JPH0589826A - 四重極質量分析計 - Google Patents

四重極質量分析計

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JPH0589826A
JPH0589826A JP3247413A JP24741391A JPH0589826A JP H0589826 A JPH0589826 A JP H0589826A JP 3247413 A JP3247413 A JP 3247413A JP 24741391 A JP24741391 A JP 24741391A JP H0589826 A JPH0589826 A JP H0589826A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主電極に印加する重畳電圧を急激に変化させ
た場合であっても補助電極に不要な電圧が発生すること
のない四重極質量分析計を提供する。 【構成】 本発明にかかる四重極質量分析計は、正もし
くは負の直流電圧と高周波交流電圧との重畳電圧が印加
される4本の主電極棒2a〜2dからなる主電極2と、
その少なくとも一方の端部側に配設され、かつ、コンデ
ンサC1を介して重畳電圧から取り出した高周波交流電
圧のみが印加される4本の補助電極棒3a〜3dからな
る補助電極3とを備えており、正の直流電圧を含む重畳
電圧が印加される主電極棒2a,2bと同軸状に配置さ
れた補助電極棒3a,3bはコンデンサC2を介して負
の直流電源7と接続される一方、負の直流電圧を含む重
畳電圧が印加される主電極棒2c,2dと同軸状に配置
された補助電極棒3c,3dはコンデンサC2を介して
正の直流電源6と接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主電極の少なくとも一
方の端部側に補助電極が配設されてなる構造の四重極質
量分析計に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、キャピラリーGC/MSの普及に
よって超高速スキャニング及び高速多イオンモニターリ
ングに対する要望が強まっているが、このようなキャピ
ラリーGC/MSに組み込んで用いられる四重極質量分
析計には図2で示すようなものがある。すなわち、この
四重極質量分析計は、イオンを生成するイオン化室1
と、イオンの質量分離を行う主電極2及び補助電極3
と、イオン化室1と補助電極3との間に配設されてイオ
ンビームを収束する静電レンズ系4と、質量分離された
イオンを検出するイオン検出器5とを備えるとともに、
主電極2及び補助電極3を駆動する正の直流電源6、負
の直流電源7及び高周波交流電源8を備えている。
【0003】そして、主電極2は共通軸心(図では、z
軸)に沿って互いに平行配置された4本の主電極棒2a
〜2dによって構成されており、この主電極2に対して
直流電圧Uと高周波交流電圧Vcosωtとの重畳電圧
±(U+Vcosωt)を印加することによって主電極
2の内部に電界を形成し、かつ、U/Vの比を一定に保
ちながらVを変化させることによりz軸に沿って導入し
たイオンの質量分離を行うようになっている。すなわ
ち、この主電極2においては、z軸に関して互いに対向
する位置に配置された一対の主電極棒ごとに極性の異な
る重畳電圧を印加する構成となっており、例えば、z軸
と直交する横軸( 図では、x軸 )に沿って対向配置され
た主電極棒2a,2bのそれぞれには+(U+Vcos
ωt)の重畳電圧を、また、z軸と直交する縦軸( 図で
は、y軸 )に沿って対向配置された主電極棒2c,2d
のそれぞれには−(U+Vcosωt)の重畳電圧を印
加するようになっている。
【0004】一方、補助電極3は主電極2の端電場にお
いて発生する高質量域イオンの透過率低下や分解能低
下、スプリアスピークなどを防止すべく設けられたもの
であり、主電極2を構成する主電極棒2a〜2dのそれ
ぞれと同軸状に配置された4本の補助電極棒3a〜3d
からなっている。そして、これらの補助電極棒3a〜3
dそれぞれには高周波交流電圧V′cosωtのみが印
加されるようになっており、高周波交流電圧V′cos
ωtは重畳電圧±(U+Vcosωt)からコンデンサ
C1を介して取り出されるようになっている。なお、こ
の補助電極3の中心電位は抵抗9によって決められるよ
うになっており、抵抗9のそれぞれはグランドもしくは
適当な電位部に接続されている。
