JPH07240171A - Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 - Google Patents
Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置Info
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- JPH07240171A JPH07240171A JP6052999A JP5299994A JPH07240171A JP H07240171 A JPH07240171 A JP H07240171A JP 6052999 A JP6052999 A JP 6052999A JP 5299994 A JP5299994 A JP 5299994A JP H07240171 A JPH07240171 A JP H07240171A
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
- H01J49/4205—Device types
- H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
- H01J49/4215—Quadrupole mass filters
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- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/004—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn
- H01J49/0045—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction
- H01J49/005—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction by collision with gas, e.g. by introducing gas or by accelerating ions with an electric field
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 できるだけ多くの目的イオンが全四重極をス
ムーズに通過するようにして、高感度の分析を行なうこ
とができるようにする。 【構成】 第１段四重極Ｑ1及び第３段四重極Ｑ3にそれ
ぞれプリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2を設けるとともに、各四
重極Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｐ1、Ｐ2毎に設けた駆動電圧供給
装置２６〜３８に対して単一の高周波源４１から同一周
波数、同一位相の高周波を供給するようにした。
ムーズに通過するようにして、高感度の分析を行なうこ
とができるようにする。 【構成】 第１段四重極Ｑ1及び第３段四重極Ｑ3にそれ
ぞれプリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2を設けるとともに、各四
重極Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｐ1、Ｐ2毎に設けた駆動電圧供給
装置２６〜３８に対して単一の高周波源４１から同一周
波数、同一位相の高周波を供給するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薬品、ガス等の分析に
用いられるＭＳ／ＭＳ型質量分析装置（又は、タンデム
型四重極質量分析装置）に関する。
用いられるＭＳ／ＭＳ型質量分析装置（又は、タンデム
型四重極質量分析装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】四重極質量分析器は、図４に示すよう
に、ｚ軸を中心に回転対称的に配置された４本の電極棒
８１、８２、８３、８４で構成される。ｘ軸方向に配置
された一対の電極棒８１、８３とｙ軸方向に配置された
一対の電極棒８２、８４との間に、直流電圧Ｕ及び高周
波電圧Ｖ・cos(ω・ｔ)を重畳した駆動電圧を四重極駆動
電圧源８６により印加しておき、イオン源１１からｚ軸
に沿ってイオンを四重極の中心軸（ｚ軸）に入射する
と、電圧Ｕ及びＶにより定まる特定質量のイオン８８の
みが安定的に四重極を通過することができ、他の質量の
イオン８７は途中で発散してしまう。従って、電圧Ｕ及
びＶを適当に定めることにより、任意の質量のイオンの
みを通過させる質量分離フィルタとして利用することが
でき、また、電圧Ｕ及びＶを、互いに所定の関係を持た
せつつ変化させることにより、四重極を通過するイオン
の質量を軽いものから重いものまで順に走査することも
できる。
に、ｚ軸を中心に回転対称的に配置された４本の電極棒
８１、８２、８３、８４で構成される。ｘ軸方向に配置
された一対の電極棒８１、８３とｙ軸方向に配置された
一対の電極棒８２、８４との間に、直流電圧Ｕ及び高周
波電圧Ｖ・cos(ω・ｔ)を重畳した駆動電圧を四重極駆動
電圧源８６により印加しておき、イオン源１１からｚ軸
に沿ってイオンを四重極の中心軸（ｚ軸）に入射する
と、電圧Ｕ及びＶにより定まる特定質量のイオン８８の
みが安定的に四重極を通過することができ、他の質量の
イオン８７は途中で発散してしまう。従って、電圧Ｕ及
びＶを適当に定めることにより、任意の質量のイオンの
みを通過させる質量分離フィルタとして利用することが
でき、また、電圧Ｕ及びＶを、互いに所定の関係を持た
