JP5234019B2 - 質量分析装置 - Google Patents
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Description
イオンファンネルは上述したようにイオン輸送効率や収束性の点で優れていると言えるものの、以下に説明するような課題がある。
a)第1ガス圧よりも低く第2ガス圧よりも高いガス圧の真空雰囲気中に配置され、イオン輸送方向に沿った少なくとも一部範囲で開口径が漸減するように複数のリング電極をイオン輸送方向に並べたファンネル構造である電極部と、イオン輸送方向に隣接するリング電極に位相が反転した高周波電圧を印加するとともに、イオン輸送方向にイオンを進行させる電位勾配が形成されるように各リング電極に直流電圧を印加する電圧印加部と、を含むイオン輸送光学系と、
b)前記電極部の複数のリング電極で囲まれるリング電極内空間の中でイオン輸送方向に最も手前に位置するリング電極よりも後方の位置に、イオン輸送方向と略直交する方向にイオンを導入するイオン導入部と、
を備えることを特徴としている。
本発明に係る質量分析装置の一実施例(第1実施例)について添付図面を参照して説明する。
図1は第1実施例によるAP−MALDI質量分析装置の概略構成図、図2はこの質量分析装置におけるイオン輸送光学系の構成図である。
上記のガス流速度:2.5×103 [m/s]は、大気圧雰囲気と低真空雰囲気とを結ぶ典型的なイオン輸送系である、サンプリングコーンとスキマーとで構成されるインターフェイスにおいて、サンプリングコーンとスキマーとの間に形成される約100[Pa]の空間(上述の第1中間真空室4に相当)へ、大気圧雰囲気から流れ込むガス流速の典型値である。上記実施例の構成における、大気圧雰囲気であるイオン化室1と第1中間真空室4とを結ぶ細いキャピラリ管3から噴出するガス流の流速もほぼ上記値程度であると推測でき、キャピラリ管3から噴出するガス流に乗ってリング電極12、13内空間へと導入されるイオン速度の上限はこの程度になっていると推測できる。したがって、上記イオン軌道シミュレーションにおける運動エネルギー:100[eV](m/z=1000)は、大気圧雰囲気からリング電極内空間へと導入されるイオンの運動エネルギーを、実際の状況よりも大きく見込んだ値であると考えられる。その仮定の下でも、イオンが良好に輸送されているシミュレーション結果から考えて、実際の装置でも、本発明における特徴的なイオン輸送系が良好な輸送特性を有するものと推測できる。
本発明に係る質量分析装置の他の実施例(第2実施例)について添付図面を参照して説明する。
図7は第2実施例によるICP質量分析装置の概略構成図、図8はこの質量分析装置におけるイオン輸送光学系の構成図である。上記第1実施例における質量分析装置及びイオン輸送光学系と同じ構成要素には同一符号を付して詳しい説明を略す。
2…レーザ光源
3…キャピラリ管
4…第1中間真空室
5…第2中間真空室
6…イオンガイド
7…高真空室
8…四重極質量フィルタ
9…イオン検出器
C…イオン光軸
S…サンプル
10…電極部
12、13、17…リング電極
13a…切欠部
14…円板状電極
16…出口開口
20…回路部
21…抵抗アレイ
22…コンデンサ
23…高周波電源部
24…直流電源部
25…制御部
30…ガス導入管
31…ESIスプレイ部
32…脱溶媒管
40…プラズマトーチ
41…サンプリングコーン
42…オリフィス
Claims (11)
- 第1ガス圧であるイオン源で生成したイオンを第1ガス圧よりも低い第2ガス圧の真空雰囲気中に配設された質量分析部へ輸送して分析する質量分析装置において、
a)第1ガス圧よりも低く第2ガス圧よりも高いガス圧の真空雰囲気中に配置され、イオン輸送方向に沿った少なくとも一部範囲で開口径が漸減するように複数のリング電極をイオン輸送方向に並べたファンネル構造である電極部と、イオン輸送方向に隣接するリング電極に位相が反転した高周波電圧を印加するとともに、イオン輸送方向にイオンを進行させる電位勾配が形成されるように各リング電極に直流電圧を印加する電圧印加部と、を含むイオン輸送光学系と、
b)前記電極部の複数のリング電極で囲まれるリング電極内空間の中でイオン輸送方向に最も手前に位置するリング電極よりも後方の位置に、イオン輸送方向に略直交する方向にイオンを導入するイオン導入部と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置であって、
前記イオン導入部は、出口端がリング電極内空間に、入口端が前記イオン源で生成されたイオンを収集可能な位置に配置された細管であり、該細管の少なくとも出口端にイオンを反発する直流電位が与えられることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項2に記載の質量分析装置であって、
前記細管を複数備えることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項2又は3に記載の質量分析装置であって、
前記複数のリング電極の少なくとも1つをその一部を切り欠いた略C形状とし、その切り欠きにより形成された空間に前記細管を配置したことを特徴とする質量分析装置。 - 請求項2〜4のいずれかに記載の質量分析装置であって、
前記細管は入口端から出口端まで直線形状であることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項2〜5のいずれかに記載の質量分析装置であって、
前記イオン源はエレクトロスプレイイオン源、大気圧化学イオン源、大気圧光イオン源のいずれかであり、前記細管は加熱された脱溶媒管であることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1に記載の質量分析装置であって、
前記複数のリング電極の中のイオン輸送方向に連続する所定数をそれぞれその一部を切り欠いた略C形状とし、
前記イオン導入部は、前記切り欠きにより形成される空間に配設された、イオンサンプリング用のオリフィスを有する電極であり、該電極にイオンを反発する直流電位が与えられることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項7に記載の質量分析装置であって、
前記オリフィスを複数備えることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の質量分析装置であって、
前記電極部は、前記複数のリング電極の中のイオン輸送方向に最も手前に位置するリング電極の前方に開口を有さない円板状電極をさらに備え、該円板状電極にイオンを反発する直流電位が与えられることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の質量分析装置であって、
リング電極内空間のガス圧力が102〜104[Pa]の範囲内であることを特徴とする質量分析装置。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の質量分析装置であって、
第1ガス圧は略大気圧又は大気圧以上のガス圧であることを特徴とする質量分析装置。
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