JPH08287866A - Mass analysis method and device thereof - Google Patents
Mass analysis method and device thereofInfo
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- JPH08287866A JPH08287866A JP7087071A JP8707195A JPH08287866A JP H08287866 A JPH08287866 A JP H08287866A JP 7087071 A JP7087071 A JP 7087071A JP 8707195 A JP8707195 A JP 8707195A JP H08287866 A JPH08287866 A JP H08287866A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、イオンの全質量数範囲
を通して、高速・高分解能にイオンの質量を分析するイ
オントラップ型質量分析装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion trap mass spectrometer for analyzing the mass of ions at high speed and with high resolution throughout the entire mass number range of ions.
【0002】[0002]
【従来の技術】イオントラップ型質量分析装置は、図1
0に示すように、リング電極6とそれを挟むように逆向
きに配置された上下2つのエンドキャップ7,8からな
る。なお、上側の上エンドキャップ7の上方の中央部に
はイオン生成用電子銃5が配され、その下方の上エンド
キ ャップ7の中心部には中心口12が開口している。
一方、下エンドキャップ8の下方の中央部には検出器9
が配され、その上方の下エンドキャップ8の中央部には
検出口13が開口している。各電極6,7,8には直流
電圧Uと(主)高周波電圧16(VcosΩt)が印加
されて電極間空間15に形成される四重極電界中でのイ
オン軌道の安定性は、装置の大きさ(リング電極内径r
o )と電極に印加される直流電圧U、高周波電圧の電圧
の振幅Vとその角振動数Ω、更に、イオンの持つ質量に
対する価数比(m/Z)によって得られるa,q値によ
って決まる。a値及びq値は、 a=8eU/(mro 2 Ω2 ) ・・・(1) q=4eV/(mro 2 Ω2 ) ・・・(2) で表されるイオントラップ内で安定軌道を与えるa値及
びq値の範囲を表したのが図11の安定領域図である。
この安定領域S内に相当する全てのイオンは、電極間空
間15内を安定に飛行する。そのうち、特定の質量対電
荷比をもつイオンを不安定化して出射させ、検出器9で
検出する。この場合、特開平2−103856号公報に
示されているように、通常、検出対象イオンの質量対電
荷比を走査する速度は一定であるため、各質量対電荷比
をもつ各イオンに対し、質量対電荷比にかかわらず、そ
れぞれ一定の分析時間が割り当てられる。なお、ここで
いう分析時間とは、各イオンが不安定化されて出射し始
めてから、当該出射し始めたイオンと質量対電荷比の値
が隣接するイオンが不安定化され、出射し始めるまでの
時間である。2. Description of the Related Art An ion trap mass spectrometer is shown in FIG.
As shown in 0, it comprises a ring electrode 6 and two upper and lower end caps 7 and 8 arranged in opposite directions so as to sandwich it. An ion generating electron gun 5 is arranged in the central portion above the upper upper end cap 7, and a central port 12 is opened in the central portion of the upper end cap 7 below the ion gun.
On the other hand, a detector 9 is provided in the central portion below the lower end cap 8.
Is provided, and a detection port 13 is opened in the central portion of the lower end cap 8 above it. A DC voltage U and a (main) high frequency voltage 16 (VcosΩt) are applied to each of the electrodes 6, 7 and 8 and the stability of the ion orbit in the quadrupole electric field formed in the inter-electrode space 15 is Size (ring electrode inner diameter r
o ), the DC voltage U applied to the electrodes, the amplitude V of the high-frequency voltage and its angular frequency Ω, and the a and q values obtained by the valence ratio (m / Z) of the ions to the mass. . The a value and the q value are stable in the ion trap represented by a = 8 eU / (mr o 2 Ω 2 ) ... (1) q = 4 eV / (m r o 2 Ω 2 ) ... (2) The stable region diagram of FIG. 11 shows the range of the a value and the q value that give the trajectory.
All the ions corresponding to the stable region S stably fly in the inter-electrode space 15. Among them, ions having a specific mass-to-charge ratio are destabilized and emitted, and detected by the detector 9. In this case, as disclosed in JP-A-2-103856, the speed for scanning the mass-to-charge ratio of the detection target ions is usually constant, so that for each ion having each mass-to-charge ratio, A fixed analysis time is assigned to each regardless of the mass-to-charge ratio. Note that the analysis time here is from the time when each ion is destabilized and starts to be emitted until the ion whose mass-to-charge ratio is adjacent to the ion that has started to be destabilized and starts to be emitted. It's time.
【0003】また、電極間空間15に四重極電界に比べ
て微弱な補助電界を生成して特定イオンの軌道を不安定
化する方法においては、通常、質量対電荷比を走査する
間、主高周波電圧16の振幅にかかわらず一定の大きさ
の振幅をもつ補助交流電圧(Va cosωt)17を印
加している。補助交流電圧17と主高周波電圧16との
振幅比は分解能と密接に関係し、図12に示すように振
幅比が小さいほど分解能は向上するが、軌道の不安定化
に必要な時間は増加する。なお、図中、符号ISで示し
た部分は不安定領域である。In the method of destabilizing the trajectory of a specific ion by generating a weak auxiliary electric field in the inter-electrode space 15 as compared with the quadrupole electric field, usually, during the scanning of the mass-to-charge ratio, An auxiliary AC voltage (V a cos ωt) 17 having a constant amplitude is applied regardless of the amplitude of the high frequency voltage 16. The amplitude ratio between the auxiliary AC voltage 17 and the main high frequency voltage 16 is closely related to the resolution. As shown in FIG. 12, the smaller the amplitude ratio is, the higher the resolution is, but the time required for destabilizing the trajectory is increased. . In addition, in the figure, a portion indicated by a symbol IS is an unstable region.
【0004】従って、従来の質量対電荷比の走査方法で
は、質量対電荷比が大きいイオンを高い分解能で分析す
る必要がある場合、その必要分解能に合わせて補助電圧
17と主高周波電圧16の振幅比を小さく設定し、当該
イオン軌道が不安定化するのに十分長い分析時間を設定
する必要がある。言い換えれば、質量対電荷比の走査速
度を遅くする必要がある。米国特許明細書第51824
51号には、高い分解能分析するために質量対電荷比の
走査速度を非常に遅くするイオントラップの方法が開示
されている。Therefore, in the conventional mass-to-charge ratio scanning method, when it is necessary to analyze ions having a large mass-to-charge ratio with high resolution, the amplitudes of the auxiliary voltage 17 and the main high-frequency voltage 16 are adjusted according to the required resolution. It is necessary to set the ratio small and set the analysis time long enough for the ion orbit to become unstable. In other words, it is necessary to reduce the scanning speed of the mass-to-charge ratio. US Patent Specification No. 51824
No. 51 discloses an ion trap method in which the mass-to-charge ratio scan rate is very slow for high resolution analysis.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、全範囲のイオンの分析に非常に多大な時間を要し、
また、長時間イオンをイオントラップ内に捕捉すると質
量スペクトルの位置ずれ(マスシフト)が生じ、分析精
度が低下するおそれがある。すなわち、図13に示す従
来法では、検出対象の範囲(M1 〜Mn )内での質量対
電荷比の走査全体を通して、一定の振幅の共鳴電圧を印
加する一方、高周波電圧振幅は時間に対して線形的に変
化させて走査している。従って、従来方法では、検出対
象のイオンの質量対電荷比の値が高くなるほど、補助電
圧と高周波電圧との振幅比が小さくなり、高い質量対電
荷比を持つイオンほど高い分解能で検出される。しか
し、高周波電圧振幅が時間に対して線形的に走査されて
いるため、各イオンに対する分析時間がほぼ等分配され
る。そのため、高質量数のイオンを目的の分解能で分析
出来るほどの小さい補助電圧と高周波電圧との振幅比に
設定すると、その高い質量数のイオンが不安定化するの
に十分な長さの分析時間を全てのイオンに割り当てる必
要があり、分析全体の時間が増大する。つまり、補助電
圧Va と高周波電圧Vとの比が小さく、高質量数イオン
に比べて不安定化に要する時間が少ない質量数の低いイ
オンに対しても長い分析時間が割り当てられてしまう。However, in this method, it takes a very long time to analyze ions in the entire range,
Further, if the ions are trapped in the ion trap for a long time, a position shift (mass shift) of the mass spectrum occurs, which may reduce the analysis accuracy. That is, in the conventional method shown in FIG. 13, a resonance voltage having a constant amplitude is applied throughout the scanning of the mass-to-charge ratio within the range (M 1 to M n ) to be detected, while the high-frequency voltage amplitude changes with time. In contrast, scanning is performed while changing linearly. Therefore, in the conventional method, as the value of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected becomes higher, the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage becomes smaller, and the ion having a higher mass-to-charge ratio is detected with higher resolution. However, since the high frequency voltage amplitude is scanned linearly with respect to time, the analysis time for each ion is approximately evenly distributed. Therefore, if a high mass number ion is set to an amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage that is small enough to be analyzed with the desired resolution, an analysis time long enough to destabilize the high mass number ion Must be assigned to all ions, increasing the overall analysis time. That is, a long analysis time is assigned to an ion having a low mass number, which has a small ratio between the auxiliary voltage V a and the high-frequency voltage V and requires less time for destabilization than a high mass number ion.
【0006】このように上記の方法では、一定速度で検
出対象イオンの質量対電荷比を走査しているため、質量
対電荷比の異なる各イオンの分析にそれぞれ一定の時間
が割り当てられることになる。従って、質量対電荷比が
高く、高い分解能を必要とするイオンに合わせて補助電
圧と主高周波電圧との振幅比を非常に小さく設定する
と、目的のイオンの軌道を不安定化するのに非常に時間
がかかる。すなわち、それぞれのイオンに対し、一定の
非常に長い分析時間が割り当てられることになる。ま
た、上記の方法では、検出対象の質量範囲内の全イオン
の質量分析に多大な時間が必要となり、特に、低い質量
対電荷比をもつイオンなど、振幅比が高く設定され、短
時間で不安定化してしまうイオンに対しても、必要以上
の時間をかけて分析されることになる。As described above, in the above method, since the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is scanned at a constant speed, a fixed time is allocated to the analysis of each ion having a different mass-to-charge ratio. . Therefore, if the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the main high-frequency voltage is set to a very small value in accordance with an ion having a high mass-to-charge ratio and high resolution, it is very difficult to destabilize the trajectory of the target ion. take time. That is, a certain very long analysis time is assigned to each ion. Further, in the above method, a large amount of time is required for mass analysis of all the ions in the mass range of the detection target, and in particular, the amplitude ratio is set high for ions having a low mass-to-charge ratio, which makes it impossible to detect in a short time. It takes more time than necessary to analyze even the stabilizing ions.
【0007】一方、必要以上の長い時間をかけてイオン
をイオントラップ内に閉じ込めると、中性ガスとの衝突
や他のイオンとの相互作用を大きく受けることになるた
め、得られる質量スペクトルの位置ずれ(マスシフト)
が非常に大きくなり、分析精度が低下する可能性が高
い。On the other hand, if the ions are confined in the ion trap for an unnecessarily long time, collisions with the neutral gas and interactions with other ions are greatly affected, so that the position of the obtained mass spectrum is reduced. Deviation (mass shift)
Is very large and the accuracy of analysis is likely to deteriorate.
【0008】本発明はこのような従来技術の実情に鑑み
てなされたもので、その目的は、検出対象イオンの質量
対電荷比の全範囲を通して必要十分な高い分解能で、高
速で質量分析することができ、しかも、分析精度の高い
イオントラップ型の質量分析装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of such circumstances of the prior art, and an object thereof is to perform mass analysis at high speed with a sufficiently high resolution necessary and sufficient throughout the entire mass-to-charge ratio range of ions to be detected. And to provide an ion trap mass spectrometer with high analysis accuracy.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、各イオンの必要分解能や質量対電荷比等
に応じて、補助電圧の振幅と高周波電圧との振幅比、各
イオン当たりの分析時間または質量対電荷比の走査速度
を変化させた運転をすることにより、目的の分解能を達
成する質量分析を高速化するようにした。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an amplitude ratio between an auxiliary voltage and a high frequency voltage according to the necessary resolution of each ion, a mass-to-charge ratio, etc. By performing the operation while changing the analysis time or the scanning speed of the mass-to-charge ratio, the mass analysis to achieve the desired resolution was accelerated.
【0010】具体的には、第1の手段は、環状のリング
電極とそれを挟むように向い合わせて配置した2つのエ
ンドキャップ電極との間に直流電圧と高周波電圧のうち
少なくとも高周波電圧を主電源から印加することにより
電極間空間につくられる四重極電界中に安定に捕捉され
るイオンを電極間空間から出射させてイオンの質量を検
出する質量分析方法において、前記エンドキャップ電極
に印加して補助交流電界を生成する補助交流電圧と前記
高周波電圧との振幅比を検出対象イオンの質量分析に必
要な分解能に応じて変化させて前記イオンを出射させる
ことを特徴とする。More specifically, the first means is that at least a high frequency voltage of a direct current voltage and a high frequency voltage is mainly applied between the annular ring electrode and the two end cap electrodes arranged facing each other so as to sandwich the annular ring electrode. In a mass spectrometric method in which ions that are stably captured in a quadrupole electric field created in the interelectrode space by being applied from a power source are emitted from the interelectrode space to detect the mass of the ions, they are applied to the end cap electrodes. The ion is emitted by changing the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage for generating the auxiliary AC electric field and the high-frequency voltage according to the resolution required for mass analysis of the ions to be detected.
