JP6989009B2 - 飛行時間型質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、飛行時間型質量分析装置に関する。

飛行時間型質量分析計（以下、適宜ＴＯＦ−ＭＳと呼ぶ）では、パルス電圧および定電圧により生じた電場によりイオンが加速され、加速されたイオンがイオン検出器において検出されるまでの飛行時間に基づいて各イオンのｍ／ｚ（質量電荷比）が測定される。上記パルス電圧や定電圧が測定条件により意図せず変化すると、飛行時間の測定精度が低下する。精密な質量分析においては、測定条件による飛行時間のばらつきを数ｐｐｍ程度以下まで抑制することが求められるため、様々な原因で起こるばらつきをそれぞれ改善する必要がある。

このようなばらつきを抑制する方法として、例えば、特許文献１では、パルス電圧を印加する周期が変化した際に起こる、パルス電圧の電圧降下等による飛行時間のばらつきを、ＴＯＦ−ＭＳを構成する各電極に印加する電圧を変化させることで低減している。

国際公開第２０１７／０６８７２９号

フライトチューブにはＴＯＦ−ＭＳのグランド（以下、単にグランドと呼ぶ）を基準とした定電圧が印加され、フライトチューブの内部を飛行したイオンを検出するイオン検出器にはフライトチューブに印加される定電圧を基準とした電圧が印加される。一方、イオン検出器からの検出信号は、カップリングコンデンサを介し、グランドを基準とした電圧が印加されるＡ／Ｄ変換器等に出力される。従って、イオン検出器から検出信号が出力される際、カップリングコンデンサに入出する電荷量に応じてフライトチューブの電圧が変動する。このフライトチューブの電圧変動により、イオンの飛行時間がばらついてしまうという問題があった。

本発明の第１の態様によると、飛行時間型質量分析装置は、フライトチューブと、前記フライトチューブに電圧を印加するフライトチューブ電源と、前記フライトチューブと前記フライトチューブ電源との間のフライトチューブ電圧部に接続されたノイズ除去回路と、を備え、前記ノイズ除去回路は、前記ノイズ除去回路の入力端からの入力電圧を反転増幅し、出力端を通じて前記フライトチューブ電圧部にフィードバックする。
本発明の第２の態様によると、第１の態様の飛行時間型質量分析装置において、前記ノイズ除去回路は、前記入力端および前記出力端のそれぞれに容量性を有する第１素子が接続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１または第２の態様の飛行時間型質量分析装置は、前記フライトチューブを飛行したイオンを検出するイオン検出器と、前記イオン検出器に、前記フライトチューブに印加する電圧を基準とした電圧を印加する検出器電源とを備えることが好ましい。
本発明の第４の態様によると、第３の態様の飛行時間型質量分析装置において、前記イオン検出器の出力端は、容量性を有する第２素子を介して信号処理回路に接続されていることが好ましい。

本発明によれば、イオン検出器から検出信号が出力されるときのフライトチューブの電圧変動を低減することができる。

図１は、一実施形態の飛行時間型質量分析装置の構成を示す概念図である。 図２は、飛行時間を測定するための回路の構成を示す概念図である。 図３は、ノイズ除去回路の構成を示す概念図である。 図４は、情報処理部の構成を示す概念図である。 図５（Ａ）は、比較例１における、フライトチューブの電圧を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、比較例２における、フライトチューブの電圧を示すグラフである。 図６は、実施例における、フライトチューブの電圧を示すグラフである。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

−第１実施形態−
図１は、本実施形態の飛行時間型質量分析装置を説明するための概念図である。飛行時間型質量分析装置１は、測定部１００と、情報処理部４０とを備える。測定部１００は、液体クロマトグラフ１０と、質量分析計２０とを備える。

液体クロマトグラフ１０は、移動相容器１１ａ，１１ｂと、送液ポンプ１２ａ，１２ｂと、試料導入部１３と、分析カラム１４とを備える。質量分析計２０は、イオン化部２１１を備えるイオン化室２１と、イオンレンズ２２１を備える第１真空室２２ａと、イオン化室２１から第１真空室２２ａへイオンを導入する管２１２と、イオンガイド２２２を備える第２真空室２２ｂと、第３真空室２２ｃと、分析室３０とを備える。第３真空室２２ｃは、第１質量分離部２３と、コリジョンセル２４と、イオンガイド２５とを備える。コリジョンセル２４は、イオンガイド２４０とＣＩＤガス導入口２４１とを備える。

