JP4553937B2 - 質量分析計用のrf電源 - Google Patents
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Claims (47)
- 質量分析計高周波電源であって、
高周波信号供給源と、
少なくとも一つの巻線を含み、前記高周波信号供給源により供給される信号を受信し、出力高周波信号を供給し、前記質量分析計のイオン蓄積装置の電極に供給するように配列されているコイルと、
スイッチを備え、第1の開いている位置と第2の閉じられている位置とを切り替えるように動作し、前記コイル出力を短絡する、分路とを備えることを特徴とする質量分析計高周波電源。 - 請求項1に記載の電源であって、さらに、前記高周波信号供給源に接続された一次巻線と二次巻線とを持つ変換器を備え、前記二次巻線は、請求項1に記載の前記コイルに対応することを特徴とする電源。
- 請求項1または2に記載の電源であって、さらに、前記コイル出力間に入れられたダイオード又は整流器の特性を有する回路要素を備え、前記スイッチは、前記コイル出力を前記ダイオード又は前記整流器の特性を有する回路要素の出力点に連結する電気的経路上に配置されていることを特徴とする電源。
- 請求項3に記載の電源であって、前記ダイオード又は整流器の特性を有する回路要素は全波整流器を備えることを特徴とする電源。
- 請求項4に記載の電源であって、前記二次巻線は、実質的に中心にあるタップを備え、前記スイッチは、前記中心タップと前記全波整流器の前記出力点との間に渡される前記電気的経路上に配置されることを特徴とする電源。
- 請求項4または5に記載の電源であって、前記全波整流器は、ダイオードを備えることを特徴とする電源。
- 請求項6に記載の電源であって、前記全波整流器は、一対のダイオードを備え、一方は順方向構成で前記二次巻線のそれぞれの端に電気的に接続され、両方とも前記出力点において前記スイッチを含む前記電気的経路に電気的に接続され、前記電気的経路は、それにより、前記全波整流器の戻り電流経路をもたらすことを特徴とする電源。
- 請求項3から7のいずれか1項に記載の電源であって、前記整流器は、トランジスタまたはサイリスタを備えることを特徴とする電源。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電源であって、前記スイッチは、単極高電圧スイッチであることを特徴とする電源。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の電源であって、さらに前記スイッチに接続されたバッファキャパシタンスを含むことを特徴とする電源。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の電源であって、前記トランスは、高周波同調共振トランスであることを特徴とする電源。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の電源であって、さらに前記二次巻線に接続されたDC電源を含むことを特徴とする電源。
- 請求項12に記載の電源であって、前記二次巻線は、実質的に中心にあるタップを備え、DC電源は、前記中心タップに接続されることを特徴とする電源。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の電源であって、前記二次巻線は、マルチフィラー巻線を含むことを特徴とする電源。
- 請求項14に記載の電源であって、前記マルチフィラー巻線は、互いに隣接して配置され、密結合を形成し、前記分路は、すべてのフィラー巻線に接続されないことを特徴とする電源。
- 請求項15に記載の電源であって、前記分路は、前記フィラー巻線のうちの一つにのみ接続されることを特徴とする電源。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載の電源であって、前記高周波信号供給源は、高周波増幅器を備えることを特徴とする電源。
- 請求項1〜17のいずれか1項に記載の電源であって、前記トランスの前記一次巻線は、反対の方向の二つの巻線を含むことを特徴とする電源。
- イオン源、イオン蓄積装置、質量分析器、および前記請求項のいずれか一項に記載の前記電源を備える質量分析計であって、
前記イオン蓄積装置は、前記イオン源からイオンを受け取るように構成され、中にイオンを蓄積し、イオンを前記質量分析器に放出する動作が可能な電極を備え、
前記質量分析器は、前記イオン蓄積装置により放出されたイオンから質量スペクトルを集める動作が可能であることを特徴とする質量分析計。 - 請求項19に記載の質量分析計であって、前記質量分析器は、静電気のみ捕捉型、飛行時間型、イオンサイクロトロン共振セル型、またはイオントラップ型であることを特徴とする質量分析計。
- 請求項19または20に記載の質量分析計であって、前記イオン蓄積装置は、湾曲した長手方向軸を持つ湾曲したイオントラップであることを特徴とする質量分析計。
- 請求項21に記載の質量分析計であって、前記電極は、双曲面形状の表面を持つことを特徴とする質量分析計。
- 請求項19に記載の質量分析計であって、第1および第2の質量分析器を備え、前記第1の質量分析器は、前記イオン源からイオンを受け取り、その質量対電荷比に従って前記イオンを処理するように構成され、前記イオン蓄積装置は、前記第1の質量分析器からイオンを受け取り、イオンを前記第2の質量分析器に放出し、前記第2の質量分析器は、前記イオン蓄積装置から放出されたイオンから質量スペクトルを集める動作が可能であることを特徴とする質量分析計。
- 請求項23に記載の質量分析計であって、前記第1の質量分析器は、透過モードで動作するように構成されることを特徴とする質量分析計。
- 請求項23または24に記載の質量分析計であって、前記第1の質量分析器は、四重極イオントラップまたは扇形磁場分析器を含むことを特徴とする質量分析計。
- 請求項23から25のいずれか1項に記載の質量分析計であって、前記第2の質量分析器は、静電気のみトラップ、飛行時間型検出器、イオンサイクロトロン共振セルまたはイオントラップであることを特徴とする質量分析計。
- 質量分析計イオン蓄積装置を動作させる方法であって、
高周波信号を、イオン蓄積装置の電極に接続されている少なくとも一つの巻線を含むコイルに供給し、それにより、前記イオン蓄積装置内に高周波封じ込め場を形成し、ある一つの範囲または複数の範囲の質量電荷比を持つイオンを封じ込めること、および