【0005】したがって、この四重極質量分析装置にお
いては、イオン化室1で生成されて静電レンズ系4によ
って収束させられたイオンが補助電極3によって大まか
に質量分離されたのち、この補助電極2を通ったイオン
が主電極2に導入されて質量分離されることになり、こ
の主電極2を通過した所要の質量数を有するイオンのみ
がイオン検出器5によって検出されることになる。
【0006】なお、図2に示す四重極質量分析計では、
補助電極3に印加すべき高周波交流電圧V′cosωt
を重畳電圧±(U+Vcosωt)からコンデンサC1
を介して取り出す構成となっているが、高周波交流電圧
V′cosωt供給用の電源(図示していない)を別途
設ける構成を採用した四重極質量分析計もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、キャピラリ
ーGC/MSによって超高速スキャニング及び高速多イ
オンモニターリングを行う際には、前記従来構成とされ
た四重極質量分析計において検出すべきイオンの設定質
量数を短時間で変える必要があり、そのためには、主電
極2に印加する重畳電圧±(U+Vcosωt)を急激
に変化させなければならないことになる。そして、この
重畳電圧±(U+Vcosωt)を急激に変化させた場
合には、コンデンサC1を介して補助電極3に直流電圧
Uの変動が伝わることになるため、補助電極3を構成す
る補助電極棒3a〜3dのそれぞれには高周波交流電圧
V′cosωt以外の不要な電圧が誘起されることにな
る。なお、このようにして発生した不要な電圧はコンデ
ンサC1及び抵抗9の時定数に基づいて減衰することに
なるのであるが、この不要な電圧が十分に減衰してしま
うまでは四重極質量分析計の正常動作が得られないこと
になってしまう。
【0008】そこで、このような不都合の発生を回避す
べく、コンデンサC1及び抵抗9それぞれの設定値を調
整することも考えられるのであるが、これらの調整を行
った場合には、補助電極3に印加される電圧が不十分と
なったり、位相ずれが起こったり、高周波交流電圧Vc
osωtを供給する高周波交流電源8の負荷が大きくな
ったりというような別の不都合が生じることになってし
まう。
【0009】さらにまた、補助電極3に印加される高周
波交流電圧V′cosωt供給用の電源を別途設けた四
重極質量分析計においては、以上説明したような不都合
は生じないことになるが、わざわざ別の電源を設けるの
であるから、全体構造が複雑化することになるばかり
か、コストアップを招いてしまうことになる。
【0010】本発明は、これらの不都合に鑑みて創案さ
れたものであって、全体構造の簡素化及び調整・保守の
容易化を図りつつ、主電極に印加する重畳電圧を急激に
変化させた場合であっても補助電極に不要な電圧が発生
することのない四重極質量分析計を提供することを目的
としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる四重極質
量分析計は、このような目的を達成するために、正
(+)もしくは負(−)の直流電圧Uと高周波交流電圧
Vcosωtとの重畳電圧±(U+Vcosωt)がそ
れぞれ印加される4本の主電極棒2a〜2dからなる主
電極2と、その少なくとも一方の端部側に配設され、か
つ、コンデンサC1を介して重畳電圧±(U+Vcos
ωt)から取り出した高周波交流電圧V′cosωtの
みが印加される4本の補助電極棒3a〜3dからなる補
助電極3とを備えており、正(+)の直流電圧Uを含む
重畳電圧+(U+Vcosωt)が印加される主電極棒
2a,2bと同軸状に配置された補助電極棒3a,3b
はコンデンサC2を介して負(−)の直流電源7と接続
される一方、負(−)の直流電圧Uを含む重畳電圧−
(U+Vcosωt)が印加される主電極棒2c,2d
と同軸状に配置された補助電極棒3c,3dはコンデン
サC2を介して正(+)の直流電源6と接続されている
ことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】上記構成によれば、主電極2に印加される重畳
電圧±(U+Vcosωt)を急激に変化させた場合に
おける補助電極3を構成する補助電極棒3a〜3dそれ
ぞれに対しては、コンデンサC1,C2のそれぞれを介
して正負(+−)両方の直流電圧Uの変動が同時に伝わ
ることになる。すなわち、正(+)の直流電圧Uを含む