分析室３０は、イオン輸送電極３０１と、第１加速部３１０と、第２加速部３２０と、フライトチューブ３３０と、リフレクトロン電極３４０と、バックプレート３５０と、検出部３６０とを備える。第１加速部３１０は、押出電極３１１ａと、引出電極３１１ｂとを備える。以下では、第１加速部３１０に含まれる電極（押出電極３１１ａおよび引出電極３１１ｂ）を第１加速電極３１１と呼び、第２加速部３２０に含まれる電極を第２加速電極３２１と呼ぶ。
なお、飛行時間型の質量分析を行うことができれば、飛行時間型質量分析装置１の各部の構成は特に限定されない。

液体クロマトグラフ（ＬＣ）１０の種類は特に限定されない。移動相容器１１ａおよび１１ｂは、バイアルやボトル等の液体を格納可能な容器を備え、それぞれ異なる組成の移動相を格納する。移動相容器１１ａおよび１１ｂに格納されている移動相をそれぞれ移動相Ａおよび移動相Ｂと呼ぶ。送液ポンプ１２ａおよび１２ｂからそれぞれ出力された移動相Ａおよび移動相Ｂは、流路の途中で混合され、試料導入部１３へと導入される。送液ポンプ１２ａおよび１２ｂは、それぞれ移動相Ａおよび移動相Ｂの流量を変化させることにより、時間によって分析カラム１４に導入される移動相の組成を変化させる。

試料導入部１３は、オートサンプラー等の試料導入装置を備え、試料Ｓを移動相に導入する（矢印Ａ１）。試料導入部１３により導入された試料Ｓは、適宜不図示のガードカラムを通過して分析カラム１４に導入される。

分析カラム１４は、固定相を備え、導入された試料Ｓの各成分を、移動相と固定相とに対する当該成分の親和性の違いを利用して異なる保持時間で溶出させる。分析カラム１４の種類や固定相は特に限定されない。分析カラム１４から溶出された溶出試料は、質量分析計２０のイオン化室２１に導入される（矢印Ａ２）。分析カラム１４の溶出試料は、飛行時間型質量分析装置１のユーザー（以下、単に「ユーザー」と呼ぶ）による分注等の操作を必要とせず、オンライン制御により質量分析計２０に入力されることが好ましい。

質量分析計２０は、分析カラム１４から導入された溶出試料に対してタンデム質量分析を行う直交加速型のＴＯＦ−ＭＳである。イオン化された溶出試料Ｓｅの経路を、一点鎖線の矢印Ａ３により模式的に示した。

質量分析計２０のイオン化室２１は、導入された溶出試料Ｓｅをイオン化する。イオン化の方法は特に限定されないが、本実施形態のように液体クロマトグラフィ／タンデム質量分析（ＬＣ／ＭＳ／ＭＳ）を行う場合にはエレクトロスプレー法（ＥＳＩ）が好ましく、以下の実施形態でもＥＳＩを行うものとして説明する。イオン化部２１１から出射されイオン化された溶出試料Ｓｅは、イオン化室２１と第１真空室２２ａの圧力差等により移動し、管２１２を通過して第１真空室２２ａに入射する。

第１真空室２２ａ、第２真空室２２ｂ、第３真空室２２ｃおよび分析室３０は、この順に真空度が高くなっており、分析室３０では例えば１０^−３Ｐａ以下等の圧力まで排気されている。第１真空室２２ａに入射したイオンは、イオンレンズ２２１を通過して第２真空室２２ｂに導入される。第２真空室２２ｂに入射したイオンは、イオンガイド２２２を通過して第３真空室２２ｃに導入される。第３真空室２２ｃに導入されたイオンは、第１質量分離部２３へと出射される。第１質量分離部２３に入射するまでの間に、イオンレンズ２２１やイオンガイド２２２等は、通過するイオンを電磁気学的作用により収束させる。

第１質量分離部２３は、四重極マスフィルタを備え、四重極マスフィルタに印加される電圧に基づく電磁気学的作用により、設定されたｍ／ｚを有するイオンをプリカーサーイオンとして選択的に通過させてコリジョンセル２４に向けて出射する。

