JP5412246B2 - Spectral signal correction method in quadrupole mass spectrometer - Google Patents

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Description

本発明は四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法に関し、更に詳しくはノイズ成分を効果的に除去して正確なスペクトル信号を得るようにした四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法に関する。例えば、GC−MS(ガスクロマトグラフ質量分析計)、前処理装置のついたGC−MSの分野、あるいはLC−MS(液体クロマトグラフ質量分析計)の分野で使用される。   The present invention relates to a spectral signal correction method in a quadrupole mass spectrometer, and more particularly to a spectral signal correction method in a quadrupole mass spectrometer that effectively removes noise components to obtain an accurate spectral signal. For example, it is used in the field of GC-MS (gas chromatograph mass spectrometer), GC-MS with a pretreatment device, or LC-MS (liquid chromatograph mass spectrometer).

四重極質量分析装置(QMS)は、4極子の中にイオン化された流体を通過させ、フィルタ機能を利用して通過したイオンのスペクトルを得るようにした装置である。通常、QMSでは、マチュー(Mathieu)の式に従い、常にRF(高周波)とDC(直流)をある比でもって駆動させ、マスフィルタとして機能させている。マスフィルタを介して検出器によってイオンを検出し、A/Dコンバータによりデジタル処理し、コンピュータでデジタル処理が行われる。   A quadrupole mass spectrometer (QMS) is a device that allows an ionized fluid to pass through a quadrupole and obtains a spectrum of ions that have passed through the filter function. Normally, in QMS, RF (high frequency) and DC (direct current) are always driven at a certain ratio in accordance with Mathieu's formula to function as a mass filter. Ions are detected by a detector through a mass filter, digitally processed by an A / D converter, and digitally processed by a computer.

図4は四重極質量分析装置の構成概念図である。分子、原子等の粒子は、イオン化ボックス2に入る。加熱されたフィラメント3により熱電子が放出され、イオン化ボックス2内の粒子に衝突してイオンを形成させる。この形成されたイオンは、リペラ(イオン加速レンズ)1により加速され、イオン化ボックス2から出射される。4はフィラメント3から放出された電子を捕獲するためのトラップ電極である。イオン化ボックス2には、粒子を送り込むためのキャリアガスが導入される。   FIG. 4 is a conceptual diagram of the configuration of a quadrupole mass spectrometer. Particles such as molecules and atoms enter the ionization box 2. Thermoelectrons are emitted by the heated filament 3 and collide with particles in the ionization box 2 to form ions. The formed ions are accelerated by a repeller (ion acceleration lens) 1 and emitted from an ionization box 2. Reference numeral 4 denotes a trap electrode for capturing electrons emitted from the filament 3. A carrier gas for feeding particles is introduced into the ionization box 2.

イオン化ボックス2から出射されたイオンは、続くレンズ5で集束され四重極(QP)10に入る。四重極10は図に示すように4個の電極より構成され、それぞれ対向する電極に同じ電圧が印加される。印加される電圧は、高周波(RF)と直流電圧(DC)である。高周波発生器6と直流電源7は直列接続され、電極に印加される。この電圧と位相が90°違う電圧が移相器8で作られ、先の電極ペアとは異なる電極ペア間に印加される。   Ions emitted from the ionization box 2 are focused by the subsequent lens 5 and enter the quadrupole (QP) 10. The quadrupole 10 is composed of four electrodes as shown in the figure, and the same voltage is applied to the electrodes facing each other. The applied voltage is a high frequency (RF) and a direct voltage (DC). The high frequency generator 6 and the DC power source 7 are connected in series and applied to the electrodes. A voltage that is 90 ° out of phase with this voltage is generated by the phase shifter 8 and applied between an electrode pair different from the previous electrode pair.