せつつ変化させることにより、四重極を通過するイオン
の質量を軽いものから重いものまで順に走査することも
できる。
【０００３】ＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、図５に示す
ように、このような四重極を３組（Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3）、
イオン源１１とイオン検出器１３との間に直列に配置し
たものである。イオン源１１で生成された分析対象試料
のイオンは第１段四重極Ｑ1に導入され、第１段四重極
Ｑ1の質量分離機能により、所定の質量Ｍpを持つ目的親
イオンのみが第２段四重極Ｑ2に送られる。第２段四重
極Ｑ2はケース（衝突室）１２の中に納められ、その衝
突室１２の内部にはＡｒ、Ｎ2等の衝突ガスが導入され
ている。第１段四重極Ｑ1を通過した親イオン１４はこ
の衝突室１２の内部で衝突ガスと衝突し、いくつかの娘
イオンに開裂する。開裂により生成された娘イオン１５
は第２段四重極Ｑ2により第３段四重極Ｑ3に運ばれ、第
３段四重極Ｑ3は第１段四重極Ｑ1と同様の質量分離機能
により所定の質量（Ｍd1）を持つ娘イオン１５のみを通
過させる。第３段四重極Ｑ3を通過した目的の娘イオン
１５は、イオン検出器１３により検出される。
ように、このような四重極を３組（Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3）、
イオン源１１とイオン検出器１３との間に直列に配置し
たものである。イオン源１１で生成された分析対象試料
のイオンは第１段四重極Ｑ1に導入され、第１段四重極
Ｑ1の質量分離機能により、所定の質量Ｍpを持つ目的親
イオンのみが第２段四重極Ｑ2に送られる。第２段四重
極Ｑ2はケース（衝突室）１２の中に納められ、その衝
突室１２の内部にはＡｒ、Ｎ2等の衝突ガスが導入され
ている。第１段四重極Ｑ1を通過した親イオン１４はこ
の衝突室１２の内部で衝突ガスと衝突し、いくつかの娘
イオンに開裂する。開裂により生成された娘イオン１５
は第２段四重極Ｑ2により第３段四重極Ｑ3に運ばれ、第
３段四重極Ｑ3は第１段四重極Ｑ1と同様の質量分離機能
により所定の質量（Ｍd1）を持つ娘イオン１５のみを通
過させる。第３段四重極Ｑ3を通過した目的の娘イオン
１５は、イオン検出器１３により検出される。
【０００４】なお、各四重極Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3には、四重
極駆動電圧源８６により２対の電極（図４における８１
〜８４）間に直流（ＤＣ）電圧Ｕ及び高周波（ＲＦ）電
圧Ｖ・cos(ω・ｔ)を重畳した走査用電圧を印加するが、
この走査用電圧の他に、バイアス電圧源８５によりイオ
ン源１１と四重極全体との間に直流バイアス電圧（ＤＣ
バイアス）が印加される。これは、イオン源１１により
生成されたイオンを加速し、目的の質量のイオン８８が
正しく四重極内を通過するようにするとともに、第２段
四重極Ｑ2での衝突ガスとの衝突エネルギを与えるため
であり、図５に示すように、第１段〜第３段四重極Ｑ
1、Ｑ2、Ｑ3にそれぞれの目的に応じたバイアス電圧Ｖ
1、Ｖ2及びＶ3が印加される。
極駆動電圧源８６により２対の電極（図４における８１
〜８４）間に直流（ＤＣ）電圧Ｕ及び高周波（ＲＦ）電
圧Ｖ・cos(ω・ｔ)を重畳した走査用電圧を印加するが、
この走査用電圧の他に、バイアス電圧源８５によりイオ
ン源１１と四重極全体との間に直流バイアス電圧（ＤＣ
バイアス）が印加される。これは、イオン源１１により
生成されたイオンを加速し、目的の質量のイオン８８が
正しく四重極内を通過するようにするとともに、第２段
四重極Ｑ2での衝突ガスとの衝突エネルギを与えるため
であり、図５に示すように、第１段〜第３段四重極Ｑ
1、Ｑ2、Ｑ3にそれぞれの目的に応じたバイアス電圧Ｖ
1、Ｖ2及びＶ3が印加される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように複数の四重
極が連設されている場合、隣接する四重極に印加される
高周波の周波数や位相がわずかでも異なると、それらの
間のビートにより、イオンが両四重極を通過する際に乱
れが生じ、発散する可能性がある。このような傾向は、
特に低質量のイオンについて著しい。
極が連設されている場合、隣接する四重極に印加される
高周波の周波数や位相がわずかでも異なると、それらの
間のビートにより、イオンが両四重極を通過する際に乱
れが生じ、発散する可能性がある。このような傾向は、
特に低質量のイオンについて著しい。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、できる
限り多くの目的イオンが全四重極をスムーズに通過する
ようにし、高感度の分析を行なうことができるようにし
たＭＳ／ＭＳ型質量分析装置を提供することにある。
成されたものであり、その目的とするところは、できる
限り多くの目的イオンが全四重極をスムーズに通過する
ようにし、高感度の分析を行なうことができるようにし
たＭＳ／ＭＳ型質量分析装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、
イオン源から送り込まれる粒子中、所定の質量を持つイ
オンのみを通過させる第１段四重極と、第１段四重極を
通過したイオンである親イオンを開裂させる第２段四重
極と、第２段四重極で生成されたイオン中、所定の質量
を持つ娘イオンのみを通過させる第３段四重極と、イオ
ン開裂用のガスを保持するために第２段四重極を覆うよ
うに設けられた衝突室と、全体を覆う真空室とを備えた
ＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、第１段四重極及び
第３段四重極にそれぞれ第１段プリロッド四重極及び第
３段プリロッド四重極を設けるとともに、第１段四重
極、第１段プリロッド四重極、第２段四重極、第３段プ
リロッド四重極及び第３段四重極のそれぞれに独立の駆
動電圧供給装置を設け、単一の高周波発生装置から各駆
動電圧供給装置に基準周波数信号を供給するようにした
ことを特徴とするものである。
に成された本発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、
イオン源から送り込まれる粒子中、所定の質量を持つイ
オンのみを通過させる第１段四重極と、第１段四重極を
通過したイオンである親イオンを開裂させる第２段四重
極と、第２段四重極で生成されたイオン中、所定の質量
を持つ娘イオンのみを通過させる第３段四重極と、イオ
ン開裂用のガスを保持するために第２段四重極を覆うよ
うに設けられた衝突室と、全体を覆う真空室とを備えた
ＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、第１段四重極及び
第３段四重極にそれぞれ第１段プリロッド四重極及び第
３段プリロッド四重極を設けるとともに、第１段四重
極、第１段プリロッド四重極、第２段四重極、第３段プ
リロッド四重極及び第３段四重極のそれぞれに独立の駆
動電圧供給装置を設け、単一の高周波発生装置から各駆
動電圧供給装置に基準周波数信号を供給するようにした
ことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】イオン源から放出されたイオンは、イオン源を
出る際にイオン源レンズにより第１段四重極に向かうよ
うに一応揃えられるが、それでも多少の運動方向のばら
つきが存在する。第１段四重極では、所望の質量（ｍ／
ｚ）を有するイオンのみが通過するように、ＲＦ電圧と
ＤＣ電圧とが所定の関係となるように調整された駆動電
圧が供給されるが、これによるイオンの安定領域は非常
に狭いため、所望の質量（ｍ／ｚ）を有するイオンとい
えども発散する場合が多い。そこで、第１段四重極の前
にＲＦ電圧のみを印加した第１段プリロッド四重極を設
けることにより、イオン源から放出された（及び、イオ
ン源レンズを通過した）イオンを、ＲＦ電圧のみにより
形成される広い安定領域で安定的に飛行させ、第１段四
重極に送り込む。
出る際にイオン源レンズにより第１段四重極に向かうよ
うに一応揃えられるが、それでも多少の運動方向のばら
つきが存在する。第１段四重極では、所望の質量（ｍ／
ｚ）を有するイオンのみが通過するように、ＲＦ電圧と
ＤＣ電圧とが所定の関係となるように調整された駆動電
圧が供給されるが、これによるイオンの安定領域は非常
に狭いため、所望の質量（ｍ／ｚ）を有するイオンとい
えども発散する場合が多い。そこで、第１段四重極の前
にＲＦ電圧のみを印加した第１段プリロッド四重極を設
けることにより、イオン源から放出された（及び、イオ
ン源レンズを通過した）イオンを、ＲＦ電圧のみにより
形成される広い安定領域で安定的に飛行させ、第１段四
重極に送り込む。
【０００９】ここで、第１段プリロッド四重極のＲＦ電
圧と第１段四重極のＲＦ／ＤＣ電圧は、それぞれに（す
なわち、互いに独立に）設けられた駆動電圧供給装置よ
り供給されるが、これらの駆動電圧供給装置には単一の
高周波発生装置から基準周波数信号が供給されるため、
第１段プリロッド四重極に供給されるＲＦ電圧と第１段
四重極に供給されるＲＦ電圧とは、全く同一の周波数、
同一の位相となる。このため、第１段プリロッド四重極
から第１段四重極へのイオンの移行がスムーズになり、
より多くのイオンが第１段四重極に供給されるようにな
る。なお、第１段プリロッド四重極と第１段四重極とは
互いに独立の駆動電圧供給装置を有しているため、それ
ぞれに独立のＤＣバイアスを印加することが可能であ
り、分析目的に即した最適のＤＣバイアスをそれらに供
給することができる。
圧と第１段四重極のＲＦ／ＤＣ電圧は、それぞれに（す
なわち、互いに独立に）設けられた駆動電圧供給装置よ
り供給されるが、これらの駆動電圧供給装置には単一の
高周波発生装置から基準周波数信号が供給されるため、
第１段プリロッド四重極に供給されるＲＦ電圧と第１段
四重極に供給されるＲＦ電圧とは、全く同一の周波数、
同一の位相となる。このため、第１段プリロッド四重極
から第１段四重極へのイオンの移行がスムーズになり、
より多くのイオンが第１段四重極に供給されるようにな
る。なお、第１段プリロッド四重極と第１段四重極とは
互いに独立の駆動電圧供給装置を有しているため、それ
ぞれに独立のＤＣバイアスを印加することが可能であ
り、分析目的に即した最適のＤＣバイアスをそれらに供
給することができる。
【００１０】第２段四重極では、第１段四重極を通過し
た親イオンが開裂することにより生成した娘イオンが、
各種運動方向を持って第３段四重極に送られてくるた
め、上記の場合と同様に、第３段プリロッド四重極がよ
り多くの娘イオンをスムーズに第３段四重極に送り込
む。これにより、多くの目的娘イオンが検出器により検
出されるようになるため、分析の感度が向上する。
た親イオンが開裂することにより生成した娘イオンが、
各種運動方向を持って第３段四重極に送られてくるた
め、上記の場合と同様に、第３段プリロッド四重極がよ
り多くの娘イオンをスムーズに第３段四重極に送り込
む。これにより、多くの目的娘イオンが検出器により検
出されるようになるため、分析の感度が向上する。
【００１１】なお、第１段プリロッド四重極は上記のよ
うに第１段四重極の前（すなわち、イオン源と第１段四
