JPH0836989A - 四重極型ｍｓ／ｍｓ質量分析装置 - Google Patents
四重極型ｍｓ／ｍｓ質量分析装置Info
- Publication number
- JPH0836989A JPH0836989A JP6194923A JP19492394A JPH0836989A JP H0836989 A JPH0836989 A JP H0836989A JP 6194923 A JP6194923 A JP 6194923A JP 19492394 A JP19492394 A JP 19492394A JP H0836989 A JPH0836989 A JP H0836989A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quadrupole
- ion
- ions
- electrode
- reflection
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/004—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn
- H01J49/0045—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction
- H01J49/005—Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction by collision with gas, e.g. by introducing gas or by accelerating ions with an electric field
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構造の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装
置を提供する。 【構成】 １組の四重極電極１５の一方の端部に、開裂
ガスを収容する反射セル１７を設け、その中にイオンを
反射する反射電極１８を設ける。入射イオンをチョッピ
ング電極１２によりパルス状に断続し、四重極１５を通
過させた後、反射セル１７内で開裂させ、反射電極１８
で反射させて再び四重極１５を通過させる。
置を提供する。 【構成】 １組の四重極電極１５の一方の端部に、開裂
ガスを収容する反射セル１７を設け、その中にイオンを
反射する反射電極１８を設ける。入射イオンをチョッピ
ング電極１２によりパルス状に断続し、四重極１５を通
過させた後、反射セル１７内で開裂させ、反射電極１８
で反射させて再び四重極１５を通過させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、四重極型ＭＳ／ＭＳ質
量分析装置に関する。
量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置
は図４に示すように、イオン源４１からイオン検出器４
２までの間に３段の四重極４３、４４、４５を直列に配
置したものであった。１段目の四重極４３は目的の親イ
オンを選択するフィルタとして作用し、２段目の四重極
４４は選択された親イオンをガスにより開裂させる開裂
装置として作用し、３段目の四重極４５は開裂により生
成した種々の娘イオンの中から目的とする娘イオンを選
択するフィルタとして作用する。
は図４に示すように、イオン源４１からイオン検出器４
２までの間に３段の四重極４３、４４、４５を直列に配
置したものであった。１段目の四重極４３は目的の親イ
オンを選択するフィルタとして作用し、２段目の四重極
４４は選択された親イオンをガスにより開裂させる開裂
装置として作用し、３段目の四重極４５は開裂により生
成した種々の娘イオンの中から目的とする娘イオンを選
択するフィルタとして作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の四
重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置では３組の四重極が必要
であり、また、上記のように各四重極はそれぞれ独立の
機能を有するため、各四重極を駆動するための駆動回路
もそれぞれ独立に設ける必要があった。このため、装置
が大型となり、製造コストも高いという問題がある。
重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置では３組の四重極が必要
であり、また、上記のように各四重極はそれぞれ独立の
機能を有するため、各四重極を駆動するための駆動回路
もそれぞれ独立に設ける必要があった。このため、装置
が大型となり、製造コストも高いという問題がある。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、より簡
単な構造の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置を提供する
ことにある。
成されたものであり、その目的とするところは、より簡