【0011】第2の手段は、同様の前提の質量分析方法
において、検出対象とするイオンの質量対電荷比の範囲
内で当該質量対電荷比を走査して質量対電荷比の値が違
うそれぞれのイオンを経時的に順次検出することを特徴
とする。この場合、各イオンの分析に割り当てられる時
間を検出対象イオンの質量対電荷比に応じて変化するよ
うにしてもよい。According to the second means, in the same presumed mass spectrometric method, the mass-to-charge ratio is scanned within the range of the mass-to-charge ratio of the ion to be detected, and the mass-to-charge ratio values are different. Is sequentially detected with time. In this case, the time assigned to the analysis of each ion may be changed according to the mass-to-charge ratio of the detection target ion.
【0012】第3の手段は、環状のリング電極とそれを
挟むように向い合わせて配置した2つのエンドキャップ
電極とを有し、リング電極とエンドキャップ電極との間
に直流電圧と高周波電圧のうち少なくとも高周波電圧を
主電源から印加することにより電極間空間につくられる
四重極電界中に安定に捕捉されるイオンのうち、検出対
象の質量対電荷比をもつイオンの軌道を、前記四重極電
界に比べて微弱な補助交流電界を生成させることにより
不安定化して、当該イオンを電極間空間から出射させて
イオンの質量を検出する質量分析装置において、前記エ
ンドキャップ電極に印加して補助交流電界を生成する補
助交流電圧と前記高周波電圧との振幅比を検出対象イオ
ンの質量分析に必要な分解能に応じて変化させる制御手
段を備えていることを特徴とする。The third means has an annular ring electrode and two end cap electrodes arranged facing each other so as to sandwich the annular ring electrode, and a DC voltage and a high frequency voltage are applied between the ring electrode and the end cap electrode. Of the ions that are stably trapped in the quadrupole electric field created in the interelectrode space by applying at least a high-frequency voltage from the main power supply, the trajectory of the ion with the mass-to-charge ratio to be detected is In a mass spectrometer that destabilizes by generating an auxiliary AC electric field that is weaker than the polar electric field and ejects the ion from the interelectrode space to detect the mass of the ion, it is applied to the end cap electrode to assist. Control means is provided for changing the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage for generating an AC electric field and the high-frequency voltage according to the resolution required for mass analysis of ions to be detected. The features.
【0013】この場合、前記制御手段は前記振幅比を各
イオンの質量対電荷比の値に応じて変化させるようにし
ても、前記振幅比を各イオンの質量スペクトルの半値幅
が目的の値になるように変化させるようにしてもよい。
また、検出対象となるイオンの必要分解能が高くなるほ
ど、補助交流電圧と高周波電圧の振幅比が小さくなるよ
うに変化させるようにしても、検出対象イオンの質量対
電荷比の値が高くなるほど補助交流電圧と高周波電圧の
振幅比が小さくなるように変化させるようにしてもよ
い。さらに、第3の手段に、前記補助交流電圧の振幅を
各イオンの分析に必要な分解能から得られる前記補助交
流電圧と高周波電圧との比を常に満たすように変化させ
る手段を設けてもよく、また、イオントラップ電極間空
間を振動するイオンの軌道の安定性を決定する特性のど
の点でイオンを共鳴させるかに応じて、異なる質量対電
荷比の走査特性で走査する手段を設けてもよい。In this case, even if the control means changes the amplitude ratio in accordance with the value of the mass-to-charge ratio of each ion, the half-width of the mass spectrum of each ion sets the amplitude ratio to a target value. You may change so that it may become.
Further, even if the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage is changed so that the required resolution of the ion to be detected becomes higher, the auxiliary AC becomes higher as the value of the mass-to-charge ratio of the ion to be detected becomes higher. It may be changed so that the amplitude ratio of the voltage and the high frequency voltage becomes small. Further, the third means may be provided with means for changing the amplitude of the auxiliary AC voltage so as to always satisfy the ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage obtained from the resolution necessary for analyzing each ion, Further, there may be provided means for scanning with scanning characteristics having different mass-to-charge ratios, depending on which point of the characteristics that determine the stability of the trajectory of the ions oscillating in the space between the ion trap electrodes causes the ions to resonate. .
【0014】第4の手段は、第3の手段と同様の前提の
質量分析装置において、検出対象とするイオンの質量対
電荷比の範囲内で当該質量対電荷比を走査する手段を備
え、当該手段により走査して質量対電荷比の値が違うそ
れぞれのイオンを経時的に順次検出することを特徴とす
る。A fourth means is the same mass spectrometer as the third means, and is provided with means for scanning the mass-to-charge ratio within the range of the mass-to-charge ratio of the ion to be detected. It is characterized in that the respective ions having different values of mass-to-charge ratio are sequentially detected by scanning by means of means.
【0015】この場合、前記走査する手段によって各イ
オンの分析に割り当てられる時間を、検出対象イオンの
質量対電荷比に応じて変化させる手段をさらに設けるこ
ともできる。その際、前記変化させる手段は、各イオン
の軌道が不安定化し、出射するのに十分な時間を各イオ
ンの分析時間として割当てることが肝要である。また、
前記走査する手段は、前記質量対電荷比の走査の速度を
前記補助電圧と高周波電圧との振幅比に応じて変化させ
るようにしてもよい。その際、前記走査する手段は、前
記補助電圧と高周波電圧との振幅比が高くなるほど、前
記質量対電荷比の走査速度が遅くなるように変化させる
とよい。また、前記走査する手段は、前記質量対電荷比
の走査の速度を検出対象イオンの質量対電荷比に応じて
変化させるようにしてもよい。その際、前記走査する手
段は、前記検出対象イオンの質量対電荷比の値が高くな
るほど、前記質量対電荷比の走査速度が遅くなるように
変化させるとよい。In this case, it is possible to further provide means for changing the time allotted for the analysis of each ion by the scanning means according to the mass-to-charge ratio of the ions to be detected. At this time, it is essential that the changing means allocates a sufficient time for the ions to be emitted as the analysis time for each ion because the orbit of each ion becomes unstable. Also,
The scanning means may change the scanning speed of the mass-to-charge ratio in accordance with the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage. At this time, the scanning means may be changed such that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage becomes higher. Further, the scanning means may change the scanning speed of the mass-to-charge ratio according to the mass-to-charge ratio of the detection target ions. At this time, the scanning means may be changed such that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the value of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected becomes higher.
【0016】また、第4の手段において、前記検出対象
イオンの質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の振幅を
走査することによって行うように設定することもでき
る。その際、前記高周波電圧の振幅が検出対象範囲内の
全イオンの質量分析の経過時間の+1次の関数で表され
るように変化する場合には、前記検出対象の質量対電荷
比の範囲を少なくとも2領域以上に分割して各領域で前
記高周波電圧振幅の走査速度が変わるように走査して
も、前記高周波電圧の振幅が検出対象範囲内の全イオン
の質量分析の経過時間の少なくとも+1以下の正の次数
の関数で表されるように変化させて走査しても、前記高
周波電圧の振幅が検出対象範囲内の全イオンの質量分析
の経過時間の+1/2の次数の関数で表されるように変
化させて走査してもよい。In the fourth means, the mass-to-charge ratio of the ions to be detected may be set to be scanned by scanning the amplitude of the high frequency voltage. At this time, when the amplitude of the high-frequency voltage changes as represented by a + 1st-order function of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range, the range of the mass-to-charge ratio of the detection target is changed. Even if it is divided into at least two regions and is scanned so that the scanning speed of the high-frequency voltage amplitude changes in each region, the amplitude of the high-frequency voltage is at least +1 or less of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range. Even if scanning is performed while changing the amplitude as represented by the function of the positive order of, the amplitude of the high frequency voltage is represented by the function of the order of +1/2 of the elapsed time of the mass analysis of all ions in the detection target range. The scanning may be performed by changing the following.
【0017】また、第4の手段において、前記検出対象
イオンの質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の周波数
を走査することによって行っても、前記検出対象イオン
の質量対電荷比の走査を前記直流電圧の大きさを走査す
ることによって行っても、前記検出対象イオンの質量対
電荷比の走査を前記高周波電圧の振幅及び直流電圧をと
もに走査することによって行ってもよい。In the fourth means, even if the scanning of the mass-to-charge ratio of the detection target ions is performed by scanning the frequency of the high frequency voltage, the scanning of the mass-to-charge ratio of the detection target ions is performed. The magnitude of the DC voltage may be scanned, or the mass-to-charge ratio of the ions to be detected may be scanned by both the amplitude of the high frequency voltage and the DC voltage.
【0018】また、第4の手段に加えて、前記検出対象
となるイオンの質量対電荷比の範囲を2つ以上の領域に
分割して、各領域で検出対象イオンの質量対電荷比及び
高周波電圧と補助電圧の振幅比に対し、異なる走査特性
で走査する手段を設けてもよい。In addition to the fourth means, the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into two or more regions, and the mass-to-charge ratio of the ions to be detected and the high frequency are divided in each region. Means may be provided for scanning with different scanning characteristics with respect to the amplitude ratio of the voltage and the auxiliary voltage.
【0019】さらに、第3または第4の手段に、共鳴イ
オンが不安定化し、出射する方向を制御する手段を設け
てることもできる。Further, the third or fourth means may be provided with means for controlling the direction in which the resonance ions are destabilized and emitted.
【0020】[0020]
【作用】図12に示すように、補助電圧と高周波電圧の
振幅比を小さくするほど、分解能は向上する一方、イオ
ンの不安定化に必要な時間が増大するという関係があ
る。この関係に基づいて、各イオンに対し、必要な分解
能に応じた補助電圧と高周波電圧の振幅比となるように
補助電圧振幅を調整し、また、上記の大きさの補助電圧
で各イオンが不安定化するのに十分な分析時間が割り当
てられるように高周波電圧振幅の走査速度を制御する。
従って、本発明によれば、必要分解能に応じて補助電圧
と高周波電圧との振幅比を設定するため、全質量数範囲
を通して目標分解能を達成する分析が可能である。ま
た、各イオンに対し、目標分解能を得るために設定した
補助電圧と高周波電圧との振幅比としたとき、その不安
定化に必要な不安定化時間(各イオンを不安定化するの
に必要な時間)に基づいて各イオンに割り当てられる分
析時間を設定しているため、必要以上の分析時間が省
け、全分析時間を大幅に短縮できる。As shown in FIG. 12, the smaller the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage, the higher the resolution, but the longer the time required for destabilizing the ions. Based on this relationship, for each ion, the amplitude of the auxiliary voltage is adjusted so that the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high-frequency voltage corresponds to the required resolution. The scan rate of the high frequency voltage amplitude is controlled so that sufficient analysis time is allowed to stabilize.
Therefore, according to the present invention, since the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage is set according to the required resolution, it is possible to perform analysis that achieves the target resolution throughout the entire mass number range. Further, when the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage set to obtain the target resolution is set for each ion, the destabilization time required for destabilization (necessary for destabilizing each ion Since the analysis time assigned to each ion is set based on the total time), unnecessary analysis time can be saved and the total analysis time can be greatly reduced.
【0021】[0021]
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0022】〔第1実施例〕まず、第1の実施例につい
て説明する。図1に本発明の第1の実施例に係るイオン
トラップ型質量分析装置全体の概略構成を示す。[First Embodiment] First, a first embodiment will be described. FIG. 1 shows the schematic configuration of the entire ion trap mass spectrometer according to the first embodiment of the present invention.
【0023】イオントラップは、前述のようにリング電
極6と、それを挟むように向い合わせて配置された上下
2つのエンドキャップ電極7及び8とを備え、試料源1
から試料導入部2を経て電極間空間15に試料を供給す
るようになっている。リング電極6には運転用主電源4
から電源が供給され、エンドキャップ電極7,8には補
助交流電圧電源11から電源が供給される。これらの電
源4,11の供給は制御部3によって制御される。制御
部3は、これらの電源4,11の他に、上エンドキャッ
プ電極7の上部中央に配置されたイオン生成用電子銃
5、下エンドキャップ電極8の下部中央に配置された検
出器9、及び試料源1を制御する。なお、検出器9によ
って検出された検出データを処理するデータ処理部10
がさらに設けられている。As described above, the ion trap includes the ring electrode 6 and the upper and lower end cap electrodes 7 and 8 arranged facing each other so as to sandwich the ring electrode 6, and the sample source 1
The sample is supplied to the inter-electrode space 15 via the sample introduction part 2. The ring electrode 6 has a main power supply 4 for operation.
Is supplied from the auxiliary AC voltage power supply 11 to the end cap electrodes 7 and 8. The supply of these power supplies 4 and 11 is controlled by the control unit 3. In addition to these power supplies 4 and 11, the control unit 3 includes an ion generating electron gun 5 arranged in the upper center of the upper end cap electrode 7, a detector 9 arranged in the lower center of the lower end cap electrode 8, And controlling the sample source 1. A data processing unit 10 that processes the detection data detected by the detector 9
Is further provided.
