JP5146411B2 - Ion trap mass spectrometer - Google Patents

Ion trap mass spectrometer Download PDF

Info

Publication number
JP5146411B2
JP5146411B2 JP2009147198A JP2009147198A JP5146411B2 JP 5146411 B2 JP5146411 B2 JP 5146411B2 JP 2009147198 A JP2009147198 A JP 2009147198A JP 2009147198 A JP2009147198 A JP 2009147198A JP 5146411 B2 JP5146411 B2 JP 5146411B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion trap
rectangular wave
voltage
adjustment amount
resonance excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009147198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011003481A (en
Inventor
慎一 岩本
慶 小寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2009147198A priority Critical patent/JP5146411B2/en
Publication of JP2011003481A publication Critical patent/JP2011003481A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5146411B2 publication Critical patent/JP5146411B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

本発明は、高周波電場の作用によってイオンを捕捉するイオントラップを備えるイオントラップ質量分析装置に関し、さらに詳しくは、イオントラップとしてデジタル駆動方式のイオントラップを用いたイオントラップ質量分析装置に関する。   The present invention relates to an ion trap mass spectrometer having an ion trap that traps ions by the action of a high-frequency electric field, and more particularly to an ion trap mass spectrometer that uses a digitally driven ion trap as an ion trap.

質量分析装置においてイオントラップは、高周波電場の作用によりイオンを捕捉して閉じ込めたり、特定の質量(厳密には質量電荷比m/z)を持つイオンを選別したり、さらにはそうして選別したイオンを開裂させたりするために用いられる。典型的なイオントラップは、図3(a)に示すように、内面が回転1葉双曲面形状である1個のリング電極21と、このリング電極21を挟んで対向して配置された内面が回転2葉双曲面形状である1対のエンドキャップ電極22、24とからなる3次元四重極型のイオントラップであるが、これ以外に、平行配置された4本のロッド電極から成るリニア型のイオントラップも知られている。本明細書では、便宜上、「3次元四重極型」を例に挙げてイオントラップの説明を行う。   In a mass spectrometer, an ion trap captures and confines ions by the action of a high-frequency electric field, sorts out ions with a specific mass (strictly, mass-to-charge ratio m / z), and so on. It is used to cleave ions. As shown in FIG. 3A, a typical ion trap has one ring electrode 21 whose inner surface is a rotating single-leaf hyperboloid shape, and an inner surface disposed opposite to this ring electrode 21. Although it is a three-dimensional quadrupole ion trap composed of a pair of end cap electrodes 22 and 24 having a rotating two-leaf hyperboloid shape, in addition to this, a linear type composed of four rod electrodes arranged in parallel Ion traps are also known. In this specification, for the sake of convenience, the ion trap will be described by taking “three-dimensional quadrupole type” as an example.

従来の一般的なイオントラップでは、通常、リング電極21に正弦波状の高周波電圧を印加することで、リング電極21及びエンドキャップ電極22、24で囲まれる空間にイオン捕捉用の高周波電場を形成し、この高周波電場によりイオンを振動させながら閉じ込めを行う。これに対し、近年、正弦波状の高周波電圧の代わりに矩形波電圧をリング電極21に印加することでイオンの閉じ込めを行うイオントラップが開発されている(特許文献1、特許文献2、非特許文献1など参照)。この種のイオントラップは、通常、ハイ、ローの二値の電圧レベルを有する矩形波電圧が使用されることから、デジタルイオントラップ(DIT=Digital Ion Trap)と呼ばれる。   In a conventional general ion trap, a high frequency electric field for ion trapping is usually formed in a space surrounded by the ring electrode 21 and the end cap electrodes 22, 24 by applying a sinusoidal high frequency voltage to the ring electrode 21. The high-frequency electric field confines ions while vibrating them. On the other hand, in recent years, ion traps that confine ions by applying a rectangular wave voltage to the ring electrode 21 instead of a sinusoidal high-frequency voltage have been developed (Patent Document 1, Patent Document 2, Non-Patent Document). 1 etc.). This type of ion trap is generally called a digital ion trap (DIT = Digital Ion Trap) because a rectangular wave voltage having binary voltage levels of high and low is used.

デジタルイオントラップを利用したイオントラップ質量分析装置(以下「DIT−MS」と略す)では、非特許文献1に記載のように、捕捉したいイオンの質量範囲に応じた所定の周波数を有する矩形波高電圧を捕捉用高周波電圧としてリング電極21に印加し、それによりイオントラップ2内に目的とする質量範囲のイオンを閉じ込める。こうして閉じ込めたイオンを質量に応じて順次イオン出射口25から排出させ、その外側に設けた検出器により検出する際にはイオンの共鳴励起を利用する。即ち、リング電極21に印加する矩形波高電圧(通常、振幅は数百V以上)を所定の分周比で分周した矩形波低電圧(通常、振幅は数V程度)をエンドキャップ電極22、24に印加し、その矩形波高電圧、矩形波低電圧の周波数を同時に走査する。これにより、イオントラップ2内に捕捉されているイオンを、質量の順に共鳴励起させイオン出射口25を通してイオントラップ2の外部に排出し、検出器により順次検出してマススペクトルを作成する。   In an ion trap mass spectrometer (hereinafter abbreviated as “DIT-MS”) using a digital ion trap, as described in Non-Patent Document 1, a rectangular high voltage having a predetermined frequency corresponding to the mass range of ions to be captured. Is applied to the ring electrode 21 as a high frequency voltage for trapping, thereby confining ions in a target mass range in the ion trap 2. The ions thus confined are sequentially ejected from the ion emission port 25 in accordance with the mass, and the resonance excitation of the ions is used when the ions are detected by the detector provided outside the ions. That is, a rectangular wave high voltage (usually having an amplitude of several hundreds V or more) applied to the ring electrode 21 is divided by a predetermined frequency dividing ratio, and a rectangular wave low voltage (usually having an amplitude of several volts) is applied to the end cap electrode 22; 24, and simultaneously scan the frequency of the rectangular wave high voltage and the rectangular wave low voltage. As a result, the ions trapped in the ion trap 2 are resonantly excited in the order of their mass, discharged to the outside of the ion trap 2 through the ion emission port 25, and sequentially detected by the detector to create a mass spectrum.

