KR101383264B1 - Ion trap mass spectrometry - Google Patents

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김승용
윤민영
김용학
양모
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

The present invention relates to an ion trap mass spectrometry. The ion trap mass spectrometry measures the mass of ions by a method of radio frequency (RF) signal measurement voltage to mass spectrometry while compensating changes in a scan waveform which is used for generating an RF signal used for the measurement of the mass of the ions. According to the present invention, the ion trap mass spectrometry can accurately measure the mass of the ions on the basis of the RF signal measurement voltage even though the linearity of the RF signal used for measuring the mass of the ions changes. [Reference numerals] (210) Sine waveform generator; (220) Scan waveform generator; (230) Mixer; (240) RF driving amplifier; (250) RF main amplifier; (260) Ion trap; (270) Ion detector; (280) Feedback signal detector; (290) Scan waveform detector

Description

이온 트랩 질량분석기{Ion trap mass spectrometry}Ion trap mass spectrometry

본 발명은 이온 트랩 질량분석기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF(Radio frequency) 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정하는 이온 트랩 질량분석기에 관한 것이다.The present invention relates to an ion trap mass spectrometer, and more particularly, to an ion trap mass spectrometer for measuring the mass of ions by radio frequency (RF) signal measurement voltage vs. mass spectrometry used for mass measurement of ions.

도 1은 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional ion trap mass spectrometer 100.

도 1을 참조하면, 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)는 사인파형 발생기(110)와 스캔 파형 발생기(120), 혼합기(130), RF 구동 앰프(140), RF 메인 앰프(150), 이온 트랩(160), 이온 검출기(170), 및 피드백 신호 검출기(180)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the conventional ion trap mass spectrometer 100 includes a sine wave generator 110, a scan waveform generator 120, a mixer 130, an RF driving amplifier 140, an RF main amplifier 150, and an ion. A trap 160, an ion detector 170, and a feedback signal detector 180.

상기 사인파형 발생기(110)는 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호를 만들기 위한 교류신호인 사인파형을 발생한다. 상기 사인파형 주파수는 상기 이온 트랩(160)의 크기와 상기 이온 트랩(160)으로 인가되는 RF 신호의 전압에 의하여 결정된다.The sinusoidal waveform generator 110 generates a sinusoidal waveform that is an alternating current signal for producing an RF signal used for mass measurement of ions. The sinusoidal frequency is determined by the size of the ion trap 160 and the voltage of the RF signal applied to the ion trap 160.

상기 스캔 파형 발생기(120)는 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 직류신호인 스캔 파형을 발생한다. 상기 스캔 파형의 전압 범위는 상기 이온 트랩(160)의 크기와 상기 사인파형 주파수에 연관되어 있으며, 상기 스캔 파형의 선형성은 선형성을 갖도록 증폭되어 상기 이온 트랩(160)으로 인가되는 RF 신호의 선형성에 영향을 미친다.The scan waveform generator 120 generates a scan waveform which is a direct current signal used for mass measurement of ions. The voltage range of the scan waveform is related to the magnitude of the ion trap 160 and the sinusoidal frequency, and the linearity of the scan waveform is amplified to have a linearity and is applied to the linearity of the RF signal applied to the ion trap 160. Affect

상기 혼합기(130)는 상기 사인파형과 스캔 파형을 혼합하여 RF 신호를 생성한다.The mixer 130 generates the RF signal by mixing the sinusoidal waveform and the scan waveform.

상기 RF 구동 앰프(140)는 상기 혼합기(130)에 의해 혼합된 RF 신호를 정해진 구동 전압 레벨(예컨대, 0∼200V)로 증폭한다.The RF driving amplifier 140 amplifies the RF signal mixed by the mixer 130 to a predetermined driving voltage level (for example, 0 to 200V).

상기 RF 메인 앰프(150)는 상기 구동 전압 레벨로 증폭된 RF 신호를 정해진 메인 전압 레벨(예컨대, 0∼2000V)로 선형성을 갖도록 증폭한다.The RF main amplifier 150 amplifies the RF signal amplified to the driving voltage level to have a linearity at a predetermined main voltage level (for example, 0 to 2000V).

상기 이온 트랩(160)은 이온을 가두는 공간을 제공하고, 상기 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭된 RF 신호가 인가되면 내부 공간에 가두어진 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 외부로 이탈시킨다.The ion trap 160 provides a space for trapping ions, and when an RF signal amplified to have linearity at the main voltage level is applied, the ionized molecules trapped in the internal space are sequentially ordered from small ions to heavy ions. Separate and leave out.

상기 이온 검출기(170)는 상기 이온 트랩(160)으로부터 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정한다.The ion detector 170 detects the ions separated from the ion trap 160 and measures the mass of the ions.

상기 이온 검출기(170)는 이온의 질량을 측정할 때 상기 이온 트랩(160)에 선형성을 갖도록 증폭되어 인가되는 RF 신호에 대하여 정해진 RF 신호 측정 시간에 따라 이온의 질량을 측정하는 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정한다.When the ion detector 170 measures the mass of the ions, the ion detector 170 amplifies the ion trap 160 to have a linearity, and the RF signal measurement time for measuring the mass of the ions according to a predetermined RF signal measurement time for the applied RF signal. Mass spectrometry measures the mass of ions.