重畳電圧+(U+Vcosωt)が印加される主電極棒
2a,2bと同軸状に配置された補助電極棒3a,3b
にはコンデンサC1を介して正(+)の直流電圧Uの変
動が伝わると同時にコンデンサC2を介して負(−)の
直流電圧Uの変動が伝わる一方、負(−)の直流電圧U
を含む重畳電圧−(U+Vcosωt)が印加される主
電極棒2c,2dと同軸状に配置された補助電極棒3
c,3dにはコンデンサC1を介して負(−)の直流電
圧Uの変動が伝わると同時にコンデンサC2を介して正
(+)の直流電圧Uの変動が伝わることになる。そこ
で、重畳電圧±(U+Vcosωt)の急激な変化によ
って発生し、補助電極棒3a〜3dそれぞれに伝わる正
負(+−)それぞれの直流電圧Uの変動は互いに打ち消
しあうことになる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図1は、本実施例にかかる四重極質量分析
計の概略構成を示す構造図である。なお、この四重極質
量分析計の基本的な構成は従来例と異ならないので、図
1において図2と互いに同一もしくは相当する部品、部
分には同一符号を付し、ここでの詳しい説明は省略す
る。
【0015】この四重極質量分析計は、イオン化室1
と、主電極2と、その少なくとも一方の端部側に配設さ
れた補助電極3と、静電レンズ系4と、イオン検出器5
とを備えるほか、主電極2及び補助電極3を駆動するた
めの正(+)の直流電源6、負(−)の直流電源7及び
高周波交流電源8を備えている。なお、この図1では、
主電極2の前端部側にのみ補助電極3が配設されている
が、この補助電極3が主電極2の後端部側にのみ、ある
いはまた、主電極2の前後端部側それぞれに設けられて
いてもよいことは勿論である。
【0016】そして、イオンの質量分離を行う主電極2
は、共通軸芯(図では、z軸)に沿って互いに平行配置
された4本の主電極棒2a〜2dから構成されており、
主電極棒2a〜2dのそれぞれには正(+)もしくは負
(−)の直流電圧Uと高周波交流電圧Vcosωtとの
重畳電圧±(U+Vcosωt)が印加されている。す
なわち、この主電極2においては、例えば、z軸と直交
する横軸( 図では、x軸 )に沿って対向配置された主電
極棒2a,2bのそれぞれには+(U+Vcosωt)
の重畳電圧が、また、z軸と直交する縦軸(図では、y
軸 )に沿って対向配置された主電極棒2c,2dのそれ
ぞれには−(U+Vcosωt)の重畳電圧が印加され
るようになっている。
【0017】一方、主電極2の前端部側に配設された補
助電極3は、主電極2を構成する主電極棒2a〜2dの
それぞれと同軸状に配置された4本の補助電極棒3a〜
3dによって構成されており、補助電極棒3a〜3dの
それぞれには重畳電圧±(U+Vcosωt)からコン
デンサC1を介して取り出した高周波交流電圧V′co
sωtのみが印加されている。なお、図中の符号9は補
助電極3の中心電位を決めるために設けられた抵抗9で
あり、これらはグランドもしくは適当な電位部に接続さ
れている。
【0018】さらに、この補助電極3を構成する補助電
極棒3a〜3dのうち、正(+)の直流電圧Uを含む重
畳電圧+(U+Vcosωt)が印加される主電極棒2
a,2bと同軸状に配置された補助電極棒3a,3bは
コンデンサC2を介して負(−)の直流電源7と接続さ
れる一方、負(−)の直流電圧Uを含む重畳電圧−(U
+Vcosωt)が印加される主電極棒2c,2dと同
軸状に配置された補助電極棒3c,3dはコンデンサC
2を介して正(+)の直流電源6と接続されている。そ
こで、これらのコンデンサC1,C2の容量を互いに等
しく設定しておけば、主電極2に印加される重畳電圧±
(U+Vcosωt)を急激に変化させた場合における
正負(+−)両方の直流電圧Uの変動が補助電極棒3a
〜3dのそれぞれに対して同時に伝わることになる。
【0019】すなわち、補助電極棒3a,3bにはコン
デンサC1を介して正(+)の直流電圧Uの変動が伝わ
ると同時にコンデンサC2を介して負(−)の直流電圧
Uの変動が伝わることになる一方、補助電極棒3c,3
dにはコンデンサC1を介して負(−)の直流電圧Uの
変動が伝わると同時にコンデンサC2を介して正(+)
の直流電圧Uの変動が伝わることになる。そこで、重畳
電圧±(U+Vcosωt)の急激な変化によって発生
し、補助電極棒3a〜3dのそれぞれに伝わる正負(+
−)それぞれの直流電圧Uの変動は互いに打ち消しあっ
て消失することになる。