図4は、リング電極21に印加される捕捉用矩形波電圧とエンドキャップ電極22、24に印加される共鳴励起用矩形波電圧とのタイミングの一例を示す図である。捕捉用矩形波電圧は、通常、デューティ比が0.5(=50%)であって、±500[V]、±1[kV]というように絶対値が同じで極性が異なる2つの電圧(VH、VL)が交互に現れる矩形波形状である。一方、共鳴励起用矩形波電圧は、その周波数が捕捉用高周波電圧の周波数の1/n(nは2以上の整数)で、任意の時間だけ数V程度の直流低電圧が現れる矩形波形状である。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the timing of the capture rectangular wave voltage applied to the ring electrode 21 and the resonance excitation rectangular wave voltage applied to the end cap electrodes 22 and 24. The rectangular wave voltage for capture is usually two voltages (with a duty ratio of 0.5 (= 50%), ± 500 [V], ± 1 [kV] and the same absolute value but different polarities ( (V H , V L ) alternately appear in a rectangular wave shape. On the other hand, the resonance excitation rectangular wave voltage has a rectangular wave shape whose frequency is 1 / n (n is an integer of 2 or more) of the capturing high frequency voltage and a DC low voltage of about several volts appears for an arbitrary time. is there.

図4に示した例では、共鳴励起用矩形波電圧は捕捉用矩形波電圧を1/4分周したもの(つまり周波数が1/4)であり、この場合には、マシュー方程式の安定解の条件に基づく捕捉パラメータβ=0.5において共鳴励起によるイオン排出を行うことができる。また、入口側エンドキャップ電極22と出口側エンドキャップ電極24とでは印加される共鳴励起用矩形波電圧の極性は逆になっており、例えば、正イオンの共鳴励起排出の場合には、入口側エンドキャップ電極22にイオンと同極性の正の数V程度の電圧、出口側エンドキャップ電極24にイオンと逆極性の負の数V程度の電圧、の矩形波パルスを同じタイミングで印加するようにしている。   In the example shown in FIG. 4, the resonance excitation rectangular wave voltage is obtained by dividing the capturing rectangular wave voltage by a quarter (that is, the frequency is ¼). In this case, the stable solution of the Matthew equation is used. Ion ejection by resonance excitation can be performed at a capture parameter β = 0.5 based on conditions. Further, the polarity of the rectangular wave voltage for resonance excitation applied between the inlet end cap electrode 22 and the outlet end cap electrode 24 is reversed. For example, in the case of resonance excitation discharge of positive ions, A rectangular wave pulse having a voltage of about a positive number V of the same polarity as the ions is applied to the end cap electrode 22 and a voltage of a negative number V of the opposite polarity to the ions is applied to the outlet end cap electrode 24 at the same timing. ing.

いま、イオン共鳴励起排出時に入口側エンドキャップ電極22に印加される矩形波電圧が、図4(b−1)に示すように、周期T秒(但し、Tは1秒よりも十分に小さい)、ベースラインが0[V]、電圧値が+VE、パルス幅がd秒であるパルス電圧であるものとする。この場合に、この矩形波電圧の時間平均電位は+(dVE)/Tである。図4(b−2)に示したように、出口側エンドキャップ電極24には逆極性のパルス電圧が印加されるので、その矩形波電圧の時間平均電位は−(dVE)/Tとなる。そのため、図3(b)に示すように、イオントラップ2内空間において両エンドキャップ電極22、24の中心軸Cの軸方向には、両エンドキャップ電極22、24の時間平均電位の差2(dVE)/Tにより、常に電位勾配が生じている状態となる。 Now, the rectangular wave voltage applied to the inlet end cap electrode 22 at the time of ion resonance excitation discharge is a period T seconds (where T is sufficiently smaller than 1 second) as shown in FIG. Suppose that the baseline is 0 [V], the voltage value is + V E , and the pulse width is d seconds. In this case, the time average potential of this rectangular wave voltage is + (dV E ) / T. As shown in FIG. 4B-2, a pulse voltage having a reverse polarity is applied to the exit-side end cap electrode 24, so that the time average potential of the rectangular wave voltage is − (dV E ) / T. . Therefore, as shown in FIG. 3B, in the space inside the ion trap 2, in the axial direction of the central axis C of both end cap electrodes 22, 24, the difference 2 in time-average potential between both end cap electrodes 22, 24 ( Due to dV E ) / T, a potential gradient is always generated.

それにより、イオントラップ2内に捕捉されているイオンの軌道の中心Qは、イオントラップ空間の幾何学的中心Pよりも出口側エンドキャップ電極24側にシフトする。このようなイオン軌道の中心Qのシフトが起こると理想的な共鳴励起条件からのずれが生じるため、イオントラップ2から排出されるイオンの空間的な拡がりは理想的な共鳴励起条件である場合に比べて大きくなり、質量分解能を低下させる一因となる。   Thereby, the center Q of the trajectory of the ions trapped in the ion trap 2 is shifted to the exit side end cap electrode 24 side from the geometric center P of the ion trap space. When such a shift of the center Q of the ion trajectory occurs, a deviation from the ideal resonance excitation condition occurs, so that the spatial expansion of ions ejected from the ion trap 2 is an ideal resonance excitation condition. Compared to this, it becomes larger and contributes to lowering the mass resolution.

特表2007−527002号公報Special Table 2007-527002 特開2008−282594号公報JP 2008-282594 A

古橋、竹下、小河、岩本、ディン、ギルズ、スミルノフ、「デジタルイオントラップ質量分析装置の開発」、島津評論、島津評論編集部、2006年3月31日、第62巻、第3・4号、pp.141−151Furuhashi, Takeshita, Ogawa, Iwamoto, Din, Gills, Smirnov, “Development of Digital Ion Trap Mass Spectrometer”, Shimazu Review, Shimazu Review Editorial Department, March 31, 2006, Vol. 62, No. 3, No. 4, pp.141-151

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、イオントラップから共鳴励起によりイオンを排出する際の共鳴励起条件を理想状態に近づけることによって質量分解能を改善することができるイオントラップ質量分析装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to improve the mass resolution by bringing the resonance excitation conditions close to the ideal state when ions are ejected from the ion trap by resonance excitation. An object of the present invention is to provide an ion trap mass spectrometer capable of performing the above.

上記課題を解決するために成された本発明は、3以上の電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップを有し、少なくとも1つの電極にイオン捕捉用の矩形波電圧を印加しつつ、該電極とは異なる対向配置された一対の電極にそれぞれ共鳴励起用の矩形波電圧を印加することにより、特定の質量電荷比を有するイオンを選択的にイオントラップ内から排出するイオントラップ質量分析装置において、
a)イオン排出時に前記一対の電極にそれぞれ印加される共鳴励起用矩形波電圧の時間平均電位が同一になるように、少なくとも一方の共鳴励起用矩形波電圧の調整量を算出する調整量算出手段と、
b)前記調整量算出手段により算出された調整量を受けて前記一対の電極にそれぞれ印加される、少なくとも一方の直流電位が調整された共鳴励起用矩形波電圧を発生する電圧発生手段と、
を備えることを特徴としている。
The present invention made to solve the above problems has an ion trap that traps ions in a space surrounded by three or more electrodes, and applies a rectangular wave voltage for ion trapping to at least one electrode, An ion trap mass spectrometer that selectively discharges ions having a specific mass-to-charge ratio from the ion trap by applying a rectangular wave voltage for resonance excitation to each of a pair of electrodes arranged opposite to each other. In
a) Adjustment amount calculation means for calculating an adjustment amount of at least one of the resonance excitation rectangular wave voltages so that the time average potentials of the resonance excitation rectangular wave voltages applied to the pair of electrodes during ion ejection are the same. When,
b) voltage generating means for receiving the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculating means and generating a rectangular wave voltage for resonance excitation in which at least one DC potential is adjusted, which is applied to each of the pair of electrodes;
It is characterized by having.