상기 피드백 신호 검출기(180)는 상기 이온 트랩(160)으로 인가되는 RF 신호의 피드백 신호를 검출하여 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프(140)로 전달하여 상기 RF 구동 앰프(140)의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시킨다.The feedback signal detector 180 detects a feedback signal of the RF signal applied to the ion trap 160 and compensates for the difference between the voltage level of the feedback signal and the driving voltage level. ) To maintain the voltage level of the output RF signal of the RF driving amplifier 140 at a predetermined voltage level.

상기 피드백 신호 검출기(180)는 고전압(예컨대, 0∼2000V)의 RF 신호를 저전압(예컨대, 0∼10V)으로 변환하여 검출한다.The feedback signal detector 180 converts an RF signal of a high voltage (for example, 0 to 2000V) into a low voltage (for example, 0 to 10V) and detects it.

상기와 같이 구성되는 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)는 다음과 같이 작동한다.The conventional ion trap mass spectrometer 100 configured as described above operates as follows.

상기한 바와 같이 상기 사인파형 주파수는 상기 이온 트랩(160)의 크기와 상기 이온 트랩(160)으로 인가되는 RF 신호의 전압에 의하여 결정되고, 상기 스캔 파형의 전압 범위는 상기 이온 트랩(160)의 크기와 상기 사인파형 주파수에 연관되어 있다.As described above, the sinusoidal frequency is determined by the size of the ion trap 160 and the voltage of the RF signal applied to the ion trap 160, and the voltage range of the scan waveform is determined by the ion trap 160. It is related to magnitude and the sinusoidal frequency.

따라서, 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)는 상기한 사인파형 주파수가 조금만 바뀌어도 상기 스캔 파형 발생기(120), 상기 혼합기(130), 상기 RF 구동 앰프(140), 상기 RF 메인 앰프(150), 상기 이온 트랩(160), 상기 이온 검출기(170), 및 상기 피드백 신호 검출기(180)를 구성하는 각각의 전자회로가 전부 바뀌어야 하기 때문에 상기 사인파형 주파수를 고정해서 사용한다.Accordingly, in the conventional ion trap mass spectrometer 100, the scan waveform generator 120, the mixer 130, the RF driving amplifier 140, the RF main amplifier 150, even when the sinusoidal frequency is slightly changed. Since the electronic circuits constituting the ion trap 160, the ion detector 170, and the feedback signal detector 180 must all be changed, the sinusoidal frequency is fixedly used.

상기 사인파형 주파수가 고정되어 사용됨에 따라 상기 스캔 파형의 전압 범위가 결정되고, 그 결과로 상기 이온 트랩(160)에 인가되는 RF 신호의 전압이 결정된다.As the sinusoidal frequency is fixed and used, the voltage range of the scan waveform is determined, and as a result, the voltage of the RF signal applied to the ion trap 160 is determined.

이 상태에서, 상기 이온 트랩(160)에 순차적으로 증가하는 선형성을 갖는 RF 전압이 인가되면 상기 이온 트랩(160)은 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 상기 이온 검출기(170)로 이탈시킨다.In this state, when an RF voltage having a linearly increasing linearity is applied to the ion trap 160, the ion trap 160 separates ionized molecules from ions having small masses to ions of heavy ions in order from the ion detector ( 170).

이에 따라서, 상기 이온 검출기(170)는 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정하며, 이처럼 이온의 질량을 측정할 때 상기 이온 트랩(160)에 선형성을 갖도록 증폭되어 인가되는 RF 신호에 대하여 정해진 RF 신호 측정 시간에 따라 이온의 질량을 측정하는 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정한다.Accordingly, the ion detector 170 detects the separated ions to measure the mass of the corresponding ions, and when measuring the mass of the ions, the ion detector 170 amplifies and applies the RF signal to the ion trap 160 to have linearity. The mass of ions is measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry, which measures the mass of ions according to a defined RF signal measurement time.

예컨대, 도 2는 상기 이온 트랩(160)에 인가되는 이상적인 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 2 is a graph showing an RF signal waveform indicating ideal linearity applied to the ion trap 160 and the mass of ions measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry.

이 경우, 이상적이라면 상기 이온 검출기(170)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에서 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(160)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 측정하게 된다.In this case, ideally, the ion detector 170 has the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal at the RF signal measurement times t1, t2, and t3, which are determined from ions having small masses to heavy ions, respectively. When applied to the mass of the released ions m1, m2, m3 will be measured.

하지만, 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)는 상기 사인파형 주파수가 고정되어 사용되는 조건 하에서, 상기한 피드백 신호 검출기(180)에 의해 피드백 신호를 검출한 후, 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프(140)로 전달하여 상기 RF 구동 앰프(140)의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시키더라도 상기 RF 구동 앰프(140) 또는 상기 RF 메인 앰프(150)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하면 상기 RF 신호의 생성 시 불가피하게 선형적인 증가 방식에 오차가 있으며, 이에 기인하여 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량에 오차가 발생하는 단점이 있다.However, the conventional ion trap mass spectrometer 100 detects a feedback signal by the feedback signal detector 180 under the condition that the sinusoidal frequency is fixed and used, and then the voltage level of the feedback signal and the driving. The RF driving amplifier 140 or the compensation signal for compensating for the difference in voltage level is transmitted to the RF driving amplifier 140 to maintain the voltage level of the output RF signal of the RF driving amplifier 140 at a predetermined voltage level. If the amplification degree of the RF main amplifier 150 does not remain constant and changes, there is an error in the linear increase method in the generation of the RF signal, and therefore due to the mass of ions measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry There is a disadvantage that an error occurs.