コリジョンセル２４は、イオンガイド２４０によりイオンの移動を制御しながら、衝突誘起解離（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ；ＣＩＤ）によりイオン化された溶出試料Ｓｅを解離させ、フラグメントイオンを生成する。ＣＩＤの際にイオンが衝突させられるアルゴンや窒素等を含むガス（以下、ＣＩＤガスと呼ぶ）は、コリジョンセル内で所定の圧力になるようにＣＩＤガス導入口２４１から導入される（矢印Ａ４）。生成されたフラグメントイオンを含むイオンは、イオンガイド２５に向けて出射される。イオンガイド２５を通過したイオンは、分析室３０に入射する。

分析室３０に入射したイオンは、イオン輸送電極３０１により移動を制御されつつイオン輸送電極３０１を通過し、第１加速部３１０に入射する。第１加速部３１０の押出電極３１１ａは、検出するイオンの極性と同一の極性のパルス電圧が印加され、イオンを押出電極３１１ａから遠ざかる向きに加速する加速電極である。第１加速部３１０の引出電極３１１ｂは、イオンがその内部を通過できるように格子状に形成されている。引出電極３１１ｂは、検出するイオンの極性と反対の極性のパルス電圧が印加され、押出電極３１１ａと引出電極３１１ｂとの間に有るイオンを引出電極３１１ｂに近づくように加速する加速電極である。押出電極３１１ａおよび引出電極３１１ｂに印加されるパルス電圧の波高の絶対値は数千Ｖ等である。押出電極３１１ａおよび引出電極３１１ｂには、パルス電圧が印加されないときには、数十Ｖ等の電圧が適宜印加されている。第１加速部３１０において、押出電極３１１ａおよび引出電極３１１ｂに印加されたパルス電圧により生じた電場により加速されたイオンは、第２加速部３２０に入射する。図１では、第１加速部３１０により加速されたイオンの経路を矢印Ａ５で模式的に示した。

第２加速部３２０の第２加速電極３２１には、検出するイオンの極性と反対の極性の、例えば数千Ｖの大きさの電圧が印加される。第２加速部３２０を通過するイオンは、第２加速電極３２１に印加された電圧により生じた電場により加速され、フライトチューブ３３０に囲まれた空間に入射する。

フライトチューブ３３０は、フライトチューブ３３０に印加された電圧によりイオンの移動を制御し、イオンが飛行する空間を画定する。フライトチューブ３３０には、グランド８０に接続されたフライトチューブ電源８１が接続されている。フライトチューブ電源８１は、検出するイオンの極性と反対の極性の、数千Ｖ等の大きさの電圧をフライトチューブ３３０に印加する。フライトチューブ電源８１は、当該電圧を測定し、測定結果に基づいて調節するフィードバック制御により当該電圧を安定化している。

リフレクトロン電極３４０およびバックプレート３５０には、正イオン検出時にはフライトチューブ３３０に印加される電圧よりも高い電圧が印加され、この電圧により生じた電場によりイオンの進行方向を変化させる。進行方向が変化させられたイオンは、矢印Ａ５により模式的に示した折り返し軌道に沿って移動し、検出部３６０に入射する。なお、負イオン検出時には、リフレクトロン電極３４０およびバックプレート３５０には、フライトチューブ３３０に印加される電圧よりも低い電圧が印加される。

検出部３６０は、マイクロチャンネルプレート等のイオン検出器を備え、入射したイオンに対応した二次電子を生成して増幅することにより電流信号を出力し、その電流信号を検出信号としてイオンを検出する。検出モードは正イオンを検出する正イオンモードと、負イオンを検出する負イオンモードとのいずれでもよい。イオンを検出して得られた検出信号は信号処理回路８４（図２参照）によりＡ／Ｄ変換され、デジタル信号となって情報処理部４０に入力される（矢印Ａ６）。

（ノイズ除去回路７について）
ノイズ除去回路７は、フライトチューブ３３０の電圧変動を抑制する。ノイズ除去回路７は、フライトチューブ３３０とフライトチューブ電源８１との間に接続されている。

図２は、飛行時間を測定するための回路の構成を模式的に示す図である。飛行時間型質量分析装置１は、分析室３０の本体である真空容器３００の外部に配置された、検出器電源８２と、検出部３６０の出力側に配置された検出部側コンデンサ８３と、検出部３６０から出力された検出信号を処理する信号処理回路８４とを備える。