ここで、高周波発生器6と直流電源7は、それぞれ周波数と電圧値が可変できるように構成されており、これらの電圧を印加することにより、四重極10はマスフィルタとして機能することになる。四重極10を通過したイオンは、ポストフィルタ11を介して、コンバージョンダイノード(CD)12に照射される。なお、マスフィルタは例えば1マスユニット毎にRFとDCがステップ送りで掃引されるように構成される。これにより、フィルタを通過するイオンの質量数が低質量側から高質量側へ(又は逆方向に)ステップ的に変化し、質量掃引が行われる。ここで、ある質量数のイオンを通過させているステップをマスステップと定義する。   Here, the high frequency generator 6 and the DC power source 7 are configured so that the frequency and the voltage value can be varied, respectively, and by applying these voltages, the quadrupole 10 functions as a mass filter. . Ions that have passed through the quadrupole 10 are irradiated to a conversion dynode (CD) 12 through a post filter 11. Note that the mass filter is configured so that RF and DC are swept by step feed for each mass unit, for example. As a result, the mass number of ions passing through the filter changes stepwise from the low mass side to the high mass side (or in the reverse direction), and mass sweep is performed. Here, a step in which ions having a certain mass number are passed is defined as a mass step.

ここで、ポストフィルタ11は、ステップウェイト(Step Wait)期間と、データアクイジッション期間でその電位を変えるようになっている。この結果、CD12の表面からは入射イオンに応じた電子eが出射され、検出器13で検出される。検出されたイオン信号は図示しないA/Dコンバータによりデジタルデータに変換され、図示しないAPU(Acquisition Processing Unit)に送られ、データ処理が行われる。   Here, the post filter 11 changes its potential between a step wait period and a data acquisition period. As a result, electrons e corresponding to the incident ions are emitted from the surface of the CD 12 and detected by the detector 13. The detected ion signal is converted into digital data by an A / D converter (not shown) and sent to an APU (Acquisition Processing Unit) (not shown) for data processing.

図5は従来装置のデータ収集のタイムチャートである。以下にその動作を示す。
1)フィラメント3より発生する熱電子によって分子はイオン化され、適切なレンズ5によって集束され、QP10に導入される。
FIG. 5 is a time chart of data collection of the conventional apparatus. The operation is shown below.
1) Molecules are ionized by thermoelectrons generated from the filament 3, focused by an appropriate lens 5, and introduced into the QP 10.

2)QP10に導入されたイオンは、QP10に印加されたRF/DC6,7によりマスフィルタリングされる。印加されるRF/DCは、図示しないAPUによって、各マスステップで要求される電圧で印加される。図6は従来装置の動作説明図である。図4と同一のものは、同一の符号を付して示す。検出器13で検出された各マスステップ毎の検出信号は、続くA/Dコンバータ14によりデジタルデータに変換された後、APU15に入力される。   2) The ions introduced into the QP 10 are mass filtered by the RF / DCs 6 and 7 applied to the QP 10. The applied RF / DC is applied at a voltage required at each mass step by an APU (not shown). FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the conventional apparatus. The same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The detection signal for each mass step detected by the detector 13 is converted into digital data by the subsequent A / D converter 14 and then input to the APU 15.

APU15は該A/Dコンバータ14の出力を受けて、データ採取を行ない、信号処理を行なう。同時に、検出器13に対してデータアクイジッション指令を与える。
3)各マスステップにおいて、APU15は信号検出系に指令を送り、ステップ−ウェイト(Step−Wait)の期間だけ、待機させる。
The APU 15 receives the output of the A / D converter 14, collects data, and performs signal processing. At the same time, a data acquisition command is given to the detector 13.
3) At each mass step, the APU 15 sends a command to the signal detection system and waits for a step-wait period.

4)ステップ−ウェイトの期間だけ待機した後、APU15は信号検出系に指令を送り、指定されたアキュムレーション(Accumlation)の期間、イオン検出信号を採取する。   4) After waiting for the step-wait period, the APU 15 sends a command to the signal detection system, and collects the ion detection signal during the designated accumulation period.

5)検出されたイオン検出信号は、A/Dコンバータ14によりデジタル化され、APU15によりさまざまな処理が行われ、計測中のマスのイオン強度としてデータ化される。   5) The detected ion detection signal is digitized by the A / D converter 14, subjected to various processes by the APU 15, and converted into data as the ion intensity of the mass being measured.