또한, 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)에 있어서 상기 스캔 파형의 선형성은 선형성을 갖도록 증폭되어 상기 이온 트랩(160)으로 인가되는 RF 신호의 선형성에 영향을 미치지만, 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)는 이 문제를 해결하기 위한 수단이 전혀 구비되어 있지 않다.In addition, in the conventional ion trap mass spectrometer 100, the linearity of the scan waveform is amplified to have linearity and affects the linearity of the RF signal applied to the ion trap 160, but the conventional ion trap mass spectrometer ( 100 has no means for solving this problem.

예컨대, 도 3은 도 2의 RF 신호 파형에 비해 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 3 is a graph showing an RF signal waveform showing a linearity curved downward compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and a mass of ions measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry.

참고로, 도 3의 RF 신호 파형이 도 2의 RF 신호 파형에 비해 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 이유는 상기 RF 구동 앰프(140) 또는 상기 RF 메인 앰프(150)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하기 때문이며, 구체적으로는 상기 증폭도가 정해진 기준 값보다 작아지기 때문이다.For reference, the reason why the RF signal waveform of FIG. 3 exhibits linearity that is curved downward compared to the RF signal waveform of FIG. 2 is that the amplification degree of the RF driving amplifier 140 or the RF main amplifier 150 is not kept constant. This is because the amplification degree becomes smaller than the predetermined reference value.

이 경우, 상기 이온 검출기(170)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에서 이온의 질량을 측정하더라도, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(160)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 측정하지 못한다. 실제로, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(160)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3은 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에 비해 더 늦은 시간 t11, t21, t31에서 측정되므로, 측정한 이온의 질량에 오차가 발생한다.In this case, even if the ion detector 170 measures the mass of ions at the RF signal measurement times t1, t2, and t3, which are determined from the ions having the smallest mass to the heaviest ions, the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are the same. When applied to the ion trap 160, the masses m1, m2, and m3 of the ions released may not be measured. In practice, the masses m1, m2, m3 of ions released when the voltages V1, V2, V3 of the RF signal are applied to the ion trap 160, respectively, are later than the predetermined RF signal measurement time t1, t2, t3. Since it is measured at t21 and t31, an error occurs in the mass of the measured ion.

예컨대, 도 4는 도 2의 RF 신호 파형에 비해 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 4 is a graph showing an RF signal waveform showing upward linearity compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and the mass of ions measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry.

참고로, 도 4의 RF 신호 파형이 도 2의 RF 신호 파형에 비해 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 이유는 상기 RF 구동 앰프(140) 또는 상기 RF 메인 앰프(150)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하기 때문이며, 구체적으로는 상기 증폭도가 정해진 기준 값보다 커지기 때문이다.For reference, the reason why the RF signal waveform of FIG. 4 exhibits linearity that is upwardly curved with respect to the RF signal waveform of FIG. 2 is that the amplification degree of the RF driving amplifier 140 or the RF main amplifier 150 is not kept constant. This is because the amplification degree is larger than the predetermined reference value.