単な構造の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装
置は、 a)入射イオンをパルス状に断続するチョッピング電極
と、 b)チョッピング電極を通過したイオンの飛行軸に配置さ
れた四重極電極と、 c)イオンの飛行方向に関して四重極電極の下流側に設け
られたイオンレンズと、 d)イオンレンズの更に下流側に設けられた反射セルと、 e)反射セルの内部に設けられたイオン反射手段と、 f)反射セルに開裂ガスを供給する開裂ガス供給手段と、 g)イオンの飛行方向に関して四重極電極の上流側に設け
られたデフレクタと、 h)デフレクタにより偏向されたイオンを検出するイオン
検出手段と、 を備えることを特徴とするものである。
に成された本発明に係る四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装
置は、 a)入射イオンをパルス状に断続するチョッピング電極
と、 b)チョッピング電極を通過したイオンの飛行軸に配置さ
れた四重極電極と、 c)イオンの飛行方向に関して四重極電極の下流側に設け
られたイオンレンズと、 d)イオンレンズの更に下流側に設けられた反射セルと、 e)反射セルの内部に設けられたイオン反射手段と、 f)反射セルに開裂ガスを供給する開裂ガス供給手段と、 g)イオンの飛行方向に関して四重極電極の上流側に設け
られたデフレクタと、 h)デフレクタにより偏向されたイオンを検出するイオン
検出手段と、 を備えることを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】チョッピング電極は、本質量分析装置に入射し
てくるイオンを遮断し、所定時間毎に短時間のみ、イオ
ン集団をパルス状に通過させる。四重極電極（以下、単
に四重極と呼ぶ）はパルス状のイオン集団のうち、所定
の質量（実際には質量ｍを電荷ｚで除した値ｍ／ｚ）の
イオンのみを通過させる。四重極を通過したイオンはイ
オンレンズを通過して反射セルに入る。反射セルに入っ
たイオン（これを親イオンと呼ぶ）は、開裂ガス供給手
段から供給される開裂ガスと衝突することにより開裂
し、娘イオンを生成する。開裂により生成した娘イオン
はイオン反射手段により反射され、反射セルから放出さ
れる。反射セルから放出された娘イオンはイオンレンズ
により再び四重極に投入され、所定の質量の娘イオンの
みが四重極を通過する。四重極を通過したイオンはデフ
レクタにより偏向され、イオン検出手段により検出され
る。
てくるイオンを遮断し、所定時間毎に短時間のみ、イオ
ン集団をパルス状に通過させる。四重極電極（以下、単
に四重極と呼ぶ）はパルス状のイオン集団のうち、所定
の質量（実際には質量ｍを電荷ｚで除した値ｍ／ｚ）の
イオンのみを通過させる。四重極を通過したイオンはイ
オンレンズを通過して反射セルに入る。反射セルに入っ
たイオン（これを親イオンと呼ぶ）は、開裂ガス供給手
段から供給される開裂ガスと衝突することにより開裂
し、娘イオンを生成する。開裂により生成した娘イオン
はイオン反射手段により反射され、反射セルから放出さ
れる。反射セルから放出された娘イオンはイオンレンズ
により再び四重極に投入され、所定の質量の娘イオンの
みが四重極を通過する。四重極を通過したイオンはデフ
レクタにより偏向され、イオン検出手段により検出され
る。
【０００７】なお、反射セルに開裂ガスを供給しないこ
とにより、イオンを開裂させないモード（ノーマルモー
ド）での分析も同様に行なうことができる。
とにより、イオンを開裂させないモード（ノーマルモー
ド）での分析も同様に行なうことができる。
【０００８】
【実施例】本発明を実施した四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分
析装置の一例を図３に示す。この質量分析装置は、本体
部１９、本体部１９の一方の端に設けられたイオン源１
１、本体部１９の他方の端に設けられた反射セル１７、
及びそれらを統合的に制御し、検出された信号を処理す
る制御部３０から構成される。本体部１９の中には、イ
オン源１１の方から順に、チョッピング電極１２、第１
イオンレンズ１３、デフレクタ１４、四重極１５、第２
イオンレンズ１６及び第３イオンレンズ２３が設けられ
ている。上記のうち、デフレクタ１４を除く各要素はイ
オン源１１のイオン出口１１ａと反射セル１７のイオン
入口１７ａとを結ぶ直線（以下、これを中心線と呼ぶ）
２５を中心に配置されており、中心線２５を挟んでデフ
レクタ１４に対向する位置にはイオン検出器２０が設け
られている。本体部１９の内部を高真空に保持するた
め、本体部１９を拡散ポンプ（ＤＰ）で排気するほか、
イオン源１１と本体部１９との間及び本体部１９と反射
セル１７との間には差動排気室を設ける（図示せず）。
反射セル１７には、イオン入口１７ａに対向する面に反
射電極１８が設けられている。また、反射セル１７は電
磁弁２１を介して開裂ガス源２２と接続されている。
析装置の一例を図３に示す。この質量分析装置は、本体
部１９、本体部１９の一方の端に設けられたイオン源１
１、本体部１９の他方の端に設けられた反射セル１７、
及びそれらを統合的に制御し、検出された信号を処理す
