に向かって戻ってくるのに要する時間のことを言う。高い引出電界が四重極イオントラップの内部で使用されたため、飛行時間分析を行うために充分なエネルギーが得られ、イオンの引出後には後段加速を必要とはしなくなった。
【００１１】
米国特許５，５６９，９１７が示唆することとは対称的に、四重極イオントラップ内部の最適な電界構成は、第２の引出電圧（正イオンに対しては正電圧）が第１の引出電圧（正イオンに対しては負電圧）の０．６倍である場合であり、さらにはこの比率が０．５倍から０．８倍の間にある場合にも望ましい結果が得られることが確認された。第２の引出電圧の大きさが第１の引出電圧の０．６倍である場合、イオントラップ内のイオンは第１の引出電圧の９０％の加速電圧を経験することが見いだされた。
【００１２】
引出側のエンドキャップ電極の表面と同心状にわずかに湾曲した等電位面は、わずかに収束気味の軌道で、エンドキャップ電極の開口部へとスムーズにイオンを加速する。しかし、開口部の近傍において電界が途切れることによりわずかな発散作用が生じ、これが収束気味の軌道を補正して、四重極イオントラップの外部では平行なイオンビームが得られる。この等電位面の湾曲は、引出方向とは垂直に初期配置されたイオンのエネルギーをシフトさせる。しかし、イオンリフレクタによって、このエネルギーシフトの効果をイオン検出器の表面において観測される全飛行時間から取り除くことが可能である。
【００１３】
例えば、第１の引出電圧として引出側のエンドキャップ電圧に−１０ｋＶが印加され、第２の引出電圧として＋６ｋＶがもう一方のエンドキャップ電極に印加される。但し、それぞれの引出電圧はリング電極に対する相対電圧として表現される。四重極イオントラップの中心から引き出されたイオンが、無電界ドリフト空間へと放出された後に有するエネルギーは９ｋｅＶとなる。無電界ドリフト空間においては、イオンは、後段加速や静電レンズによるイオンビームの収束を必要としない程度にほとんど平行な軌道を形成し、従ってほとんど信号強度を損なうことなくイオンリフレクタによってイオン検出器に向けて反射され、結果として高い感度が得られることになる。
【００１４】
本発明者は、さらに高い引出電界を用い、後段減速によって無電界ドリフト空間の手前でエネルギーを減少させることの可能性について考察している。後段減速によるビームの発散作用は引出電圧の比率をさらに下げることによって補償することができる。しかしながらこの方法は、エンドキャップ電極により高い電圧を供給する必要が生じるので、先の手段に比べて格別に有効な方法ではない。
【００１５】
別のタイプの電圧構成では、無電界ドリフト空間と引出側のエンドキャップ電極の電位をグランド電位に保ち、リング電極ともう一方のエンドキャップ電極の電位を正電圧とする電圧構成、例えば、それぞれ＋１０ｋＶと＋１６ｋＶにするものがある。この構成では、電極間相互の電位差は変更されずに、単に全ての電位が１０ｋＶだけシフトしただけである。この構成には、無電界ドリフト空間がグランド電位であることから、フライトチューブに浮遊電位を与える必要が無いという利点がある。そうで無い場合、イオンの引出時において＋１６ｋＶのより高い電圧を切り替える必要があるため、高電圧を扱う上での実用上の困難さを伴うことになる。
【００１６】
無電界ドリフト空間内の、四重極イオントラップの中心からおよそ３７．４mmの所で、近似的な時間収束が観察されている。しかし、この現象はさほど重要でもなく、また、必要なことではない。イオン検出器の表面において、この近似的な時間収束よりもさらに小さな時間広がりになるように、四重極イオントラップ内部で費やされる時間を考慮してイオンリフレクタを設計することが可能である。
【００１７】
本発明者によって実施された研究においては、エンドキャップ電極表面の中央の開口部の周りにはコーン状の隆起が設けられている。このエンドキャップは、リング電極の漸近線とエンドキャップ電極の漸近線とが四重極イオントラップの中心で一致するように配置されている。四重極イオントラップの良く知られている別の配置はストレッチ構成であり、二つのエンドキャップ電極はそれぞれ０．７６mmずつ正規の位置から遠ざけられて置かれている。
【００１８】
この配置の場合には、最適な電界構成は、比率として０．７倍の場合、例えば、引出側エンドキャップに第１の引出電圧として−１０ｋＶを印加し、もう一方のエンドキャップ電極に第２の引出電圧として＋７ｋＶを印加した場合に得られる。第１引出電圧に対する第２引出電圧の最適な比率は、四重極イオントラップの電極構成がさらにストレッチされるに応じて、増加することが確認されている。エンドキャップ電極の開口の直径もまた、引出電圧の最適な比率に影響を与えるが、電極構成のストレッチの程度に比べれば、比較的小さな影響である。
（実施例）