【0020】なお、この実施例においては、コンデンサ
C2を設けたことにより、補助電極3を構成する補助電
極棒3a〜3dのそれぞれに対して(V′cosωt)
/2の高周波交流電圧しか印加されないことになるが、
このことによる実用上の不都合が生じることはない。そ
して、これ以上の電圧が必要な場合には、回路中に新た
な抵抗10を設けて分圧し、コンデンサC2の容量をコ
ンデンサC1の容量よりも大きく設定した構成とすれば
よい。さらに、四重極質量分析計のうちには、一方の補
助電極棒それぞれに対しては高周波交流電圧を印加し、
他方の補助電極棒それぞれに対しては直流電圧と高周波
交流電圧との重畳電圧を印加する構成とされたものもあ
るが、このような構造とされた四重極質量分析計に対し
ても本発明の適用が可能であることはいうまでもない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる四
重極質量分析計において主電極に印加される重畳電圧を
急激に変化させた場合には、補助電極を構成する補助電
極棒のそれぞれに対し、コンデンサを介して接続された
正負それぞれの直流電源から正負両方の直流電圧の変動
が同時に伝わることになる。ところが、これらの変動は
極性が互いに逆であることから、互いに打ち消しあって
消失することになるため、直流電圧の変動に伴う不要な
電圧が補助電極棒のそれぞれに誘起されることはなくな
る。そこで、検出すべきイオンの設定質量数の変更に対
するセトリングが早くなり、キャピラリーGC/MSに
よる超高速スキャニング及び高速多イオンモニターリン
グが何らの不都合なく実現できることになる。
【0022】その結果、本発明によれば、全体構造の簡
素化及び調整・保守の容易化を図りつつ、主電極に印加
する重畳電圧を急激に変化させた場合であっても補助電
極に不要な電圧が発生することのない四重極質量分析計
を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例にかかる四重極質量分析計の概略構成
を示す構造図である。
【図2】従来例にかかる四重極質量分析計の概略構成を
示す構造図である。
【符号の説明】
2 主電極 2a〜2d 主電極棒 3 補助電極 3a〜3d 補助電極棒 6 正の直流電源 7 負の直流電源 C1 コンデンサ C2 コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正もしくは負の直流電圧と高周波交流電
    圧との重畳電圧がそれぞれ印加される4本の主電極棒
    (2a〜2d)からなる主電極(2)と、その少なくと
    も一方の端部側に配設され、かつ、コンデンサ(C1)
    を介して重畳電圧から取り出した高周波交流電圧のみが
    印加される4本の補助電極棒(3a〜3d)からなる補
    助電極(3)とを備えており、 正の直流電圧を含む重畳電圧が印加される主電極棒(2
    a,2b)と同軸状に配置された補助電極棒(3a,3
    b)はコンデンサ(C2)を介して負の直流電源(7)
    と接続される一方、 負の直流電圧を含む重畳電圧が印加される主電極棒(2
    c,2d)と同軸状に配置された補助電極棒(3c,3
    d)はコンデンサ(C2)を介して正の直流電源(6)
    と接続されていることを特徴とする四重極質量分析計。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1097838A (ja) * 1996-07-30 1998-04-14 Yokogawa Analytical Syst Kk 誘導結合プラズマ質量分析装置
CN102834897A (zh) * 2010-04-09 2012-12-19 株式会社岛津制作所 四极型质量分析装置
WO2017081770A1 (ja) * 2015-11-11 2017-05-18 株式会社島津製作所 四重極マスフィルタ及び四重極型質量分析装置

Cited By (4)

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JPWO2017081770A1 (ja) * 2015-11-11 2018-04-26 株式会社島津製作所 四重極マスフィルタ及び四重極型質量分析装置

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