【0024】大略、上述のように構成されたイオントラ
ップでは、試料源1から試料導入部2を通って電極間空
間15に注入される質量分析対象の試料は、イオン生成
用電子銃5からエンドキャップ電極7の中心口12を通
って電極間空間に入射してきた電子と衝突してイオン化
される。運転用主電源4により、エンドキャップ電極7
及び8とリング電極6間に供給される直流電圧Uと高周
波電圧VcosΩtによって電極間空間15に生成され
る四重極電界中を飛行する質量対電荷比(m/Z)のイ
オンの軌道が安定か不安定かは、イオンが図11に示し
た安定領域Sあるいは不安定領域ISのどのa,q点に
相当するかで決まる。なお、安定した状態とは振動振幅
が一定値を超えず、電極間空間内を振動している状態を
言い、不安定な状態とは振動振幅が増大し、電極空間よ
り出射する状態を言う。なお、a及びqは、前述のよう
に(1)及び(2)式でで表される。Generally, in the ion trap constructed as described above, the sample to be mass-analyzed, which is injected from the sample source 1 through the sample introduction part 2 into the interelectrode space 15, is terminated by the electron gun 5 for ion generation. It collides with the electrons that have entered the inter-electrode space through the central opening 12 of the cap electrode 7 and is ionized. The main power supply 4 for operation, the end cap electrode 7
And 8 and the ring electrode 6 are supplied with a DC voltage U and a high-frequency voltage Vcos Ωt, the orbits of ions having a mass-to-charge ratio (m / Z) flying in a quadrupole electric field generated in the interelectrode space 15 are stable. Whether it is unstable or not depends on which a or q point of the stable region S or the unstable region IS shown in FIG. The stable state refers to a state where the vibration amplitude does not exceed a certain value and is vibrating in the inter-electrode space, and the unstable state refers to a state where the vibration amplitude increases and is emitted from the electrode space. Note that a and q are represented by the equations (1) and (2) as described above.
【0025】目的とする質量分析するイオンの質量(質
量対電荷比 m/Z)の範囲に基づいて、運転用主電源
4が電極に与える電圧は、イオントラップの大きさや高
周波電圧の周波数などから制御部3で決定される。本実
施例では、運転用電圧として、直流電圧は印加せずに高
周波電圧だけを印加する。このとき、図11の安定領域
図では、a=0の直線に相当し、安定領域S内のa=0
の直線上に相当するイオンは全て安定に捕捉される。こ
のとき、(1)及び(2)式から明らかなように、イオ
ンの質量数(質量対電荷比 m/Z)が異なるとqの値
も異なることを利用して、 0≦q≦0.908 ・・・(3) の範囲内のあるqの値(共鳴出射点)に相当する質量数
のイオンだけを共鳴するような補助電圧を印加して、共
鳴出射させて質量分離する。The voltage applied to the electrodes by the main operating power supply 4 based on the range of the mass of the ions to be mass analyzed (mass-to-charge ratio m / Z) depends on the size of the ion trap and the frequency of the high frequency voltage. It is determined by the control unit 3. In this embodiment, as the operating voltage, only the high frequency voltage is applied without applying the DC voltage. At this time, in the stable region diagram of FIG. 11, it corresponds to a straight line of a = 0, and a = 0 in the stable region S
All the ions corresponding to the straight line of are stably trapped. At this time, as is apparent from the equations (1) and (2), it is utilized that the value of q is different when the mass number (mass-to-charge ratio m / Z) of the ion is different, and 0 ≦ q ≦ 0. 908 (3) In the range of (3), an auxiliary voltage that resonates only ions of a mass number corresponding to a value of q (resonance emission point) is applied to cause resonance emission to perform mass separation.
【0026】目的とする質量数範囲にあるイオンを一旦
全て捕捉後、徐々に高周波電圧の振幅を増加させると、
安定領域の内部のあるq点(共鳴出射点)に相当するイ
オンの質量数(質量対電荷比 m/Z)が増加する。従
って質量数が小さいイオンから大きいイオンへと軌道が
徐々に不安定になり、イオンは中心口12、検出口13
を通って電極間空間15から出射し、検出口13を通っ
て電極間空間15から出射してきたイオンだけが検出器
9によって検出され、デ−タ処理部10で処理される。
すなわち、高周波電圧の振幅を徐々に増加するように走
査して、質量対電荷比の小さいイオンから大きいイオン
へと時間的に順次、質量分離する。このとき、制御部3
では、一連の質量分離過程−試料のイオン化、共鳴電圧
と高周波電圧との振幅比の調整、質量走査、検出、デ−
タ処理−全体を制御している。以下、共鳴出射に関して
説明する。Once all the ions in the target mass number range have been trapped, the amplitude of the high frequency voltage is gradually increased.
The mass number (mass-to-charge ratio m / Z) of ions corresponding to a certain q point (resonance emission point) inside the stable region increases. Therefore, the orbit gradually becomes unstable from an ion with a small mass number to an ion with a large mass number, and the ions are transmitted through the central port 12 and the detection port 13.
Only the ions emitted through the interelectrode space 15 through the detection electrode 13 and emitted from the interelectrode space 15 through the detection port 13 are detected by the detector 9 and processed by the data processing unit 10.
That is, scanning is performed so that the amplitude of the high-frequency voltage is gradually increased, and mass separation is performed sequentially from ions having a small mass-to-charge ratio to ions having a large mass-to-charge ratio. At this time, the control unit 3
Then, a series of mass separation processes-ionization of sample, adjustment of amplitude ratio between resonance voltage and high frequency voltage, mass scanning, detection,
Data processing-controls the whole. The resonance emission will be described below.
【0027】共鳴出射では、補助交流電圧電源11によ
りエンドキャップ電極7,8に印加される補助交流電圧
が生成する補助電界と共鳴するイオンの質量数(質量対
電荷比(m/Z)が決まっているため、特定の質量のイ
オンを不安定化して出射させることができる。なお、補
助電界はイオントラップの性質上、四重極電界に比べて
微弱であることは言うまでもない。この補助交流電圧の
振幅は、共鳴出射によって質量スペクトルの分解能、各
イオンが不安定化して出射するまでに必要な時間(以
下、「不安定化時間」と称する。)と密接に関係してい
る。共鳴点が図11中のa=0、q=0.404のとき
の、以上の関係の数値解析結果が前述の図12である。
この図は、重畳電圧と高周波電圧の振幅比(Va /V)
×100〔%〕に対する不安定時間〔ms〕と分解能
(M/ΔM)の関係を示している。この関係に基づけ
ば、必要な分解能を達成するために必要な補助電圧と高
周波電圧との振幅比の大きさ、更に最低限必要とされる
分析時間を割り出すことが出来る。例えば、共鳴点がa
=0、q=0.404であるとき、分解能が300程度
必要とするイオンを分析するとき、高周波電圧と補助電
圧との振幅比が0.02%になるように補助電圧振幅を
設定し、また、分析時間は1.5ms以上に設定する必
要があることがわかる。In the resonance emission, the mass number (mass-to-charge ratio (m / Z)) of ions that resonate with the auxiliary electric field generated by the auxiliary AC voltage applied to the end cap electrodes 7 and 8 by the auxiliary AC voltage power supply 11 is determined. Therefore, it is possible to destabilize and emit ions of a specific mass. Needless to say, the auxiliary electric field is weaker than the quadrupole electric field due to the nature of the ion trap. The amplitude of is closely related to the resolution of the mass spectrum due to resonance emission, and the time required until each ion is destabilized and emitted (hereinafter referred to as “destabilization time”). The numerical analysis result of the above relationship when a = 0 and q = 0.404 in FIG. 11 is shown in FIG.
This figure shows the amplitude ratio of the superposed voltage and the high frequency voltage (V a / V)
The relationship between instability time [ms] and resolution (M / ΔM) for × 100 [%] is shown. Based on this relationship, it is possible to determine the magnitude of the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage required to achieve the required resolution, and the minimum required analysis time. For example, the resonance point is a
= 0, q = 0.404, when analyzing ions requiring a resolution of about 300, the auxiliary voltage amplitude is set so that the amplitude ratio between the high frequency voltage and the auxiliary voltage is 0.02%, Further, it can be seen that the analysis time needs to be set to 1.5 ms or more.
【0028】図12の関係に基づいて、ある質量範囲内
の各イオンに対する必要分解能M/ΔMを各質量スペク
トルの半値幅ΔMがΔM=0.5となるために必要な分
解能M/ΔM=2.0×Mとすると、イオンの各質量対
電荷比に応じて必要分解能が変わってくる。それぞれの
分解能に応じた高周波電圧振幅及び補助電圧と高周波電
圧の振幅比を走査させる方法の一例を図2に示す。Based on the relationship shown in FIG. 12, the required resolution M / ΔM for each ion within a certain mass range is calculated so that the half-value width ΔM of each mass spectrum is ΔM = 0.5. If it is set to 0.0 × M, the required resolution changes depending on each mass-to-charge ratio of ions. FIG. 2 shows an example of a method of scanning the high frequency voltage amplitude and the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage according to each resolution.
【0029】この図2に示す本実施例の方法では、図1
3に示した従来の方法とは異なって、従来と同様ほぼ一
定の振幅の共鳴電圧を印加する間、高周波電圧振幅に対
しては、(4)式に示すように分析経過時間tの+1/
2次の関数で表されるように、言い換えれば1/2乗に
比例するように走査する。In the method of this embodiment shown in FIG. 2, the method shown in FIG.
Unlike the conventional method shown in FIG. 3, while applying a resonance voltage having a substantially constant amplitude as in the conventional method, the high frequency voltage amplitude is + 1/1 / the analysis elapsed time t as shown in equation (4).
As shown by a quadratic function, in other words, scanning is performed so as to be proportional to the 1/2 power.
【0030】 V=C1 (t+C2 )1/2 +C3 ・・・(4) 〔C1 ,C2 ,C3 は定数〕 ただし、この場合、分析対象の質量対電荷比の範囲を保
つように走査する。例えば、検出対象の質量対電荷比の
範囲(M1 〜Mn )に相当する高周波電圧振幅の範囲
(V1 〜Vn )内で質量対電荷比に比例させて(4)式
にしたがって走査する。その結果、分析対象のイオンの
質量対電荷比が高くなるほど、補助電圧と高周波電圧と
の振幅比が低くなり、高い分解能で分析される。なお、
図2は高周波電圧振幅をV=f(t1/2 )、補助電圧振
幅をc3 を定数としてV=c3 としたときの例で、V1
は質量対電荷比M1 に対応し、Vn は質量対電荷比Mn
に対応している。また、i番目のイオンに割り当てられ
る分析時間Ti はMi に比例している。V = C 1 (t + C 2 ) 1/2 + C 3 (4) [C 1 , C 2 and C 3 are constants] However, in this case, the range of the mass-to-charge ratio of the analysis target is maintained. To scan. For example, in proportion to the range (V 1 ~V n) in a mass-to-charge ratio of the high frequency voltage amplitude corresponding to a range of mass-to-charge ratio to be detected (M 1 ~M n) (4 ) scanning according formula To do. As a result, the higher the mass-to-charge ratio of the ions to be analyzed, the lower the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage, and the higher resolution the analysis. In addition,
Figure 2 is a high-frequency voltage amplitude V = f (t 1/2), in case when the auxiliary voltage amplitude was set to V = c 3 a c 3 is a constant, V 1
Corresponds to the mass-to-charge ratio M 1 and V n is the mass-to-charge ratio M n
It corresponds to. The analysis time T i assigned to the i-th ion is proportional to M i .
【0031】本実施例の方法では、図12の特性に基づ
いて、それぞれの必要分解能で分析されたイオンが不安
定化されるのに必要十分な時間が配分され、余分な分析
時間が削除されるように質量対電荷比を走査する。つま
り、図12の特性に基づいて質量対電荷比の走査を行え
ば、目的の質量数範囲内のイオンを分析する中で、低い
分解能分析で十分なイオンに対しては、目的の分解能を
達成する範囲内で補助電圧と高周波電圧との振幅比を大
きく設定し、その分速く不安定化させ、割当て分析時間
を短く設定することにより全質量数範囲の分析時間を大
幅に短縮することができる。In the method of this embodiment, based on the characteristics shown in FIG. 12, a sufficient and sufficient time for destabilizing the ions analyzed at each required resolution is allocated, and an extra analysis time is eliminated. To scan the mass-to-charge ratio. In other words, if the mass-to-charge ratio scan is performed based on the characteristics of FIG. 12, the target resolution can be achieved for ions with sufficient low resolution analysis while analyzing ions within the target mass number range. By setting a large amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high-frequency voltage within the range, destabilizing it faster and setting the assigned analysis time shorter, the analysis time in the entire mass number range can be greatly shortened. .