6)2)〜4)の動作を指定された質量数の範囲(ロウマス(Low−mass)〜ハイマス(High−mass))を繰り返し、データ採取が行われることになる。
従来のこの種の装置では、2次イオン質量分析(SIMS)及びイオン散乱分析(ISS)を複合することにより、試料の組成の同定を容易にし、定量性も可能となり、高感度で効率的な試料の分析を可能とした複合分析装置が知られている(例えば特許文献1参照)。また、分析感度を低下させることなく、光や中性粒子を確実に遮断してS/N比を向上させた粒子分離装置が知られている(例えば特許文献2参照)。或いはまた、四重極電極に高周波電圧と直流電圧の重畳電圧を印加し、イオン源からのイオン電流を該四重極電極を通して検出器で検出する四重極質量分析装置において、複数の微小チャネルを2次元的に配置し、四重極電極の中心軸が通過する位置に開口部を有して形成されるプレートを四重極電極の中心軸上に配置することにより検出器を構成する四重極質量分析装置が知られている(例えば特許文献3参照)。
6) Data collection is performed by repeating the operations of 2) to 4) in the specified mass number range (Low-mass to High-mass).
In this type of conventional device, the combination of secondary ion mass spectrometry (SIMS) and ion scattering analysis (ISS) facilitates the identification of the composition of the sample, enables quantitativeness, and is highly sensitive and efficient. A complex analyzer that enables analysis of a sample is known (for example, see Patent Document 1). Further, there is known a particle separation apparatus that improves the S / N ratio by reliably blocking light and neutral particles without reducing analytical sensitivity (see, for example, Patent Document 2). Alternatively, in a quadrupole mass spectrometer that applies a superimposed voltage of a high-frequency voltage and a DC voltage to a quadrupole electrode and detects an ion current from the ion source through the quadrupole electrode with a detector, a plurality of microchannels Are arranged two-dimensionally, and a plate formed with an opening at a position through which the central axis of the quadrupole electrode passes is arranged on the central axis of the quadrupole electrode. A quadrupole mass spectrometer is known (see, for example, Patent Document 3).

特開平5−89817号公報(段落0013〜0015、図1)JP-A-5-89817 (paragraphs 0013 to 0015, FIG. 1) 特開平8−64169号公報(段落0012〜0017、図1,図3)JP-A-8-64169 (paragraphs 0012 to 0017, FIGS. 1 and 3) 特開平10−144254号公報(段落0016〜0020、図1,図2)Japanese Patent Laid-Open No. 10-144254 (paragraphs 0016 to 0020, FIGS. 1 and 2)

しかしながら、従来技術は中性分子によるノイズも含めてデータ化されているため、スペクトルの一致度や感度に影響していると考えられる。また、従来技術ではオフアクシスなど複雑な光学系を利用して物理的に中性分子を除去しているため、コストがかかるという問題がある。   However, since the prior art is converted into data including noise due to neutral molecules, it is considered that the degree of coincidence and sensitivity of the spectrum are affected. In addition, the conventional technique has a problem in that it is costly because neutral molecules are physically removed using a complicated optical system such as off-axis.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、スキャンサイクル中に適宜ノイズを測定し、データ処理に反映させると共に、これによる測定中に変化するサンプル並びにキャリアガスの変動に対応する中性粒子ノイズの除去を行なうことができる四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and appropriately measures noise during a scan cycle and reflects it in data processing, and copes with changes in the sample and carrier gas that change during the measurement. An object of the present invention is to provide a spectral signal correction method in a quadrupole mass spectrometer capable of removing neutral particle noise.

上記の問題を解決するために、本発明は以下に示すような方法をとっている。
(1)請求項1記載の発明は、測定対象の分子、原子をイオン化し、得られたイオンを重極マスフィルタを通して検出器で検出すると共に、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させて掃引し、質量数掃引にともなって得られた検出信号をコンピュータで演算処理し、MSスペクトルを得るようにした四重極質量分析装置において、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に前記検出器にイオンを入射させないノイズ取得期間を設け、当該ノイズ取得期間に前記検出器から得られたノイズ信号を、前記ステップ毎にイオンを前記検出器により検出して得られたイオン検出信号から減算することによりスペクトル補正を行なうようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following method.
(1) Ion invention of claim 1 wherein the molecular to be measured, the atom is ionized, and detects the resulting ions at the detector through the four Jukyoku mass filter, which passes the quadrupole mass filter the number of mass steps alter the sweeps, and processing the detection signals obtained with the mass number swept computer, the quadrupole mass spectrometer was set to obtain the MS spectrum, the quadrupole A noise acquisition period in which ions are not incident on the detector is provided for each step in which the mass number of ions passing through the mass filter is changed stepwise, and the noise signal obtained from the detector in the noise acquisition period is be characterized in that to perform the spectrum correction by the ions in each step is subtracted from the ion detection signal obtained by detecting by said detector .

