JPH03236149A - 四重極質量分析装置 - 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〉 本発明は四重橿質量分析装置に係り、詳しくは、その四
重極電極の端部に設けられた補助電極の構造に関する。

〈従来の技術〉 従来から、四重極質量分析装買は、真空容器内に配設さ
れ、かつ、互いに平行支持された４本の電極棒からなる
四重極電極に直流電圧Ｕと高周波交流電圧Ｖ　ｃｏｓω
ｔとを重畳してなる電圧上（Ｕ＋Ｖｃｏｓωｔ）を印加
することによって四重極電極の内部に電界を形成し、か
つ、Ｕ／Ｖの比を一定に保ちなからＶを変化させること
により、四重極電極の軸心方向に沿って電界内に導入し
たイオンの質量分離を行う構成となっている。そして、
このような四重極電極の端電場、すなわち、その軸心方
向に沿う端部では、高質量域イオンの透過率低下や分解
能低下、スプリアスピークの発生などが生じやすい。

そこで、このような端電場の悪影響を防止するための対
策として、従来から、四重極電極の軸心方向に沿う端部
の外方位置にｒＤｅ１ａｙｅｄ　Ｄ、　Ｃ。

１ａｍｐＪといわれる補助電極を四重極電極とは別に設
けておき、この補助電極に対して高周波交流電圧±Ｖ’
ｃｏｓωｔのみを印加することが行われている。すなわ
ち、この対策が施された四重極質量分析装置は、第７図
で示すように、四重極電極１及びその少なくとも一方の
端部の外方位置に配置された補助電極２とを備えており
、四重極電極１は４本の電極棒１ａ及びこれらを平行に
支持する絶縁体ホルダ１ｂからなる一方、補助電極２は
より短い４本の補助電極棒２ａ及びこれらを電極棒１と
同様に平行支持する絶縁体ホルダ２ｂから構成されてい
る。そして、この補助電極２には、コンデンサＣを介し
て高周波交流電圧±Ｖ’ｃｏｓωｔが印加されている。

したがって、この四重極質量分析装置によれば、イオン
ｆ［３で生成されて補助電極２に導入されたイオンが大
まかに質量分離されたうえ、この補助電極２を通ったイ
オンが四重極電極Ｉに導入されて質量分離されたのち、
必要なイオンのみがイオン検出器４で検出されることに
なる。なお、この図における符号５はイオンビームを収
束する複数枚の電極板からなるレンズ部であり、Ｒはグ
ランドレベルを決定するために設けられた抵抗である。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記従来構成の四重極質量分析装置にお
いては、つぎのような不都合が生じていた。すなわち、
この四重極質量分析装置を構成する真空容器内の真空度
が低くて汚れている、あるいは、多量の分析試料や高濃
度試料もしくは高沸点物質を導入して分析するなどの要
因によって発散したイオンが、特に、補助電極２を構成
する補助電極棒２ａそれぞれの互いに対向する面上に付
着して堆積する結果、チャージアップを招いてしまう。

そのため、これらの補助電極棒２ａをわざわざ四重極質
量分析装置から取り外して洗浄したうえで再び位置精度
よ（取り付けなければならないことが頻繁に起こり、こ
れらの作業に多大な手間を要することとなっていた。

本発明はかかる不都合に鑑みて創案されたちのであって
、四重極電極の端電場による悪影響の排除が可能である
ばかりか、補助電極棒に堆積した発散イオンの洗浄を行
うための取り外し、取り付は回数を軽減して作業に要す
る手間の大幅な削減を図ることができる四重極質量分析
装置の提供を目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係る四重極質量分析装置は、このような目的を
達成するために、互いに平行支持されて四重極電極を構
成する電極棒それぞれの少なくとも一方の端部に、互い
に対向して補助電極を構成する補助電極棒を設け、かつ
、各補助電極棒をその軸心に沿って回動可能に支持した
ことを特徴とするものである。