【0032】次に、本実施例を用いたときの分析時間の
短縮時間を具体的に求める。今、検出対象の質量対電荷
比の範囲をM1 〜Mn とし、検出範囲内で最大の質量対
電荷比Mn を持つイオンが不安定化するために必要な割
当て時間をΣΔti (ただし、1≦i≦nの整数;以
下、同様)とすると、従来方法による全分析時間T
0 は、各質量数体電荷比のイオンを質量分析に割り当て
られる時間は全質量範囲を通してΔtで一定であり、そ
れゆえ、 T0 ={Mn −(M1 −1)}×Δt =(Mn −M1 +1)×Δt ・・・(5) となる。Next, the shortening time of the analysis time when using this embodiment will be concretely obtained. Now, the range of the mass-to-charge ratio to be detected is set to M 1 to M n, and the allotted time required for destabilizing the ion having the maximum mass-to-charge ratio M n within the detection range is ΣΔt i (however, 1≤i≤n; the same applies hereinafter), the total analysis time T by the conventional method
0 is the time assigned to mass spectrometry for ions of each mass-number charge ratio is constant at Δt over the entire mass range, therefore T 0 = {M n − (M 1 −1)} × Δt = ( M n −M 1 +1) × Δt (5)
【0033】一方、共鳴出射点(q値)が同じであれば
図4の特性によってMi イオンの不安定化時間Δt
i は、 Δti =(Δt/Mn )Mi ・・・(6) 〔ΔtはMn の分析に必要な時間〕 となることがわかった。そこで、各イオンの分析時間は
各イオンの不安定化時間分、最小限必要であることか
ら、本実施例では全イオンの最も短い分析時間は各イオ
ンの不安定化時間を足し合わせたものとなる。したがっ
て全分析時間Tは、 T=ΣΔti =(Δt/M1 )ΣMi =(Δ/Mn )(1/2){M n(Mn +1)−(M1 −1)M1 } ・・・(7) で表され、その減少分はΔT=T0 −Tとして(5)式
及び(7)式から、 ΔT=(Δt/2Mn ){2Mn (Mn −M1 +1)−Mn (Mn +1) +(M1 −1)M1 } =(Δt/2Mn ){2Mn 2 −2M1 Mn +2Mn −Mn 2 −Mn +M1 2 −M1 } =(Δt/2Mn ){Mn 2 +Mn −2M1 Mn +M1 2 −M1 } =(Δt/2Mn ){(Mn −M1 )2 +(Mn −M1 )} =(Δt/2Mn )(Mn −M1 )(Mn −M1 +1) ・・・(8) となる。通常、M1 ≪MN であるため、この(8)式か
ら本実施例では従来例に比べて全分析時間がほぼ半減す
ることがわかる。On the other hand, if the resonance emission points (q values) are the same, the destabilizing time Δt of the M i ion is determined by the characteristics shown in FIG.
It was found that i is Δt i = (Δt / M n ) M i (6) [Δt is the time required for analysis of M n ]. Therefore, since the analysis time of each ion is the minimum required for the destabilization time of each ion, in this example, the shortest analysis time of all ions is the sum of the destabilization time of each ion. Become. Therefore, the total analysis time T is as follows: T = ΣΔt i = (Δt / M 1 ) ΣM i = (Δ / M n ) (1/2) {M n (M n +1) − (M 1 −1) M 1 }. Is expressed by (7), and the reduced amount is ΔT = T 0 −T, and from the equations (5) and (7), ΔT = (Δt / 2M n ) {2M n (M n −M 1 +1) ) -M n (M n +1) + (M 1 -1) M 1} = (Δt / 2M n) {2M n 2 -2M 1 M n + 2M n -M n 2 -M n + M 1 2 -M 1 } = (Δt / 2M n) {M n 2 + M n -2M 1 M n + M 1 2 -M 1} = (Δt / 2M n) {(M n -M 1) 2 + (M n -M 1) } = (Δt / 2M n ) (M n −M 1 ) (M n −M 1 +1) (8) Usually, since M 1 << M N , it can be seen from this equation (8) that the total analysis time in this example is approximately half that of the conventional example.
【0034】また、このとき得られる質量スペクトル
は、図3に示すように、質量対電荷比の大きさによら
ず、全範囲を通して半値幅がΔM=0.5に保たれてい
るため隣接イオンと十分識別できる分解能である。ここ
で、質量スペクトルの半値幅を0.5以外の値に設定す
る場合、それに対応するように(1)式中のC1,C2,C
3の係数を設定し直せば、目的の半値幅の質量スペクト
ルを得ることができる。The mass spectrum obtained at this time, as shown in FIG. 3, has a half-value width of ΔM = 0.5 throughout the entire range regardless of the magnitude of the mass-to-charge ratio. It is a resolution that can be sufficiently identified. Here, when the half-value width of the mass spectrum is set to a value other than 0.5, C 1, C 2, C in the equation (1) is set so as to correspond to it.
By resetting the coefficient of 3 , it is possible to obtain the mass spectrum of the desired half width.
【0035】なお、(8)式より任意のmのイオンが質
量分析される時間tは、 t=(Δt/2Mn ){m(m+1)−M1 (M1 −1)} となり、定数B,Cを用いて、 t=Bm(m+1)−C ・・・(9) と書くことができる。From the equation (8), the time t at which an arbitrary m ion is mass analyzed is t = (Δt / 2M n ) {m (m + 1) -M 1 (M 1 -1)}, which is a constant. Using B and C, t = Bm (m + 1) -C (9) can be written.
【0036】一方、(2)式から、共鳴出射点がきまれ
ば、 V=qmro 2 Ω2 /4e ・・・(10) と変形でき、Aを定数として、 A=qro 2 Ω2 /4e と置くと、(10)式は、 V=A・m ・・・(11) となり、mは、 m=V/A ・・・(12) となる。そこで、mを(9)式に代入すると、 t=B(V/A)(V/A+1)−C =(B/A2 )V(V+A)−C ・・・(13) となる。よって、 (B/A2 )V2 +(B/A)V−C+t=0 から、 ∴ V2 +AV−(A2 /B)(t+C)=0 ・・・(14) となり、これをVについて解くと、 V=(1/2)〔−A+√{A2 +(t+C)4A2 /B}〕 =(A/2)〔−1+√{1+4(t+C)/B}〕 =(A/2)〔√{(4/B)t+(4/B)C+1}−1〕 =(A/2)(2/√B)〔√{t+C+(B/4)}−√B/2〕 =(A/√B)√{t+C+(B/4)}−A/2 ・・・(15) となる。ここで、 C1 =A/√B C2 =C+(B/4) C3 =−A/2 と置き直すと、前述の(4)式が導かれる。On the other hand, from the equation (2), if the resonance emission point is found, it can be transformed into V = qmr o 2 Ω 2 / 4e (10), and A = qr o 2 Ω 2 / where A is a constant. Putting 4e, the equation (10) becomes V = A · m (11), and m becomes m = V / A (12). Then, when m is substituted into the equation (9), t = B (V / A) (V / A + 1) −C = (B / A 2 ) V (V + A) −C (13) Therefore, from (B / A 2 ) V 2 + (B / A) V−C + t = 0, ∴V 2 + AV− (A 2 / B) (t + C) = 0 (14), which is V Solving for: V = (1/2) [− A + √ {A 2 + (t + C) 4A 2 / B}] = (A / 2) [− 1 + √ {1 + 4 (t + C) / B}] = (A / 2) [√ {(4 / B) t + (4 / B) C + 1} -1] = (A / 2) (2 / √B) [√ {t + C + (B / 4)}-√B / 2] = (A / √B) √ {t + C + (B / 4)}-A / 2 (15) Here, if it is replaced with C 1 = A / √B C 2 = C + (B / 4) C 3 = −A / 2, the above formula (4) is derived.
【0037】このように第1の実施例によれば、従来の
約半分の時間で、目標分解能を達成した質量分析が可能
となる。また、全分析を非常に長い時間をかけて行う
と、イオンは電極空間内に存在する中性ガスや他のイオ
ンとの相互作用を大きく受けることになり、質量スペク
トルの位置が非常に大きくずれてくることが知られてい
る(マスシフト)。したがって、全分析時間を短縮すれ
ば、質量分析結果の精度低下の抑制も期待できる。As described above, according to the first embodiment, it is possible to perform the mass analysis with the target resolution achieved in about half the time of the conventional method. In addition, if the total analysis is performed for a very long time, the ions will be greatly affected by the interaction with the neutral gas and other ions existing in the electrode space, and the position of the mass spectrum will be greatly displaced. It is known to come (mass shift). Therefore, if the total analysis time is shortened, it can be expected that the accuracy of the mass analysis result is prevented from being lowered.
【0038】〔第2実施例〕本発明の第2の実施例を図
4に基づいて説明する。なお、この実施例では、前述の
第1の実施例とは検出対象イオンの質量対電荷比の範囲
を複数の領域に分けて走査する点が異なり、その他、特
に説明しない各部は第1の実施例と同等に構成されてい
るので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複す
る説明は省略する。[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that this embodiment is different from the above-described first embodiment in that the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into a plurality of regions for scanning, and other parts that are not particularly described are the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the example, the same reference numerals are given to the same components, and duplicate description will be omitted.
【0039】この実施例では、検出対象イオンの質量対
電荷比の範囲を複数の領域に分け、各領域毎に(16)
式で示されるように、 V=D1 t+D2 〔D1 ,D2 は定数〕 ・・・(16) という1次式で走査するようにしたものである。すなわ
ち、一定速度で高周波電圧振幅を走査する際、その走査
速度(D1 値)を変えて検出対象の範囲内のイオン質量
を分析するというのが本実施例の方法である。図4で
は、全質量対電荷比の範囲をA,B,Cの3つの領域に
分け、各領域毎にそれぞれ速度(傾き)を変えて一定速
度で高周波電圧振幅を変化させている。高周波電圧振幅
の走査速度は、質量対電荷比の高い領域ほど小さくする
(傾きがゆるくする)。図4の場合、領域A,B,Cの
順に質量対電荷比の平均値が高くなっているため、この
順に走査速度は小さくなっている。In this embodiment, the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into a plurality of regions, and each region (16)
As shown by the equation, V = D 1 t + D 2 [D 1 and D 2 are constants] ... (16) The linear equation is used for scanning. That is, when scanning the high frequency voltage amplitude at a constant speed, the scanning speed (D 1 value) is changed to analyze the ion mass in the range of the detection target, which is the method of this embodiment. In FIG. 4, the range of the total mass-to-charge ratio is divided into three regions A, B, and C, and the high-frequency voltage amplitude is changed at a constant velocity by changing the velocity (slope) in each region. The scanning speed of the high-frequency voltage amplitude is made smaller (the slope becomes gentler) in a region where the mass-to-charge ratio is higher. In the case of FIG. 4, since the average value of the mass-to-charge ratio increases in the order of regions A, B, and C, the scanning speed decreases in this order.
【0040】したがって、図4では(16)式における
定数D1 を、領域A,B,Cに応じてc1, c2,c3 (c
1 > c2 >c3 )というように設定し、定数D2 をd1,
d2,d3 というようにとると、領域AではV=c1t+d
1 、領域BではV=c2t+d2 、領域BではV=c3t+
d3 となる。また、補助電圧振幅Va は、e1,e2,e3
を定数として領域A,B,Cに応じてVa =e1,Va =
e2,Va =e3 というようにとっている。Therefore, in FIG. 4, the constant D 1 in the equation (16) is changed to c 1, c 2, c 3 (c
1> c 2> c 3) is set and so, the constant D 2 d 1,
If we take d 2 and d 3 , then in region A, V = c 1 t + d
1 , V = c 2 t + d 2 in the region B, V = c 3 t + in the region B
It becomes d 3 . The auxiliary voltage amplitude V a is, e 1, e 2, e 3
Is a constant, and V a = e 1, V a = depending on the regions A, B, and C.
e 2, V a = e 3 .
【0041】本実施例によると、各領域の質量対電荷比
の大きさのレベルに応じて、高周波電圧振幅の走査速度
を変えているため、各領域で各イオン当たりの分析時間
が変わり、全分析時間を短縮できる。また、本実施例で
は、高周波電圧振幅を等速走査しているため、従来技術
が適用でき、第1の実施例に比べて高周波電圧の走査が
簡単となる。ここで、補助電圧の振幅の大きさは、補助
電圧と高周波電圧との振幅比が必要分解能が得られる範
囲内であれば、各領域で変えることもできる。ただし、
図12の特性から得られる、そのときの補助電圧と高周
波電圧との振幅比における必要な不安定化時間以上の時
間が各イオンの分析に割り当てられるように各領域で
(16)式中のD1 ,D2 値を決定するように制御部3
で制御する。According to this embodiment, since the scanning speed of the high frequency voltage amplitude is changed according to the level of the magnitude of the mass-to-charge ratio in each region, the analysis time for each ion changes in each region, and Analysis time can be shortened. Further, in this embodiment, since the high-frequency voltage amplitude is scanned at a constant speed, the conventional technique can be applied, and the high-frequency voltage can be scanned more easily than in the first embodiment. Here, the magnitude of the amplitude of the auxiliary voltage can be changed in each region as long as the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage is within the range where the required resolution can be obtained. However,
In each region, D in the equation (16) is obtained so that a time longer than a necessary destabilizing time in the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage, which is obtained from the characteristics of FIG. 12, is assigned to the analysis of each ion. Control unit 3 to determine 1 and D 2 values
Control with.