(2)請求項2記載の発明は、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に変化直後に前記検出器からイオン検出信号を取り出さないステップウェイト時間をおいてから前記検出器からイオン検出信号を取り出すようにすると共に、前記ノイズ取得期間を前記ステップウェイト期間に設けるようにしたことを特徴とする。
(2) The invention according to claim 2 is a step wait time in which an ion detection signal is not taken out from the detector immediately after the change for each step in which the mass number of ions passing through the quadrupole mass filter is changed stepwise. An ion detection signal is taken out from the detector after a while, and the noise acquisition period is provided in the step weight period .

本発明は以下に示すような効果を奏する。
(1)請求項1記載の発明によれば、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に前記検出器にイオンを入射させないノイズ取得期間を設け、当該ノイズ取得期間に前記検出器から得られたノイズ信号を、前記ステップ毎にイオンを前記検出器により検出して得られたイオン検出信号から減算することにより、ノイズを除去することができ、また、測定中に変化するサンプル並びにキャリアガスの変動に対応する中性粒子ノイズの除去を行なうことができる。
The present invention has the following effects.
(1) According to the invention of claim 1, a noise acquisition period in which ions are not incident on the detector is provided for each step in which the mass number of ions passing through the quadrupole mass filter is changed stepwise, Noise can be removed by subtracting the noise signal obtained from the detector during the noise acquisition period from the ion detection signal obtained by detecting ions by the detector at each step , and The neutral particle noise corresponding to the sample changing during measurement and the fluctuation of the carrier gas can be removed.

(2)請求項2記載の発明によれば、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に変化直後に前記検出器からイオン検出信号を取り出さないステップウェイト時間をおいてから前記検出器からイオン検出信号を取り出すようにすると共に、前記ノイズ取得期間を前記ステップウェイト期間に設けるようにして、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(2) According to the invention described in claim 2 , the step of not extracting the ion detection signal from the detector immediately after the change for each step of stepwise changing the mass number of ions passing through the quadrupole mass filter. The noise component can be removed by taking out the ion detection signal from the detector after waiting time and providing the noise acquisition period in the step weight period .

本発明の実施例1の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of Example 2 of this invention. 本発明の実施例4の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of Example 4 of this invention. 四重極質量分析装置の構成概念図である。It is a composition conceptual diagram of a quadrupole mass spectrometer. 従来装置のデータ収集のタイムチャートである。It is a time chart of data collection of the conventional device. 従来装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a conventional apparatus.

以下、本発明の実施例について、詳細に説明する。
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の動作を示すタイムチャートである。実施例1も基本的な構成は図4,図6と変わらず、アキュムレーション(Accumulation:蓄積)の後にノイズ採取のための、ノイズアクイジッション(Noise−Acquisition:略してNoise−Acq)期間を設け、その期間に図4に示す、検出器13手前のポストフィルタ11の電位を変化させるようになっている。以下に実施例1の動作を説明する。
Examples of the present invention will be described in detail below.
Example 1
FIG. 1 is a time chart showing the operation of the first embodiment of the present invention. The basic configuration of Example 1 is the same as in FIGS. 4 and 6, and a noise acquisition (Noise-Acq) period for noise collection is provided after accumulation (accumulation). In this period, the potential of the post filter 11 before the detector 13 shown in FIG. 4 is changed. The operation of the first embodiment will be described below.

1)フィラメント3より発生する熱電子によって、分子はイオン化され、適切なレンズ5によって四重極(QP)10に導入される。
2)QP10に導入されたイオンは、QP10に加えられたRF/DC6,7によりマスフィルタリングされ、印加されるRF/DCは、APU15によって各マスステップで要求される電圧で印加される。
1) The molecules are ionized by the thermoelectrons generated from the filament 3 and introduced into the quadrupole (QP) 10 by an appropriate lens 5.
2) The ions introduced into the QP 10 are mass filtered by the RF / DCs 6 and 7 added to the QP 10, and the applied RF / DC is applied by the APU 15 at a voltage required at each mass step.