る制御部３０から構成される。本体部１９の中には、イ
オン源１１の方から順に、チョッピング電極１２、第１
イオンレンズ１３、デフレクタ１４、四重極１５、第２
イオンレンズ１６及び第３イオンレンズ２３が設けられ
ている。上記のうち、デフレクタ１４を除く各要素はイ
オン源１１のイオン出口１１ａと反射セル１７のイオン
入口１７ａとを結ぶ直線（以下、これを中心線と呼ぶ）
２５を中心に配置されており、中心線２５を挟んでデフ
レクタ１４に対向する位置にはイオン検出器２０が設け
られている。本体部１９の内部を高真空に保持するた
め、本体部１９を拡散ポンプ（ＤＰ）で排気するほか、
イオン源１１と本体部１９との間及び本体部１９と反射
セル１７との間には差動排気室を設ける（図示せず）。
反射セル１７には、イオン入口１７ａに対向する面に反
射電極１８が設けられている。また、反射セル１７は電
磁弁２１を介して開裂ガス源２２と接続されている。
【０００９】制御部３０には、チョッピング電極１２、
第１イオンレンズ１３、デフレクタ１４、四重極１５、
第２イオンレンズ１６、第３イオンレンズ２３、反射電
極１８のそれぞれに適当な駆動電圧を付与するドライバ
３１、３２、３４、３５、３６、３７、３８が備えられ
ており、これらはＣＰＵ３９によって制御される。ま
た、イオン検出器２０の検出信号は、信号処理回路３３
により処理された後、ＣＰＵ３９に与えられ、そこで質
量分析が行なわれる。
第１イオンレンズ１３、デフレクタ１４、四重極１５、
第２イオンレンズ１６、第３イオンレンズ２３、反射電
極１８のそれぞれに適当な駆動電圧を付与するドライバ
３１、３２、３４、３５、３６、３７、３８が備えられ
ており、これらはＣＰＵ３９によって制御される。ま
た、イオン検出器２０の検出信号は、信号処理回路３３
により処理された後、ＣＰＵ３９に与えられ、そこで質
量分析が行なわれる。
【００１０】本実施例のＭＳ／ＭＳ質量分析装置により
質量分析を行なう際の各部の動作を図１のタイミングチ
ャートにより説明する。まず、イオン源１１において分
析目的試料をイオン化し、本体部１９に導入する。本体
部１９に導入された試料は図１最上段に示すように、通
常はチョッピング電極（チョッパ）１２により遮断さ
れ、所定時間間隔で短時間毎に通過が許される。チョッ
ピング電極１２により通過を許されたパルス状のイオン
は、第１イオンレンズ（レンズ１）１３により集束さ
れ、四重極１５の中心軸に送り込まれる。図１の第２段
目に示すように、このときドライバ３２から第１イオン
レンズ１３へは、イオン源１１からのイオンを集束する
ような駆動電圧が印加される。四重極１５に投入された
パルス状のイオンには種々の質量（ｍ／ｚ）のものが含
まれているが、イオンが往路で四重極１５を通過する時
間範囲（往路期間）においては、ドライバ３４から四重
極１５に対しては、所定の質量Ｍp1のイオンのみを通過
させるようなＡＣ／ＤＣ電圧が印加される。
質量分析を行なう際の各部の動作を図１のタイミングチ
ャートにより説明する。まず、イオン源１１において分
析目的試料をイオン化し、本体部１９に導入する。本体
部１９に導入された試料は図１最上段に示すように、通
常はチョッピング電極（チョッパ）１２により遮断さ
れ、所定時間間隔で短時間毎に通過が許される。チョッ
ピング電極１２により通過を許されたパルス状のイオン
は、第１イオンレンズ（レンズ１）１３により集束さ
れ、四重極１５の中心軸に送り込まれる。図１の第２段
目に示すように、このときドライバ３２から第１イオン
レンズ１３へは、イオン源１１からのイオンを集束する
ような駆動電圧が印加される。四重極１５に投入された
パルス状のイオンには種々の質量（ｍ／ｚ）のものが含
まれているが、イオンが往路で四重極１５を通過する時
間範囲（往路期間）においては、ドライバ３４から四重
極１５に対しては、所定の質量Ｍp1のイオンのみを通過
させるようなＡＣ／ＤＣ電圧が印加される。
【００１１】これにより、質量Ｍp1のイオンのみが四重
極１５を通過し、第２イオンレンズ（レンズ２）１６に
より反射セル１７に送り込まれる。第３イオンレンズ２
３は、イオンが反射セル１７に入る時には特に作用をし
なくても構わない。ＣＰＵ３９は予め電磁弁２１を制御
することにより開裂ガス源２２の開裂ガスを反射セル１
７に導入しておく。また、反射セル１７は、開裂のエネ
ルギを与えるためにグラウンドから切り離し、電圧を
（プラスイオンの場合はマイナスに）印加しておく。四
重極１５を通過したイオン（親イオン）は反射セル１７
内において開裂ガスと衝突して開裂し、１個の親イオン
から２個以上の娘イオンが生成される。開裂により生成
した娘イオンは、反射電極１８により反射されると共に
第３イオンレンズ２３の引き出し電圧により吸引され、
反射セル１７から引き出される。反射セル１７を出た娘
イオンは再び四重極１５に入るが、この時点では、四重
極１５には、別の所定質量Ｍd1のイオンのみを通過させ
るような駆動電圧が印加されている。これにより、質量
Ｍd1の娘イオンのみが四重極１５を通過するが、この時
（復路時期）には、デフレクタ１４に対してドライバ３
４から電圧が印加され、四重極１５を通過した質量Ｍd1