【0042】〔第3実施例〕本発明の第3の実施例を図
5に基づいて説明する。なお、この実施例では、前述の
第2の実施例とは検出対象イオンの質量対電荷比の範囲
を複数の領域に分けて走査する点は同じであるが、第2
の実施例とは異なる走査方法で各領域を走査する例であ
る。この実施例においても、特に説明しない各部は第1
及び第2の実施例と同等に構成されているので、同等な
各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略す
る。[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that this embodiment is the same as the above-described second embodiment in that the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into a plurality of regions and scanning is performed.
This is an example in which each area is scanned by a scanning method different from that of the embodiment. Also in this embodiment, each part not particularly explained is the first
Also, since the second embodiment has the same configuration as that of the second embodiment, the same reference numerals are given to the same components, and duplicate description will be omitted.
【0043】すなわち、この実施例では検出対象イオン
の質量対電荷比の範囲内に、特に高い分解能を必要とす
る領域を分割し、その領域に対してのみ、高周波電圧振
幅の走査速度を低くして質量分析する。例えば、同位体
が存在する原子を含むイオンを、同位体によって質量を
分析する場合など、質量スペクトルの半値幅ΔMがΔM
≪0.5となるような非常に高い分解能を必要する。そ
こで、そのような高分解能分析の必要な領域では、補助
電圧と高周波電圧との振幅比を非常に小さくし、その
分、図12の特性に基づいて各イオンの割当て分析時間
を非常に長くする。つまり、高周波電圧振幅の走査速度
を非常に小さくする必要がある。このとき、高周波電圧
の振幅の大きさはイオンの質量数と対応しているので、
通常、高周波電圧の振幅の走査範囲を変えないようにす
るため、補助電圧の振幅を小さくすることによって補助
電圧と高周波電圧との振幅比を小さくしている。That is, in this embodiment, a region requiring a particularly high resolution is divided within the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected, and the scanning speed of the high frequency voltage amplitude is reduced only for that region. Mass spectrometry. For example, when an ion containing an atom having an isotope is subjected to mass analysis with an isotope, the half-width ΔM of the mass spectrum is ΔM.
A very high resolution of << 0.5 is required. Therefore, in such a region where high resolution analysis is required, the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage is made extremely small, and the analysis time for allocating each ion is made very long accordingly. . That is, it is necessary to make the scanning speed of the high frequency voltage amplitude very small. At this time, since the amplitude of the high frequency voltage corresponds to the mass number of ions,
Usually, in order not to change the scanning range of the amplitude of the high frequency voltage, the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage is reduced by decreasing the amplitude of the auxiliary voltage.
【0044】本実施例の具体的な走査方法の一例を図5
に示す。図5の領域A,B,Cのうちの領域Bが高分解
能分析が必要であるとすると、この領域では、他の領域
に比べて非常に小さい一定振幅の補助電圧が印加され、
その間、高周波電圧振幅は非常にゆっくり走査される。
一方、質量スペクトルの半値幅ΔMがΔM=0.5とな
る分解能で十分な領域A,Cに対しては、第1の実施例
と同じ方法で走査する。このとき得られる質量スペクト
ルの概念図を図6に示す。領域Bに相当するイオンの質
量スペクトルの半値幅ΔMがΔM≪0.5となり、その
他の領域では、半値幅ΔMがΔM=0.5となるような
分解能の質量スペクトルが得られる。具体的には、図5
にも示すように高周波電圧振幅は領域A,CではV=f
(t1/2)、領域BではV=g(t1/2 )〔ただしdf
(t)/dt>dg(t)/dt〕のように設定され、
補助電圧振幅Va は領域A,CでVa =e1 、領域Bで
Vb =e2 〔ただし、e1 ,e2 は定数、e1 >e2 〕
のように設定されている。したがって、本実施例によれ
ば、検出対象イオンの質量対電荷比の範囲内の中間部
に、高分解能分析を必要とする領域が存在しても、必要
分解能のレベルによって質量対電荷比の範囲を分割し、
各領域で補助電圧の振幅を調整することにより、目的の
分解能を達成した質量分析を高速に行うことができる。FIG. 5 shows an example of a specific scanning method of this embodiment.
Shown in If region B of regions A, B, and C in FIG. 5 requires high-resolution analysis, an auxiliary voltage with a constant amplitude, which is much smaller than other regions, is applied to this region,
Meanwhile, the high frequency voltage amplitude is scanned very slowly.
On the other hand, the regions A and C for which the resolution is sufficient so that the full width at half maximum ΔM of the mass spectrum is ΔM = 0.5 are scanned by the same method as in the first embodiment. The conceptual diagram of the mass spectrum obtained at this time is shown in FIG. A mass spectrum having a resolution such that the full width at half maximum ΔM of the mass spectrum of the ion corresponding to the region B is ΔM << 0.5 and the full width at half maximum ΔM is ΔM = 0.5 is obtained in the other regions. Specifically, FIG.
As is also shown, the high frequency voltage amplitude is V = f in the regions A and C.
(T 1/2), in the region B V = g (t 1/2) [provided that df
(T) / dt> dg (t) / dt],
The auxiliary voltage amplitude V a is V a = e 1 in the areas A and C, and V b = e 2 in the area B [where e 1 and e 2 are constants, e 1 > e 2 ].
Is set like. Therefore, according to the present embodiment, even if there is a region requiring high resolution analysis in the middle portion within the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected, the range of the mass-to-charge ratio depends on the required resolution level. Split
By adjusting the amplitude of the auxiliary voltage in each region, it is possible to perform mass analysis at high speed with the desired resolution.
【0045】〔第4実施例〕本発明の第4の実施例を図
7を用いて説明する。[Fourth Embodiment] A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0046】本実施例は、図7に示すように検出対象イ
オンの質量対電荷比の範囲を複数に分け、そのうち低質
量数イオンに相当する領域Aに対しては、(16)式の
ように分析経過時間tに対し線形的に高周波電圧振幅を
変化させ、高質量数イオンに相当する領域Bに対して
は、(4)式のように高周波電圧振幅が分析経過時間t
の1/2次の関数となるように走査するようにした例で
ある。その他、特に説明しない各部は第1及び第2の実
施例と同等に構成されているので、同等な各部には同一
の参照符号を付し、重複する説明は省略する。In this embodiment, as shown in FIG. 7, the mass-to-charge ratio range of the ions to be detected is divided into a plurality of ranges, and for the region A corresponding to the low mass number ions, the formula (16) is used. In the region B corresponding to the high mass number ions, the high frequency voltage amplitude is linearly changed with respect to the analysis elapsed time t.
This is an example in which scanning is performed so as to be a function of the ½ order of. Other parts that are not particularly described are configured in the same manner as in the first and second embodiments, and therefore, equivalent parts are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0047】具体的には、高周波電圧振幅は領域AとB
に分けて領域AではV=c1t+d1、領域BではV=f
(t1/2 )に設定し、補助電圧振幅は領域AではVa =
e1、領域BではVa =e2 〔ただし、e1 、e2 は定
数〕に設定する。Specifically, the high frequency voltage amplitude is in the regions A and B.
In the area A, V = c 1 t + d 1 , and in the area B, V = f
(T 1/2 ), the auxiliary voltage amplitude is V a =
In e 1 and area B, V a = e 2 (where e 1 and e 2 are constants).
【0048】本実施例によれば、低質量数イオンの領域
に対し、等速に高周波電圧振幅を変化させるため、ある
程度の長さの分析時間を等分配し、隣接イオンを十分に
分離させることができる。このように、検出対象の質量
対電荷比に応じて、各領域ごとに高周波電圧振幅の走査
方法を変えて、各領域に対して最適な質量分離を行うこ
ともできる。According to this embodiment, since the high-frequency voltage amplitude is changed at a constant speed in the region of low mass number ions, the analysis time of a certain length is equally distributed and adjacent ions are sufficiently separated. You can As described above, the scanning method of the high-frequency voltage amplitude can be changed for each region according to the mass-to-charge ratio of the detection target, and the optimum mass separation can be performed for each region.
【0049】〔第5実施例〕本発明の第5の実施例を図
11に基づいて説明する。[Fifth Embodiment] A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0050】本実施例では、高周波電圧振幅の走査方法
を図11の安定領域図中のqの値によって変えることを
特徴としており、その他の各部は前述の第1の実施例と
同等に構成されている。図12は安定領域図中のa=
0、q=0.404の点を共鳴点としたときの補助電圧
と高周波電圧との振幅比と分解能、不安定化時間との関
係であった。この関係に基づいた高周波電圧の振幅の走
査方法を表す(4)式中のC1 ,C2 ,C3 の定数の最
適値はqの値によって変わる。更に詳細な数値解析か
ら、補助電圧と高周波電圧との振幅比Va /Vと補助電
圧の振幅Va は、ほぼ、 Va /V∝q/R ・・・(17) Va ∝q2 /R 〔Rは分解能〕 ・・・(18) のような関係にあることが分かっている。従って(4)
式中のC1 ,C2 ,C3、(16)式中のD1 , D2 等
の定数を、共鳴点、つまり、qの値によって設定し直す
ことにより、さらに正確で最適な高速・高分解能の質量
分析が可能となる。すなわち、qが大きいほど隣接する
イオンの間隔が広くなり、分解能が高くなるので、対象
となるイオンに応じて最適なqの値を選択し、検出精度
と検出時間を勘案して効率の良い検出を行うことができ
る。The present embodiment is characterized in that the scanning method of the high frequency voltage amplitude is changed according to the value of q in the stable region diagram of FIG. 11, and the other parts are constructed in the same manner as in the first embodiment. ing. FIG. 12 shows a = in the stable region diagram.
There was a relationship between the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage, the resolution, and the destabilizing time when the point of 0 and q = 0.404 was set as the resonance point. The optimum value of the constants of C 1 , C 2 and C 3 in the equation (4) representing the method of scanning the amplitude of the high frequency voltage based on this relationship varies depending on the value of q. From more detailed numerical analysis, the amplitude V a of the amplitude ratio V a / V and auxiliary voltage of the auxiliary voltage and the high-frequency voltage is approximately, V a / Vαq / R ··· (17) V a αq 2 It is known that there is a relationship such as / R [R is resolution] (18). Therefore (4)
The constants such as C 1 , C 2 , C 3 in the formula and D 1 , D 2 in the formula (16) are reset by the resonance point, that is, the value of q, so that more accurate and optimum high speed High resolution mass spectrometry becomes possible. That is, the larger the q, the wider the interval between adjacent ions and the higher the resolution. Therefore, the optimum value of q is selected according to the target ion, and efficient detection is performed in consideration of detection accuracy and detection time. It can be performed.
【0051】〔第6実施例〕本発明の第6の実施例を図
11に基づいて説明する。[Sixth Embodiment] A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0052】第1の実施例では、運転用電圧として高周
波電圧だけを印加したが、直流電圧と高周波電圧の双方
を印加してもよい。このとき、質量対電荷比の走査方法
は、少なくとも、 a=x1 ・q+ x2 ・・・(19) a=x3 ・・・(20) 〔x1 ,x2 ,x3 は定数) の直線に沿った2つの走査方法が存在する。前者の走査
方法による場合、図では直線cで示すように直流電圧と
高周波電圧振幅の両方を走査することになるが、前記直
線cの上部の狭い安定領域Sを利用してイオントラップ
内で安定に捕捉されるイオン数を減らすことによって空
間電荷の影響を軽減できるので、より正確な質量分析を
行う場合などに有効である。また、直線cの傾きを変え
ることによって安定領域との重畳領域を任意に設定する
ことができるので、必要に応じた分析を行うことが可能
になる。さらに、高周波電圧の振幅を走査するとその振
幅が非常に大きくなってしまい非常に危険である場合な
どには、後者の走査方法を採用すると、直流電圧を走査
するため、安全性の高い質量分析が可能となる。その
他、特に説明しない各部は第1の実施例と同等に構成さ
れている。In the first embodiment, only the high frequency voltage is applied as the operating voltage, but both the DC voltage and the high frequency voltage may be applied. At this time, the scanning method of the mass-to-charge ratio is at least a = x 1 · q + x 2 (19) a = x 3 (20) [x 1 , x 2 , x 3 are constants. ) There are two scanning methods along the straight line. According to the former scanning method, both the DC voltage and the high frequency voltage amplitude are scanned as shown by the straight line c in the figure, but the narrow stable region S above the straight line c is used to stabilize in the ion trap. Since the effect of space charge can be reduced by reducing the number of ions trapped in, it is effective in performing more accurate mass spectrometry. Further, by changing the inclination of the straight line c, the overlapping area with the stable area can be arbitrarily set, so that it is possible to perform analysis as needed. Furthermore, if the amplitude of the high-frequency voltage is very large when scanned, and the amplitude is extremely dangerous, the latter scanning method can be used. It will be possible. Other parts, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the first embodiment.