3)各マスステップにおいて、RF/DC6,7の応答、イオンの飛行時間を考慮し、ステップウェイトの時間を待機する。
4)ステップウェイト待機後、指定されたアキュムレーションの期間にアクイジッションに示すように、検出器13によりイオン検出信号を採取する。
3) In each mass step, considering the response of RF / DC6, 7 and the flight time of ions, wait for the step weight time.
4) After waiting for the step wait, an ion detection signal is collected by the detector 13 as shown in the acquisition during the designated accumulation period.

5)検出されたイオン検出信号は、A/Dコンバータ14によりデジタル化される。
6)アキュムレーション期間の後のノイズアクイジッション期間では、ポストフィルタ11の電圧をレギュラポテンシャル(Regular potential)からノイズアクイジッションポテンシャル(Noise Acq potential)に変更する(実際には0Vにする。若しくはレギュラポテンシャルの極性を反転させる)。
5) The detected ion detection signal is digitized by the A / D converter 14.
6) In the noise acquisition period after the accumulation period, the voltage of the post-filter 11 is changed from a regular potential to a noise acquisition potential (Noise Acq potential) (actually, 0V or regular). Invert the polarity of the potential).

7)ポストフィルタ11の電位を変更することで、イオンを検出器13まで到達できないようにする。この結果、イオンを検出できないため、中性分子由来のノイズを検出することが可能となり、ノイズアクイジッション期間において、中性分子由来のノイズを検出する。つまり、中性分子はイオン化されていないために、ポストフィルタ11の電位の影響を受けないため、検出器13まで到達することができ、ノイズデータとして検出することができるのである。   7) The potential of the post filter 11 is changed so that ions cannot reach the detector 13. As a result, since ions cannot be detected, it is possible to detect noise derived from neutral molecules, and to detect noise derived from neutral molecules during the noise acquisition period. That is, since the neutral molecule is not ionized and is not affected by the potential of the post filter 11, it can reach the detector 13 and can be detected as noise data.

8)7)で検出されたノイズシグナルを、A/Dコンバータ14によりデジタル化する。
9)APU15の処理で5)で検出したイオンシグナルと、8)で検出したノイズシグナルとを比較演算させ、計測中のマスのイオン強度としてデータ化する。比較演算の処理の一例として、イオンシグナルからノイズを減算して、計測中のマスのイオン強度とする方法が考えられる。
8) The noise signal detected in 7) is digitized by the A / D converter 14.
9) The ion signal detected in 5) by the processing of the APU 15 and the noise signal detected in 8) are compared and calculated as the ion intensity of the mass being measured. As an example of the comparison calculation process, a method of subtracting noise from the ion signal to obtain the ion intensity of the mass being measured can be considered.

10)3)〜9)の動作を指定された質量数の範囲(ロウマス〜ハイマス)だけ繰り返し、データ採取が行われる。
この実施例によれば、スペクトルアクイジッション期間とノイズアクイジッション期間で検出した信号とノイズの比較演算を行って、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(実施例2)
図2は本発明の実施例2の動作を示すタイムチャートである。実施例1では、各マスステップ毎にノイズアクイジッション期間を設けているが、実施例2では、図2に示すように、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッションを行なうようにしたものである。このようにして、実施例2では、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッションを設けており、これらノイズアクイジッションのデータを、全ステップのノイズアクイジッションデータとして用いて補正演算を行なうものである。例えば、全スキャンをスキャンの初めのノイズアクイジッションデータを用いて補正をしてもよいし、全スキャンをスキャンの最後のノイズアクイジッションデータを用いて補正してもよい。
10) The operations of 3) to 9) are repeated for the designated mass number range (low mass to high mass) to collect data.
According to this embodiment, the noise component can be removed by performing a comparison operation between the signal detected in the spectrum acquisition period and the noise acquisition period and the noise.
(Example 2)
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, a noise acquisition period is provided for each mass step. However, in the second embodiment, as shown in FIG. 2, noise acquisition is performed at the beginning and end of scanning. is there. In this way, in the second embodiment, noise acquisition is provided at the beginning and end of scanning, and correction calculation is performed using these noise acquisition data as noise acquisition data for all steps. It is. For example, the entire scan may be corrected using the noise acquisition data at the beginning of the scan, or the entire scan may be corrected using the noise acquisition data at the end of the scan.