の娘イオンはデフレクタ１４により偏向され、イオン検
出器２０に導かれる。なお、デフレクタ１４は、イオン
が第１イオンレンズ１３から四重極１５に入る時期（往
路時期）には電圧が印加されない。またイオン検出器２
０も、この前後の所定時間範囲のみアクティブとされて
おり、その他の時期に入るイオンは検出しないようにさ
れている。
極１５を通過し、第２イオンレンズ（レンズ２）１６に
より反射セル１７に送り込まれる。第３イオンレンズ２
３は、イオンが反射セル１７に入る時には特に作用をし
なくても構わない。ＣＰＵ３９は予め電磁弁２１を制御
することにより開裂ガス源２２の開裂ガスを反射セル１
７に導入しておく。また、反射セル１７は、開裂のエネ
ルギを与えるためにグラウンドから切り離し、電圧を
（プラスイオンの場合はマイナスに）印加しておく。四
重極１５を通過したイオン（親イオン）は反射セル１７
内において開裂ガスと衝突して開裂し、１個の親イオン
から２個以上の娘イオンが生成される。開裂により生成
した娘イオンは、反射電極１８により反射されると共に
第３イオンレンズ２３の引き出し電圧により吸引され、
反射セル１７から引き出される。反射セル１７を出た娘
イオンは再び四重極１５に入るが、この時点では、四重
極１５には、別の所定質量Ｍd1のイオンのみを通過させ
るような駆動電圧が印加されている。これにより、質量
Ｍd1の娘イオンのみが四重極１５を通過するが、この時
（復路時期）には、デフレクタ１４に対してドライバ３
４から電圧が印加され、四重極１５を通過した質量Ｍd1
の娘イオンはデフレクタ１４により偏向され、イオン検
出器２０に導かれる。なお、デフレクタ１４は、イオン
が第１イオンレンズ１３から四重極１５に入る時期（往
路時期）には電圧が印加されない。またイオン検出器２
０も、この前後の所定時間範囲のみアクティブとされて
おり、その他の時期に入るイオンは検出しないようにさ
れている。
【００１２】これにより、質量Ｍp1の親イオンから生成
した質量Ｍd1の娘イオンの強度が測定される。次にイオ
ンパルスが通過を許されるサイクルでは、往路で四重極
１５を通過する親イオンの質量は同じくＭp1に保持さ
れ、復路で四重極１５を通過する娘イオンはＭd2に変化
される。このようにして娘イオンの質量を走査させ、そ
の後親イオンの質量を走査させて（これらの順序はもち
ろん逆でもよいし、任意の順序としてもよい）スペクト
ルを取ることにより、試料の分析を行なうことができ
る。
した質量Ｍd1の娘イオンの強度が測定される。次にイオ
ンパルスが通過を許されるサイクルでは、往路で四重極
１５を通過する親イオンの質量は同じくＭp1に保持さ
れ、復路で四重極１５を通過する娘イオンはＭd2に変化
される。このようにして娘イオンの質量を走査させ、そ
の後親イオンの質量を走査させて（これらの順序はもち
ろん逆でもよいし、任意の順序としてもよい）スペクト
ルを取ることにより、試料の分析を行なうことができ
る。
【００１３】以上は、親イオンを開裂させる開裂モード
での使用法を示したが、反射セル１７に開裂ガスを供給
せず、単に反射のみをさせるとともに、図２に示すよう
に、四重極１５において往復とも同じ質量のイオンを通
過させるように駆動電圧ＡＣ／ＤＣを制御することによ
り、ノーマルモードによる質量分析も行なうことができ
る。この場合、反射セル１７からは開裂後の娘イオンで
はなく、エネルギの高い親イオンを引き出すことから、
第３イオンレンズ２３の引き出し電圧は低い値となる。
その他の要素の動作は上記と同じである。
での使用法を示したが、反射セル１７に開裂ガスを供給
せず、単に反射のみをさせるとともに、図２に示すよう
に、四重極１５において往復とも同じ質量のイオンを通
過させるように駆動電圧ＡＣ／ＤＣを制御することによ
り、ノーマルモードによる質量分析も行なうことができ
る。この場合、反射セル１７からは開裂後の娘イオンで
はなく、エネルギの高い親イオンを引き出すことから、
第３イオンレンズ２３の引き出し電圧は低い値となる。
その他の要素の動作は上記と同じである。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分
析装置では四重極電極を１組しか使用しないため駆動回
路も１個で済む。従って、３組の四重極電極及び駆動回
路を必要とする従来の装置と比較すると、装置全体を大
幅に小型化することが可能となり、コストも大きく引き
下げることができる。
析装置では四重極電極を１組しか使用しないため駆動回
路も１個で済む。従って、３組の四重極電極及び駆動回
路を必要とする従来の装置と比較すると、装置全体を大
幅に小型化することが可能となり、コストも大きく引き
下げることができる。
【図１】 本発明の一実施例である四重極型ＭＳ／ＭＳ
質量分析装置の開裂モードにおける各部の動作のタイミ
ングチャート。
質量分析装置の開裂モードにおける各部の動作のタイミ
ングチャート。
【図２】 実施例の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置の
ノーマルモードにおける各部の動作のタイミングチャー
ト。
ノーマルモードにおける各部の動作のタイミングチャー