이 경우, 상기 이온 검출기(170)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에서 이온의 질량을 측정하더라도, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(160)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 측정하지 못한다. 실제로, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(160)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3은 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에 비해 더 빠른 시간 t12, t22, t32에서 측정되므로, 측정한 이온의 질량에 오차가 발생한다.In this case, even if the ion detector 170 measures the mass of ions at the RF signal measurement times t1, t2, and t3, which are determined from the ions having the smallest mass to the heaviest ions, the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are the same. When applied to the ion trap 160, the masses m1, m2, and m3 of the ions released may not be measured. In fact, the masses m1, m2, m3 of ions released when the voltages V1, V2, V3 of the RF signal are applied to the ion trap 160, respectively, are faster than the determined RF signal measurement times t1, t2, t3. Since it is measured at t22 and t32, an error occurs in the mass of the measured ion.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF(Radio frequency) 신호를 만들기 위해 사용되는 스캔 파형의 변동을 보상하면서 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정하는 이온 트랩 질량분석기를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to measure the RF signal while compensating for the variation of the scan waveform used to make a radio frequency (RF) signal used for mass measurement of ions It is to provide an ion trap mass spectrometer that measures the mass of ions by voltage versus mass spectrometry.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기는, 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호를 만들기 위한 교류신호인 사인파형을 발생하는 사인파형 발생기와; 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 직류신호인 스캔 파형을 발생하는 스캔 파형 발생기; 상기 사인파형과 스캔 파형을 혼합하여 RF 신호를 생성하는 혼합기; 상기 혼합기에 의해 혼합된 RF 신호를 정해진 구동 전압 레벨로 증폭하는 RF 구동 앰프; 상기 구동 전압 레벨로 증폭된 RF 신호를 정해진 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭하는 RF 메인 앰프; 이온을 가두는 공간을 제공하고, 상기 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭된 RF 신호가 인가되면 내부 공간에 가두어진 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 외부로 이탈시키는 이온 트랩; 상기 이온 트랩으로부터 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정하는 이온 검출기; 상기 이온 트랩으로 인가되는 RF 신호의 피드백 신호를 검출하여 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프로 전달하여 상기 RF 구동 앰프의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시키는 피드백 신호 검출기; 및 상기 피드백 신호를 입력받아 이 피드백 신호로부터 현재 상기 이온 트랩으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형을 검출하여 이 검출된 스캔 파형의 선형성 변화를 보상하는 보상 신호를 상기 스캔 파형 발생기로 전달함으로써 상기 스캔 파형 발생기의 출력 스캔 파형의 선형성을 변경하여 최종적으로 상기 이온 트랩으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형의 선형성을 보상하는 스캔 파형 검출기;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the ion trap mass spectrometer according to the present invention comprises: a sinusoidal waveform generator for generating a sinusoidal waveform which is an alternating signal for making an RF signal used for mass measurement of ions; A scan waveform generator for generating a scan waveform which is a direct current signal used for mass measurement of ions; A mixer for mixing the sinusoidal waveform and the scan waveform to generate an RF signal; An RF driving amplifier for amplifying the RF signal mixed by the mixer to a predetermined driving voltage level; An RF main amplifier amplifying the RF signal amplified to the driving voltage level to have a linearity to a predetermined main voltage level; Ions that provide a space for trapping ions, and when the RF signal amplified to have linearity at the main voltage level is applied, the ionized molecules trapped in the inner space are separated from the ions having the highest mass in the order of the heavy ions to the outside. traps; An ion detector which detects the ions released from the ion trap and measures the mass of the corresponding ions; Detects a feedback signal of the RF signal applied to the ion trap and transfers a compensation signal for compensating a difference between the voltage level of the feedback signal and the driving voltage level to the RF driving amplifier, thereby providing a voltage of the output RF signal of the RF driving amplifier. A feedback signal detector for maintaining a level at a predetermined voltage level; And receiving the feedback signal, detecting a scan waveform mixed with the RF signal currently applied to the ion trap from the feedback signal, and delivering a compensation signal to the scan waveform generator to compensate for the linearity change of the detected scan waveform. And a scan waveform detector for compensating the linearity of the scan waveform mixed with the RF signal applied to the ion trap by changing the linearity of the output scan waveform of the scan waveform generator.

본 발명에 따르면 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호의 선형성이 변경되더라도 RF 신호 측정 전압을 기준으로 항상 정확하게 이온의 질량을 측정할 수 있다.According to the present invention, even if the linearity of the RF signal used to measure the mass of ions is changed, the mass of the ions can always be accurately measured based on the RF signal measurement voltage.

도 1은 종래의 이온 트랩 질량분석기의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 이온 트랩에 인가되는 이상적인 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간(혹은 RF 신호 측정 전압) 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프.
도 3은 도 2의 RF 신호 파형에 비해 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간(혹은 RF 신호 측정 전압) 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프.
도 4는 도 2의 RF 신호 파형에 비해 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 시간(혹은 RF 신호 측정 전압) 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기의 구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional ion trap mass spectrometer.
FIG. 2 is a graph showing the RF signal waveform showing the ideal linearity applied to the ion trap and the mass of ions measured by mass spectrometry versus RF signal measurement time (or RF signal measurement voltage).
FIG. 3 is a graph showing an RF signal waveform showing linearity curved downward compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and the mass of ions measured by mass spectrometry versus an RF signal measurement time (or RF signal measurement voltage). FIG.
FIG. 4 is a graph showing an RF signal waveform showing upward linearity as compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and the mass of ions measured by mass spectrometry versus an RF signal measurement time (or RF signal measurement voltage). FIG.
Figure 5 is a block diagram showing the configuration of an ion trap mass spectrometer according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기(200)는 사인파형 발생기(210)와 스캔 파형 발생기(220), 혼합기(230), RF 구동 앰프(240), RF 메인 앰프(250), 이온 트랩(260), 이온 검출기(270), 피드백 신호 검출기(280), 및 스캔 파형 검출기(290)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the ion trap mass spectrometer 200 according to the present invention includes a sinusoidal waveform generator 210, a scan waveform generator 220, a mixer 230, an RF driving amplifier 240, and an RF main amplifier 250. , An ion trap 260, an ion detector 270, a feedback signal detector 280, and a scan waveform detector 290.

상기 사인파형 발생기(210)는 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호를 만들기 위한 교류신호인 사인파형을 발생한다. 상기 사인파형 주파수는 상기 이온 트랩(260)의 크기와 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호의 전압에 의하여 결정된다.The sinusoidal waveform generator 210 generates a sinusoidal waveform that is an alternating current signal for producing an RF signal used for mass measurement of ions. The sinusoidal frequency is determined by the size of the ion trap 260 and the voltage of the RF signal applied to the ion trap 260.