図２を参照すると、飛行時間型質量分析装置は、四重極イオントラップ１０と、無電界ドリフト空間を形成するドリフトチューブ１１と、イオンリフレクタ１２と、イオン検出器１３を含む。四重極イオントラップ１０は、リング電極２１と、二つのエンドキャップ電極２２，２３とから構成される。エンドキャップ電極２２は、イオンが引き出されてイオンビーム２８を形成するための開口２４を有する。
【００１９】
エンドキャップ電極２３もまた、外部のイオン注入装置１４で生成されたイオンを四重極イオントラップ１０のトラップ空間２６に導入するための開口２５を有する。これとは別に、分析されるイオンを四重極イオントラップ１０の内部で生成する方法もある。その場合、外部のイオン注入装置１４は電子注入装置で置き換えられ、イオンは四重極イオントラップ１０のトラップ空間２６内で試料原子および／または分子の電子衝撃イオン化によって生成される。
【００２０】
三つのスイッチ装置３１，３２，３３は、通常は、リング電極２１をＲＦ発生器１５へと接続し、エンドキャップ電極２２，２３を、四重極イオントラップ１０の内部に双極電界を発生させるためのトランス１７を介してグランド電位へと接続する。双極電界の波形は、やはりトランス１７へ接続されている波形生成器１６の出力によって与えられる。この様な装置構成は、例えば、特定のイオンの選別や除去、ＭＳ／ＭＳ分析を実行するためのフラグメンテーション化などの、イオンを取り扱う方法において、広範囲の異なる方法を可能とする。このトランスは、反対の極性を持つ二つの低インピーダンスのアンプによって置き換えることも可能である。
【００２１】
スイッチ装置３１，３２，３３は、イオンが四重極イオントラップ１０のトラップ空間２６から無電界ドリフト空間へと引き出される「引出モード」において使用されるもう一つの端子を有している。引出モードにおいては、スイッチ装置３１はリング電極２１をグランド電位へと接続し、引出の期間中はＲＦ電圧を短絡している。スイッチ装置３２はエンドキャップ電極２２を負の引出電圧を供給する高電圧電源３４へと接続し、スイッチ装置３３はエンドキャップ電極２３を正の引出電圧を供給する高電圧電源３５へと接続する。負の高電圧電源３４は、さらにドリフトチューブ１１にも接続されている。これまで示された極性は、分析対象のイオンが正イオンの場合に適用される。負イオンに対しては、全ての極性は反転する。
【００２２】
図３は、リング電極の一部４１と、それぞれに開口４４，４５を持つエンドキャップ電極の一部４２，４３と、ドリフトチューブの一部４６と、外部のイオン注入装置の一部４７とが拡大されて示されている。この図には、引出側エンドキャップ電極４２とドリフトチューブ４６とに−１０ｋＶが、もう一方のエンドキャップ４３には＋６ｋＶが、接地されたリング電極４１を基準に見て印加された場合の、等電位面４９が１ｋＶ刻みで示されている。従ってこの実施例においては、印加された電圧の比率は、前述の最適値である０．６倍となる。グランド電位に対して−１ｋＶの電位となっている四重極イオントラップの中心周辺から引き出されるイオンは、当初エンドキャップ電極４２に向かって収束し、その後開口４４の周辺で発散作用を受けて、無電界ドリフト空間においては平行ビームとなり、イオンビーム４８を形成する。
【００２３】
この実施例の飛行時間型質量分析装置で質量分析されるイオンは、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）のような外部のイオン注入装置によって供給され、この分野で使用される標準的な操作を用いて、質量／電荷比に応じて選別されたり、四重極イオントラップ１０の中心の小さな領域へと集結させられたりする。このとき、イオンはＲＦ発生器１５によって生成されたＲＦ電界によって捕捉されている。イオン引出の前に、スイッチ装置３１によって捕捉電界が切断され、スイッチ装置３２，３３によってエンドキャップ電極２２，２３に引出電圧が印加される。もしもスイッチング装置３１の切り替えが充分に高速であるならば、捕捉電界が切断されるのと全く同時に引出電圧が印加されることになる。
【００２４】
しかしながら、高電圧の操作を伴うために、エンドキャップ電極に現れる実際の電圧には、遅延が生じたり、あるいは所望の電圧に到達するまでに一定の立ち上がり時間を要したりすることになる。調査の結果、引出電圧の遅延時間や立ち上がり時間の変化は、質量分解能には大きな影響を与えず、電圧の立ち上がりから測定した飛行時間が、立ち上がり時間の半分だけシフトすることが判明した。この事実から、正と負の電圧は同時に切り替える必要はなく、また最終的な電圧に達するまでに直線的に増加する必要もなく、正と負の電圧の変化が同一である必要もないことが結論付けられる。
【００２５】
