JP6954465B2 - 四重極マスフィルタおよび分析装置 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、第1の態様の四重極マスフィルタにおいて、前記取り付け部は、前記保持部の前記中空部に面する内周面に、前記内周面が前記中心軸から離れる向きにくぼむ凹形状に形成されていることが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第2の態様の四重極マスフィルタにおいて、前記取り付け部の前記凹形状は、前記中空部の内周面に前記中心軸に沿って形成されている溝であることが好ましい。
本発明の第4の態様によると、第1から第3までのいずれか一態様の四重極マスフィルタにおいて、前記複数の導電部の少なくとも一部は、支持体により連結されて一体的に構成されることが好ましい。
本発明の第5の態様によると、第1から第3までのいずれか一態様の四重極マスフィルタにおいて、前記複数の導電部のそれぞれはクリップ機構が一体的に設けられ、前記クリップ機構により前記取り付け部に挟圧されて前記保持部に保持されることが好ましい。
本発明の第6の態様によると、第1から第5までのいずれか一態様の四重極マスフィルタにおいて、前記導電部を接地するため、または前記導電部に電圧を印加するための配線を備えることが好ましい。
本発明の第7の態様によると、第1から第6までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、前記取り付け部は、前記隣り合う電極のそれぞれに同じ大きさで異なる極性の電圧を印加したときに、前記導電部がゼロ電位となる位置に配置されることが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第1から第7までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、前記中心軸から前記4つの電極の最も近い点までの距離よりも、前記中心軸から、前記取り付け部に配置された前記複数の導電部の最も近い点までの距離の方が長いことが好ましい。
本発明の第9の態様によると、分析装置は、上述の四重極マスフィルタを備える。
本発明の第10の態様によると、第9の態様の分析装置において、前記導電部は接地されることが好ましい。
本発明の第11の態様によると、第9の態様の分析装置は、前記導電部に電圧を印加する電圧印加部を備えることが好ましい。
本発明の第12の態様によると、第11の態様の分析装置において、前記四重極マスフィルタを通過したイオンを検出する検出部を備え、前記電圧印加部は、前記検出部が第一の分析対象を検出する第一測定期間と、前記検出部が第二の分析対象を検出する第二測定期間との間の、測定を実施していない測定準備期間中に、前記イオンの極性とは同一のまたは異なる極性の電圧を前記導電部に印加することが好ましい。
図1(A)、(B)および(C)は、本実施形態の四重極マスフィルタ10aの形状を示す概念図であり、図1(A)は四重極マスフィルタ10aをその軸心方向から見た正面図であり、図1(B)および(C)はそれぞれ図1(A)の矢印A1およびA2の方向から見た側面図である。図2(A)は、四重極マスフィルタ10aを模式的に示す図1(A)の拡大図である。図2(B)は、図1(B)のWで示す領域について図2(A)のBで示す領域をA−A線方向から見た図である。
なお、m/zの値に基づいたイオンの分離ができれば電極11a、11b、11cおよび11dの断面の形状は特に限定されず、例えば双曲線状でもよい。
Va=U+Vcosωt
Vb=−(U+Vcosωt)
…(1)
ここで、Uは直流電圧の電圧値、Vは交流電圧の振幅、ωは交流電圧の周波数である。電圧印加部150は、向かい合う1組の電極11aおよび11cと、他の1組の電極11bおよび11dに大きさが等しく極性が異なる電圧を印加する。
mi(d2x/dt2)=−(2zex/ro 2)(U−Vcosωt)
mi(d2y/dt2)=−(2zey/ro 2)(U−Vcosωt)
…(2)
ここで、miはイオンの質量、eは電荷量である。このマシュー方程式から、所望のm/zを有するイオンが電極11に囲まれた空間を安定的に通過する電圧の条件や、所定の電圧を印加した場合に当該空間を安定的に通過するイオンのm/zの範囲等が求められる。分離したいイオンのm/zの値と、適宜m/zについて求められる選択性の程度とに基づいて電極11に印加される電圧が設定される。
なお、導電部300の支持体の形状は特に限定されず、適宜保持部20aの形状に対応した形状等にすることができる。