本発明に係るイオントラップ質量分析装置においてイオントラップは、3次元四重極型イオントラップ又はリニア型イオントラップである。3次元四重極型イオントラップの場合、通常、イオントラップは、環状のリング電極と、該リング電極を挟んで対向配置された一対のエンドキャップ電極とからなり、その一対のエンドキャップ電極に前記共鳴励起用矩形波電圧が印加される。一方、リニア型イオントラップの場合、通常、イオントラップは、中心軸を取り囲むように互いに平行に配置された4本のロッド電極からなり、中心軸を挟んで対向する2本のロッド電極が上記リング電極に代わるものであり、別の2本のロッド電極がそれぞれ上記一対のエンドキャップ電極に代わるものである。   In the ion trap mass spectrometer according to the present invention, the ion trap is a three-dimensional quadrupole ion trap or a linear ion trap. In the case of a three-dimensional quadrupole ion trap, the ion trap is usually composed of an annular ring electrode and a pair of end cap electrodes arranged opposite to each other with the ring electrode interposed therebetween. A resonance excitation rectangular wave voltage is applied. On the other hand, in the case of a linear ion trap, the ion trap is usually composed of four rod electrodes arranged in parallel to each other so as to surround the central axis, and the two rod electrodes opposed across the central axis are the ring Instead of the electrodes, the other two rod electrodes replace the pair of end cap electrodes.

本発明に係るイオントラップ質量分析装置において、調整量算出手段は、共鳴励起用矩形波電圧のパルス波形を決めるパラメータ、即ち、周期又は周波数、パルス幅、及びパルス高さ(電圧)、に基づいて時間平均電位を算出し、該時間平均電位が目標値になるように調整量を求める構成とすることができる。より具体的には、矩形波電圧のパルス波形のローレベルとハイレベルとの間の或る電位に境界線を描き、1周期のパルス波形の中で、境界線よりも正極性側のパルス波形と該境界線で囲まれる面積と、境界線よりも負極性側のパルス波形と該境界線で囲まれる面積とが等しくなるような境界線の電位を、時間平均電位とすればよい。   In the ion trap mass spectrometer according to the present invention, the adjustment amount calculation means is based on parameters that determine the pulse waveform of the resonance excitation rectangular wave voltage, that is, the period or frequency, the pulse width, and the pulse height (voltage). The time average potential can be calculated, and the adjustment amount can be obtained so that the time average potential becomes a target value. More specifically, a boundary line is drawn at a certain potential between the low level and the high level of the pulse waveform of the rectangular wave voltage, and the pulse waveform on the positive polarity side of the boundary line in the pulse waveform of one cycle. The potential of the boundary line that makes the area surrounded by the boundary line equal to the pulse waveform on the negative polarity side of the boundary line and the area surrounded by the boundary line may be the time average potential.

本発明に係るイオントラップ質量分析装置によれば、例えば3次元四重極型イオントラップ内空間に閉じ込めたイオンの中の特定の質量を有するイオンを共鳴励起排出させるべく両エンドキャップ電極にそれぞれ共鳴励起用矩形波電圧を印加する際に、各エンドキャップ電極における時間平均電位は等しいので、それら電極の中心を結ぶ軸の方向に直流電位の勾配が生じない。そのため、振動状態で捕捉されているイオンの軌道の中心とイオントラップの幾何学的中心とがほぼ一致し、共鳴励起条件による共鳴励起が理論に則った理想に近い状態で行われる。その結果、共鳴励起用矩形波電圧の周波数に応じた質量を持つイオンが高い分解能で選択されて排出される。   According to the ion trap mass spectrometer of the present invention, for example, ions having a specific mass in ions confined in the space inside the three-dimensional quadrupole ion trap are resonant with both end cap electrodes so as to be resonantly excited and discharged. When the excitation rectangular wave voltage is applied, the time average potentials at the end cap electrodes are equal, so that no gradient of the DC potential occurs in the direction of the axis connecting the centers of the electrodes. For this reason, the center of the orbit of the ions trapped in the vibration state and the geometric center of the ion trap substantially coincide, and the resonance excitation under the resonance excitation condition is performed in a state close to ideal according to the theory. As a result, ions having a mass corresponding to the frequency of the resonant excitation rectangular wave voltage are selected and ejected with high resolution.

また、本発明に係るイオントラップ質量分析装置の好ましい態様として、前記調整量算出手段は、前記一対の電極のそれぞれに印加される共鳴励起用矩形波電圧の時間平均電位がそれぞれゼロになるように各矩形波電圧の調整量を算出し、前記電圧発生手段は、前記調整量算出手段により算出された各調整量だけ直流電位が調整された共鳴励起用矩形波電圧を発生する構成とするとよい。   Further, as a preferred aspect of the ion trap mass spectrometer according to the present invention, the adjustment amount calculating means is configured so that the time-average potentials of the resonance excitation rectangular wave voltages applied to the pair of electrodes are each zero. The adjustment amount of each rectangular wave voltage may be calculated, and the voltage generation unit may generate a resonance excitation rectangular wave voltage in which the DC potential is adjusted by the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculation unit.

即ち、この構成によれば、例えば3次元四重極型イオントラップにおいて、両エンドキャップ電極の中心を結ぶ軸の方向に直流電位の勾配が生じないのみならず、その直流電位はゼロになる。それにより、イオンが正極性、負極性のいずれの場合でも、振動状態で捕捉されているイオンに直流的な電場が殆ど作用せず、振動条件や共鳴励起条件がより一層理想状態に近くなる。   That is, according to this configuration, for example, in a three-dimensional quadrupole ion trap, a direct current potential gradient does not occur in the direction of an axis connecting the centers of both end cap electrodes, and the direct current potential becomes zero. As a result, regardless of whether the ions are positive or negative, a DC electric field hardly acts on the ions trapped in the vibration state, and the vibration conditions and resonance excitation conditions become even more ideal.