重極との間）に設ける他、更に、第１段四重極の後（す
なわち、第１段四重極と第２段四重極との間）にも設け
るようにしてもよい。
うに第１段四重極の前（すなわち、イオン源と第１段四
重極との間）に設ける他、更に、第１段四重極の後（す
なわち、第１段四重極と第２段四重極との間）にも設け
るようにしてもよい。
【００１２】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１により説明す
る。本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置では、第１段
四重極Ｑ1の前に第１プリロッド四重極（第１段プリロ
ッド四重極）Ｐ1を、第３段四重極Ｑ3の前に第２プリロ
ッド四重極（第３段プリロッド四重極）Ｐ2を設けると
ともに、第１段〜第３段四重極Ｑ1〜Ｑ3及び両プリロッ
ド四重極Ｐ1、Ｐ2の５組の四重極にそれぞれ独立の駆動
電圧供給装置を設けている。各駆動電圧供給装置の構成
は次の通りになっている。第１段と第３段の四重極Ｑ
1、Ｑ3には、共振回路３１、３３で生成されるＲＦ電圧
とＤＣ発生回路３６、３８で生成される走査用ＤＣ電圧
とを合成するＲＦ／ＤＣ合成回路が設けられ、更に、こ
のＲＦ／ＤＣ走査用電圧と、ＤＣバイアス用電圧源２
２、２５で生成されるＤＣバイアスとを加算する加算器
が設けられている。第２段四重極Ｑ2には、共振回路３
２からのＲＦ電圧とＤＣバイアス用電圧源２３からのＤ
Ｃバイアスのみが加算して印加される。両プリロッド四
重極Ｐ1、Ｐ2にも同様に、共振回路３１、３３からのＲ
Ｆ電圧とＤＣバイアス用電圧源２１、２４からのＤＣバ
イアスが加算して印加される。
る。本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置では、第１段
四重極Ｑ1の前に第１プリロッド四重極（第１段プリロ
ッド四重極）Ｐ1を、第３段四重極Ｑ3の前に第２プリロ
ッド四重極（第３段プリロッド四重極）Ｐ2を設けると
ともに、第１段〜第３段四重極Ｑ1〜Ｑ3及び両プリロッ
ド四重極Ｐ1、Ｐ2の５組の四重極にそれぞれ独立の駆動
電圧供給装置を設けている。各駆動電圧供給装置の構成
は次の通りになっている。第１段と第３段の四重極Ｑ
1、Ｑ3には、共振回路３１、３３で生成されるＲＦ電圧
とＤＣ発生回路３６、３８で生成される走査用ＤＣ電圧
とを合成するＲＦ／ＤＣ合成回路が設けられ、更に、こ
のＲＦ／ＤＣ走査用電圧と、ＤＣバイアス用電圧源２
２、２５で生成されるＤＣバイアスとを加算する加算器
が設けられている。第２段四重極Ｑ2には、共振回路３
２からのＲＦ電圧とＤＣバイアス用電圧源２３からのＤ
Ｃバイアスのみが加算して印加される。両プリロッド四
重極Ｐ1、Ｐ2にも同様に、共振回路３１、３３からのＲ
Ｆ電圧とＤＣバイアス用電圧源２１、２４からのＤＣバ
イアスが加算して印加される。
【００１３】各共振回路３１、３２、３３、走査用ＤＣ
発生回路３６、３８及びＤＣバイアス用電圧源２１、２
２、２３、２４、２５にはＣＰＵ４２から制御信号が与
えられ、これにより各電圧の大きさは任意に設定するこ
とができるようになっている。
発生回路３６、３８及びＤＣバイアス用電圧源２１、２
２、２３、２４、２５にはＣＰＵ４２から制御信号が与
えられ、これにより各電圧の大きさは任意に設定するこ
とができるようになっている。
【００１４】本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置で
は、３個の共振回路３１、３２、３３には、１個の基準
周波数発生回路４１から１．２ＭＨｚの基準周波数信号
が共通に供給される。このため、各共振回路３１、３
２、３３で生成され、第１段〜第３段四重極Ｑ1〜Ｑ3及
び第１、第２プリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2に供給されるＲ
Ｆ電圧の周波数及び位相は全て同一となっている（な
お、ＲＦ電圧の振幅は、上述の通りＣＰＵ４２により任
意に設定可能である）。このため、イオン源１１で生成
され、イオン源レンズ１７により第１プリロッド四重極
Ｐ1に送り込まれるイオンは、それ以降、第１プリロッ
ド四重極Ｐ1、第１段四重極Ｑ1（ここで質量分離され
る）、第２段四重極Ｑ2（ここで開裂される）、第２プ
リロッド四重極Ｐ2及び第３段四重極Ｑ3（ここで娘イオ
ンが質量分離される）を通してほぼ連続したＲＦ電場の
中を通過してゆく。このため、隣接四重極間でのイオン
の散乱が最小限に防止され、より多くのイオンが検出器
１３により検出されるようになる。この効果は特に低質
量イオンにおいて著しい。
は、３個の共振回路３１、３２、３３には、１個の基準
周波数発生回路４１から１．２ＭＨｚの基準周波数信号
が共通に供給される。このため、各共振回路３１、３
２、３３で生成され、第１段〜第３段四重極Ｑ1〜Ｑ3及
び第１、第２プリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2に供給されるＲ
Ｆ電圧の周波数及び位相は全て同一となっている（な
お、ＲＦ電圧の振幅は、上述の通りＣＰＵ４２により任
意に設定可能である）。このため、イオン源１１で生成
され、イオン源レンズ１７により第１プリロッド四重極
Ｐ1に送り込まれるイオンは、それ以降、第１プリロッ
ド四重極Ｐ1、第１段四重極Ｑ1（ここで質量分離され
る）、第２段四重極Ｑ2（ここで開裂される）、第２プ
リロッド四重極Ｐ2及び第３段四重極Ｑ3（ここで娘イオ
ンが質量分離される）を通してほぼ連続したＲＦ電場の
中を通過してゆく。このため、隣接四重極間でのイオン
の散乱が最小限に防止され、より多くのイオンが検出器
１３により検出されるようになる。この効果は特に低質
