JPH03108247A

JPH03108247A - Ｉｃｐ―ｍｓの四重極質量分析計

Info

Publication number: JPH03108247A
Application number: JP1246920A
Authority: JP
Inventors: Hisafumi Matsuzaki; 松崎　寿文
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-08

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ＩＣＰ−ＭＳの四重極質量分析計に関し、更に
詳しくは四重極マスフィルタを構成するロッドへの電圧
印加方法に改良を加えたＩＣＰ−ＭＳの四重極質量分析
計に関する。

（従来の技術）近年、ＩＣＰをイオン源に用いた質量分析装置が用いら
れるようになってきている。ＩＣＰ−ＭＳは、高周波誘
導プラズマをイオン化源にし、四重極マスフィルタを質
量分析部に用いた全く新しい元素分析法である。この方
式は、主として溶液中の元素を分析するもので、非常に
多くの種類の物質を溶液に処理することにより、広い範
囲の測定対象に対し、定性分析及び定量分析を行うこと
ができる。

第５図はＩＣＰ−ＭＳ質量分析装置の構成図である。試
料溶液は霧状にしてＩ　ＣＦ３中に噴射される。Ｉ　Ｃ
Ｆ２によりイオン化された元素は、インターフェース部
１でサンプリングされ、引き出し電極４により真空中に
引き出される。引き出されたイオンは、アパーチャレン
ズ５に入り、質量分析部１０に与えられる。

イオンは、アパーチャ１１から質量分析部１０に入る。

そこで、エントランスレンズ１２から四重極マスフィル
タ１３を通過する。この四重極マスフィルタ１３は一種
の帯域通過フィルタをなしており、必要な質量のイオン
のみ通過させる。通過したイオンは、検出器１４に入っ
て検出される。

１５は質量分析計の電源（ドライバ）である。なお、イ
オンが通過する空間は真空である必要があるため、１段
から３段までの排気手段１６〜１８が設けられている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、四重機質量分析計が正常に動作するためには
、最適なイオンエネルギー（１０ｅＶ程度）のイオンを
四重機に入射させる必要がある。

このため、通常イオンソース又は質量分析計のどちらか
一方の電位を調整して動作させている。しかしながら、
ＩＣＰ３をイオン源にした場合、ＩＣＰ固有の特性から
イオンエネルギーはイオンの質量により異なる値を持ち
、エネルギーの分布は広がっている。例えば、Ｌｉ（リ
チウム）等の軽いマスで２〜３ｅＶの時、Ｕ（ウラン）
等の重いマスでは、９〜１０ｅＶとなる。

この場合、ＬｉとＵの中間付近のイオンに合わせて質量
分析計の電位を調整すると、Ｌｉでは見かけのエネルギ
ーが低くなりすぎ、イオンが入射しにくくなり、感度が
低下する。一方、Ｕでは見かけのエネルギーが高くなり
すぎ、分解能の低下を招いてしまう。

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
、どの質量においても最適なエネルギーで分析すること
ができるＩＣＰ−ＭＳの四重機質量分析計を提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段）前記した課題を解決する本発明は、ＩＣＰ−ＭＳに用い
た四重機質量分析計において、四重機マスフィルタを構
成する対向配置された２組の四重径ロッドのそれぞれに
対して互いに位相の１８０°異なる交流電圧と極性の異
なる直流電圧とを印加すると共に、測定するイオンの質
量数に応じてロッドの平均電位を可変して前記交流電圧
ト直流電圧に重畳加算するように構成したことを特徴と
している。

（作用）四重機マスフィルタを構成している四重径ロッドに印加
する交流電圧と直流電源とに重畳する平均電位を質量数
に応じて可変してやる。このような構成とすることによ
り、常に最適なイオンエネルギーを与えることができ、
正確な質量分析を行うことができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の要部構成例を示すブロック図である。