本発明に係るイオントラップ質量分析装置によれば、イオントラップ内空間に捕捉しているイオンを共鳴励起により外部に排出する際に、その共鳴励起条件が理想状態に近くなる。そのため、目的とする質量電荷比を持つイオンを高い分解能でイオントラップから排出し、例えばその外側に配設した検出器で検出することができる。例えば、上記のような共鳴励起排出を矩形波電圧の周波数走査を行いつつ実施することにより、高い質量分解能で且つ高い質量精度のマススペクトルを取得することができる。   According to the ion trap mass spectrometer of the present invention, when the ions trapped in the space inside the ion trap are ejected to the outside by resonance excitation, the resonance excitation condition becomes close to the ideal state. Therefore, ions having a target mass-to-charge ratio can be discharged from the ion trap with high resolution and detected by, for example, a detector disposed outside the ion trap. For example, a mass spectrum with high mass resolution and high mass accuracy can be acquired by performing the resonance excitation discharge as described above while performing frequency scanning of a rectangular wave voltage.

本発明の一実施例であるDIT−MSの要部の概略構成図。The schematic block diagram of the principal part of DIT-MS which is one Example of this invention. 本実施例のDIT−MSにおける特徴的な共鳴励起電圧制御の説明図。Explanatory drawing of characteristic resonance excitation voltage control in DIT-MS of a present Example. 本実施例と従来のDIT−MSにおけるイオントラップ内空間の電位状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the electric potential state of the space in the ion trap in a present Example and conventional DIT-MS. DIT−MSにおける共鳴励起排出時の矩形波電圧波形の一例を示すタイミング図。The timing diagram which shows an example of the rectangular wave voltage waveform at the time of the resonance excitation discharge | emission in DIT-MS.

本発明に係るイオントラップ質量分析装置の一実施例であるDIT−MSについて、添付図面を参照して説明する。図1は本実施例のDIT−MSイオントラップの要部の概略構成図である。   A DIT-MS which is an embodiment of an ion trap mass spectrometer according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of the DIT-MS ion trap of this embodiment.

本実施例によるDIT−MSは、目的試料をイオン化するイオン化部1と、イオンを質量(厳密には質量電荷比m/z)に応じて分離する3次元四重極型のイオントラップ2と、イオンを検出する検出部3と、を備える。   The DIT-MS according to this embodiment includes an ionization unit 1 that ionizes a target sample, a three-dimensional quadrupole ion trap 2 that separates ions according to mass (strictly, mass to charge ratio m / z), And a detector 3 for detecting ions.

イオン化部1はマトリクス支援レーザ脱離イオン化法(MALDI)を用いたものであり、パルス状のレーザ光を出射するレーザ照射部11、目的試料成分を含むサンプルSが付着されたサンプルプレート12、レーザ光の照射によってサンプルSから放出されたイオンを引き出すとともにその引き出し方向を限定するアパーチャ13、引き出されたイオンを案内するイオンレンズ14、などを含む。もちろん、MALDI以外の他のレーザイオン化法やレーザ光を用いないイオン化法を用いても構わない。   The ionization unit 1 uses a matrix-assisted laser desorption ionization method (MALDI), a laser irradiation unit 11 that emits pulsed laser light, a sample plate 12 to which a sample S including a target sample component is attached, a laser It includes an aperture 13 for extracting ions emitted from the sample S by light irradiation and limiting the extraction direction, an ion lens 14 for guiding the extracted ions, and the like. Of course, other laser ionization methods other than MALDI and ionization methods that do not use laser light may be used.

イオントラップ2は、円環状の1個のリング電極21と、これを挟むように対向して配置された、入口側エンドキャップ電極22及び出口側エンドキャップ電極24と、からなり、これら3個の電極21、22、24で囲まれた空間がイオン捕捉領域となる。入口側エンドキャップ電極22の略中央にはイオン入射口23が穿設され、イオン化部1から出射したイオンはイオン入射口23を通過してイオントラップ2内に導入される。一方、出口側エンドキャップ電極24の略中央にはイオン出射口25が穿設され、イオン出射口25を通ってイオントラップ2内から排出されたイオンは検出部3に到達して検出される。   The ion trap 2 includes a ring-shaped ring electrode 21 and an inlet end cap electrode 22 and an outlet end cap electrode 24 which are arranged to face each other so as to sandwich the ring electrode 21. A space surrounded by the electrodes 21, 22, and 24 is an ion trapping region. An ion incident port 23 is bored substantially at the center of the entrance-side end cap electrode 22, and ions emitted from the ionization unit 1 pass through the ion incident port 23 and are introduced into the ion trap 2. On the other hand, an ion emission port 25 is formed substantially at the center of the exit-side end cap electrode 24, and ions discharged from the ion trap 2 through the ion emission port 25 reach the detection unit 3 and are detected.

検出部3は、イオンを電子に変換するコンバージョンダイノード31と、コンバージョンダイノード31から到来する電子を増倍して検出する二次電子増倍管32とからなり、入射したイオンの量に応じた検出信号をデータ処理部8に送る。データ処理部8は、イオントラップ2において質量分離されつつ順次排出されるイオンに対して検出部3で得られる検出信号に基づいて、マススペクトルを作成する機能を有する。   The detection unit 3 includes a conversion dynode 31 that converts ions into electrons and a secondary electron multiplier 32 that multiplies and detects electrons arriving from the conversion dynode 31, and detects according to the amount of incident ions. The signal is sent to the data processing unit 8. The data processing unit 8 has a function of creating a mass spectrum based on detection signals obtained by the detection unit 3 for ions that are sequentially ejected while being mass-separated in the ion trap 2.

主電源部4はイオントラップ2のリング電極21に矩形波高電圧を印加するものであって、第1電圧VHを発生する第1電圧源41と、第2電圧VL(VL<VH)を発生する第2電圧源42と、第1電圧源41の出力端と第2電圧源42の出力端との間に直列に接続された第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44と、を含む。本発明における電圧発生手段に相当する補助電源部5はイオントラップ2のエンドキャップ電極22、24にそれぞれ相違する矩形波低電圧を印加するものであって、パルス電圧発生部51、可変直流電圧発生部52、電圧重畳部53、54を含む。 The main power supply unit 4 applies a rectangular high voltage to the ring electrode 21 of the ion trap 2, and includes a first voltage source 41 that generates a first voltage V H , and a second voltage V L (V L <V H ), A first switching element 43 and a second switching element 44 connected in series between the output terminal of the first voltage source 41 and the output terminal of the second voltage source 42; including. The auxiliary power supply unit 5 corresponding to the voltage generation means in the present invention applies different rectangular wave low voltages to the end cap electrodes 22 and 24 of the ion trap 2, and includes a pulse voltage generation unit 51, variable DC voltage generation, and the like. Part 52 and voltage superposition parts 53 and 54.

