JPH02257558A - 多重極電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多重極電極、特に、イオン軌道の調整やイオ
ンのふるい分けを行うための多重極電極に関する。

〔従来の技術およびその課題〕

多重極電極を用いた装置、たとえば質量分析計には、四
重極電極が用いられている。これは、正方形の各頂点に
相当する位置に４本の電極を平行に置いて相対する電極
を連結し、ここに直流電圧と高周波電圧との重畳電圧を
同時にかけるようにしたものである。このような四重極
電極では、４本の電極の中心に向けてイオンを送り込み
、前記重畳電圧を変化させていくことにより、電圧に応
じた特定の質量のイオンだけを通過させ、他のイオンを
発散させる。これによって、イオンのふるい分けを行う
ことができる。

このような四重極電極では、イオンが受ける電界強度を
安定させる必要がある。もし、イオンが受ける電界強度
が変化すると、質量ピークのテーリングやスプリアスピ
ークが発生し、高精度な分析が困難となる。

イオンが受ける電界強度を安定させるための手段として
は、４本の電極の中心と各電極との距離（ｒｏ）を四重
極電極の長手方向全体に均一にする構成が知られている
。このｒｏを均一にするためには、電極及び電極を支持
するホルダーの加工精度や組立精度を向上させる必要が
ある。ところが、電極やホルダーの精密加工には、高度
な技術が必要である。そのため、電極及びホルダーの加
工精度や組立精度を向上させることによりｒｏを均一に
し、イオンが受ける電界強度を安定させるのは困難を伴
う。

一方、質量分析を高速化するためには、電極にかける電
圧を超高速で変化させること（高速スキャン）が必要と
なる。しかし、ｒｏが単に均一であるだけでは、イオン
が四重極電極を通過し終わる前に電界強度が変化してし
まい、イオンのふるい分は等を正確に行えない。

本発明の目的は、イオンが受ける電界強度の調整をより
的確に行うことができる多重極電極を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の多重極電極は、イオン軌道の調整やイオンのふ
るい分けを行うための多重極電極である。

この多重極電極は、複数のロッド電極と、複数のロッド
電極を並べて支持する支持具と、ロッド電極の姿勢を温
度変化により調整するための温調手段とを備えている。

〔作用〕

本発明では、多重極電極を構成する複数のロッド電極は
、支持具により並べて支持される。このロッド電極は、
温調手段を用いた温度変化により姿勢が変化する。これ
により、複数のロッド電極の中心と各電極との距離を調
整することが可能となるから、イオンが受ける電界強度
を的確に調整できる。

〔実施例〕

第３図に、本発明の一実施例に係る四重極電極を用いた
質量分析装置の概略構成を示す。

質量分析装置は、試料を導入するための試料導入部１と
、試料をイオン化するためのイオン源ボックス２と、イ
オン源ボックス２でイオン化された試料を引き出し収束
するためのレンズ部３と、レンズ部３により引き出し収
束されたイオンのうち特定の質量のイオンだけをふるい
分ける四重極電極４と、四重極電極４を通過したイオン
を検出７るための検出器５とを備えている。前記質量分
析装置は、試料導入部１を除き真空チャンバー６内に直
線状に配室されている。

前記￥を量分折装置に用いられる四重極電極４を第１図
、第２図により詳細に説明する。

四重極電極４は、主として４本のロッド電極４１と、ロ
ッド電極４１を支持するためのホルダー４２と、ホルダ
ー４２を温調するためのバンドヒータ４４とから構成さ
れている。

ロッド電極４１は、略円柱状の部材であり、熱膨張係数
の小さい導体、たとえばモリブデンを用いて構成されて
いる。４本のロッド電極４１は、正方形の各頂点にあた
る位置に空間４３を介して略平行に配置されている。そ
のため、空間４３の中心と各ロッド電極４１との距離（
ｒｏ）は、四重極電極４の長手方向の全体に略一定に保
たれている。なお、空間４３を介して相対する一組のロ
ッド電極４１及び他の一組のロッド電極４１には、それ
ぞれ直流電圧及び高周波電圧を重畳させて同時に印加で
きるようになっている。

前記４本のロッド電極４１は、長手方向の両端部近傍と
中央部とが３個のホルダー４２により支持されている。

ホルダー４２は９円板状の部材であり、熱膨張係数の比
較的大きい絶縁体（たとえばセラミンク）を用いて構成
されている。ホルダー４２の中心部には、概ね正方形状
のくり抜き部４２Ａが設けられており、その各辺の中央
部にはロッド電極４１の断面形状に合わせた円弧状の支
持部４２Ｂが形成されている。各ロッド電極４１は、円
弧状の支持部４２Ｂに嵌入されて支持されている。

前記ホルダー４２の外周全面には、円環状のバンドヒー
タ４４が密接して配置されている。バンドヒータ４４は
、温調器４５により制御され、ホルダー４２を温調する
。ホルダー４２は、熱膨張係数の比較的大きい絶縁体を
用いて構成されているため、温調されることにより半径
方向に膨張収縮する。