【0053】〔第7実施例〕本発明の第7の実施例を図
8に基づいて説明する。[Seventh Embodiment] A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0054】本実施例では、検出対象イオンの必要分解
能に応じて、質量対電荷比の走査方法を変えることがで
きる制御部3に加え、共鳴して出射するイオンの不安定
方向を制御できる補助電圧電源部14を備えていること
を特徴としている。すなわち、図1の第1の実施例にお
ける補助交流電圧電源に代えて特定方向出射用補助交流
電圧電源を設けたもので、その他、特に説明しない各部
は第1の実施例と同等に構成されている。In the present embodiment, in addition to the control unit 3 which can change the scanning method of the mass-to-charge ratio according to the required resolution of the ions to be detected, it is also possible to control the unstable direction of the ions emitted in resonance. It is characterized by having a voltage power supply unit 14. That is, in place of the auxiliary AC voltage power supply in the first embodiment of FIG. 1, a specific direction emission auxiliary AC voltage power supply is provided, and other parts not particularly described are configured in the same manner as in the first embodiment. There is.
【0055】イオンは2つのエンドキャップ7,8の両
方向に不安定化する可能性があるが、通常、イオントラ
ップ型質量分析器には、図8に示すように検出器9がエ
ンドキャップの片側方向(本実施例では下エンドキャッ
プ電極8側)にしか設置されていない。そこで、不安定
化するイオンを検出器9が存在するエンドキャップ8方
向にだけ不安定化するように、片側(特定方向)出射用
補助電圧電源部14によりエンドキャップ電極の片側方
向の向きにしか補助電界(補助電圧によって生成する微
小電界)を発生させないような補助電圧を印加させる。
これによって、イオンは検出器9のある方に不安定化し
やすくなるため、検出効率が向上する。本実施例による
と、高感度な、高速・高分解能の質量分析が可能とな
る。Although ions may be destabilized in both directions of the two end caps 7 and 8, in an ion trap mass spectrometer, a detector 9 is usually provided on one side of the end cap as shown in FIG. It is installed only in the direction (the lower end cap electrode 8 side in this embodiment). Therefore, in order to destabilize the destabilizing ions only in the direction of the end cap 8 in which the detector 9 is present, the one-side (specific direction) emission auxiliary voltage power supply unit 14 directs the end cap electrode only in one direction. An auxiliary voltage that does not generate an auxiliary electric field (a minute electric field generated by the auxiliary voltage) is applied.
As a result, the ions are more likely to be destabilized toward the detector 9, so that the detection efficiency is improved. According to this embodiment, high-sensitivity, high-speed, high-resolution mass analysis is possible.
【0056】〔第8実施例〕本発明の第8の実施例を図
9を参照して説明する。[Eighth Embodiment] An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【0057】本実施例では、検出対応イオンの質量対電
荷比の走査方法として、高周波電圧の周波数を変化させ
て走査することを特徴としている。The present embodiment is characterized in that the mass-to-charge ratio scanning method of the ions corresponding to detection is performed by changing the frequency of the high frequency voltage.
【0058】このとき、必要分解能の変化に応じて補助
電圧と高周波電圧との振幅比を変える際、高周波電圧の
振幅はV=V0 (const)で表されるように一定で
あるため、重畳する補助電圧の振幅を質量対電荷比の走
査に同期させて変化させる。例えば、分析経過時間tの
1/2乗の関数に基づいて質量走査する場合、図9に示
すように補助電圧の振幅Va を、 Va =E1(t+E2)-1/2+E3 ・・・(21) 〔E ,E ,E は定数〕 の分析時間tの関数で表されるように走査する。At this time, when the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage is changed according to the change in the required resolution, the amplitude of the high frequency voltage is constant as represented by V = V 0 (const), and therefore the superposition is performed. The amplitude of the auxiliary voltage is changed in synchronization with the mass-to-charge ratio scanning. For example, when mass scanning is performed based on a function of the analysis elapsed time t to the power of 1/2, the amplitude V a of the auxiliary voltage is V a = E 1 (t + E 2 ) −1/2 + E 3 as shown in FIG. (21) Scan as represented by a function of the analysis time t of [E 1, E 2, E 3 is a constant].
【0059】したがって、本実施例によれば、高周波電
圧の周波数を変化させて質量走査する場合でも、補助電
圧の振幅Va を必要分解能に応じて変化させることによ
り、高速、高分解能の質量分析が可能となる。ただし、
質量走査範囲を複数の領域に分割し、各領域ごとに傾き
の異なる分析経過時間tの1次関数に基づいて質量走査
する場合は、補助電圧の振幅Va が係数の異なる分析経
過時間tの−1次の関数で表されるようにVa を走査す
る。その他、特に説明しない各部は第1の実施例と同等
に構成されている。Therefore, according to this embodiment, even when mass scanning is performed by changing the frequency of the high-frequency voltage, the amplitude V a of the auxiliary voltage is changed according to the required resolution, so that high-speed and high-resolution mass analysis can be performed. Is possible. However,
Dividing the mass scan range into a plurality of regions, when the mass scan based on a linear function of the different analyzes elapsed time t of slope for each of the areas, the amplitude V a of the auxiliary voltage is different analytical elapsed time t of coefficients Scan V a as represented by the −1 st order function. Other parts, which are not particularly described, are configured in the same manner as in the first embodiment.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各イオンに対し、必要な分解能に応じて補助電圧と高周
波電圧の振幅比となるように補助電圧振幅を調整し、ま
た、上記の大きさの補助電圧で各イオンが不安定化する
のに十分な分析時間が割り当てられるように高周波電圧
振幅の走査速度を制御することにより、従来に比べ大幅
に短縮した時間で、全質量数範囲を通して目標分解能を
達成した質量分析が可能となる。As described above, according to the present invention,
For each ion, adjust the auxiliary voltage amplitude so that the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high-frequency voltage is adjusted according to the required resolution, and the auxiliary voltage of the above magnitude is sufficient to destabilize each ion. By controlling the scanning speed of the high-frequency voltage amplitude so that various analysis times can be allocated, mass analysis that achieves the target resolution over the entire mass number range can be achieved in a time significantly shorter than in the past.
【0061】すなわち、エンドキャップ電極に印加して
補助交流電界を生成する補助交流電圧と高周波電圧との
振幅比を検出対象イオンの質量分析に必要な分解能に応
じて変化させてイオンを出射させる請求項1記載の発明
によれば、必要な分解能に応じて補助交流電圧と高周波
電圧との振幅比を変えることによって検出対象となる1
つの質量数のイオンを任意に選択して出射させることが
でき、その結果、全質量数範囲を通して目標分解能を達
成した質量分析が可能となる。That is, the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage applied to the end cap electrode to generate the auxiliary AC electric field and the high-frequency voltage is changed according to the resolution required for the mass analysis of the ions to be detected, and the ions are emitted. According to the invention of Item 1, the detection target is obtained by changing the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage according to the required resolution.
Ions with one mass number can be arbitrarily selected and ejected, and as a result, mass analysis can be achieved with a target resolution throughout the entire mass number range.
【0062】検出対象とするイオンの質量対電荷比の範
囲内で質量対電荷比を走査して質量対電荷比の値が違う
それぞれのイオンを経時的に順次検出する請求項2記載
の発明によれば、ある範囲の質量数のイオンを質量対電
荷比を走査して順次経時的に検出することができ、その
結果、全質量数範囲を通して目標分解能を達成した連続
的な質量分析が可能となる。The invention according to claim 2, wherein the mass-to-charge ratio is scanned within the range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected, and the respective ions having different values of the mass-to-charge ratio are sequentially detected with time. Therefore, it is possible to sequentially detect ions with a mass number within a certain range by scanning the mass-to-charge ratio, and as a result, it is possible to achieve continuous mass analysis with a target resolution throughout the entire mass number range. Become.
【0063】各イオンの分析に割り当てられる時間を検
出対象イオンの質量対電荷比に応じて変化させ請求項3
記載の発明によれば、検出対象イオンの質量対電荷比に
対応させて分析に必要な必要最小限の時間に設定するこ
とができ、その結果、無駄な検出時間を費やすことがな
くなり、短時間の検出が可能になる。The time allotted to the analysis of each ion is changed according to the mass-to-charge ratio of the ion to be detected.
According to the described invention, it is possible to set the necessary minimum time necessary for analysis in correspondence with the mass-to-charge ratio of the ions to be detected, and as a result, it is possible to avoid wasting detection time in a short time. Can be detected.
【0064】エンドキャップ電極に印加して補助交流電
界を生成する補助交流電圧と前記高周波電圧との振幅比
を検出対象イオンの質量分析に必要な分解能に応じて変
化させる制御手段を備えた請求項4記載の発明によれ
ば、請求項1記載の発明と同様の効果を奏する質量分析
装置を提供することができる。A control means for changing the amplitude ratio between the high-frequency voltage and the auxiliary alternating voltage applied to the end cap electrode to generate the auxiliary alternating electric field in accordance with the resolution required for mass analysis of the ions to be detected. According to the invention described in 4, it is possible to provide a mass spectrometer having the same effect as that of the invention described in claim 1.
【0065】前記制御手段が前記振幅比を各イオンの質
量対電荷比の値に応じて変化させる請求項5記載の発明
によれば、検出対象となるイオンを質量対電荷比の値に
応じて振幅比を設定することで精度良く短時間で検出す
ることができる。According to the invention of claim 5, the control means changes the amplitude ratio according to the value of the mass-to-charge ratio of each ion. By setting the amplitude ratio, it is possible to accurately detect in a short time.
【0066】前記制御手段が前記振幅比を各イオンの質
量スペクトルの半値幅が目的の値になるように変化させ
る請求項6記載の発明によれば、半値幅となるように振
幅比が設定されるので、高分解能で検出を行うことがで
きる。According to a sixth aspect of the present invention, the control means changes the amplitude ratio so that the full width at half maximum of the mass spectrum of each ion becomes a target value. Therefore, detection can be performed with high resolution.
【0067】前記制御手段が検出対象イオンの必要分解
能が高くなるほど、補助交流電圧と高周波電圧の振幅比
が小さくなるように変化させる請求項7記載の発明によ
れば、分解能と振幅比は相関しているので、振幅比を小
さくして検出精度を上げ、これによって高分解能での検
出が可能となる。According to the invention of claim 7, the control means changes so that the amplitude ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage becomes smaller as the required resolution of the ions to be detected becomes higher. Therefore, the amplitude ratio is reduced to improve the detection accuracy, which enables detection with high resolution.
【0068】前記制御手段が検出対象イオンの質量対電
荷比の値が高くなるほど、補助交流電圧と高周波電圧の
振幅比が小さくなるように変化させる請求項8記載の発
明によれば、質量対電荷比と振幅比は相関しているの
で、質量対電荷比の値が高くなるほど振幅比を小さくす
ことで精度の高い検出が可能となる。According to the invention of claim 8, the control means changes the mass-to-charge ratio of the ions to be detected so that the amplitude ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage becomes smaller as the value of the mass-to-charge ratio becomes higher. Since the ratio and the amplitude ratio are correlated with each other, the higher the value of the mass-to-charge ratio, the smaller the amplitude ratio, which enables highly accurate detection.
【0069】補助交流電圧の振幅を、各イオンの分析に
必要な分解能から得られる前記補助交流電圧と高周波電
圧との比を常に満たすように変化させる手段を備えた請
求項9記載の発明によれば、常に必要な分解能が確保さ
れるので、精度の高い検出が可能となる。10. The invention according to claim 9, further comprising means for changing the amplitude of the auxiliary AC voltage so as to always satisfy the ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage obtained from the resolution required for analyzing each ion. In this case, the required resolution is always ensured, which enables highly accurate detection.
【0070】イオントラップ電極間空間を振動するイオ
ンの軌道の安定性を決定する特性のどの点でイオンを共
鳴させるかに応じて、異なる質量対電荷比の走査特性で
走査する手段を備えた請求項10記載の発明によれば、
前記特性に応じて分解能と検出時間を勘案して走査特性
を変更するので、効率の良い検出が可能になる。A means for scanning with scanning characteristics of different mass-to-charge ratios is provided, depending on which point of the characteristics that determines the stability of the trajectory of the ions oscillating in the space between the ion trap electrodes resonates the ions. According to the invention of Item 10,
Since the scanning characteristics are changed in consideration of the resolution and the detection time according to the characteristics, efficient detection can be performed.
【0071】検出対象とするイオンの質量対電荷比の範
囲内で前記質量対電荷比を走査する手段を備え、当該手
段により走査して質量対電荷比の値が違うそれぞれのイ
オンを経時的に順次検出する請求項11記載の発明によ
れば、請求項2記載の発明と同様の効果を奏する質量分
析装置を提供することができる。A means for scanning the mass-to-charge ratio within the range of the mass-to-charge ratio of the ion to be detected is provided, and each of the ions having different values of the mass-to-charge ratio is scanned by the means to change with time. According to the eleventh aspect of the invention in which detection is performed sequentially, it is possible to provide a mass spectrometer having the same effect as that of the second aspect of the invention.