(1)本実施形態の四重極マスフィルタ10aは、中心軸Axを囲むように配置され四重極を構成する4つの電極11a、11b、11cおよび11dと、中心軸Axから見て、4つの電極11a、11b、11cおよび11dのうち隣り合う各組の電極の間へ向かう方向にそれぞれ少なくとも一つ配置される複数の導電部300a、300b、300cおよび300dを取り付ける取り付け部7と、中空部6aを有し、4つの電極11および複数の導電部300を保持する保持部20aと、を備え、導電部300は、導電部300を構成する材料の弾性を利用して取り付け部7に取り付けられて保持部20aに保持される。これにより、導電部300を取り付ける際にねじ止め等の作業を必ずしも必要とせず、四重極マスフィルタ10aの組立、保守を迅速に行うことができる。
(変形例1)
上述の実施形態では、導電部300を接地したが、導電部300の電圧を制御可能にする構成にしてもよい。
なお、プレ四重極マスフィルタ141に導電部300を配置してもよい。
なお、イオン化された試料Sを四重極マスフィルタ10bを用いて分離することができれば、質量分離部100の構成等は特に限定されない。
なお、情報処理部40は、測定部1000と物理的に離れた位置に配置されてもよい。また、情報処理部40が用いるデータの一部は遠隔のサーバ等に保存してもよく、情報処理部40が行う演算処理の一部は遠隔のサーバ等で行ってもよい。
なお、解析部51は、マススペクトルに対応するデータの作成の他、様々な解析を行うことができる。
なお、電圧設定部53は、ユーザーが入力した値をドウェル時間およびポーズ時間として設定してもよい。
なお、電極11に電圧を印加する電源と導電部300に電圧を印加する電源とを分け、導電部300に電圧を印加する電源を直流電源として構成してもよい。
なお、本変形例ではSIMにおいてポーズ時間に導電部300の電圧を変化させる例を示したが、実質的に測定を行っていないときであれば、特に限定されずいつでも導電部300の電圧を変化させることができる。例えば、タンデム四重極質量分析計において前段の四重極マスフィルタおよび/または後段の四重極マスフィルタを四重極マスフィルタ10bとする。前段の四重極マスフィルタで選択的に通過させたイオンを解離させ、当該解離させたイオンのうち特定のイオンを後段の四重極マスフィルタで選択的に通過させて検出する多重反応モニタリング(Multiple Reaction Monitoring;MRM)におけるポーズ時間に、前段および/または後段の四重極マスフィルタ10bの導電部300に電圧を印加してもよい。このような場合でも好適に保持部20aの帯電を防止することができる。
(1)本変形例の四重極マスフィルタ10bは、導電部300に電圧を印加するための配線を備える。これにより、導電部300の電圧を変化させ、帯電の原因となるイオンを移動させて四重極マスフィルタ10bにおける帯電を防ぐことができ、測定精度を上げることができる。
上述の実施形態では、保持部20aは、導電部300を構成する材料の弾性を利用して導電部300を保持する構成としたが、ねじ止めと組み合わせて、または弾性を利用せずねじ止めのみにより固定してもよい。このような場合でも、取り付け部7が溝状等の位置決めをしやすい構造をしているため、迅速に導電部300の取り付けを行うことができる。
上述の実施形態では、導電部300は保持部20aおよび保持部20zのそれぞれに設けられたが、導電部300が、保持部20aから保持部20zまで延在し、中心軸Axに沿った方向に一体的に構成されていてもよい。このような場合でも、取り付け部7が溝状等の位置決めをしやすい構造をしているため、迅速に導電部300の取り付けを行うことができる。さらに、導電部300が保持部20aと保持部20zの間も延在するため、中心軸Axからそれたイオンを効率よく取り込むことができる。
なお、この場合、導電部300a、300b、300cおよび300dは、一体的に構成されていなくてもよい。
第2の実施形態に係る四重極マスフィルタ10cは、第1の実施形態に係る四重極マスフィルタ10aと同様の構成を有しているが、導電部の構成が第1の実施形態とは異なっている。第1の実施形態との同一部分については第1の実施形態と同一の符号で参照し、場合に応じ説明を省略する。