また、二つのスイッチング装置３２と３３の切り替えには、遅延時間があってもかまわない。理想的には２００ナノ秒以内に電圧の切り替えが完了し、最終的な電圧に到達しなければならないが、できれば１００ナノ秒程度以内であることが望ましい。一方で、イオントラップからイオンが引き出されるたびに飛行時間に施す時間補正を一定値にできるように、切り替えの遅延時間や、電圧の時間変化（パルス形状）を、十分に再現性良くすることが、高い分解能を実現する上で重要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来から知られている、ドリフトチューブを伴う四重極イオントラップの断面図である。
【図２】 本発明に係る飛行時間型質量分析装置の装置構成図である。
【図３】 図２に示した飛行時間型質量分析装置の、四重極イオントラップの中心を通る断面の拡大図である。

Claims (17)

1. イオン源としてイオンを捕捉して特定のイオンを選別する四重極イオントラップと、イオン検出器と、前記四重極イオントラップと前記イオン検出器の間の無電界ドリフト空間とを備えた飛行時間型質量分析器であって、
   前記四重極イオントラップは、一つのリング電極と前記リング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、
   前記第１のエンドキャップ電極はイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有し、
   電源手段は前記第１のエンドキャップ電極に対しては前記リング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、前記第２のエンドキャップ電極に対しては前記第１の引出電圧とは反対の極性で前記リング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、
   正イオンの引出においてはこれら前記第１の引出電圧と前記第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、
   前記第１と第２の引出電圧は、イオンが前記開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーを前記イオンに与え、かつ、前記第２の引出電圧を前記第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成する飛行時間型質量分析器において、
   前記弯曲した電界の作用により前記イオントラップ内を前記第１のエンドキャップ電極の前記開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、
   前記走行するイオンが前記開口を通過する時点で経験する発散作用により前記軌道を補正することで平行ビームを形成することを特徴とする飛行時間型質量分析器。
2. 前記引き出すべきイオンが正のイオンであり、前記第１の引出電圧は負の電圧でありかつ前記第２の引出電圧は正の電圧である、請求項１に記載の飛行時間型質量分析器。
3. 前記引き出すべきイオンが負のイオンであり、前記第１の引出電圧は正の電圧でありかつ前記第２の引出電圧は負の電圧である、請求項１に記載の飛行時間型質量分析器。
4. 前記第２の引出電圧が前記第１の引出電圧の０．６倍であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の飛行時間型質量分析器。
5. 前記第１の引出電圧が前記無電界ドリフト空間にも供給されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の飛行時間型質量分析器。
6. 前記第１および第２のエンドキャップ電極と前記リング電極はトラップ空間を取り囲み、前記電圧供給手段はイオンを前記トラップ空間内に閉じ込めおよび／または制御するために前記第１および第２のエンドキャップ電極にさらなる電圧を供給する様に構成され、さらに前記さらなる電圧と前記第１および第２の引出電圧間で切り換えるための切り換え手段を有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の飛行時間型質量分析器。
7. 前記切り替え手段は、２００ナノ秒以内に前記さらなる電圧から前記第１および第２の引出電圧へ切り換えることを特徴とする、請求項６に記載の飛行時間型質量分析器。
8. 前記無電界ドリフト空間はイオンリフレクタを備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の飛行時間型質量分析器。
9. 一つのリング電極と前記リング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、