検出器電源８２は、フライトチューブ３３０の電圧（以下、フライトチューブ電圧ＨＶ１と呼ぶ）を基準とした電圧を検出部３６０に印加する。検出部３６０に印加される電圧を検出器電圧ＨＶ２と呼ぶ。検出器電圧ＨＶ２は、フライトチューブ電圧ＨＶ１を基準に＋数千Ｖ等の電圧が印加される。図２では、フライトチューブ電源８１は、フライトチューブ３３０側が電圧が高くなるような記号で表されているが、この電源の電圧は検出するイオンの極性に応じて極性反転可能である。

検出部側コンデンサ８３は、検出部３６０の出力端と、信号処理回路８４との間に接続されているカップリングコンデンサである。信号処理回路８４は、不図示のＡ／Ｄ変換器を備え、検出部３６０からの検出信号をデジタル信号に変換して情報処理部４０の制御部５０等に出力する。

検出部３６０がフライトチューブ３３０を飛行したイオンを検出し、パルス状等の検出信号を出力すると、検出部側コンデンサ８３の電荷量が変化する。検出部３６０が検出器電源８２を介してフライトチューブ電源８１のフライトチューブ側の端子に接続されているため、この電荷量の変化により、フライトチューブ電圧ＨＶ１が変動する。フライトチューブ電圧ＨＶ１は、上述のようにフィードバック制御されているが、検出信号に伴う電圧変動に対する応答は低速でこの電圧変動を十分に低減することができない。フライトチューブ電圧ＨＶ１の電圧変動は、検出されたイオンの量が多い程大きくなる。ノイズ除去回路７は、この電圧変動を低減するためにフライトチューブ電圧ＨＶ１が印加されている配線に接続されている。

図３は、ノイズ除去回路７の回路構成を示す図である。ノイズ除去回路７は、フライトチューブ電圧ＨＶ１が印加された配線８５に接続される入力端７１ａおよび出力端７１ｂと、入力側コンデンサ７２ａと、出力側コンデンサ７２ｂと、入力抵抗７３と、フィードバック抵抗７４と、増幅部７５と、グランド７６とを備える。配線８５は、例えばフライトチューブ３３０とフライトチューブ電源８１とを直接接続する配線であるが、特にこれに限定されない。

入力側コンデンサ７２ａおよび出力側コンデンサ７２ｂは、それぞれ入力端７１ａおよび出力端７２ｂに接続され、フライトチューブ電圧ＨＶ１から非直流成分を取り出して、配線８５（フライトチューブ電圧部）にフィードバックするために配置されている。ノイズ除去回路７に非直流成分が入力される構成にすることにより、増幅部７５に入力される電圧を低減することができる。このため、高電圧を出力するために増幅部７５の構成を複雑にしたり、コストが高い等の理由で入手しづらい高電圧アンプを用いる必要が無い。

増幅部７５は、オペアンプＯＡを備える。オペアンプＯＡの反転入力端子（−）は、入力抵抗７３、入力側コンデンサ７２ａを介して入力端７１ａに接続されている。オペアンプＯＡの非反転入力端子（＋）はグランド７６に接続されている。オペアンプＯＡの出力端は、出力側コンデンサ７２ｂに接続され、また、フィードバック抵抗７４を介して反転入力端子（−）に接続されている。

このように、ノイズ除去回路７では、オペアンプＯＡの出力の負帰還により、入力電圧が反転増幅され逆位相に出力する構成になっている。この反転増幅のゲインは、フィードバック抵抗７４の抵抗値を入力抵抗７３の抵抗値で割って得られた比率に基づいて定まる。この比率が高い程、フライトチューブの電圧変動が低減されるため、この比率は２以上が好ましく、１０以上がより好ましい。この比率が高すぎると、フィードバック抵抗７４の抵抗値が高くなって周波数特性が低下したり、入力抵抗７３の抵抗値が低くなって仮想接地への影響が出るため、１００００以下が好ましい。ノイズ除去回路７は、周波数帯域に基づいて電圧成分を反転増幅するためフィルタ回路として機能する。なお、ノイズ除去回路７の周波数特性は、抵抗７３や抵抗７４に対して並列に接続されたコンデンサ（不図示）やオペアンプ７５の発振を防ぐ（位相余裕を確保する）ためのコンデンサ（不図示）と、抵抗７３や抵抗７４の抵抗値とで決定されるカットオフ周波数によって制限される。従って、抵抗７３や抵抗７４の抵抗値および比率は、ノイズ除去回路が除去したいノイズの周波数成分に対応して選定されたコンデンサの容量値、および必要なノイズ低減の度合いに応じて適切に設定すればよい。