タイミング信号発生部6はハードウエアによるロジック回路であり、制御部7による制御の下に、第1スイッチング素子43及び第2スイッチング素子44が交互にオンするように(但し、少なくとも同時にオンすることがないように)、所定周波数の駆動パルスを生成して各スイッチング素子43、44に供給する。第1スイッチング素子43がオンするとき第1電圧VHが出力され、第2スイッチング素子44がオンするときに第2電圧VLが出力されるから、出力電圧VOUTは理想的には、ハイレベルがVH、ローレベルがVLである所定周波数f(周期t)の矩形波電圧となる(図4(a)参照)。通常、VHとVLとは絶対値が同じで極性が逆の高電圧であり、例えば、その絶対値は数百V〜1kV程度である。また、周波数fは通常数十kHz〜数MHz程度の範囲である。 The timing signal generation unit 6 is a hardware logic circuit, and the first switching element 43 and the second switching element 44 are alternately turned on under the control of the control unit 7 (however, at least at the same time may be turned on). Drive pulses having a predetermined frequency are generated and supplied to the switching elements 43 and 44. Since the first voltage V H is output when the first switching element 43 is turned on and the second voltage V L is output when the second switching element 44 is turned on, the output voltage V OUT is ideally high. A rectangular wave voltage having a predetermined frequency f (period t) having a level of V H and a low level of V L is obtained (see FIG. 4A). In general, V H and V L are high voltages having the same absolute value and opposite polarities. For example, the absolute value is about several hundred V to 1 kV. The frequency f is usually in the range of several tens of kHz to several MHz.

またタイミング信号発生部6は、主電源部4に供給する駆動パルスを適宜の比(この例では1/4)で分周したパルス信号を補助電源部5のパルス電圧発生部51に与える。パルス電圧発生部51はタイミング信号発生部6から得られる信号に基づき、周波数がf/4であって、ローレベルが0[V]、ハイレベルが+VE、パルス幅がdである矩形波低電圧と、これとは逆極性の矩形波低電圧とが生成される。従来は、これら矩形波低電圧がそのままエンドキャップ電極22、24に印加されていたが、本実施例のDIT−MSでは、可変直流電圧発生部52で生成された直流電圧が、電圧重畳部53、54においてそれぞれ各矩形波低電圧に重畳され(つまり直流レベルがシフト又はオフセットされ)てエンドキャップ電極22、24に印加されるようになっている。通常、矩形波低電圧の電圧値VEは矩形波高電圧の電圧値VH、VLに比べて格段に低い値であり、例えば、数V程度である。 The timing signal generator 6 gives a pulse signal obtained by dividing the drive pulse supplied to the main power supply 4 by an appropriate ratio (1/4 in this example) to the pulse voltage generator 51 of the auxiliary power supply 5. Based on the signal obtained from the timing signal generator 6, the pulse voltage generator 51 is a rectangular wave low having a frequency of f / 4, a low level of 0 [V], a high level of + V E , and a pulse width of d. A voltage and a rectangular wave low voltage having a polarity opposite to that of the voltage are generated. Conventionally, these rectangular wave low voltages are applied to the end cap electrodes 22 and 24 as they are. However, in the DIT-MS of this embodiment, the DC voltage generated by the variable DC voltage generator 52 is converted to the voltage superimposing unit 53. , 54 are superimposed on the respective rectangular wave low voltages (that is, the DC level is shifted or offset) and applied to the end cap electrodes 22, 24. Normally, the voltage value V E of the rectangular wave low voltage is much lower than the voltage values V H and V L of the rectangular wave high voltage, and is about several volts, for example.

制御部7はパーソナルコンピュータを中心に構成され、該パーソナルコンピュータに予めインストールされた制御/処理プログラムを実行することにより、その機能が達成される。制御部7は、特徴的な機能ブロックとして、本発明における調整量算出手段に相当する励起共鳴電圧直流電位算出部71、を含む。   The control unit 7 is mainly composed of a personal computer, and its function is achieved by executing a control / processing program preinstalled in the personal computer. The control unit 7 includes an excitation resonance voltage DC potential calculation unit 71 corresponding to the adjustment amount calculation means in the present invention as a characteristic functional block.

本実施例のDIT−MSにおける質量分析動作を説明する。
イオン化部1において、制御部7の制御の下にレーザ照射部11から短時間レーザ光を出射しサンプルSに当てる。レーザ光照射によりサンプルS中のマトリックスは急速に加熱され、目的成分を伴って気化する。この際に目的成分はイオン化される。発生したイオンはイオンレンズ14により形成される静電場によって収束され、イオン入射口23を経てイオントラップ2内に導入され、捕捉される。それから、イオン導入に先立ってイオントラップ2内に導入したクーリングガスにイオンを接触させることでクーリングを行う。
The mass spectrometry operation in the DIT-MS of the present embodiment will be described.
In the ionization unit 1, a laser beam is emitted from the laser irradiation unit 11 for a short time and applied to the sample S under the control of the control unit 7. The matrix in the sample S is rapidly heated by laser light irradiation, and vaporizes with the target component. At this time, the target component is ionized. The generated ions are converged by an electrostatic field formed by the ion lens 14, introduced into the ion trap 2 through the ion incident port 23, and captured. Then, cooling is performed by bringing ions into contact with the cooling gas introduced into the ion trap 2 prior to ion introduction.

イオントラップ2内に安定的に捕捉されるイオンの質量範囲は、リング電極21に印加される矩形波高電圧の周波数に依存する。したがって、上記のようにイオンをイオントラップ2内に閉じ込めておくに際し、タイミング信号発生部6は制御部7からの指示に従って所定周波数の駆動パルスをスイッチング素子43、44に供給し、これに応じた周波数の矩形波高電圧が主電源部4で生成されてリング電極21に印加される。このときには、エンドキャップ電極22、24への印加電圧は接地電位に維持される。   The mass range of ions stably trapped in the ion trap 2 depends on the frequency of the rectangular wave high voltage applied to the ring electrode 21. Therefore, when the ions are confined in the ion trap 2 as described above, the timing signal generator 6 supplies a drive pulse of a predetermined frequency to the switching elements 43 and 44 in accordance with an instruction from the controller 7, and according to this. A rectangular high voltage having a frequency is generated by the main power supply unit 4 and applied to the ring electrode 21. At this time, the voltage applied to the end cap electrodes 22 and 24 is maintained at the ground potential.

所定時間のクーリングを実施した後、共鳴励起により特定の質量を有するイオンを選択的に振動させ、イオン出射口25を通してイオントラップ2から排出し、検出部3により検出する。このときには、主電源部4からリング電極21にイオン捕捉用の矩形波高電圧を印加する一方、補助電源部5からエンドキャップ電極22、24にそれぞれ共鳴励振用の矩形波低電圧を印加する。具体的には、次のような制御を実行して電圧を印加する。   After cooling for a predetermined time, ions having a specific mass are selectively vibrated by resonance excitation, discharged from the ion trap 2 through the ion emission port 25, and detected by the detection unit 3. At this time, a rectangular wave high voltage for ion trapping is applied from the main power supply unit 4 to the ring electrode 21, while a rectangular wave low voltage for resonance excitation is applied from the auxiliary power supply unit 5 to the end cap electrodes 22 and 24, respectively. Specifically, the voltage is applied by executing the following control.