   前記第１のエンドキャップ電極がイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有する四重極イオントラップを利用してイオンを選別した特定のイオンのイオンビームを形成する方法において、
   前記方法は、前記第１のエンドキャップ電極に前記リング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、前記第２のエンドキャップ電極に対しては前記第１の引出電圧とは反対の極性で前記リング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、
   正イオンの引出においてはこれら前記第１の引出電圧と前記第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、
   前記第１と第２の引出電圧は、イオンが前記開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーを前記イオンに与え、かつ、前記第２の引出電圧を前記第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成し、
   前記弯曲した電界の作用により前記イオントラップ内を前記第１のエンドキャップ電極の前記開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、
   前記走行するイオンが前記開口を通過する時点で経験する発散作用により前記軌道を補正することで平行ビームを形成することを特徴とするイオンビームの形成方法。
10. 引き出すべきイオンが正のイオンである場合、前記第１の引出電圧は負の極性であり、前記第２の引出電圧は正の極性である、請求項９に記載のイオンビームの形成方法。
11. 引き出すべきイオンが負のイオンである場合、前記第１の引出電圧は正の極性であり、前記第２の引出電圧は負の極性である、請求項９に記載のイオンビームの形成方法。
12. 前記第２の引出電圧が前記第１の引出電圧の０．６倍であることを特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載のイオンビームの形成方法。
13. 前記第１の引出電圧を、四重極イオントラップを組み込んだ飛行時間型質量分析器の無電界ドリフト領域に印加することを含む、請求項９から１２の何れか１項に記載のイオンビームの形成方法。
14. 前記エンドキャップ電極と前記リング電極によって囲まれたトラップ空間内にイオンを閉じ込めおよび／または制御するためにさらなる電圧を前記エンドキャップ電極に印加し、さらに前記さらなる電圧と前記第１および第２の引出電圧間で切り換えることを含む、請求項９から１３の何れか１項に記載のイオンビームの形成方法。
15. ２００ナノ秒以内で前記さらなる電圧から前記第１および第２の引出電圧へ切り換えることを含む、請求項１４に記載のイオンビームの形成方法。
16. 一つのリング電極と前記リング電極を中心に対称に配置された第１および第２のエンドキャップ電極とを有し、イオンを捕捉して特定のイオンを選別するする四重極イオントラップであって、
    前記第１のエンドキャップ電極はイオンが引き出されるための少なくとも一つの開口をその中心に有し、
    電源手段は前記第１のエンドキャップ電極に対しては前記リング電極を基準に見て第１の引出電圧を供給し、前記第２のエンドキャップ電極に対しては前記第１の引出電圧とは反対の極性で前記リング電極を基準に見て第２の引出電圧を供給し、
    正イオンの引出においては前記１の引出電圧と前記第２の引出電圧はそれぞれ負、正の極性であり、負イオンの引出においてはそれぞれ正、負の極性であり、
    前記第１と第２の引出電圧は、イオンが前記開口より引き出される時点において後段加速を必要としないエネルギーを前記イオンに与え、かつ、前記第２の引出電圧を前記第１の引出電圧の０．５倍から０．８倍の範囲とし、前記イオントラップの中心を通る等電位面が前記第１のエンドキャップ電極側が凹となる形状に弯曲した電界を形成する四重極イオントラップにおいて、
    前記弯曲した電界の作用により前記イオントラップ内を前記第１のエンドキャップ電極の前記開口方向に向かって走行するイオンの軌道を収束させ、
    前記走行するイオンが前記開口を通過する時点で経験する発散作用により前記軌道を補正することで平行ビームを形成することを特徴とする四重極イオントラップ。
17. 前記第２の引出電圧が前記第１の引出電圧の０．６倍であることを特徴とする請求項１６に記載の四重極イオントラップ。

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