ト。
【図３】 実施例の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置の
概略構成図。
概略構成図。
【図４】 従来の四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析装置の概
略構成図。
略構成図。
１１…イオン源 １１ａ…イオン出口 １９…本体部 １２…チョッピング電極 １３…第１イオンレンズ １４…デフレクタ １５…四重極 １６…第２イオンレンズ ２０…イオン検出器 １７…反射セル １７ａ…イオン入口 １８…反射電極 ２１…電磁弁 ２２…開裂ガス源 ２５…中心線 ３０…制御部 ３１、３２、３４、３５、３６、３７、３８…ドライバ ３３…信号処理回路 ３９…ＣＰＵ
Claims (1)
- 【請求項１】 a)入射イオンをパルス状に断続するチョ
ッピング電極と、 b)チョッピング電極を通過したイオンの飛行軸に配置さ
れた四重極電極と、 c)イオンの飛行方向に関して四重極電極の下流側に設け
られたイオンレンズと、 d)イオンレンズの更に下流側に設けられた反射セルと、 e)反射セルの内部に設けられたイオン反射手段と、 f)反射セルに開裂ガスを供給する開裂ガス供給手段と、 g)イオンの飛行方向に関して四重極電極の上流側に設け
られたデフレクタと、 h)デフレクタにより偏向されたイオンを検出するイオン
検出手段と、 を備えることを特徴とする四重極型ＭＳ／ＭＳ質量分析
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194923A JPH0836989A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 四重極型ｍｓ／ｍｓ質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194923A JPH0836989A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 四重極型ｍｓ／ｍｓ質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836989A true JPH0836989A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16332599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6194923A Pending JPH0836989A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | 四重極型ｍｓ／ｍｓ質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0836989A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545270B2 (en) | 1996-06-10 | 2003-04-08 | Micromass Limited | Plasma mass spectrometer |
| JP2006294428A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007188882A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-26 | Varian Inc | 線形イオン処理装置の軸に沿ったイオン運動エネルギーの増加 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP6194923A patent/JPH0836989A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6545270B2 (en) | 1996-06-10 | 2003-04-08 | Micromass Limited | Plasma mass spectrometer |
| US6707032B2 (en) | 1996-06-10 | 2004-03-16 | Micromass Limited | Plasma mass spectrometer |
| JP2006294428A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP4628163B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2011-02-09 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2007188882A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-26 | Varian Inc | 線形イオン処理装置の軸に沿ったイオン運動エネルギーの増加 |
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