即ち、制御部7において励起共鳴電圧直流電位算出部71は、共鳴励起排出の実行に先立って、パルス電圧発生部51で生成される矩形波低電圧波形の時間平均電位を計算し、その時間平均電位がゼロになるような直流電位シフト量を計算する。   That is, the excitation resonance voltage DC potential calculation unit 71 in the control unit 7 calculates the time average potential of the rectangular wave low voltage waveform generated by the pulse voltage generation unit 51 prior to the execution of resonance excitation discharge, and the time average The DC potential shift amount is calculated so that the potential becomes zero.

具体的には、正イオンを分析対象とする場合、入口側エンドキャップ電極22には図2(a)に示すような波形形状の矩形波低電圧を印加する。このとき、周期Tはリング電極21に印加される矩形波高電圧の周波数で決まり、それは制御部7自体が指示するものであるから既知である。また、パルス幅d、電圧値VEも制御部7自体が指示するもの又は回路的に予め定められているものであるから、いずれも既知である。このときの時間平均電位Vavは、上述したように、Vav=+(dVE)/Tである。周期数を十分に大きくした時間における時間平均電位Vavは、図2(b)に示すように、矩形波電圧の1周期内での領域Aの面積と領域Bの面積とが同一になる境界線である。この時間平均電位Vavをゼロにする場合には、直流電位シフト量xは時間平均電位Vavと等しくなり、x=dVE/Tにより直流電位シフト量が求まる。また、出口側エンドキャップ電極24に印加される矩形波低電圧は、図2(c)に示すように、入口側エンドキャップ電極22に印加される矩形波低電圧の極性が反転したものであるから、その時間平均電位をゼロにするための直流電位シフト量もx(但しシフト方向は負)である。 Specifically, when positive ions are to be analyzed, a rectangular wave low voltage having a waveform as shown in FIG. 2A is applied to the inlet end cap electrode 22. At this time, the period T is determined by the frequency of the rectangular high voltage applied to the ring electrode 21, which is known because it is instructed by the control unit 7 itself. Further, the pulse width d and the voltage value V E are also known because they are instructed by the control unit 7 itself or predetermined in circuit. The time average potential V av at this time is V av = + (dV E ) / T as described above. As shown in FIG. 2B, the time average potential V av at the time when the number of periods is sufficiently large is a boundary where the area of the area A and the area of the area B are equal within one period of the rectangular wave voltage. Is a line. When the time average potential V av is set to zero, the DC potential shift amount x becomes equal to the time average potential V av, and the DC potential shift amount is obtained by x = dV E / T. Further, the rectangular wave low voltage applied to the outlet side end cap electrode 24 is obtained by inverting the polarity of the rectangular wave low voltage applied to the inlet side end cap electrode 22 as shown in FIG. Therefore, the DC potential shift amount for making the time average potential zero is also x (however, the shift direction is negative).

励起共鳴電圧直流電位算出部71は上記のように求めた直流電位シフト量を可変直流電圧発生部52に送り、共鳴励起排出の際に、可変直流電圧発生部52はこれに応じた直流電圧を発生する。一方、共鳴励起排出時に、パルス電圧発生部51はタイミング信号発生部6から得られる信号に基づき、周波数がf/4であって、ローレベルが0[V]、ハイレベルが+VE、パルス幅がdである矩形波低電圧と、これとは逆極性の矩形波低電圧とを生成する。その極性の相違する2つの矩形波低電圧は、電圧重畳部53、54において、それぞれ上記直流電位シフト量に応じた電圧分だけシフトされ、エンドキャップ電極22、24に印加される。 The excitation resonance voltage DC potential calculation unit 71 sends the DC potential shift amount obtained as described above to the variable DC voltage generation unit 52, and at the time of resonance excitation discharge, the variable DC voltage generation unit 52 generates a DC voltage corresponding to this. Occur. On the other hand, at the time of resonance excitation discharge, the pulse voltage generator 51 has a frequency of f / 4, a low level of 0 [V], a high level of + V E , and a pulse width based on the signal obtained from the timing signal generator 6. A rectangular wave low voltage having a value of d and a rectangular wave low voltage having a polarity opposite to that of the rectangular wave low voltage is generated. The two rectangular wave low voltages having different polarities are shifted by a voltage corresponding to the DC potential shift amount in the voltage superimposing units 53 and 54, respectively, and applied to the end cap electrodes 22 and 24.

これにより、共鳴励起排出時に、エンドキャップ電極22、24に印加される矩形波低電圧の時間平均電位はいずれもほぼゼロになるため、図3(c)に示すように、中心軸Cに沿った方向の直流的な電位勾配は生じない。したがって、イオントラップ2内空間に捕捉されているイオンの軌道の中心は、イオントラップ2の幾何学的中心に一致する。   Accordingly, since the time average potential of the rectangular wave low voltage applied to the end cap electrodes 22 and 24 at the time of resonance excitation discharge is substantially zero, as shown in FIG. There is no DC potential gradient in the opposite direction. Accordingly, the center of the trajectory of ions trapped in the space inside the ion trap 2 coincides with the geometric center of the ion trap 2.

イオントラップ2から排出するイオンの質量を走査する際には、制御部7による制御の下に、リング電極21に印加される矩形波高電圧の周波数が走査され、それに伴いエンドキャップ電極22、24に印加される矩形波低電圧の周波数も走査される。つまり、矩形波低電圧の周期Tは変化し、またパルス幅dも同時に変化されるが、励起共鳴電圧直流電位算出部71はその変化に先立って、その変化に伴う直流電位シフト量も計算しておくことができる。したがって、可変直流電圧発生部52は矩形波低電圧の周波数及びパルス幅が順次変更されるのに従って直流電圧を変化させ、エンドキャップ電極22、24に印加される矩形波低電圧の時間平均電位をほぼゼロに維持することができる。   When scanning the mass of ions ejected from the ion trap 2, the frequency of the rectangular high voltage applied to the ring electrode 21 is scanned under the control of the control unit 7, and accordingly, the end cap electrodes 22, 24 are scanned. The frequency of the applied square wave low voltage is also scanned. That is, the period T of the rectangular wave low voltage is changed and the pulse width d is also changed at the same time. However, prior to the change, the excitation resonance voltage DC potential calculation unit 71 calculates the DC potential shift amount associated with the change. I can keep it. Therefore, the variable DC voltage generator 52 changes the DC voltage as the frequency and pulse width of the rectangular wave low voltage are sequentially changed, and the time average potential of the rectangular wave low voltage applied to the end cap electrodes 22 and 24 is changed. It can be maintained at almost zero.