なお、入力側コンデンサ７２ａおよび出力側コンデンサ７２ｂの静電容量、ならびに入力抵抗７３およびフィードバック抵抗７４の抵抗値は、電圧変動を低減したい周波数の範囲等に応じて、適宜設定される。この範囲は、第１加速電圧に印加されるパルス電圧の周波数等に基づいて設定されることが好ましい。また、入力端７１ａからの入力電圧を反転増幅して出力端７２ａにフィードバックする回路であれば、ノイズ除去回路７の回路構成は特に限定されない。例えば、入力側コンデンサ７２ａおよび出力側コンデンサ７２ｂをそれぞれ並列に複数配置したり、オペアンプＯＡを複数配置したりすることができる。

フライトチューブの電圧変動を抑制するためにフライトチューブとグランドとの間にコンデンサを接続することが考えられる。しかし、この方法では、接続されるコンデンサの容量が大きくなり、極性の異なるイオンを検出するためフライトチューブの電圧を反転させる際に切替時間が長くなったり、この切替時間が長くならないようにフライトチューブ電源の出力電流容量を増大させる必要があった。また、フライトチューブを格納する真空容器の真空度が悪化してフライトチューブとグランドとの間で放電が発生した場合、この方法で接続されるコンデンサの容量を原因として過大なサージ電流が発生し、イオン検出器やＡ／Ｄ変換器等が破損するリスクが高まるという問題点があった。しかし、イオン除去回路７を用いた本実施形態の方法ではこのような問題点が生じない。

図４は、飛行時間型質量分析装置１の情報処理部４０の構成を示す概念図である。情報処理部４０は、入力部４１と、通信部４２と、記憶部４３と、出力部４４と、制御部５０とを備える。制御部５０は、装置制御部５１と、解析部５２と、出力制御部５３とを備える。

情報処理部４０は、電子計算機等の情報処理装置を備え、適宜ユーザーとのインターフェースとなる他、様々なデータに関する通信、記憶、演算等の処理を行う。情報処理部４０は、測定部１００の制御や、解析、表示の処理を行う処理装置となる。
なお、情報処理部４０は、液体クロマトグラフ１０および／または質量分析計２０と一体になった一つの装置として構成してもよい。また、飛行時間型質量分析装置１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、飛行時間型質量分析装置１で行う演算処理の一部は遠隔のサーバ等で行ってもよい。測定部１００の各部の動作の制御は、情報処理部４０が行ってもよいし、各部を構成する装置がそれぞれ行ってもよい。

情報処理部４０の入力部４１は、マウス、キーボード、各種ボタンおよび／またはタッチパネル等の入力装置を含んで構成される。入力部４１は、測定部１００が行う測定や制御部５０が行う処理に必要な情報等を、ユーザーから受け付ける。

情報処理部４０の通信部４２は、インターネット等のネットワークを介して無線や有線の接続により通信可能な通信装置を含んで構成される。通信部４２は、測定部１００の測定に必要なデータを受信したり、解析部５２の解析結果等の制御部５０が処理したデータを送信したり、適宜必要なデータを送受信する。

情報処理部４０の記憶部４３は、不揮発性の記憶媒体を備える。記憶部４３は、検出部３６０から出力された検出信号に基づく測定データ、および制御部５０が処理を実行するためのプログラム等を記憶する。

情報処理部４０の出力部４４は、液晶モニタ等の表示装置および／またはプリンターを備える。出力部４４は、出力制御部５３により制御され、測定部１００の測定に関する情報や、解析部５２の解析結果等を、表示装置に表示したり印刷媒体に印刷して出力する。

情報処理部４０の制御部５０は、ＣＰＵ等のプロセッサを含んで構成される。制御部５０は、測定部１００の制御や、測定データの解析等、記憶部４３等に記憶されたプログラムを実行することにより各種処理を行う。

制御部５０の装置制御部５１は、入力部４１を介した入力等に応じて設定された測定条件等に基づいて、測定部１００の測定動作を制御する。装置制御部５１は、第１加速電極３１１、第２加速電極３２１およびフライトチューブ３３０に印加される電圧を制御し、例えば検出するイオンの極性に応じて第２加速電極３２１およびフライトチューブ３３０に印加される電圧を反転させる。