量イオンにおいて著しい。
【００１５】本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置では
更に、第２段四重極Ｑ2の入口と出口にそれぞれ３段構
成のレンズＬ1及びＬ2を設け、これら両レンズＬ1、Ｌ2
にはそれぞれ独立に設けた（ＣＰＵ４２からの制御信号
により動作する）電圧源よりＤＣバイアスを印加するよ
うにしている（但し、図１ではそれらの電圧源の図示を
省略している）。これにより、衝突室１２内の衝突ガス
の真空室１６内への漏出量を最小限に抑えることができ
るため、真空室１６の真空ポンプ１９として小容量のも
のを用いることができるという利点も有する。なお、衝
突室１２の衝突ガスは、衝突ガス供給源１８から供給さ
れる。
更に、第２段四重極Ｑ2の入口と出口にそれぞれ３段構
成のレンズＬ1及びＬ2を設け、これら両レンズＬ1、Ｌ2
にはそれぞれ独立に設けた（ＣＰＵ４２からの制御信号
により動作する）電圧源よりＤＣバイアスを印加するよ
うにしている（但し、図１ではそれらの電圧源の図示を
省略している）。これにより、衝突室１２内の衝突ガス
の真空室１６内への漏出量を最小限に抑えることができ
るため、真空室１６の真空ポンプ１９として小容量のも
のを用いることができるという利点も有する。なお、衝
突室１２の衝突ガスは、衝突ガス供給源１８から供給さ
れる。
【００１６】本発明の第２の実施例を次に説明する。本
実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、イオン源から送
り込まれる粒子中、所定の質量を持つイオンのみを通過
させる第１段四重極と、第１段四重極を通過したイオン
である親イオンを開裂させる第２段四重極と、第２段四
重極で生成されたイオン中、所定の質量を持つ娘イオン
のみを通過させる第３段四重極と、イオン開裂用のガス
を保持するために第２段四重極を覆うように設けられた
衝突室と、全体を覆う真空室とを備えたＭＳ／ＭＳ型質
量分析装置において、 a)第１段四重極と第２段四重極との間、及び第２段四重
極と第３段四重極との間にそれぞれ２組のプリロッド四
重極（すなわち、第１段四重極と第２段四重極との間に
第１プリロッド四重極及び第２プリロッド四重極、第２
段四重極と第３段四重極との間に第３プリロッド四重極
及び第４プリロッド四重極）を設け、 b)第１プリロッド四重極と第２プリロッド四重極との
間、及び、第３プリロッド四重極と第４プリロッド四重
極との間に大きい隙間を設け、その他の隣接四重極間に
は小さい隙間を設け、 c)第１段四重極、第２段四重極、第３段四重極、第１〜
第４プリロッド四重極のそれぞれに独立の駆動電圧供給
装置を設け、単一の高周波発生装置から各駆動電圧供給
装置に基準周波数信号を供給するようにしたことを特徴
とするものである。
実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、イオン源から送
り込まれる粒子中、所定の質量を持つイオンのみを通過
させる第１段四重極と、第１段四重極を通過したイオン
である親イオンを開裂させる第２段四重極と、第２段四
重極で生成されたイオン中、所定の質量を持つ娘イオン
のみを通過させる第３段四重極と、イオン開裂用のガス
を保持するために第２段四重極を覆うように設けられた
衝突室と、全体を覆う真空室とを備えたＭＳ／ＭＳ型質
量分析装置において、 a)第１段四重極と第２段四重極との間、及び第２段四重
極と第３段四重極との間にそれぞれ２組のプリロッド四
重極（すなわち、第１段四重極と第２段四重極との間に
第１プリロッド四重極及び第２プリロッド四重極、第２
段四重極と第３段四重極との間に第３プリロッド四重極
及び第４プリロッド四重極）を設け、 b)第１プリロッド四重極と第２プリロッド四重極との
間、及び、第３プリロッド四重極と第４プリロッド四重
極との間に大きい隙間を設け、その他の隣接四重極間に
は小さい隙間を設け、 c)第１段四重極、第２段四重極、第３段四重極、第１〜
第４プリロッド四重極のそれぞれに独立の駆動電圧供給
装置を設け、単一の高周波発生装置から各駆動電圧供給
装置に基準周波数信号を供給するようにしたことを特徴
とするものである。
【００１７】以下、第２実施例を図２及び図３を用いて
説明する。本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、上
記第１実施例（図１）の装置で用いていた第２段四重極
Ｑ2の入口及び出口の３段レンズＬ1、Ｌ2を使用せず、
単純な１段レンズＬ21及びＬ22のみとしている。また、
各レンズＬ1、Ｌ2と隣接四重極Ｑ1、Ｑ3との間にそれぞ
れ２組のプリロッド四重極Ｐ21、Ｐ22及びＰ23、Ｐ24を
設けている。図３に示すように、第１段四重極Ｑ1と第
１プリロッド四重極Ｐ21の間、及び、第２プリロッド四
重極Ｐ22と第２段四重極Ｑ2との間の隙間ｇ1、ｇ3は非
常に狭くしておき、両プリロッド四重極Ｐ21及びＰ22の
間の隙間ｇ2は比較的大きくとっておく（例えば、径ｄ
＝12mmのロッドを使用し、隣接ロッド間の隙間ｇ0を約
５mmとした場合、ｇ1、ｇ3は約0.1mm程度、ｇ2は約３mm
程度とする）。第２段四重極Ｑ2と第３段四重極Ｑ3の間
の第３、第４プリロッド四重極Ｐ23、Ｐ24についても同
様である。
説明する。本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置は、上
記第１実施例（図１）の装置で用いていた第２段四重極
Ｑ2の入口及び出口の３段レンズＬ1、Ｌ2を使用せず、
単純な１段レンズＬ21及びＬ22のみとしている。また、
各レンズＬ1、Ｌ2と隣接四重極Ｑ1、Ｑ3との間にそれぞ