次に、前記四重極電極４の動作について説明する。

まず、質量分析により得られたチャートの質量ピークに
テーリングの生じている場合がある。これは、レンズ部
３から四重極電極４に打ち込まれたイオンが、その入口
部と出口部において異なる電界強度を受けることによる
。すなわち、これは、四重極電極４の両端部のｒｏが異
なっている場合に起こる。この場合、本実施例の四重極
電極４では、バンドヒータ４を用いて各ホルダー４２を
それぞれ温調することにより、ロッド電極４１の姿勢を
調整して両端部のｒｏを調整することができる。たとえ
ば、レンズ部３側から検出器５側に向けて互いに離れる
ようにロッド電極４１が傾斜している場合には、３つの
ホルダー４２をレンズ部３側から検出器５側に向けて順
に高温、中温、低温に温調する。これにより、レンズ部
３側のホルダー４２がより膨張するため、電極４１の傾
きが修正される。したがって、ｒｏが均一になり、テー
リングが改善される。

次に、スプリアスピークが生じる場合について説明する
。スプリアスピークは、イオンが四重極電極４の両端部
と中央部とで異なる電界強度を受ける場合に生じる。す
なわち、これは、四重極電極４の両端部と中央部とのｒ
ｏに差がある場合に生じる。この場合には、中央部のホ
ルダー４２を両端部のホルダー４２と異なる温度に温調
してｒ。を調整することにより、スプリアスピークを解
消することができる。たとえば、中央部のｒｏが両端部
のｒ、よりも大きい場合には、中央部のホルダー４２を
両端部のホルダー４２よりも低温にする。これにより、
中央部のｒｏは両端部のｒｏと等しくなる。

次に、高速スキャン時の動作について説明する。

この場合には、ロッド電極４１に印加される電圧が高速
で変化していくため、四重極電極４の入口部と出口部と
でイオンが受ける電界強度が異なり、質量ピークのテー
リングやスプリアスピークが発生する。そこで、ホルダ
ー４２を検出器５からレンズ部３に向けて順に低温、中
温、高温にたとえば温調し、第４図に示すように、ｒｅ
が四重極電極の入口部から出口部に向けて順に増加する
ように調整する。これにより、四重極電極４を通過する
イオンは入口部と出口部とで電界強度が調整され、質量
ピークのテーリングやスプリアスピークの発生が防止さ
れる。

〔他の実施例〕

（１）他の実施例に係る四重極電極を第５図に示す。

この実施例の四重極電極４では、４本のロッド電極４１
は、異なる熱膨張係数を有する３つのホルダー４６によ
り両端部近傍及び中央部が支持されている。四重極電極
４の外周全体にはヒータ４７が密接して配置されており
、これは温調器４８により制御されるようになっている
。そのため、３つのホルダー４６は、ヒータ４７及び温
調器４８により均等に温調されることとなる。

たとえば、中央部のホルダー４６を両端部のホルダー４
６よりも大きな熱膨張係数を有する材質で構成した場合
には、中央部のｒｏを調整することができるため、スプ
リアスピークの補正が可能となる。また、３つのホルダ
ー４６の熱膨張係数を端から順に変えておけば、質量ピ
ークのテーリングの改善や高速スキャン時の電界強度の
補正が可能となる。

この実施例では、ヒータ４７と温調器４８とが１つでよ
いため、安価にすることが可能となる。

（２）温調手段は、ホルダーに直接組み込まれていても
よい、・この場合、たとえばセラミックヒータを用いる
ことができる。

また、ロッド電極内にヒータを組み込む構成にしてもよ
い。

また、ヒータとして赤外線ランプを用いてもよいし、さ
らに、真空チャンバー６の外部から高周波加熱等の手段
を用いて温調してもよい。

（３）ロッド電極を支持するホルダーは、２個あるいは
４個以上でもよい。ホルダーを多数設けた場合には、ロ
ッド電極の姿勢の調整を精密に行うことができる。

（４）多重極電極は、質量分析計に用いられる以外に、
イオン軌道を調整するためのイオン光学系装置に用いら
れてもよい。この場合、四重極電極以外に八重極電極、
八重極電極、−二重極電極が用いられてもよい。

〔発明の効果〕

本発明の多重極電極では、温調手段によりロッド電極の
姿勢を調整することができるため、多重極電極を通過す
るイオンが受ける電界強度の的確な調整が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る四重極電極の概略構成
を示す斜視図、第２図は第１図の■−■断面図、第３図
は本発明の一実施例に係る四重極電極を用いた質量分析
装置の概略構成図、第４図はロッド電極の姿勢を調整し
た状態を示す概略図、第５図は他の実施例に係る四重極
電極の概略構成を示す斜視図である。 ４・・・四重極電極、４１・・・ロッド電極、４２・・
・ホルダー、４４・・・バンドヒータ、４５・・・温調
器、４６・・・ホルダー、４７・・・ヒータ、４８・・
・温調器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イオン軌道の調整やイオンのふるい分けを行うための多
   重極電極であって、 複数のロッド電極と、 前記複数のロッド電極を並べて支持する支持具と、 前記ロッド電極の姿勢を温度変化により調整するための
   温調手段と、 を備えた多重極電極。