〈作用〉 上記構成によれば、補助電極を構成する補助電極棒のそ
れぞれが四重極電極を構成する電極棒それぞれの少なく
とも一方の端部に回動可能に支持されているので、互い
に対向する面上に発散イオンが堆積した際には、補助電
極棒のそれぞれを回動操作することによって未だ発散イ
オンの堆積していない新たな面同士を対向させることが
可能となる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本実施例にかかる四重極質量分析装置の全体構
成を示す概略構成図、第２図は補助電極の概略構成を示
す斜視図であり、第３図は第２図のｌ−１１Ｉ線に沿う
側面図である。なお、これらの図において、第７図で示
した従来例と互いに同一もしくは相当する部品、部分に
ついては同一符号を付し、ここでの詳しい説明は省略す
る。

第１図で示すように、本実施例にかかる四重極質量分析
装置は、直流電圧Ｕと高周波交流電圧Ｖｃｏｓωｔとを
重畳した電圧士（ｔＪ＋Ｖｃｏｓωｔ）が印加されるこ
とによってイオンの質量分離を行う四重極電極１と、そ
の軸心方向に沿う少なくとも一方（第１図では、左方の
イオン導入側）の端部に設けられた補助電極２と、イオ
ンを生成するイオン源３と、四重極電極ｌから出射され
たイオンを検出するイオン検出Ｈ４と、補助電極２及び
イオンｆＡ３間に配設されてイオンビームを収束する複
数枚の電掻板からなるレンズ部５とを備えており、これ
らの各種機器は真空容器（図示していない）内に配設さ
れている。なお、補助電極２は四重極’を極１の他方の
端部に設けられていても、また、その両側部に設けられ
ていてもよいことはいうまでもない。

そして、この四重極電極ｌは、ステンレスまたはモリブ
デンからなる４本の電極棒１ａと、これらを平行に支持
する絶縁体ホルダｌｂとによって構成される一方、補助
ｔｉ２は、第２図及び第３図で示すように、断面円形状
に形成されたステンレスまたはモリブデンからなる４本
の補助電極棒２ａによって構成されている。なお、この
とき、補助電極棒２ａそれぞれの断面形状は必ずしも円
形に限定されるものではなく、例えば、第４図の第１変
形例で示すように、その複数（図では、４つ）に分割さ
れた外周ごとに形成された双曲線や円弧を連続させた形
状であってもよい。

また、これらの補助電極２ａは、それ自身の軸心を挿通
するセラミック製のスクリュー６によって同しくセラミ
ック製のスペーサ７を介して各電極棒１ａの端面に取り
付けられており、回動可能に支持されている。そして、
このとき、補助電極棒２ａそれぞれの軸心は、第３図で
示すように、四重極電極ｌの軸心に対して電極棒１ａの
軸心と路間−となる位置か、あるいは、少しだけ内側寄
りとなる位置に設定することが望ましい。これは、電極
棒１ａよりも補助電極棒２ａの方に発散イオンをより多
く堆積させるためである。さらに、これらの図における
符号８はスクリュー６によって補助電極棒２ａの外側端
面に取り付けられたラグ板であり、各補助電極棒２ａに
はラグ板８を介して高周波交流電圧上Ｖ’ＣＯ３ωｔの
みが印加されている。

なお、補助電極棒２ａの取り付けに際しては、第５図の
第２変形例で示すように、レンズ部５を構成し、かつ、
その最も補助電極２側に位置するアパーチャ電極５ａに
セラミックからなるスクリュ−９及びスペーサＩＯを介
して補助電極２ａを取り付けたうえ、各補助電極２ａと
四重極電極棒１ａとをセラミック製のスペーサ１１によ
って連結してもよい。そして、この第２変形例のような
構成を採用した場合には、補助電極棒２ａをレンズ部５
とともに着脱することができ、洗浄するための取り外し
、取り付けが容易となる利点がある。

そこで、本実施例にかかる四重極質量分析装置を構成す
るイオン源３で生成されて補助電極２に導入されたイオ
ンは、この補助電極２によって大まかに質量分離された
のち、四重極電極１に導入されることになる。そして、
このとき、前述した従来例と同様、発散したイオンが、
特に、補助電極２を構成する補助電極棒２ａそれぞれの
互いに対向する面上に付着して堆積することが起こる。