解析部５２は、測定データの解析を行う。解析部５２は、検出部３６０から出力され、信号処理回路８４でＡ／Ｄ変換された検出信号から、飛行時間を予め取得した較正データに基づいてｍ／ｚに変換し、検出されたイオンのｍ／ｚと検出強度とを対応させる。解析部５２は、保持時間と検出強度とを対応させたマスクロマトグラムに対応するデータを作成したり、ｍ／ｚと検出強度とを対応させたマススペクトルに対応するデータを作成したりする。解析部５２の行う解析方法は特に限定されない。

出力制御部５３は、測定部１００の測定条件または、マスクロマトグラム若しくはマススペクトル等の解析部５２の解析結果についての情報等を含む出力画像を作成し、出力部４４に出力させる。

上述の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の飛行時間型質量分析装置１は、フライトチューブ３３０と、検出部３６０と、フライトチューブ３３０に電圧を印加するフライトチューブ電源８１と、フライトチューブ３３０とフライトチューブ電源８１との間のフライトチューブ電圧部（配線８５）に接続されたノイズ除去回路７と、を備え、ノイズ除去回路７は、ノイズ除去回路７の入力端７１ａからの入力電圧を反転増幅し、出力端７１ｂを通じてフライトチューブ電圧部にフィードバックする。これにより、検出部３６０から検出信号が出力されるときに引き起こされるフライトチューブ電圧ＨＶ１の変動を抑制することができる。また、飛行時間型質量分析装置１では、接地したコンデンサとフライトチューブ３３０とを接続して電圧変動を抑える場合と比較すると、配置されたコンデンサの容量による影響を小さくすることができる。このため、検出するイオンの極性を変えるためフライトチューブ３３０の電圧を変化させる場合に切替時間を短くすることができる。さらに、フライトチューブ３３０を格納する真空容器３００の真空度が悪化してフライトチューブ３３０とグランド８０との間で放電が発生しても過大なサージ電流が発生せず、イオン検出器やＡ／Ｄ変換器等が破損するリスクを低減できる。
なお、ここで、「フライトチューブ３３０とフライトチューブ電源８１との間のフライトチューブ電圧部に接続された」とは、必ずしもフライトチューブ３３０とフライトチューブ電源８１との間を直接接続する配線に接続されているのみを指すものでは無く、ノイズ除去回路７によりフライトチューブ電圧ＨＶ１が制御できればよい。

（２）本実施形態に係る飛行時間型質量分析装置１において、ノイズ除去回路７は、入力端７１ａおよび出力端７１ｂのそれぞれに容量性を有する素子である入力側コンデンサ７２ａおよび出力側コンデンサ７２ｂが接続されている。これにより、フライトチューブ電圧ＨＶ１から非直流成分が取り出されてノイズ除去回路７に入力されるため、高電圧を出力するために増幅部７５の構成を複雑にしたり、入手しづらい高電圧アンプを用いる必要が無い。

（３）本実施形態に係る飛行時間型質量分析装置１は、検出部３６０に、フライトチューブ３３０に印加する電圧を基準とした電圧を印加する検出器電源８２を備える。フライトチューブ電源と検出器電源とが分離された回路に配置されていると、異なる極性のイオンを検出するためフライトチューブ電圧を反転させるときに、タイミングのずれにより不要な信号が検出されてしまうが、上記構成ではこれを防ぐことができる。

（４）本実施形態に係る飛行時間型質量分析装置１において、検出部３６０の出力端は、容量性を有する素子である検出部側コンデンサ８３を介して信号処理回路８４に接続されている。これにより、検出部側コンデンサ８３により直流電流を遮断しつつ信号成分を通過させ、信号処理回路８４が効率よく信号処理を行うことができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。
（変形例１）
上述の実施形態の飛行時間型質量分析装置１は液体クロマトグラフ‐タンデム質量分析計としたが、液体クロマトグラフを備えなくてもよく、液体クロマトグラフ以外の分離分析装置を備えてもよい。質量分析計２０をタンデム質量分析計でないＴＯＦ−ＭＳにしてもよい。また、質量分析計２０を図１に示すような直交加速型以外のＴＯＦ−ＭＳとしてもよい。さらに、質量分析計２０を図１に示すようなリフレクトロン型ではなく、リニア型やマルチターン型のＴＯＦ−ＭＳとしてもよい。