更には、最初のノイズアクイジッションデートと最後のノイズアクイジッションデータの平均をとり、全てのマスステップのノイズアクイジッションデータとして用いることもできる。この実施例によれば、各マス位置の最初と最後にノイズアクイジッション期間を設け、この期間で検出したノイズアクイジッションデータを、それぞれのマスステップでのノイズデータとして、前記ノイズアクイジッションデータを用いることで、精度は若干落ちるものの、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(実施例3)
実施例2では、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッション期間を設けた場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、適宜必要なマス位置でノイズアクイジッション期間を設けるようにしてもよい。この実施例によれば、それぞれのマスステップでのノイズデータとして任意の位置で取得したものを用いてスペクトルアクイジッション期間で測定したアクイジッションデータを補正することができ、精度は若干落ちるものの、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(実施例4)
実施例1〜実施例3では、各マスステップの最後、即ちアキュムレーション期間の後にノイズアクイジッション期間を設けた場合を示したが、これではイオン検出の時間を削ることになるので、若干効率が悪い。そこで、イオンを元々検出していない、ステップウェイト期間を利用してノイズアクイジッションを行なうものである。以下にその動作を説明する。ハードウェアの構成は、図4と図6に示すものを用いる。
Furthermore, the average of the first noise acquisition date and the last noise acquisition data can be taken and used as the noise acquisition data of all the mass steps. According to this embodiment, a noise acquisition period is provided at the beginning and end of each square position, and the noise acquisition data detected in this period is used as noise data in each square step, and the noise acquisition period is set. By using data, the noise component can be removed, although the accuracy is slightly reduced.
(Example 3)
In the second embodiment, the case where the noise acquisition period is provided at the beginning and the end of the scan has been described. However, the present invention is not limited to this, and a noise acquisition period may be provided at a necessary square position as appropriate. According to this embodiment, it is possible to correct the acquisition data measured in the spectrum acquisition period using the noise data obtained at each position as the noise data in each mass step, although the accuracy is slightly reduced. The noise component can be removed.
Example 4
In the first to third embodiments, the case where the noise acquisition period is provided at the end of each mass step, that is, after the accumulation period is shown. bad. Therefore, noise acquisition is performed using a step weight period in which ions are not originally detected. The operation will be described below. The hardware configuration shown in FIGS. 4 and 6 is used.

1)フィラメント3より発生する熱電子によって、分子はイオン化され、適切なレンズ5によって四重極(QP)10に導入される。
2)QP10に導入されたイオンは、QP10に加えられたRF/DC6,7によりマスフィルタリングされ、印加されるRF/DCは、APU15によって各マスステップで要求される電圧で印加される。
1) The molecules are ionized by the thermoelectrons generated from the filament 3 and introduced into the quadrupole (QP) 10 by an appropriate lens 5.
2) The ions introduced into the QP 10 are mass filtered by the RF / DCs 6 and 7 added to the QP 10, and the applied RF / DC is applied by the APU 15 at a voltage required at each mass step.

3)各マスステップにおいて、RF/DC6,7の応答、イオンの飛行時間を考慮し、ステップウェイトの時間を待機する。
4)ステップウェイト期間に、ノイズアクイジッション期間を挿入し、ポストフィルタ11の電位をレギュラポテンシャルからノイズアクイジッションポテンシャルに変更する。
3) In each mass step, considering the response of RF / DC6, 7 and the flight time of ions, wait for the step weight time.
4) Insert a noise acquisition period in the step wait period, and change the potential of the post filter 11 from the regular potential to the noise acquisition potential.