ところが、本実施例における補助電極棒２ａのそれぞれ
は、四重極電極１を構成する電極棒１ａによって回動可
能に支持されているから、互いの対向する面上に発散イ
オンが堆積した時点で、例えば、その軸心に沿って９０
６というように回動操作することにより、未だ発散イオ
ンが堆積していない新たな面同士を互いに対向させるこ
とが可能となる。そして、その全面にわたって発散イオ
ンが堆積した時点で、各補助電極棒２ａは四重極質量分
析装置から取り外されて洗浄されることになる。

さらに、以上説明したよっな補助電極２を構成する補助
電極棒の第３変形例として、第６図の一部破断側面回で
示すような構成の補助電極棒１２を採用することも可能
である。すなわち、この補助電極棒１２は、ガラスなど
からなる絶縁筒１３と、その外面を覆って形成された導
電層１４とからなるものであり、その絶縁筒１３は四重
極電極１を構成する電極棒１ａそれぞれの端部に着脱自
在に外嵌されている。そして、スクリュー１５によって
絶縁筒１３のそれぞれが固定された導電層１４は、前記
アパーチャ電極５ａと接触して導通させられている。な
お、このような構成の補助電極棒１２を用いると、その
製造コストが大幅に低滅されることになる結果、全面に
発散イオンが堆積した補助電極棒１２については洗浄す
ることなく、廃棄するという使い捨て方式の採用が可能
となる利点がある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明においては、互いに平行支
持されて四重極電極を構成する電極棒それぞれの少なく
とも一方の端部に、互いに対向して補助電極を構成する
補助電極棒を設け、かつ、各補助電極棒をその軸心に沿
って回動可能に支持したので、これらの補助電極棒の互
いに対向する面上に発散イオンが堆積した際には、補助
電極棒のそれぞれを回動操作することによって未だ発散
イオンの堆積していない補助電極棒の新たな面同士を対
向させることが可能となる。したがって、補助ｉｌ掻棒
からなる補助電極によって四重極電極の端電場による悪
影響を排餘するとともに、補助電極棒に堆積した発散イ
オンを洗浄するための取り外し、取り付は回数を軽減す
ることができ、その作業に要する手間の大幅な削減を図
ることができるという優れた効果が得られる。

さらにまた、補助電極棒を電極棒それぞれの端部に着脱
自在に外嵌される絶縁筒と、その外面を覆う導電層とに
よって構成した場合には、その製造コストが大幅に低減
されるので、これの全面に発散イオンが堆積した時点で
洗浄することなく、廃棄するという使い捨て方式の採用
が可能となる効果もある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第６図は本発明の実施例にかかり、第１図
は本実施例にかかる四重極質量分析装置の全体構成を示
す概略構成図、第２図は補助電極の概略構成を示す斜視
図、第３図は第２図の■−■線に沿う側面図であり、第
４図は補助電極棒の第１変形例を示す斜視図、第５図は
補助電極棒の第２変形例を示す側面図、第６図は補助電
極棒の第３変形例を示す一部破断側面図である。また、
第７図は従来例にかかり、四重極質量分析装置の全体構
成を示す概略構成図である。 図における符号１は四重極電極、１ａは電極棒、２は補
助電極、２ａ、１２は補助電極棒、１３は絶縁筒、１４
は導電層である。 なお、図中の同一符号は、互いに同一もしくは相当する
部品、部分を示している。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに平行支持された電極棒（１ａ）からなる四
   重極電極（１）を備え、直流電圧と高周波交流電圧とが
   重畳して印加された四重極電極（１）の軸心方向に沿っ
   て導入したイオンの質量分析を行う四重極質量分析装置
   であって、 前記電極棒（１ａ）の少なくとも一方の端部に、互いに
   対向して補助電極（２）を構成する補助電極棒（２ａ）
   をそれぞれ設け、かつ、各補助電極棒（２ａ）をその軸
   心に沿って回動可能に支持したことを特徴とする四重極
   質量分析装置。
2. （２）前記請求項第１項記載の補助電極棒（１２）は、
   電極棒（１ａ）それぞれの端部に着脱自在に外嵌される
   絶縁筒（１３）と、その外面を覆う導電層（１４）とか
   らなることを特徴とする四重極質量分析装置。