本実施例のDIT−MSでは、共鳴励起排出時に、イオントラップ2内に捕捉されているイオンの軌道の中心はイオントラップ2の幾何学的中心にほぼ一致するため、共鳴励起条件がほぼ理想的な状態となり、矩形波高電圧の周波数に対応した質量を有するイオンが高い選択性をもって排出される。イオントラップ2から排出されたイオンは順次、検出部3で検出され、データ処理部8は質量走査に対応してマススペクトルを作成する。上述したようにイオントラップ2から排出されるイオンの質量の精度が高く且つその分解能も高いので、質量精度、質量分解能が高いマススペクトルを得ることができる。   In the DIT-MS of the present embodiment, the resonance excitation condition is almost ideal because the center of the orbit of ions trapped in the ion trap 2 substantially coincides with the geometric center of the ion trap 2 at the time of resonance excitation discharge. Thus, ions having a mass corresponding to the frequency of the rectangular wave high voltage are discharged with high selectivity. The ions discharged from the ion trap 2 are sequentially detected by the detection unit 3, and the data processing unit 8 creates a mass spectrum corresponding to the mass scan. As described above, since the mass accuracy of ions ejected from the ion trap 2 is high and the resolution thereof is also high, a mass spectrum with high mass accuracy and mass resolution can be obtained.

なお、上記実施例では、各エンドキャップ電極22、24に印加される矩形波低電圧の時間平均電位をゼロにするような制御を行っていたが、共鳴励起排出時に、イオントラップ2内空間における中心軸Cに沿った方向の直流的な電位勾配をなくすためには、両エンドキャップ電極22、24に印加される矩形波低電圧の時間平均電位が等しければ十分である。そのためには、励起共鳴電圧直流電位算出部71は、上述したように求める時間平均電位をゼロでなく任意の目標電位にするように直流電位シフト量を計算すればよい。   In the above embodiment, control is performed such that the time average potential of the rectangular wave low voltage applied to each of the end cap electrodes 22 and 24 is zero, but at the time of resonance excitation discharge, in the space inside the ion trap 2 In order to eliminate the DC potential gradient in the direction along the central axis C, it is sufficient if the time average potentials of the rectangular wave low voltages applied to both the end cap electrodes 22 and 24 are equal. For this purpose, the excitation resonance voltage DC potential calculation unit 71 may calculate the DC potential shift amount so that the time average potential obtained as described above is not zero but an arbitrary target potential.

続いて、本発明に係るイオントラップ質量分析装置の効果を検証するために行った計算機シミュレーションについて、その方法と結果とを説明する。   Next, a method and result of a computer simulation performed to verify the effect of the ion trap mass spectrometer according to the present invention will be described.

シミュレーションで想定した装置の基本的な構成は図1とほぼ同様である。共鳴励起排出時にリング電極21に印加する矩形波高電圧は、VH=500[V]、VL=−500[V]、排出開始時周波数f=700[kHz](周期t=1.4286[μ秒])、とした。また、エンドキャップ電極22に印加する矩形波低電圧は、図4(b)に示すように、捕捉用矩形波高電圧の4周期毎に該電圧の立ち上がりエッジから3/4周期(3π/2)遅れで立ち上がり1周期分のパルス幅を有し、電圧値VE=2[V]、とした。イオンの質量分離排出のための周波数走査は、周期をtから2[n秒]ずつ長くしつつ、同一周期(t)の矩形波高電圧を40周期繰り返す、という条件に設定した。上記条件では、共鳴励起用の矩形波低電圧の時間平均電位をゼロにするための直流電位シフト量は0.5[V]である。 The basic configuration of the apparatus assumed in the simulation is almost the same as that shown in FIG. The rectangular wave high voltage applied to the ring electrode 21 at the time of resonance excitation discharge is V H = 500 [V], V L = −500 [V], and discharge start frequency f = 700 [kHz] (period t = 1.4286 [ μsec]). Further, as shown in FIG. 4B, the rectangular wave low voltage applied to the end cap electrode 22 is 3/4 period (3π / 2) from the rising edge of the voltage every 4 periods of the capturing rectangular wave high voltage. It has a pulse width corresponding to one period of rising with a delay, and a voltage value V E = 2 [V]. The frequency scanning for mass separation and discharge of ions was set to the condition that the rectangular wave high voltage of the same cycle (t) was repeated 40 cycles while the cycle was increased by 2 [n seconds] from t. Under the above conditions, the DC potential shift amount for making the time average potential of the rectangular wave low voltage for resonance excitation zero is 0.5 [V].

シミュレーション方法としては、m/z=1000[Da]〜1005[Da]の範囲の1[Da]刻みの6種類のm/zを有する正イオンをそれぞれ1000個ずつ、イオントラップ2の内部空間に導入して捕捉し、このイオンをクーリングした後に、上記条件の下でイオントラップ2から共鳴励起排出させ、その排出開始からの時間経過に伴う検出イオン数を、任意のサンプル時間毎に計数した。その結果、検出イオン数の時間分布波形が得られ、そこから分解能を求めた。こうしたシミュレーション計算によれば、従来のとおり、直流電位シフト量の補正を行わない場合における平均分解能は1600[FWHM]であるのに対し、上述した直流電位シフト量の補正を実施した場合における平均分解能は2000[FWHM]であった。このようにシミュレーションにより、本発明の効果として質量分解能の向上が確認できた。   As a simulation method, 1000 positive ions each having 6 types of m / z in increments of 1 [Da] in the range of m / z = 1000 [Da] to 1005 [Da] are placed in the internal space of the ion trap 2. After being introduced and trapped and cooling the ions, resonance excitation was discharged from the ion trap 2 under the above conditions, and the number of detected ions with the passage of time from the start of discharge was counted every arbitrary sample time. As a result, a time distribution waveform of the number of detected ions was obtained, and the resolution was obtained therefrom. According to such a simulation calculation, the average resolution when the DC potential shift amount is not corrected is 1600 [FWHM] as in the conventional case, whereas the average resolution when the DC potential shift amount is corrected as described above. Was 2000 [FWHM]. Thus, by simulation, the improvement of mass resolution was confirmed as an effect of the present invention.

なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変形、追加、修正を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。   It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it should be understood that modifications, additions, and modifications as appropriate within the spirit of the present invention are included in the scope of the claims of the present application.