상기 스캔 파형 발생기(220)는 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 직류신호인 스캔 파형을 발생한다. 상기 스캔 파형의 전압 범위는 상기 이온 트랩(260)의 크기와 상기 사인파형 주파수에 연관되어 있으며, 상기 스캔 파형의 선형성은 선형성을 갖도록 증폭되어 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호의 선형성에 영향을 미친다.The scan waveform generator 220 generates a scan waveform which is a direct current signal used for mass measurement of ions. The voltage range of the scan waveform is related to the magnitude of the ion trap 260 and the sinusoidal frequency, and the linearity of the scan waveform is amplified to have a linearity and applied to the linearity of the RF signal applied to the ion trap 260. Affect

상기 혼합기(230)는 상기 사인파형과 스캔 파형을 혼합하여 RF 신호를 생성한다.The mixer 230 generates an RF signal by mixing the sinusoidal waveform and the scan waveform.

상기 RF 구동 앰프(240)는 상기 혼합기(230)에 의해 혼합된 RF 신호를 정해진 구동 전압 레벨(예컨대, 0∼200V)로 증폭한다.The RF driving amplifier 240 amplifies the RF signal mixed by the mixer 230 to a predetermined driving voltage level (for example, 0 to 200V).

상기 RF 메인 앰프(250)는 상기 구동 전압 레벨로 증폭된 RF 신호를 정해진 메인 전압 레벨(예컨대, 0∼2000V)로 선형성을 갖도록 증폭한다.The RF main amplifier 250 amplifies the RF signal amplified to the driving voltage level to have a linearity to a predetermined main voltage level (for example, 0 to 2000V).

상기 이온 트랩(260)은 이온을 가두는 공간을 제공하고, 상기 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭된 RF 신호가 인가되면 내부 공간에 가두어진 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 외부로 이탈시킨다.The ion trap 260 provides a space for trapping ions, and when an RF signal amplified to have linearity at the main voltage level is applied, the ionized molecules trapped in the internal space are in order from ions having small mass to heavy ions. Separate and leave out.

상기 이온 검출기(270)는 상기 이온 트랩(260)으로부터 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정한다.The ion detector 270 detects the ions released from the ion trap 260 and measures the mass of the ions.

상기 이온 검출기(270)는 이온의 질량을 측정할 때 상기 이온 트랩(160)에 선형성을 갖도록 증폭되어 인가되는 RF 신호에 대하여 정해진 RF 신호 측정 전압에 따라 이온의 질량을 측정하는 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정한다.The ion detector 270 is an RF signal measurement voltage for measuring the mass of the ion according to the RF signal measurement voltage determined for the RF signal amplified so as to have a linearity to the ion trap 160 when measuring the mass of the ion Mass spectrometry measures the mass of ions.

상기 피드백 신호 검출기(280)는 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호의 피드백 신호를 검출하여 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프(240)로 전달하여 상기 RF 구동 앰프(240)의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시킨다.The feedback signal detector 280 detects a feedback signal of the RF signal applied to the ion trap 260 and compensates for the difference between the voltage level of the feedback signal and the driving voltage level. ) To maintain the voltage level of the output RF signal of the RF driving amplifier 240 at a predetermined voltage level.

상기 피드백 신호 검출기(280)는 고전압(예컨대, 0∼2000V)의 RF 신호를 저전압(예컨대, 0∼10V)으로 변환하여 검출한다.The feedback signal detector 280 converts an RF signal of a high voltage (for example, 0 to 2000V) into a low voltage (for example, 0 to 10V) and detects it.

상기 스캔 파형 검출기(290)는 상기 피드백 신호를 입력받아 이 피드백 신호로부터 현재 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형을 검출하여 이 검출된 스캔 파형의 선형성 변화를 보상하는 보상 신호를 상기 스캔 파형 발생기(220)로 전달함으로써 상기 스캔 파형 발생기(220)의 출력 스캔 파형의 선형성을 변경하여 최종적으로 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형의 선형성을 보상한다.The scan waveform detector 290 receives the feedback signal and detects a scan waveform mixed with the RF signal currently applied to the ion trap 260 from the feedback signal to compensate for the linearity change of the detected scan waveform. By transmitting the compensation signal to the scan waveform generator 220, the linearity of the output scan waveform of the scan waveform generator 220 is changed, and the linearity of the scan waveform mixed with the RF signal finally applied to the ion trap 260. To compensate.

상기 스캔 파형 발생기(220)에서 검출된 스캔 파형은 실제 상기 이온 트랩(260)에 인가되는 RF 신호 측정 전압 값을 검출하여 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법을 할 수 있다.The scan waveform detected by the scan waveform generator 220 may perform an RF signal measurement voltage to mass analysis by detecting an RF signal measurement voltage value actually applied to the ion trap 260.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기(200)는 다음과 같이 작동한다.The ion trap mass spectrometer 200 according to the present invention configured as described above operates as follows.