れ２組のプリロッド四重極Ｐ21、Ｐ22及びＰ23、Ｐ24を
設けている。図３に示すように、第１段四重極Ｑ1と第
１プリロッド四重極Ｐ21の間、及び、第２プリロッド四
重極Ｐ22と第２段四重極Ｑ2との間の隙間ｇ1、ｇ3は非
常に狭くしておき、両プリロッド四重極Ｐ21及びＰ22の
間の隙間ｇ2は比較的大きくとっておく（例えば、径ｄ
＝12mmのロッドを使用し、隣接ロッド間の隙間ｇ0を約
５mmとした場合、ｇ1、ｇ3は約0.1mm程度、ｇ2は約３mm
程度とする）。第２段四重極Ｑ2と第３段四重極Ｑ3の間
の第３、第４プリロッド四重極Ｐ23、Ｐ24についても同
様である。
【００１８】これら４組のプリロッド四重極Ｐ21〜Ｐ24
には、上記実施例のプリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2と同様
に、ＲＦ電圧とＤＣバイアスのみを印加する。また、上
記実施例と同様、全四重極Ｑ1〜Ｑ3及び全プリロッド四
重極Ｐ21〜Ｐ24に同一周波数、同一位相のＲＦ電圧を供
給するため、共通の基準周波数発生回路４１を使用す
る。なお、図１における共振回路は図２において「Ｒ
Ｆ」６２〜６６と略記し、共振回路、ＤＣ発生回路、Ｒ
Ｆ／ＤＣ合成回路は図２において「ＲＦ／ＤＣ」６１、
６７と略記した。また、それらに別個の制御信号を送る
ＣＰＵ４２は図示を省略した。
には、上記実施例のプリロッド四重極Ｐ1、Ｐ2と同様
に、ＲＦ電圧とＤＣバイアスのみを印加する。また、上
記実施例と同様、全四重極Ｑ1〜Ｑ3及び全プリロッド四
重極Ｐ21〜Ｐ24に同一周波数、同一位相のＲＦ電圧を供
給するため、共通の基準周波数発生回路４１を使用す
る。なお、図１における共振回路は図２において「Ｒ
Ｆ」６２〜６６と略記し、共振回路、ＤＣ発生回路、Ｒ
Ｆ／ＤＣ合成回路は図２において「ＲＦ／ＤＣ」６１、
６７と略記した。また、それらに別個の制御信号を送る
ＣＰＵ４２は図示を省略した。
【００１９】本実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置で
は、第１段四重極Ｑ1と第２段四重極Ｑ2との間に設けら
れた２組のプリロッド四重極Ｐ21及びＰ22は、ＤＣバイ
アスを可変にすることで大まかなレンズの役目を果た
し、イオンを最適な方向に集束させる。また、隣接する
Ｑ1、Ｑ2のメインロッドとの隙間は極小に抑えてあり、
これによってメインロッドに印加されているＲＦ／ＤＣ
のＤＣ成分による軸方向への漏れ電界を防いでいる。一
方、これら互いに隣接する第１段四重極Ｑ1、第１プリ
ロッド四重極Ｐ21、第２プリロッド四重極Ｐ22、及び、
第２段四重極Ｑ22には全て同一の周波数及び同一の位相
のＲＦ電圧が印加される（ただし、各四重極Ｑ1、Ｐ2
1、Ｐ22、Ｑ2には独立の振幅の走査用ＲＦ／ＤＣ又はＲ
Ｆ電圧、及び独立のＤＣバイアス電圧が印加される）た
め、イオンが第１段四重極Ｑ1と第２段四重極Ｑ2の間を
通過する際、乱れることなくスムーズに通過することが
できる。このため、上記実施例の場合と同様、イオンの
発散が最小限に防止されるため、より多くの目的イオン
が第２段四重極Ｑ2に供給されるようになる。
は、第１段四重極Ｑ1と第２段四重極Ｑ2との間に設けら
れた２組のプリロッド四重極Ｐ21及びＰ22は、ＤＣバイ
アスを可変にすることで大まかなレンズの役目を果た
し、イオンを最適な方向に集束させる。また、隣接する
Ｑ1、Ｑ2のメインロッドとの隙間は極小に抑えてあり、
これによってメインロッドに印加されているＲＦ／ＤＣ
のＤＣ成分による軸方向への漏れ電界を防いでいる。一
方、これら互いに隣接する第１段四重極Ｑ1、第１プリ
ロッド四重極Ｐ21、第２プリロッド四重極Ｐ22、及び、
第２段四重極Ｑ22には全て同一の周波数及び同一の位相
のＲＦ電圧が印加される（ただし、各四重極Ｑ1、Ｐ2
1、Ｐ22、Ｑ2には独立の振幅の走査用ＲＦ／ＤＣ又はＲ
Ｆ電圧、及び独立のＤＣバイアス電圧が印加される）た
め、イオンが第１段四重極Ｑ1と第２段四重極Ｑ2の間を
通過する際、乱れることなくスムーズに通過することが
できる。このため、上記実施例の場合と同様、イオンの
発散が最小限に防止されるため、より多くの目的イオン
が第２段四重極Ｑ2に供給されるようになる。
【００２０】さらに、第１プリロッド四重極Ｐ21と第２
プリロッド四重極Ｐ22の間には比較的大きな隙間ｇ2が
設けられているため、衝突室１２のイオン通過口（及
び、レンズＬ21の開口）から第１段四重極Ｑ1に漏れて
きた衝突ガスを、第１段四重極Ｑ1内の空間（４本の電
極に囲まれた、イオンが通過する空間）に入る前に効率
的に排出することができる。このため、四重極全体を覆
う真空室１６には、比較的小さい能力の真空ポンプ１９
を使うことができる。
プリロッド四重極Ｐ22の間には比較的大きな隙間ｇ2が
設けられているため、衝突室１２のイオン通過口（及
び、レンズＬ21の開口）から第１段四重極Ｑ1に漏れて
きた衝突ガスを、第１段四重極Ｑ1内の空間（４本の電
極に囲まれた、イオンが通過する空間）に入る前に効率
的に排出することができる。このため、四重極全体を覆
う真空室１６には、比較的小さい能力の真空ポンプ１９
を使うことができる。
【００２１】第２段四重極Ｑ2と第３段四重極Ｑ3との間
の第３プリロッド四重極Ｐ23及び第４プリロッド四重極
Ｐ24も上記第１、第２プリロッド四重極Ｐ21、Ｐ22と全
く同様の作用をし、第２段四重極Ｑ2における開裂で生
成された娘イオンをより多く第３段四重極Ｑ3に供給す
る。このため、上記実施例の場合と同様、各隣接四重極
間におけるイオンの発散が最小限に防止され、より多く
の目的イオンが検出器に入るようになるため、分析の感
度が向上する。
の第３プリロッド四重極Ｐ23及び第４プリロッド四重極