5)ポストフィルタ11の電位を変更することで、イオンを検出器13まで到達できないようにする。この状態では、イオンを検出できないため、中性分子由来のノイズを検出することが可能となり、ノイズアクイジッション期間において、中性分子由来のノイズを検出する。   5) The potential of the post filter 11 is changed so that ions cannot reach the detector 13. In this state, since ions cannot be detected, it becomes possible to detect noise derived from neutral molecules, and noise derived from neutral molecules is detected during the noise acquisition period.

6)5)で検出されたノイズを、A/Dコンバータ14によりデジタルデータに変換する。
7)ステップウェイト待機後、指定されたアキュムレーションの期間にアクイジッションに示すように、イオン検出信号を採取する。
6) The noise detected in 5) is converted into digital data by the A / D converter 14.
7) After waiting for a step wait, an ion detection signal is collected as indicated by acquisition during the designated accumulation period.

8)検出されたイオン検出信号は、A/Dコンバータ14によりデジタルデータに変換される。
9)APU15は6)で検出したノイズデータと、8)で検出したイオンシグナルデータとを比較演算し、計測中のマスのイオン強度としてデータ化される。具体的例をあげると、アキュムレーション期間中に測定したデータからノイズアクイジッション期間で測定したノイズデータを減算することで、ノイズを含まないイオンシグナルデータを得る。
8) The detected ion detection signal is converted into digital data by the A / D converter 14.
9) The APU 15 compares the noise data detected in 6) with the ion signal data detected in 8), and is converted into data as the ion intensity of the mass being measured. As a specific example, the noise signal-free ion signal data is obtained by subtracting the noise data measured during the noise acquisition period from the data measured during the accumulation period.

10)3)〜9)の動作を指定された質量数の範囲(ロウマス〜ハイマス)を繰り返して、データ採取を行なう。
この実施例によれば、イオンを検出していないステップウェイト期間の中にノイズアクイジッション期間を設けたので、データ取得の効率を向上させることができる。
(実施例5)
(実施例1)〜(実施例4)において、ノイズアクイジッションを行なうために、ポストフィルタ11の電位を変更しているが、QP10の電位若しくは他のレンズでも、レギュラポテンシャルからノイズアクイジッションポテンシャルに変更することで、同様のことが期待できる。中性ノイズを検出するために荷電粒子を除去する手段、つまり荷電粒子阻止機構はポストフィルタに限るものではなく、現四重極質量分析装置に新たにレンズを配置することも考えられる。或いは、現配置されているレンズに任せることも可能である。
10) Data collection is performed by repeating the operations of 3) to 9) in the designated mass number range (low mass to high mass).
According to this embodiment, since the noise acquisition period is provided in the step wait period in which ions are not detected, the data acquisition efficiency can be improved.
(Example 5)
In (Embodiment 1) to (Embodiment 4), in order to perform noise acquisition, the potential of the post filter 11 is changed. However, even with the potential of QP10 or another lens, noise acquisition is performed from the regular potential. The same can be expected by changing to potential. The means for removing charged particles in order to detect neutral noise, that is, the charged particle blocking mechanism is not limited to the post filter, and a new lens may be arranged in the current quadrupole mass spectrometer. Alternatively, it can be left to the currently arranged lens.

また、イオン化室(イオン化ボックス)2直後のレンズ5を荷電粒子を阻止するためのレンズとすることで、QP10内には殆どの荷電粒子は進入できないので、これを計測することで、ケミカルなノイズではなく、エレクトロニクスのノイズとして測定、切り分けることも可能となり、またデータに反映させることも可能である。   In addition, since the lens 5 immediately after the ionization chamber (ionization box) 2 is used as a lens for blocking charged particles, most charged particles cannot enter the QP 10. Rather, it can be measured and separated as electronics noise, and can be reflected in the data.

以上、説明した本発明の効果を列挙すれば、以下の通りである。
1)オフアクシスなど光学的なメカの変更無しに、中性分子ノイズをデータから除去することができる。
The effects of the present invention described above are listed as follows.
1) Neutral molecular noise can be removed from the data without changing the optical mechanism such as off-axis.

2)中性粒子が引き起こすノイズは測定中に変化し、本発明は測定中にノイズリダクションを適用することを目的としているため、導入するキャリアやサンプルの量など測定条件に、受動的に適宜対応することができる。   2) Noise caused by neutral particles changes during measurement, and the present invention aims to apply noise reduction during measurement. Therefore, passively and appropriately respond to measurement conditions such as the amount of carrier and sample introduced. can do.