スイッチを動作させ、それにより、前記コイル出力間に置かれた分路を接続し、それにより、前記コイル出力を短絡し、前記高周波封じ込め場をスイッチオフすること、または
スイッチを動作させ、それにより、前記分路の接続を断ち、前記高周波封じ込め場をスイッチオンすることを含むことを特徴とする方法。 - 請求項27に記載の方法であって、前記コイルは、前記質量分析計のトランスの二次巻線であり、前記高周波信号を前記コイルに渡すことは、先立つ高周波信号を前記トランスの一次巻線に通し、それにより、前記高周波信号を前記二次巻線間に出現させることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項27または28に記載の方法であって、さらに、前記分路が前記高周波信号の位相と同期して接続または切断されるように前記スイッチを動作させることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項29に記載の方法であって、前記高周波信号は、実質的に、その平均値を通過するときに前記スイッチを動作させることを含むことを特徴とする方法。
- 請求項27から30のいずれか1項に記載の方法であって、さらに、前記分路が前記二次巻線間に接続されているときに前記一次巻線を通る前記高周波信号を停止することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項27から30のいずれか1項に記載の方法であって、さらにDCオフセットを前記二次巻線に印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32に記載の方法であって、前記DCオフセットを立ち上がり時間の短いDC信号として印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32に記載の方法であって、時間依存DCオフセットを印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32から34のいずれか1項に記載の方法であって、前記スイッチを動作させて前記分路を接続し、前記高周波封じ込め場をスイッチオフすることと、遅延の後に限り、前記DCオフセットを前記電極に印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32から35のいずれか1項に記載の方法であって、前記二次巻線への接続を介して前記DCオフセットを印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項36に記載の方法であって、前記DCオフセットを前記二次巻線の中心タップに印加することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32から37のいずれか1項に記載の方法であって、DCオフセットを印加し、それにより前記イオン蓄積装置内にイオンを捕捉することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項32から38のいずれか1項に記載の方法であって、DCオフセットを印加し、それにより前記イオン蓄積装置からイオンを放出することを含むことを特徴とする方法。
- 請求項27から39のいずれか1項に記載の方法であって、
前記スイッチを動作させて、前記高周波封じ込め場をスイッチオフすることと、
イオンを前記イオン蓄積装置内に導入することと、
前記スイッチを動作させて、前記高周波封じ込め場をスイッチオンし、それにより、前記イオン蓄積装置内にイオンを捕捉することを含むことを特徴とする方法。 - 請求項27から40のいずれか1項に記載の方法であって、前記高周波封じ込め場は、スイッチオンされて、前記イオン蓄積装置内にイオンを捕捉することと、
前記スイッチを動作させて前記高周波封じ込め場をスイッチオフし、短い遅延の後、前記スイッチを動作させて前記高周波封じ込め場をスイッチオンすることと、前記短い遅延の間に、電子を前記イオン蓄積装置内に導入することとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項27から31のいずれか1項に記載の方法であって、前記イオン蓄積装置は、前記高周波封じ込め場により捕捉されたイオンを封じ込めることと、
前記スイッチを動作させて、前記高周波封じ込め場をスイッチオフすることと、
DCオフセットを選択的に前記電極に印加し、それにより、所望の方向に前記イオン蓄積装置に捕捉されたイオンを放出させることを含むことを特徴とする方法。 - 質量分析計から質量スペクトルを集める方法であって、
イオン源を動作させてイオンを発生させることと、
前記イオン源により発生したイオンをイオン蓄積装置内に導入することと、
請求項27から42のいずれか1項に記載の方法により前記イオン蓄積装置を動作させて、それにより、前記蓄積装置内にイオンを封じ込め、イオンを質量分析器に放出することと、
前記質量分析器を動作させて、前記イオン蓄積装置により放出されたイオンから質量スペクトルを集めることを含むことを特徴とする方法。 - 質量分析計から質量スペクトルを集める方法であって、
イオン源を動作させてイオンを発生させることと、
前記イオン源により発生するイオンを、中心の湾曲した長手方向軸を形成する形状の細長い電極を持つイオントラップに導入することと、
請求項27から42のいずれか1項に記載の方法により前記イオントラップを動作させて、それにより、イオンを捕捉し、イオン経路が質量分析器の入口に収束するように前記長手方向軸に実質的に直交する前記経路上でイオンを放出することと、
前記質量分析器を動作させて、前記イオントラップから放出されたイオンから質量スペクトルを集めることを含むことを特徴とする方法。 - 請求項44に記載の方法であって、前記質量分析器は、静電気のみ捕捉型質量分析器であることを特徴とする方法。
- 請求項27から42のいずれか1項に記載の方法により、コンピュータに読み込まれたときに、イオン蓄積装置を前記コンピュータに制御させるプログラム命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項27から42のいずれが一項に記載の方法により、イオン蓄積装置を制御するようにプログラムされることを特徴とする制御装置。
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