상기한 바와 같이 상기 사인파형 주파수는 상기 이온 트랩(260)의 크기와 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호의 전압에 의하여 결정되고, 상기 스캔 파형의 전압 범위는 상기 이온 트랩(260)의 크기와 상기 사인파형 주파수에 연관되어 있다.As described above, the sinusoidal frequency is determined by the size of the ion trap 260 and the voltage of the RF signal applied to the ion trap 260, and the voltage range of the scan waveform is determined by the ion trap 260. It is related to magnitude and the sinusoidal frequency.

따라서, 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기(200)는 상기한 사인파형 주파수가 조금만 바뀌어도 상기 스캔 파형 발생기(220), 상기 혼합기(230), 상기 RF 구동 앰프(240), 상기 RF 메인 앰프(250), 상기 이온 트랩(260), 상기 이온 검출기(270), 상기 피드백 신호 검출기(280), 및 상기 스캔 파형 검출기(290)를 구성하는 각각의 전자회로가 전부 바뀌어야 하기 때문에 상기 사인파형 주파수를 고정해서 사용한다.Accordingly, in the ion trap mass spectrometer 200 according to the present invention, the scan waveform generator 220, the mixer 230, the RF driving amplifier 240, and the RF main amplifier 250 may be changed even if the sinusoidal frequency is slightly changed. Fix the sinusoidal frequency because each of the electronic circuits constituting the ion trap 260, the ion detector 270, the feedback signal detector 280, and the scan waveform detector 290 must be changed. Use it.

상기 사인파형 주파수가 고정되어 사용됨에 따라 상기 스캔 파형의 전압 범위가 결정되고, 그 결과로 상기 이온 트랩(260)에 인가되는 RF 신호의 전압이 결정된다.As the sinusoidal frequency is fixed and used, the voltage range of the scan waveform is determined, and as a result, the voltage of the RF signal applied to the ion trap 260 is determined.

이 상태에서, 상기 이온 트랩(260)에 순차적으로 증가하는 선형성을 갖는 RF 전압이 인가되면 상기 이온 트랩(260)은 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 상기 이온 검출기(270)로 이탈시킨다.In this state, when an RF voltage having a linearly increasing linearity is applied to the ion trap 260, the ion trap 260 separates ionized molecules from ions having small masses to ions of heavy ions in order from the ion detector ( 270).

이에 따라서, 상기 이온 검출기(270)는 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정하며, 이처럼 이온의 질량을 측정할 때 상기 이온 트랩(260)에 선형성을 갖도록 증폭되어 인가되는 RF 신호에 대하여 정해진 RF 신호 측정 전압에 따라 이온의 질량을 측정하는 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정한다.Accordingly, the ion detector 270 detects the separated ions to measure the mass of the corresponding ions, and when the mass of the ions is measured, the ion detector 270 is amplified and applied to the ion trap 260 to have linearity. The mass of ions is measured by RF signal measurement time versus mass spectrometry, which measures the mass of ions according to a defined RF signal measurement voltage.

예컨대, 도 2는 상기 이온 트랩(260)에 인가되는 이상적인 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 2 is a graph showing an RF signal waveform indicating an ideal linearity applied to the ion trap 260 and a mass of ions measured by RF signal measurement voltage vs. mass spectrometry.

이 경우, 이상적이라면 상기 이온 검출기(270)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 측정하게 된다. 참고로, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때의 시간은 t1, t2, t3이다.In this case, ideally, the ion detector 270 is a mass m1 of ions released when the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are applied to the ion trap 260, respectively, in order from ions having small masses to heaviest ions. m2 and m3 are measured. For reference, the times when voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are respectively applied to the ion trap 260 are t1, t2, and t3.

한편, 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기(200)는 종래의 이온 트랩 질량분석기(100)와 마찬가지로 상기 사인파형 주파수가 고정되어 사용되는 조건 하에서, 상기한 피드백 신호 검출기(280)에 의해 피드백 신호를 검출한 후, 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프(240)로 전달하여 상기 RF 구동 앰프(240)의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시키더라도 상기 RF 구동 앰프(240) 또는 상기 RF 메인 앰프(250)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하면 상기 RF 신호의 생성 시 불가피하게 선형적인 증가 방식에 오차가 발생하는 단점이 있다.On the other hand, the ion trap mass spectrometer 200 according to the present invention is similar to the conventional ion trap mass spectrometer 100, under the condition that the sinusoidal frequency is fixed and used, the feedback signal by the feedback signal detector 280 described above After detection, a compensation signal for compensating the difference between the voltage level of the feedback signal and the driving voltage level is transmitted to the RF driving amplifier 240 to determine the voltage level of the output RF signal of the RF driving amplifier 240. Even if it is maintained at the level, if the amplification degree of the RF driving amplifier 240 or the RF main amplifier 250 is not kept constant, there is a disadvantage in that an error occurs in a linear increase method inevitably during the generation of the RF signal.

이때, 상기 스캔 파형 검출기(290)는 상기 피드백 신호를 입력받아 이 피드백 신호로부터 현재 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형을 검출하여 이 검출된 스캔 파형의 선형성 변화를 보상하는 보상 신호를 상기 스캔 파형 발생기(220)로 전달함으로써 상기 스캔 파형 발생기(220)의 출력 스캔 파형의 선형성을 변경하여 최종적으로 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형의 선형성을 보상한다.In this case, the scan waveform detector 290 receives the feedback signal and detects a scan waveform mixed with the RF signal currently applied to the ion trap 260 from the feedback signal to change the linearity change of the detected scan waveform. By transmitting the compensating compensation signal to the scan waveform generator 220, the linearity of the output scan waveform of the scan waveform generator 220 is changed, and the scan waveform finally mixed with the RF signal applied to the ion trap 260. To compensate for linearity.