【0072】前記走査する手段によって各イオンの分析
に割り当てられる時間を、検出対象イオンの質量対電荷
比に応じて変化させる手段を備えた請求項12記載の発
明によれば、検出対象イオンの質量対電荷比に応じて分
析に要する時間を設定するので、必要最小限の時間で精
度の高い検出が可能になる。According to the invention of claim 12, further comprising means for changing the time allotted to the analysis of each ion by the scanning means in accordance with the mass-to-charge ratio of the ion to be detected. Since the time required for analysis is set according to the charge-to-charge ratio, highly accurate detection can be performed in the minimum necessary time.
【0073】前記変化させる手段が各イオンの軌道が不
安定化し、出射するのに十分な時間を各イオンの分析時
間として割当てる請求項13記載の発明によれば、確実
に検出対象となるイオンを検出することができる。According to the invention of claim 13, the changing means assigns a sufficient time for emission of each ion as an analysis time of each ion because the orbit of each ion becomes unstable. Can be detected.
【0074】前記走査する手段が質量対電荷比の走査の
速度を補助電圧と高周波電圧との振幅比に応じて変化さ
せる請求項14記載の発明によれば、高分解能での検出
が必要な領域では低速で、低分解能の検出でもよい領域
は高速で走査することで、検出対象イオンの質量対電荷
比の全範囲を通して必要十分な高い分解能で高速で質量
分析を行うことができる。According to the invention of claim 14, the scanning means changes the scanning speed of the mass-to-charge ratio in accordance with the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage. By scanning at low speed and at a high speed in a region that may be detected with low resolution, mass analysis can be performed at high speed with necessary and sufficiently high resolution throughout the entire range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected.
【0075】前記走査する手段が補助電圧と高周波電圧
との振幅比が高くなるほど質量対電荷比の走査速度が遅
くなるように変化させる請求項15記載の発明によれ
ば、イオンを不安定化するに要する時間を短くすること
ができるので、結果的に全質量範囲の分析時間を短くす
ることが可能になる。According to the invention as set forth in claim 15, wherein the scanning means changes so that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage becomes higher. As a result, the analysis time can be shortened, and as a result, the analysis time in the entire mass range can be shortened.
【0076】前記走査する手段が質量対電荷比の走査の
速度を検出対象イオンの質量対電荷比に応じて変化させ
る請求項16記載の発明によれば、検出対象イオンの質
量対電荷比に応じて分析に要する速度を設定するので、
その速度に対応した必要最小限の時間で精度の高い検出
が可能になる。According to the invention of claim 16, the scanning means changes the scanning speed of the mass-to-charge ratio in accordance with the mass-to-charge ratio of the ions to be detected. Since the speed required for analysis is set by
Highly accurate detection becomes possible in the minimum necessary time corresponding to the speed.
【0077】前記走査する手段が検出対象イオンの質量
対電荷比の値が高くなるほど、質量対電荷比の走査速度
が遅くなるように変化させる請求項17記載の発明によ
れば、走査速度を遅くすることによりイオンを不安定化
するに要する時間を短くすることができるので、結果的
に全質量範囲の分析時間を短くすることが可能になる。According to the present invention, the scanning speed is changed so that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the value of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected becomes higher. By doing so, the time required to destabilize the ions can be shortened, and as a result, the analysis time in the entire mass range can be shortened.
【0078】前記走査する手段が検出対象イオンの質量
対電荷比の走査を高周波電圧の振幅を走査することによ
って行う請求項18記載の発明によれば、高周波電圧の
走査によって検出対象イオンの質量対電荷比の走査を行
うことができるので、走査が簡単になる。According to the invention of claim 18, the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the amplitude of the high frequency voltage. Since the charge ratio scanning can be performed, the scanning becomes simple.
【0079】前記走査する手段が高周波電圧の振幅が検
出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時間の+1次
の関数で表されるように変化する場合、前記検出対象の
質量対電荷比の範囲を少なくとも2領域以上に分割して
各領域で前記高周波電圧振幅の走査速度が変わるように
走査する請求項19記載の発明によれば、各領域におい
て各イオン当たりの分析時間が変わり、結果的に全分析
時間を短縮することができる。さらに、高周波電圧振幅
を1次関数(等速)で走査するので、高周波電圧の走査
が簡単になる。When the scanning means changes so that the amplitude of the high-frequency voltage changes as represented by a + 1st-order function of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range, the mass-to-charge ratio of the detection target is changed. 20. According to the invention of claim 19, wherein the range is divided into at least two regions and the scanning is performed so that the scanning speed of the high frequency voltage amplitude changes in each region, the analysis time per ion changes in each region, resulting in Therefore, the total analysis time can be shortened. Further, since the high frequency voltage amplitude is scanned by a linear function (constant speed), the high frequency voltage can be easily scanned.
【0080】前記走査する手段が高周波電圧の振幅が検
出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時間の少なく
とも+1以下の正の次数の関数で表されるように変化さ
せて走査する請求項20記載の発明によれば、分析対象
のイオンの質量対電荷比が高くなればなるほど補助電圧
と高周波電圧との振幅比が低くなり、高い分解能で分析
される。その際、+1以下の正の次数の関数を適宜設定
することによって、検出特性を任意に設定することがで
きる。20. The scanning means changes the amplitude of the high-frequency voltage so that the amplitude of the high-frequency voltage is changed so as to be represented by a function of a positive order of at least +1 or less of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range. According to the described invention, the higher the mass-to-charge ratio of the ions to be analyzed, the lower the amplitude ratio between the auxiliary voltage and the high frequency voltage, and the higher resolution the analysis is made. At that time, the detection characteristic can be arbitrarily set by appropriately setting a function of a positive order of +1 or less.
【0081】前記走査する手段が前記高周波電圧の振幅
が検出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時間の+
1/2の次数の関数で表されるように変化させて走査す
ることを特徴とする請求項21記載の発明によれば、分
析対象のイオンの質量対電荷比が高くなればなるほど補
助電圧と高周波電圧との振幅比が低くなり、高い分解能
で分析される。When the amplitude of the high-frequency voltage is equal to the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range,
22. According to the invention of claim 21, the scanning is performed while changing the scanning as represented by a function of the 1/2 order, and the higher the mass-to-charge ratio of the ions to be analyzed, the higher the auxiliary voltage. The amplitude ratio with the high frequency voltage becomes low, and high resolution analysis is performed.
【0082】前記走査する手段が前記検出対象イオンの
質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の周波数を走査す
ることによって行う請求項22記載の発明によれば、高
周波電圧の振幅は一定であるため、重畳する補助電圧の
振幅を必要分解能に応じ、質量対電荷比の走査に同期さ
せて変化させることで高速、高分解能の分析を行うこと
ができる。According to the invention of claim 22, the scanning means performs the scanning of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the frequency of the high frequency voltage because the amplitude of the high frequency voltage is constant. The high-speed, high-resolution analysis can be performed by changing the amplitude of the superimposed auxiliary voltage in synchronization with the scan of the mass-to-charge ratio according to the required resolution.
【0083】前記走査する手段が前記検出対象イオンの
質量対電荷比の走査を前記直流電圧の大きさを走査する
ことによって行う請求項23記載の発明によれば、高周
波電圧の振幅を走査したときに振幅が非常に大きくなっ
てしまって危険な場合に、高周波電圧の走査に代えて直
流電圧の大きさを走査することで安全性に優れた走査が
可能になる。According to the invention of claim 23, the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the magnitude of the DC voltage. When the amplitude becomes extremely large and is dangerous, it is possible to perform scanning with excellent safety by scanning the magnitude of the DC voltage instead of scanning the high frequency voltage.
【0084】前記走査する手段が前記検出対象イオンの
質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の振幅及び直流電
圧をともに走査することによって行う請求項24記載の
発明によれば、検出対象となるイオンの安定領域との重
畳領域を任意に設定することが可能となり、必要に応じ
て狭い範囲の精度の良い分析が可能になる。According to the invention of claim 24, the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning both the amplitude of the high frequency voltage and the DC voltage. It is possible to arbitrarily set the overlapping area with the stable area of, and it is possible to perform accurate analysis in a narrow range as needed.
【0085】前記検出対象となるイオンの質量対電荷比
の範囲を2つ以上の領域に分割して、各領域で検出対象
イオンの質量対電荷比及び高周波電圧と補助電圧の振幅
比に対し、異なる走査特性で走査する手段を備えた請求
項25記載の発明によれば、各領域毎に適切な走査特性
で走査するので、検出対象のイオンの質量対電荷比に応
じて各領域に対して最適な質量分析を行うことができ
る。The range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into two or more regions, and the mass-to-charge ratio of the ions to be detected and the amplitude ratio of the high frequency voltage and the auxiliary voltage in each region are defined as follows. According to the invention as claimed in claim 25, which comprises means for scanning with different scanning characteristics, the scanning is performed with an appropriate scanning characteristic for each region, so that for each region according to the mass-to-charge ratio of the ions to be detected. Optimal mass spectrometry can be performed.
【0086】共鳴イオンが不安定化し、出射する方向を
制御する手段を備えた請求項26記載の発明によれば、
検出器のある方向に不安定になるようにするとができる
ので、検出器側へのイオンの出射を制御することが可能
になり、検出効率を向上させることができる。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, which comprises means for controlling the direction in which the resonance ions are destabilized and emitted.
Since it is possible to make the detector unstable in a certain direction, it is possible to control the emission of ions to the detector side and improve the detection efficiency.
【図1】本発明の第1の実施例に係るイオントラップ型
の質量分析装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ion trap mass spectrometer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例に係る質量分析装置にお
ける高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage in the mass spectrometer according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例に係る質量分析装置を運
転したとき得られる質量スペクトルの概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of a mass spectrum obtained when the mass spectrometer according to the first embodiment of the present invention is operated.
【図4】本発明の第2の実施例に係る質量分析装置にお
ける高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage in the mass spectrometer according to the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施例に係る質量分析装置にお
ける高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage in the mass spectrometer according to the third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施例に係る質量分析装置を運
転したとき得られる質量スペクトルの概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a mass spectrum obtained when the mass spectrometer according to the third embodiment of the present invention is operated.
【図7】本発明の第4の実施例に係る質量分析装置にお
ける高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage in the mass spectrometer according to the fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施例に係るイオントラップ型
の質量分析装置の概略構成を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an ion trap mass spectrometer according to a seventh embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第8の実施例に係る質量分析装置にお
ける高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage in the mass spectrometer according to the eighth embodiment of the present invention.
【図10】従来例に係るイオントラップの各電極を示す
ステップ説明図である。FIG. 10 is a step explanatory view showing each electrode of the ion trap according to the conventional example.
【図11】イオントラップ内を安定軌道をたどるための
a、q値の範囲の安定領域と不安定領域を示す特性図で
ある。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a stable region and an unstable region in the range of a and q values for tracing a stable trajectory in the ion trap.
【図12】q=0.404のときの補助電圧と高周波電
圧との振幅比と分解能、及び不安定化時間の関係の数値
解析結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a numerical analysis result of the relationship between the amplitude ratio, the resolution, and the destabilization time between the auxiliary voltage and the high frequency voltage when q = 0.404.
【図13】従来例に係るイオントラプ型の質量分析装置
の高周波電圧と補助電圧の走査方法を示す説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a method of scanning a high frequency voltage and an auxiliary voltage of an ion trap mass spectrometer according to a conventional example.
1 試料源 2 試料導入部 3 制御部 4 運転用主電源 5 イオン生成用電子銃 6 リング電極 7 上エンドキャップ電極 8 下エンドキャップ電極 9 検出器 10 データ処理部 11 補助電圧電源 12 エンドキャップ電極の中心口 13 エンドキャップの検出口 14 片側出射用補助電圧電源 15 電極間空間 1 sample source 2 sample introduction part 3 control part 4 main power supply for operation 5 electron gun for ion generation 6 ring electrode 7 upper end cap electrode 8 lower end cap electrode 9 detector 10 data processing part 11 auxiliary voltage power supply 12 end cap electrode Center port 13 End cap detection port 14 One-side emission auxiliary voltage power supply 15 Inter-electrode space
Claims (26)
い合わせて配置した2つのエンドキャップ電極との間に
直流電圧と高周波電圧のうち少なくとも高周波電圧を主
電源から印加することにより電極間空間につくられる四
重極電界中に安定に捕捉されたイオンを電極間空間から
出射させてイオンの質量を検出する質量分析方法におい
て、 前記エンドキャップ電極に印加して補助交流電界を生成
する補助交流電圧と前記高周波電圧との振幅比を検出対
象イオンの質量分析に必要な分解能に応じて変化させて
前記イオンを出射させることを特徴とする質量分析方
法。1. An interelectrode space by applying at least a high frequency voltage of a DC voltage and a high frequency voltage from a main power supply between an annular ring electrode and two end cap electrodes arranged to face each other so as to sandwich the annular ring electrode. In a mass spectrometry method in which ions trapped in a quadrupole electric field generated in the electrode are emitted from the inter-electrode space to detect the mass of the ions, an auxiliary alternating current is applied to the end cap electrode to generate an auxiliary alternating electric field. A mass spectrometric method characterized in that an amplitude ratio between a voltage and the high frequency voltage is changed in accordance with a resolution required for mass spectrometric analysis of ions to be detected, and the ions are emitted.