図において、２０はコンピュータで、第５図の信号処理
部１５に相当する。２１はコンピュータ２０からの測定
質量設定値及び平均電位Ａの設定値を受けて四重径ロッ
ド２２に印加する電圧を制御する四重機質量分析ドライ
バである。該四重機質量分析ドライバ２１も第５図の信
号処理部１５内に含まれる。２２は四重機マスフィルタ
１３（第５図参照）を構成する四重径ロッドである。こ
のように構成された装置の動作を説明すれば以下のとお
りである。

四重径ロッド２２には、従来よ゛り直流電圧（±Ｕ）と
交流電圧（Ｖｃｏｓωｔ）が印加されていた。先ず、コ
ンピュータ２０からＩＴＩＪ定する元素のマス（質量数
）が四重機質量分析ドライバ２１に入力れさる。それと
同時に、当該マスに対応する平均電位Ａが入力される。

四重機質量分析ドライバ２１は、これらデータの設定を
受けると、前記電圧に平均電位Ａを重畳したものを四重
径ロッド２２に印加する。

第２図は四重径ロッドへの電圧印加状態を示す図である
。四重径ロッド２２は、図に示すように、円柱形をした
４本のロッドが対向配置されたものである。そして、対
向しているペアには同一の電圧が印加されるようになっ
ている。直流印加部３０では、直流電圧Ｕと平均電位Ａ
とが出力される。

この出力は、交流発振器３１に入って、交流電圧と重畳
されてペアのロッドに印加される。この印加電圧は、次
式で表される。

Ｖｃｏｓωｔ−Ｕ＋Ａ　　　　　　（１）一方、交流発
振器３１の出力は他のペアのロッドに印加される。この
印加電圧は次式で表される。

Ｖｃｏｓ　　（ω＋π）ｔ＋Ｕ＋Ａ　　　（２）このよ
うな電圧を対向するベアのロッドに印加することにより
、四重機マスフィルタ１３を通過するイオンのうち目的
とするものだけが通過し、しかも最適なイオンエネルギ
ーを与えられる。つまり、印加される平均電位Ａはマス
フィルタを通過するイオンの軸方向（図のロッドの軸方
向）の速度を可変してエネルギーを可変するように働く
。

この結果、例えばＩＣＰ３からのイオンエネルギーが第
３図に示すような分布をとるものとする。

質量分析計にとっての最適イオンエネルギーが１０ｅＶ
であるものとすると、測定するマスに応じて、第４図に
示すような平均電位Ａを印加すればよい。第３図におい
て、横軸は質量数（ＡＭＵ）、縦軸はイオンエネルギー
、第４図において、横軸は質量数、縦軸は平均電位Ａの
ポテンシャルである。このような特性の平均電位Ａを印
加することにより、マスの小さい領域及び大きい領域の
いずれにおいても感度の低下や、分解能の低下を招くこ
とがなくなる。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明によれば四重機ロ
ッドに印加する平均電位をマスの値に応じて可変してや
ることにより、どの質量においても最適なエネルギーで
分析することができるＩＣＰ−ＭＳの四重機質量分析計
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部構成例を示す図、第２図は四重機
ロッドへの電圧印加状態を示す図、第３図はイオンエネ
ルギー特性を示す図、第４図は印加する平均電位のポテ
ンシャルを示す図、第５図はＩＣＰ−ＭＳ質量分析装置
の構成図である。２０・・・コンピュータ２１・・・四重機質量分析ドライバ２２・・・四重機ロッド　　　３０・・・直流印加部３
１・・・交流発振器

Claims

【特許請求の範囲】

　ＩＣＰ−ＭＳに用いた四重極質量分析計において、四
重極マスフィルタを構成する対向配置された２組の四重
極ロッドのそれぞれに対して互いに位相の１８０゜異な
る交流電圧と極性の異なる直流電圧とを印加すると共に
、測定するイオンの質量数に応じてロッドの平均電位を
可変して前記交流電圧と直流電圧に重畳加算するように
構成したことを特徴とするＩＣＰ−ＭＳの四重極質量分
析計。