예컨대, 도 3은 도 2의 RF 신호 파형에 비해 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 3 is a graph showing an RF signal waveform showing a linearity curved downward compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and a mass of ions measured by RF signal measurement voltage vs. mass spectrometry.

참고로, 도 3의 RF 신호 파형이 도 2의 RF 신호 파형에 비해 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 이유는 상기 RF 구동 앰프(140) 또는 상기 RF 메인 앰프(150)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하기 때문이며, 구체적으로는 상기 증폭도가 정해진 기준 값보다 작아지기 때문이다.For reference, the reason why the RF signal waveform of FIG. 3 exhibits linearity that is curved downward compared to the RF signal waveform of FIG. 2 is that the amplification degree of the RF driving amplifier 140 or the RF main amplifier 150 is not kept constant. This is because the amplification degree becomes smaller than the predetermined reference value.

이 경우, 상기 스캔 파형 검출기(290)는 도 3의 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형을 보상하여 도 2의 이상적인 선형성을 나타내는 RF 신호 파형이 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되게 하기 위하여 도 4의 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형이 상기 스캔 파형 발생기(220)으로부터 발생하게 한다.In this case, the scan waveform detector 290 compensates for the RF signal waveform indicating downward linearity of FIG. 3 so that the RF signal waveform representing the ideal linearity of FIG. 2 is applied to the RF signal applied to the ion trap 260. An RF signal waveform representing the upwardly curved linearity of FIG. 4 is generated from the scan waveform generator 220 to be mixed.

이에 따라서, 상기 이온 검출기(270)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 정확하게 측정한다.Accordingly, the ion detector 270 has a mass m1, m2, and m2 of ions that are released when voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are applied to the ion trap 260, respectively, in order from ions having small masses to heavy ions. Measure m3 accurately.

이 경우를 종래의 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 시간의 흐름에 따라 이온의 질량을 측정하는 경우와 비교해 보면, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3은 종래의 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에 비해 더 늦은 시간 t11, t21, t31에서 측정되지만, 측정된 RF 신호의 전압에 대응하여 측정한 이온의 질량은 오차 없이 정확하다.Comparing this case with the case of measuring the mass of ions over time by the conventional RF signal measurement time versus mass spectrometry, when the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are applied to the ion trap 260, respectively, The mass of released ions m1, m2, m3 is measured at a later time t11, t21, t31 compared to the conventional RF signal measurement time t1, t2, t3, but is measured in response to the measured voltage of the RF signal The mass is accurate without error.

예컨대, 도 4는 도 2의 RF 신호 파형에 비해 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형과 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 측정한 이온의 질량을 나타낸 그래프이다.For example, FIG. 4 is a graph showing an RF signal waveform showing a linearity of upward curve compared to the RF signal waveform of FIG. 2 and a mass of ions measured by RF signal measurement voltage vs. mass spectrometry.

참고로, 도 4의 RF 신호 파형이 도 2의 RF 신호 파형에 비해 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 이유는 상기 RF 구동 앰프(240) 또는 상기 RF 메인 앰프(250)의 증폭도가 일정하게 유지되지 않고 변하기 때문이며, 구체적으로는 상기 증폭도가 정해진 기준 값보다 커지기 때문이다.For reference, the reason why the RF signal waveform of FIG. 4 exhibits linearity that is upwardly curved with respect to the RF signal waveform of FIG. 2 is that the amplification degree of the RF driving amplifier 240 or the RF main amplifier 250 is not kept constant. This is because the amplification degree is larger than the predetermined reference value.

이 경우, 상기 스캔 파형 검출기(290)는 도 4의 상향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형을 보상하여 도 2의 이상적인 선형성을 나타내는 RF 신호 파형이 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되게 하기 위하여 도 3의 하향으로 만곡하는 선형성을 나타내는 RF 신호 파형이 상기 스캔 파형 발생기(220)으로부터 발생하게 한다.In this case, the scan waveform detector 290 compensates the RF signal waveform indicating the upward curvature of FIG. 4 so that the RF signal waveform showing the ideal linearity of FIG. 2 is applied to the RF signal applied to the ion trap 260. In order to be mixed, an RF signal waveform representing the downwardly curved linearity of FIG. 3 is generated from the scan waveform generator 220.

이에 따라서, 상기 이온 검출기(270)는 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3을 정확하게 측정한다.Accordingly, the ion detector 270 has a mass m1, m2, Measure m3 accurately.