Ｐ24も上記第１、第２プリロッド四重極Ｐ21、Ｐ22と全
く同様の作用をし、第２段四重極Ｑ2における開裂で生
成された娘イオンをより多く第３段四重極Ｑ3に供給す
る。このため、上記実施例の場合と同様、各隣接四重極
間におけるイオンの発散が最小限に防止され、より多く
の目的イオンが検出器に入るようになるため、分析の感
度が向上する。
【００２２】
【発明の効果】本発明に係るＭＳ／ＭＳ型質量分析装置
では、第１段四重極及び第３段四重極にそれぞれ第１段
プリロッド四重極及び第３段プリロッド四重極を設け、
単一の高周波発生装置から第１段〜第３段四重極及び両
プリロッド四重極の駆動電圧供給装置に対して基準周波
数信号を供給するため、これら全四重極に同一の周波
数、同一の位相のＲＦ電圧が供給される（もちろん、振
幅は独立であるため、各四重極の目的に応じて異な
る）。これにより、イオンは全四重極を通してスムーズ
に通過し、隣接四重極間におけるイオンの発散が最小限
に防止されるため、より多くの目的イオンが検出される
ようになり、分析の感度が向上する。
では、第１段四重極及び第３段四重極にそれぞれ第１段
プリロッド四重極及び第３段プリロッド四重極を設け、
単一の高周波発生装置から第１段〜第３段四重極及び両
プリロッド四重極の駆動電圧供給装置に対して基準周波
数信号を供給するため、これら全四重極に同一の周波
数、同一の位相のＲＦ電圧が供給される（もちろん、振
幅は独立であるため、各四重極の目的に応じて異な
る）。これにより、イオンは全四重極を通してスムーズ
に通過し、隣接四重極間におけるイオンの発散が最小限
に防止されるため、より多くの目的イオンが検出される
ようになり、分析の感度が向上する。
【図１】 本発明の第２実施例であるＭＳ／ＭＳ型質量
分析装置の全体の構成を示す断面図。
分析装置の全体の構成を示す断面図。
【図２】 第２実施例のＭＳ／ＭＳ型質量分析装置の主
要部の構成を示す断面図。
要部の構成を示す断面図。
【図３】 本発明の第１実施例であるＭＳ／ＭＳ型質量
分析装置の全体の構成を示す断面図。
分析装置の全体の構成を示す断面図。
【図４】 四重極の動作を示す説明図。
【図５】 ＭＳ／ＭＳ型質量分析装置の動作を示す説明
図。
図。
１１…イオン源 １２…衝突室 １３…イオン検出器 １４…親イオン １５…娘イオン １６…真空室 １７…イオン源レンズ １８…衝突ガス供給源 １９…真空ポンプ ２１、２２、２３、２４、２５、５１〜５７…ＤＣバイ
アス用電圧源 ２６、２８…ＲＦ／ＤＣ合成回路 ３１、３２、３３…共振回路 ３６、３８…走査用ＤＣ発生回路 ４１…基準周波数発生回路 ４２…ＣＰＵ ６１、６７…走査用ＲＦ／ＤＣ発生回路 ６２〜６６…走査用ＲＦ発生回路
アス用電圧源 ２６、２８…ＲＦ／ＤＣ合成回路 ３１、３２、３３…共振回路 ３６、３８…走査用ＤＣ発生回路 ４１…基準周波数発生回路 ４２…ＣＰＵ ６１、６７…走査用ＲＦ／ＤＣ発生回路 ６２〜６６…走査用ＲＦ発生回路
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源から送り込まれる粒子中、所定
の質量を持つイオンのみを通過させる第１段四重極と、
第１段四重極を通過したイオンである親イオンを開裂さ
せる第２段四重極と、第２段四重極で生成されたイオン
中、所定の質量を持つ娘イオンのみを通過させる第３段
四重極と、イオン開裂用のガスを保持するために第２段
四重極を覆うように設けられた衝突室と、全体を覆う真
空室とを備えたＭＳ／ＭＳ型質量分析装置において、 第１段四重極及び第３段四重極にそれぞれ第１段プリロ
ッド四重極及び第３段プリロッド四重極を設けるととも
に、第１段四重極、第１段プリロッド四重極、第２段四
重極、第３段プリロッド四重極及び第３段四重極のそれ
ぞれに独立の駆動電圧供給装置を設け、単一の高周波発
生装置から各駆動電圧供給装置に基準周波数信号を供給
するようにしたことを特徴とするＭＳ／ＭＳ型質量分析
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052999A JPH07240171A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
| US08/391,511 US5521382A (en) | 1994-02-24 | 1995-02-21 | MS/MS type mass analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052999A JPH07240171A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07240171A true JPH07240171A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12930636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6052999A Pending JPH07240171A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5521382A (ja) |
| JP (1) | JPH07240171A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278024A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Shimadzu Corp | Ｍｓ／ｍｓ型質量分析装置 |