3)また、同様に測定中に引き起こされる中性粒子のノイズを、一律なレベルのノイズカットでは検出限界に近いような小信号を減衰させてしまうことが考えられるが、本発明では、導入される中性粒子に応じたノイズカットを目的としているため、小信号の減衰を抑制することができる。   3) Similarly, it is considered that neutral noise caused during measurement attenuates small signals that are close to the detection limit with a uniform level of noise cut, but this is introduced in the present invention. Since the objective is to cut noise according to neutral particles, the attenuation of small signals can be suppressed.

4)質量数依存誤差(スペクトル)補正等のためにダイナミックにレンズ電圧を掃引した場合にも、中性分子由来のノイズ量が変化してしまうが、リアルタイムにノイズ検出を行なうことで、小信号の減衰を防止することができる。   4) Even when the lens voltage is swept dynamically to correct the mass number-dependent error (spectrum), etc., the amount of noise derived from neutral molecules will change, but small signals can be obtained by detecting noise in real time. Can be prevented from decaying.

5)ノイズのクリーン化によりスペクトルを改善することができる。
6)スペクトル改善に伴い、ライブラリスペクトルの一致度を向上させることができる。
5) The spectrum can be improved by noise reduction.
6) With the spectrum improvement, the degree of coincidence of library spectra can be improved.

7)S/N比を向上させることができる。
8)(実施例4)では、イオン検出効率を損なうことなく、ノイズ検出を行なうことができる。
7) The S / N ratio can be improved.
8) In (Example 4), noise detection can be performed without impairing ion detection efficiency.

1 リペラ
2 イオン化ボックス
3 フィラメント
4 トラップ
5 レンズ
6 高周波電源
7 直流電源
8 移相器
10 四重極電極(QP)
11 ポストフィルタ
12 CD(コンバージョンダイノード)
13 検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Repeller 2 Ionization box 3 Filament 4 Trap 5 Lens 6 High frequency power supply 7 DC power supply 8 Phase shifter 10 Quadrupole electrode (QP)
11 Post filter 12 CD (conversion dynode)
13 Detector

Claims (2)

測定対象の分子、原子をイオン化し、得られたイオンを重極マスフィルタを通して検出器で検出すると共に、前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させて掃引し、質量数掃引にともなって得られた検出信号をコンピュータで演算処理し、MSスペクトルを得るようにした四重極質量分析装置において、
前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に前記検出器にイオンを入射させないノイズ取得期間を設け、当該ノイズ取得期間に前記検出器から得られたノイズ信号を、前記ステップ毎にイオンを前記検出器により検出して得られたイオン検出信号から減算することによりスペクトル補正を行なうようにしたことを特徴とする四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。
Molecules to be measured, the atom is ionized, and detects the resulting ions at the detector through the four Jukyoku mass filter, sweep steps alter the mass number of the ions passing said quadrupole mass filter In the quadrupole mass spectrometer in which the detection signal obtained with the mass number sweep is processed by a computer to obtain an MS spectrum,
A noise acquisition period in which ions are not incident on the detector is provided for each step in which the mass number of ions passing through the quadrupole mass filter is changed stepwise, and the noise obtained from the detector during the noise acquisition period Spectral signal correction method in quadrupole mass spectrometer characterized in that signal is subtracted from ion detection signal obtained by detecting ions by said detector at each step .
前記四重極マスフィルタを通過させるイオンの質量数をステップ的に変化させる各ステップ毎に変化直後に前記検出器からイオン検出信号を取り出さないステップウェイト時間をおいてから前記検出器からイオン検出信号を取り出すようにすると共に、前記ノイズ取得期間を前記ステップウェイト期間に設けるようにしたことを特徴とする請求項1記載の四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。 After each step of changing the mass number of ions passing through the quadrupole mass filter in a stepwise manner, after a step wait time during which no ion detection signal is extracted from the detector immediately after the change, the ion detection signal from the detector. The method for correcting a spectrum signal in a quadrupole mass spectrometer according to claim 1 , wherein the noise acquisition period is provided in the step weight period .
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