本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

以下の実施例では、ＴＯＦ−ＭＳを用い、第１加速電極に印加するパルス電圧の周波数（以下、パルス周波数と呼ぶ）を２ｋＨｚ、イオン化電圧を＋４ｋＶ、フライトチューブ電圧および検出器電圧の大きさをそれぞれ７ｋＶおよび２．５ｋＶとしてｍ／ｚが既知の標準試料を検出し、検出の際のフライトチューブ電圧の変化を測定した。
なお、本発明は、以下の実施例に示された数値、条件に限定されない。

（比較例１）
ノイズ除去回路７が無い点を除き図２と同様の回路構成を有するＴＯＦ−ＭＳを用い、標準試料の質量分析を行った。

図５（Ａ）は、標準試料を検出しているときのフライトチューブ電圧の変化を示すグラフである。パルス周波数（２ｋＨｚ）に基づき、約５００μｓごとにピークＰが観察された。ピークＰは、検出部３６０からの検出信号の出力に伴うフライトチューブ電圧ＨＶ１の変動に対応する。

（比較例２）
ノイズ除去回路７を除き、フライトチューブ電源８１と並列に１０ｎＦの静電容量のコンデンサを接続し、これらの点を除き図２と同様の回路構成を有するＴＯＦ−ＭＳを用い、標準試料の質量分析を行った。

図５（Ｂ）は、標準試料を検出しているときのフライトチューブ電圧の変化を示すグラフである。検出部３６０からの検出信号の出力に伴うフライトチューブ電圧ＨＶ１の変動に対応するピークＰの大きさは、比較例１の場合よりも減少したが、なお顕著に観察された。

（実施例１）
図２および図３と同様の回路構成を有するＴＯＦ−ＭＳを用い、標準試料の質量分析を行った。ノイズ除去回路７では、入力端７１ａに複数のコンデンサを全静電容量が２ｎＦとなるように配置し、出力端７１ｂに複数のコンデンサを全静電容量が８ｎＦとなるように配置し、入力抵抗７３を１ｋΩ、フィードバック抵抗７４を３９０ｋΩとした。

図６は、実施例１において、標準試料を検出しているときのフライトチューブ電圧の変化を示すグラフである。検出部３６０からの検出信号の出力に伴うフライトチューブ電圧ＨＶ１の変動に対応するピークＰの大きさは、比較例２の場合よりもさらに減少した。

１…飛行時間型質量分析装置、７…ノイズ除去回路、１０…液体クロマトグラフ、１４…分析カラム、２０…質量分析計、２１…イオン化室、２３…第１質量分離部、２４…コリジョンセル、３０…分析室、４０…情報処理部、５０…制御部、７１ａ…入力端、７１ｂ…出力端、７２ａ…入力側コンデンサ、７２ｂ…出力側コンデンサ、７３…入力抵抗、７４…フィードバック抵抗、７５…増幅部、７６，８０…グランド、８１…フライトチューブ電源、８２…検出器電源、８３…検出部側コンデンサ、８４…信号処理回路、１００…測定部、３００…真空容器、３１０…第１加速部、３２０…第２加速部、３３０…フライトチューブ、３４０…リフレクトロン電極、３６０…検出部、ＯＡ…オペアンプ、Ｓ…試料。

Claims (4)

1. フライトチューブと、
   前記フライトチューブに電圧を印加するフライトチューブ電源と、
   前記フライトチューブと前記フライトチューブ電源との間のフライトチューブ電圧部に接続されたノイズ除去回路と、
   を備え、
   前記ノイズ除去回路は、前記ノイズ除去回路の入力端からの入力電圧を反転増幅し、出力端を通じて前記フライトチューブ電圧部にフィードバックする飛行時間型質量分析装置。
2. 請求項１に記載の飛行時間型質量分析装置において、
   前記ノイズ除去回路は、前記入力端および前記出力端のそれぞれに容量性を有する第１素子が接続されている飛行時間型質量分析装置。
3. 請求項１または２に記載の飛行時間型質量分析装置において、
   前記フライトチューブを飛行したイオンを検出するイオン検出器と、
   前記イオン検出器に、前記フライトチューブに印加する電圧を基準とした電圧を印加する検出器電源とを備える飛行時間型質量分析装置。
4. 請求項３に記載の飛行時間型質量分析装置において、
   前記イオン検出器の出力端は、容量性を有する第２素子を介して信号処理回路に接続されている飛行時間型質量分析装置。

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