| JP2007536530A (ja) * | 2004-05-05 | 2007-12-13 | エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス アズ エムディーエス サイエックス | 質量選択的な軸方向放出のための方法および装置 |
| JP2007538357A (ja) * | 2004-05-20 | 2007-12-27 | エムディーエス インコーポレイテッド ドゥーイング ビジネス アズ エムディーエス サイエックス | 質量分析計の入射端および出射端にバリア電界を供給するための方法 |
| US8207495B2 (en) | 2006-10-11 | 2012-06-26 | Shimadzu Corporation | Quadrupole mass spectrometer |
| 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 |
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| US6140638A (en) * | 1997-06-04 | 2000-10-31 | Mds Inc. | Bandpass reactive collision cell |
| DE19752778C2 (de) * | 1997-11-28 | 2002-03-14 | Bruker Daltonik Gmbh | Ionenfallenmassenspektrometer mit multipolarem Hochfrequenz-Ionenleitsystem |
| US6600155B1 (en) * | 1998-01-23 | 2003-07-29 | Analytica Of Branford, Inc. | Mass spectrometry from surfaces |
| US6331702B1 (en) * | 1999-01-25 | 2001-12-18 | University Of Manitoba | Spectrometer provided with pulsed ion source and transmission device to damp ion motion and method of use |
| USRE39099E1 (en) * | 1998-01-23 | 2006-05-23 | University Of Manitoba | Spectrometer provided with pulsed ion source and transmission device to damp ion motion and method of use |
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| US6835928B2 (en) * | 2002-09-04 | 2004-12-28 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| US20060208187A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Alex Mordehai | Apparatus and method for improved sensitivity and duty cycle |
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| US7868289B2 (en) | 2007-04-30 | 2011-01-11 | Ionics Mass Spectrometry Group Inc. | Mass spectrometer ion guide providing axial field, and method |
| CA2690487A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-21 | Schlumberger Canada Limited | Downhole mass spectrometry |
| WO2013098605A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Dh Technologies Development Pte. Ltd. | Mass spectrometry systems and methods for improved multiple reaction monitoring |
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-
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- 1994-02-24 JP JP6052999A patent/JPH07240171A/ja active Pending
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1995
- 1995-02-21 US US08/391,511 patent/US5521382A/en not_active Expired - Lifetime
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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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|---|---|
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