(1)本実施形態の四重極マスフィルタ10cにおいて、複数の導電部301a、301b、301cおよび301dのそれぞれはクリップ機構が一体的に設けられ、このクリップ機構により取り付け部72a、72b、72cおよび72dに挟圧されて保持部20bに保持されている。これにより、導電部301a、301b、301cおよび301dを、ねじ止め等の作業を必ずしも必要とせず、迅速に位置決めされた取り付けが可能であり、四重極マスフィルタ10aの組立、保守を迅速に行うことができる。また、導電部301a、301b、301cおよび301dの構造も複雑でないため汎用性の高いものとしやすい。さらに、複数の導電部301a、301b、301cおよび301dの電圧をそれぞれ独立して制御することができる。
第3の実施形態に係る四重極マスフィルタ10dは、第2の実施形態に係る四重極マスフィルタ10cと同様の構成を有しているが、配置される導電部の数が第2の実施形態とは異なっている。第2の実施形態との同一部分については第2の実施形態と同一の符号で参照し、場合に応じ説明を省略する。
(1)本実施形態の四重極マスフィルタ10dは、中心軸Axから見て、4つの電極11のうち隣り合う各組の電極の間へ向かう方向にそれぞれ複数配置された複数の導電部301e、301f、301g、301h、301i、301j、301kおよび301lを備える。これにより、電極11に囲まれる空間内に想定される電場に合わせ、柔軟に導電部を配置することができ、当該空間内の電場の乱れを軽減またはなくすことができる。
Claims (12)
- 中心軸を囲むように配置され四重極を構成する4つの電極と、
前記中心軸から見て、前記4つの電極のうち隣り合う各組の電極の間へ向かう方向にそれぞれ少なくとも一つ配置される複数の導電部を取り付ける取り付け部と、
中空部を有し、前記4つの電極および前記複数の導電部を保持する保持部と、
を備え、
前記導電部は、前記導電部を構成する材料の弾性を利用して前記取り付け部に取り付けられて前記保持部に保持される四重極マスフィルタ。 - 請求項1に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記取り付け部は、前記保持部の前記中空部に面する内周面に、前記内周面が前記中心軸から離れる向きにくぼむ凹形状に形成されている四重極マスフィルタ。 - 請求項2に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記取り付け部の前記凹形状は、前記中空部の内周面に前記中心軸に沿って形成されている溝である四重極マスフィルタ。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記複数の導電部の少なくとも一部は、支持体により連結されて一体的に構成される四重極マスフィルタ。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記複数の導電部のそれぞれはクリップ機構が一体的に設けられ、前記クリップ機構により前記取り付け部に挟圧されて前記保持部に保持される四重極マスフィルタ。 - 請求項1から5までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記導電部を接地するため、または前記導電部に電圧を印加するための配線を備える四重極マスフィルタ。 - 請求項1から6までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記取り付け部は、前記隣り合う電極のそれぞれに同じ大きさで異なる極性の電圧を印加したときに、前記導電部がゼロ電位となる位置に配置される四重極マスフィルタ。 - 請求項1から7までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタにおいて、
前記中心軸から前記4つの電極の最も近い点までの距離よりも、前記中心軸から、前記取り付け部に配置された前記複数の導電部の最も近い点までの距離の方が長い四重極マスフィルタ。 - 請求項1から8までのいずれか一項に記載の四重極マスフィルタを備える分析装置。
- 請求項9に記載の分析装置において、
前記導電部は接地される分析装置。 - 請求項9に記載の分析装置において、
前記導電部に電圧を印加する電圧印加部を備える分析装置。 - 請求項11に記載の分析装置において、
前記四重極マスフィルタを通過したイオンを検出する検出部を備え、
前記電圧印加部は、前記検出部が第一の分析対象を検出する第一測定期間と、前記検出部が第二の分析対象を検出する第二測定期間との間の、測定を実施していない測定準備期間中に、前記イオンの極性とは同一のまたは異なる極性の電圧を前記導電部に印加する分析装置。
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