1…イオン化部
11…レーザ照射部
12…サンプルプレート
13…アパーチャ
14…イオンレンズ
2…イオントラップ
21…リング電極
22…入口側エンドキャップ電極
23…イオン入射口
24…出口側エンドキャップ電極
25…イオン出射口
3…検出部
31…コンバージョンダイノード
32…二次電子増倍管
4…主電源部
41…第1電圧源
42…第2電圧源
43、44…スイッチング素子
5…補助電源部
51…パルス電圧発生部
52…可変直流電圧発生部
53、54…電圧重畳部
6…タイミング信号発生部
7…制御部
71…励起共鳴電圧直流電位算出部
8…データ処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ionization part 11 ... Laser irradiation part 12 ... Sample plate 13 ... Aperture 14 ... Ion lens 2 ... Ion trap 21 ... Ring electrode 22 ... Inlet side end cap electrode 23 ... Ion entrance 24 ... Outlet side end cap electrode 25 ... Ion Outlet 3 ... Detection section 31 ... Conversion dynode 32 ... Secondary electron multiplier 4 ... Main power supply section 41 ... First voltage source 42 ... Second voltage sources 43 and 44 ... Switching element 5 ... Auxiliary power supply section 51 ... Pulse voltage Generating unit 52 ... variable DC voltage generating unit 53, 54 ... voltage superimposing unit 6 ... timing signal generating unit 7 ... control unit 71 ... excitation resonance voltage DC potential calculating unit 8 ... data processing unit

Claims (4)

3以上の電極で囲まれる空間にイオンを捕捉するイオントラップを有し、少なくとも1つの電極にイオン捕捉用の矩形波電圧を印加しつつ、該電極とは異なる対向配置された一対の電極にそれぞれ共鳴励起用の矩形波電圧を印加することにより、特定のm/zを有するイオンを選択的にイオントラップ内から排出するイオントラップ質量分析装置において、
a)イオン排出時に前記一対の電極にそれぞれ印加される共鳴励起用矩形波電圧の時間平均電位が同一になるように、少なくとも一方の共鳴励起用矩形波電圧の調整量を算出する調整量算出手段と、
b)前記調整量算出手段により算出された調整量を受けて前記一対の電極にそれぞれ印加される、少なくとも一方の直流電位が調整された共鳴励起用矩形波電圧を発生する電圧発生手段と、
を備えることを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
Each of the pair of electrodes arranged opposite to each other has an ion trap that traps ions in a space surrounded by three or more electrodes, and applies a rectangular wave voltage for ion trapping to at least one electrode. In an ion trap mass spectrometer that selectively ejects ions having a specific m / z from the ion trap by applying a rectangular wave voltage for resonance excitation,
a) Adjustment amount calculation means for calculating an adjustment amount of at least one of the resonance excitation rectangular wave voltages so that the time average potentials of the resonance excitation rectangular wave voltages applied to the pair of electrodes during ion ejection are the same. When,
b) voltage generating means for receiving the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculating means and generating a rectangular wave voltage for resonance excitation in which at least one DC potential is adjusted, which is applied to each of the pair of electrodes;
An ion trap mass spectrometer comprising:
請求項1に記載のイオントラップ質量分析装置であって、
前記調整量算出手段は、前記一対の電極のそれぞれに印加される共鳴励起用矩形波電圧の時間平均電位がそれぞれゼロになるように各矩形波電圧の調整量を算出し、前記電圧発生手段は、前記調整量算出手段により算出された各調整量だけ直流電位が調整された共鳴励起用矩形波電圧を発生することを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
The ion trap mass spectrometer according to claim 1,
The adjustment amount calculation means calculates the adjustment amount of each rectangular wave voltage so that the time average potential of the resonance excitation rectangular wave voltage applied to each of the pair of electrodes becomes zero, and the voltage generation means An ion trap mass spectrometer for generating a resonance excitation rectangular wave voltage in which a direct current potential is adjusted by each adjustment amount calculated by the adjustment amount calculation means.
請求項1又は2に記載のイオントラップ質量分析装置であって、
前記調整量算出手段は、前記共鳴励起用矩形波電圧の周期又は周波数、パルス幅、及びパルス高さ、に基づいて時間平均電位を算出し、該時間平均電位が目標値になるように調整量を求めることを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
The ion trap mass spectrometer according to claim 1 or 2,
The adjustment amount calculation means calculates a time average potential based on the period or frequency, pulse width, and pulse height of the resonance excitation rectangular wave voltage, and adjusts the adjustment amount so that the time average potential becomes a target value. An ion trap mass spectrometer characterized by:
請求項1〜3のいずれかに記載のイオントラップ質量分析装置であって、
前記イオントラップは、リング電極と、該リング電極を挟んで対向配置された一対のエンドキャップ電極とからなり、その一対のエンドキャップ電極に前記共鳴励起用矩形波電圧を印加することを特徴とするイオントラップ質量分析装置。
The ion trap mass spectrometer according to any one of claims 1 to 3,
The ion trap includes a ring electrode and a pair of end cap electrodes arranged to face each other across the ring electrode, and applies the resonance excitation rectangular wave voltage to the pair of end cap electrodes. Ion trap mass spectrometer.
JP2009147198A 2009-06-22 2009-06-22 Ion trap mass spectrometer Active JP5146411B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009147198A JP5146411B2 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Ion trap mass spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009147198A JP5146411B2 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Ion trap mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011003481A JP2011003481A (en) 2011-01-06
JP5146411B2 true JP5146411B2 (en) 2013-02-20

Family

ID=43561283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009147198A Active JP5146411B2 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Ion trap mass spectrometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5146411B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102456534B (en) * 2011-12-31 2015-09-30 聚光科技(杭州)股份有限公司 A kind of electronic transmission method for internal ion-source mass spectrometer and device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2008126383A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-23 Shimadzu Corporation Ion trap mass spectrograph
WO2008129850A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-30 Shimadzu Corporation Ion trap mass spectrograph

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011003481A (en) 2011-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4894916B2 (en) Ion trap mass spectrometer
JP4687787B2 (en) Mass spectrometry method and mass spectrometer
JP4894918B2 (en) Ion trap mass spectrometer
JP4664315B2 (en) Ion trap and ion cleavage method in ion trap
JP5001965B2 (en) Mass spectrometer
JP5928597B2 (en) Ion selection method and ion trap apparatus in ion trap
JP5455653B2 (en) Method and apparatus not sensitive to chemical structure for dissociating ions
JP5440449B2 (en) Ion trap mass spectrometer
JP2008282594A (en) Ion trap type mass spectroscope
WO2010116396A1 (en) Ion trap device
JP5808807B2 (en) Linear ion trap for radial amplitude assisted transfer
JP7143737B2 (en) Mass spectrometer, ion generation timing control method and ion generation timing control program
JP5407616B2 (en) Ion trap device
JP2001167729A (en) Ion trap mass spectrometer
JPH113679A (en) Device and method for ion trap mass spectrometry
JP5482135B2 (en) Ion trap mass spectrometer
JP5146411B2 (en) Ion trap mass spectrometer
JP7192736B2 (en) Linear ion trap and its operation method
JP2005310610A (en) Ion selecting method in ion storage device
US9870912B2 (en) Mass spectrometers having real time ion isolation signal generators
JP7151625B2 (en) Mass spectrometer
JP3960306B2 (en) Ion trap device
JP2021061108A5 (en)
JP7074214B2 (en) Mass spectrometer
JP5293562B2 (en) Ion trap mass spectrometer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111122

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20111122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121030

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121112

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5146411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207

Year of fee payment: 3