い合わせて配置した2つのエンドキャップ電極との間に
直流電圧と高周波電圧のうち少なくとも高周波電圧を主
電源から印加することにより電極間空間につくられる四
重極電界中に安定に捕捉されたイオンを電極間空間から
出射させてイオンの質量を検出する質量分析方法におい
て、 検出対象とするイオンの質量対電荷比の範囲内で当該質
量対電荷比を走査して質量対電荷比の値が違うそれぞれ
のイオンを経時的に順次検出することを特徴とする質量
分析方法。2. An inter-electrode space is obtained by applying at least a high frequency voltage of a DC voltage and a high frequency voltage from a main power supply between an annular ring electrode and two end cap electrodes arranged to face each other so as to sandwich it. In a mass spectrometric method in which ions trapped in the quadrupole electric field generated in the system are emitted from the inter-electrode space to detect the mass of the ions, the mass of the ions within the range of the mass-to-charge ratio A mass spectrometric method characterized in that ions having different values of mass-to-charge ratio are sequentially detected by scanning the charge-to-charge ratio.
検出対象イオンの質量対電荷比に応じて変化させること
を特徴とする請求項2記載の質量分析方法。3. The mass spectrometric method according to claim 2, wherein the time allotted to the analysis of each ion is changed according to the mass-to-charge ratio of the ion to be detected.
い合わせて配置した2つのエンドキャップ電極とを有
し、リング電極とエンドキャップ電極との間に直流電圧
と高周波電圧のうち少なくとも高周波電圧を主電源から
印加することにより電極間空間につくられる四重極電界
中に安定に捕捉されるイオンのうち、検出対象の質量対
電荷比をもつイオンの軌道を、前記四重極電界に比べて
微弱な補助交流電界を生成させることにより不安定化し
て、当該イオンを電極間空間から出射させてイオンの質
量を検出する質量分析装置において、 前記エンドキャップ電極に印加して補助交流電界を生成
する補助交流電圧と前記高周波電圧との振幅比を検出対
象イオンの質量分析に必要な分解能に応じて変化させる
制御手段を備えていることを特徴とする質量分析装置。4. A ring-shaped ring electrode and two end cap electrodes arranged to face each other so as to sandwich the ring-shaped ring electrode, and at least a high frequency voltage of a DC voltage and a high frequency voltage is provided between the ring electrode and the end cap electrode. Of the ions having a mass-to-charge ratio to be detected among the ions that are stably trapped in the quadrupole electric field created in the interelectrode space by applying In a mass spectrometer that destabilizes by generating a weak auxiliary AC electric field and emits the ion from the inter-electrode space to detect the mass of the ion, the auxiliary AC electric field is generated by applying the end cap electrode. Control means for changing the amplitude ratio between the auxiliary AC voltage and the high-frequency voltage according to the resolution required for the mass analysis of the ions to be detected. Mass spectrometer.
の質量対電荷比の値に応じて変化させることを特徴とす
る請求項4記載の質量分析装置。5. The mass spectrometer according to claim 4, wherein the control unit changes the amplitude ratio according to the value of the mass-to-charge ratio of each ion.
の質量スペクトルの半値幅が目的の値になるように変化
させることを特徴とする請求項4記載の質量分析装置。6. The mass spectrometer according to claim 4, wherein the control unit changes the amplitude ratio so that the half width of the mass spectrum of each ion becomes a target value.
分解能が高くなるほど、補助交流電圧と高周波電圧の振
幅比が小さくなるように変化させることを特徴とする請
求項4記載の質量分析装置。7. The mass spectrometer according to claim 4, wherein the control means changes the amplitude ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage to be smaller as the required resolution of the ions to be detected is higher.
対電荷比の値が高くなるほど、補助交流電圧と高周波電
圧の振幅比が小さくなるように変化させることを特徴と
する請求項4記載の質量分析装置。8. The control means changes the amplitude ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage to be smaller as the value of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is higher. Mass spectrometer.
分析に必要な分解能から得られる前記補助交流電圧と高
周波電圧との比を常に満たすように変化させる手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項4記載の質量分
析装置。9. The apparatus further comprises means for changing the amplitude of the auxiliary AC voltage so as to always satisfy the ratio of the auxiliary AC voltage and the high frequency voltage obtained from the resolution required for analysis of each ion. The mass spectrometer according to claim 4.
イオンの軌道の安定性を決定する特性のどの点でイオン
を共鳴させるかに応じて、異なる質量対電荷比の走査特
性で走査する手段をさらに備えていることを特徴とする
請求項4記載の質量分析装置。10. A means for scanning with scanning characteristics having different mass-to-charge ratios depending on which point of the characteristics that determine the stability of the trajectory of the ions oscillating in the space between the ion trap electrodes resonates. The mass spectrometer according to claim 4, further comprising:
向い合わせて配置した2つのエンドキャップ電極とを有
し、リング電極とエンドキャップ電極との間に直流電圧
と高周波電圧のうち少なくとも高周波電圧を主電源から
印加することにより電極間空間につくられる四重極電界
中に安定に捕捉されるイオンのうち、検出対象の質量対
電荷比をもつイオンの軌道を、前記四重極電界に比べて
微弱な補助交流電界を生成させることにより不安定化し
て、当該イオンを電極間空間から出射させてイオンの質
量を検出する質量分析装置において、 検出対象とするイオンの質量対電荷比の範囲内で前記質
量対電荷比を走査する手段を備え、当該手段により走査
して質量対電荷比の値が違うそれぞれのイオンを経時的
に順次検出することを特徴とする質量分析装置。11. A ring-shaped ring electrode and two end-cap electrodes arranged to face each other so as to sandwich the ring-shaped ring electrode, and at least a high-frequency voltage of a DC voltage and a high-frequency voltage is provided between the ring electrode and the end-cap electrode. Of the ions having a mass-to-charge ratio to be detected among the ions that are stably trapped in the quadrupole electric field created in the interelectrode space by applying Within a mass-to-charge ratio range of the ion to be detected in a mass spectrometer that destabilizes by generating a weak auxiliary AC electric field and emits the ion from the interelectrode space to detect the mass of the ion. And a means for scanning the mass-to-charge ratio, and scanning by the means to sequentially detect each ion having a different mass-to-charge ratio value with time. Analyzer.
分析に割り当てられる時間を、検出対象イオンの質量対
電荷比に応じて変化させる手段をさらに備えていること
を特徴とする請求項11記載の質量分析装置。12. The mass according to claim 11, further comprising means for changing a time allotted for analysis of each ion by the scanning means in accordance with a mass-to-charge ratio of ions to be detected. Analysis equipment.
道が不安定化し、出射するのに十分な時間を各イオンの
分析時間として割当てることを特徴とする請求項12記
載の質量分析装置。13. The mass spectrometer according to claim 12, wherein the changing means allocates a sufficient time for the orbit of each ion to be destabilized and emitted as an analysis time of each ion.
比の走査の速度を前記補助電圧と高周波電圧との振幅比
に応じて変化させることを特徴とする請求項12記載の
質量分析装置。14. The mass spectrometer according to claim 12, wherein the scanning means changes the scanning speed of the mass-to-charge ratio in accordance with the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage.
高周波電圧との振幅比が高くなるほど前記質量対電荷比
の走査速度が遅くなるように変化させることを特徴とす
る請求項14記載の質量分析装置。15. The mass according to claim 14, wherein the scanning means changes so that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the amplitude ratio of the auxiliary voltage and the high frequency voltage becomes higher. Analysis equipment.
比の走査の速度を検出対象イオンの質量対電荷比に応じ
て変化させることを特徴とする請求項12記載の質量分
析装置。16. The mass spectrometer according to claim 12, wherein the scanning means changes the scanning speed of the mass-to-charge ratio according to the mass-to-charge ratio of the ions to be detected.
オンの質量対電荷比の値が高くなるほど、前記質量対電
荷比の走査速度が遅くなるように変化させることを特徴
とする請求項16記載の質量分析装置。17. The scanning means changes the mass-to-charge ratio such that the scanning speed of the mass-to-charge ratio becomes slower as the value of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected becomes higher. Mass spectrometer.
オンの質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の振幅を走
査することによって行うことを特徴とする請求項11記
載の質量分析装置。18. The mass spectrometer according to claim 11, wherein the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the amplitude of the high frequency voltage.
の振幅が検出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時
間の+1次の関数で表されるように変化する場合、前記
検出対象の質量対電荷比の範囲を少なくとも2領域以上
に分割して各領域で前記高周波電圧振幅の走査速度が変
わるように走査することを特徴とする請求項18記載の
質量分析装置。19. The mass of the object to be detected when the amplitude of the high-frequency voltage changes as represented by a + 1st-order function of the elapsed time of mass analysis of all ions in the range to be detected. 19. The mass spectrometer according to claim 18, wherein the range of the charge ratio is divided into at least two regions and scanning is performed so that the scanning speed of the high frequency voltage amplitude changes in each region.
の振幅が検出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時
間の少なくとも+1以下の正の次数の関数で表されるよ
うに変化させて走査することを特徴とする請求項18記
載の質量分析装置。20. The scanning means changes and scans the amplitude of the high-frequency voltage so as to be represented by a function of a positive order of at least +1 or less of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range. 19. The mass spectrometer according to claim 18, wherein:
の振幅が検出対象範囲内の全イオンの質量分析の経過時
間の+1/2の次数の関数で表されるように変化させて
走査することを特徴とする請求項18記載の質量分析装
置。21. The scanning means changes the amplitude of the high frequency voltage so that it is represented by a function of an order of +1/2 of the elapsed time of mass analysis of all ions in the detection target range, and scans. 19. The mass spectrometer according to claim 18, wherein:
オンの質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の周波数を
走査することによって行うことを特徴とする請求項11
記載の質量分析装置。22. The scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the frequency of the high-frequency voltage.
The described mass spectrometer.
オンの質量対電荷比の走査を前記直流電圧の大きさを走
査することによって行うことを特徴とする請求項11記
載の質量分析装置。23. The mass spectrometer according to claim 11, wherein the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning the magnitude of the DC voltage.
オンの質量対電荷比の走査を前記高周波電圧の振幅及び
直流電圧をともに走査することによって行うことを特徴
とする請求項11記載の質量分析装置。24. The mass spectrometer according to claim 11, wherein the scanning means scans the mass-to-charge ratio of the ions to be detected by scanning both the amplitude of the high frequency voltage and the DC voltage. apparatus.
荷比の範囲を2つ以上の領域に分割して、各領域で検出
対象イオンの質量対電荷比及び高周波電圧と補助電圧の
振幅比に対し、異なる走査特性で走査する手段をさらに
備えていることを特徴とする請求項11記載の質量分析
装置。25. The range of the mass-to-charge ratio of the ions to be detected is divided into two or more regions, and the mass-to-charge ratio of the ions to be detected and the amplitude ratio of the high frequency voltage and the auxiliary voltage are divided in each region. On the other hand, the mass spectrometer according to claim 11, further comprising means for scanning with different scanning characteristics.
から出射する方向を制御する手段をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項4または11に記載の記載の型質
量分析装置。26. The mass spectrometer according to claim 4, further comprising means for controlling a direction in which resonance ions are destabilized and emitted from the inter-electrode space.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
WO2003041116A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Mass spectrometry and ion trap mass spectrometer |
JP2005310610A (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Shimadzu Corp | Ion selecting method in ion storage device |
JP2008052996A (en) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Shimadzu Corp | Mass spectrometer |
WO2009141852A1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社島津製作所 | Quadrupole mass analyzer |
JP2012521072A (en) * | 2009-03-17 | 2012-09-10 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | Ion optical drain for ion mobility. |
CN103282768A (en) * | 2010-12-28 | 2013-09-04 | 株式会社岛津制作所 | Chromatograph mass spectrometer |
CN104377109A (en) * | 2013-08-16 | 2015-02-25 | 中国人民解放军63975部队 | Linear ion trap mass analyzer |
CN117476431A (en) * | 2023-12-28 | 2024-01-30 | 杭州泽天春来科技股份有限公司 | Quadrupole radio frequency power supply scanning control method, system and readable storage medium |
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1995
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003041116A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Mass spectrometry and ion trap mass spectrometer |
JP4506260B2 (en) * | 2004-04-23 | 2010-07-21 | 株式会社島津製作所 | Method of ion selection in ion storage device |
JP2005310610A (en) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Shimadzu Corp | Ion selecting method in ion storage device |
JP2008052996A (en) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Shimadzu Corp | Mass spectrometer |
US8188426B2 (en) | 2008-05-22 | 2012-05-29 | Shimadzu Corporation | Quadropole mass spectrometer |
JP4735775B2 (en) * | 2008-05-22 | 2011-07-27 | 株式会社島津製作所 | Quadrupole mass spectrometer |
WO2009141852A1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 株式会社島津製作所 | Quadrupole mass analyzer |
JP2012521072A (en) * | 2009-03-17 | 2012-09-10 | ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド | Ion optical drain for ion mobility. |
CN103282768A (en) * | 2010-12-28 | 2013-09-04 | 株式会社岛津制作所 | Chromatograph mass spectrometer |
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CN104377109A (en) * | 2013-08-16 | 2015-02-25 | 中国人民解放军63975部队 | Linear ion trap mass analyzer |
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