이 경우를 종래의 RF 신호 측정 시간 대 질량 분석법으로 시간의 흐름에 따라 이온의 질량을 측정하는 경우와 비교해 보면, 각각 RF 신호의 전압 V1, V2, V3이 상기 이온 트랩(260)에 인가될 때 이탈되는 이온의 질량 m1, m2, m3은 종래의 정해진 RF 신호 측정 시간 t1, t2, t3에 비해 더 빠른 시간 t12, t22, t32에서 측정되지만, 측정된 RF 신호의 전압에 대응하여 측정한 이온의 질량은 오차 없이 정확하다.Comparing this case with the case of measuring the mass of ions over time by the conventional RF signal measurement time versus mass spectrometry, when the voltages V1, V2, and V3 of the RF signal are applied to the ion trap 260, respectively, The mass of released ions m1, m2, m3 is measured at times t12, t22, t32 which are faster than the conventional RF signal measurement times t1, t2, t3, but is measured in response to the measured voltage of the RF signal. The mass is accurate without error.

본 발명에 따른 실시예에서 이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호를 만들기 위해 사용되는 스캔 파형의 변동을 보상하면서 측정된 RF 신호의 전압에 대응하여 이온의 질량을 측정하면 오차가 발생하지 않게 되는 기술의 이론적 근거는 하기의 수학식 1로부터 알 수 있다.In the embodiment according to the present invention, the error is not generated when the mass of the ion is measured in response to the voltage of the measured RF signal while compensating for the variation of the scan waveform used to make the RF signal used for mass measurement of the ion. The theoretical basis of the technique can be seen from Equation 1 below.

하기의 수학식 1에 있어서, V는 이온 트랩에 인가되는 전압, m은 이온의 질량, R은 이온 트랩의 지름, f는 RF 신호의 주파수, e는 전하이다.In Equation 1 below, V is the voltage applied to the ion trap, m is the mass of ions, R is the diameter of the ion trap, f is the frequency of the RF signal, e is the charge.

Figure 112012102741350-pat00001
Figure 112012102741350-pat00001

상기 수학식 1은 이온 트랩에 인가되는 전압과 이온의 질량의 비는 항상 일정한 상수(constant)를 가진다는 이온 트랩 질량 분석기의 특성을 정의한 것으로 알려져 있으며, 이로부터 스캔 파형의 변동을 보상하면서 측정된 RF 신호의 전압에 대응하여 이온의 질량을 측정한다면 상기한 바와 같이 RF 신호를 생성하는 상기 RF 구동 앰프(240) 또는 상기 RF 메인 앰프(250)의 증폭도가 일정하지 않아도 항상 정확한 이온의 질량을 측정할 수 있음을 알 수 있다.Equation 1 is known to define the characteristics of the ion trap mass spectrometer that the ratio of the voltage applied to the ion trap and the mass of the ion always has a constant constant, and it is measured while compensating for the variation of the scan waveform If the mass of the ion is measured in response to the voltage of the RF signal, the mass of the accurate ion is always measured even if the amplification degree of the RF driving amplifier 240 or the RF main amplifier 250 that generates the RF signal is not constant as described above. It can be seen that.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 이온 트랩 질량분석기는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The ion trap mass spectrometer according to the present invention described above is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the following claims. The technical spirit is to the extent that anyone can make various changes.

100,200: 이온 트랩 질량분석기 110,210: 사인파형 발생기
120,220: 스캔 파형 발생기 130,230: 혼합기
140,240: RF 구동 앰프 150,250: RF 메인 앰프
160,260: 이온 트랩 170,270: 이온 검출기
180,280: 피드백 신호 검출기 290: 스캔 파형 검출기100,200: ion trap mass spectrometer 110,210: sine wave generator
120,220: scan waveform generator 130,230: mixer
140,240: RF driven amplifier 150,250: RF main amplifier
160,260: ion trap 170,270: ion detector
180,280: feedback signal detector 290: scan waveform detector

Claims (2)

이온의 질량 측정을 위해 사용되는 RF 신호를 만들기 위한 교류신호인 사인파형을 발생하는 사인파형 발생기(210)와;
이온의 질량 측정을 위해 사용되는 직류신호인 스캔 파형을 발생하는 스캔 파형 발생기(220);
상기 사인파형과 스캔 파형을 혼합하여 RF 신호를 생성하는 혼합기(230);
상기 혼합기(230)에 의해 혼합된 RF 신호를 정해진 구동 전압 레벨로 증폭하는 RF 구동 앰프(240);
상기 구동 전압 레벨로 증폭된 RF 신호를 정해진 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭하는 RF 메인 앰프(250);
이온을 가두는 공간을 제공하고, 상기 메인 전압 레벨로 선형성을 갖도록 증폭된 RF 신호가 인가되면 내부 공간에 가두어진 이온화된 분자를 작은 질량을 갖는 이온부터 무거운 이온 순으로 분리하여 외부로 이탈시키는 이온 트랩(260);
상기 이온 트랩(260)으로부터 이탈된 이온을 검출하여 해당 이온의 질량을 측정하는 이온 검출기(270);
상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호의 피드백 신호를 검출하여 이 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 구동 전압 레벨의 차이를 보상하는 보상 신호를 상기 RF 구동 앰프(240)로 전달하여 상기 RF 구동 앰프(240)의 출력 RF 신호의 전압 레벨을 정해진 전압 레벨로 유지시키는 피드백 신호 검출기(280); 및
상기 피드백 신호를 입력받아 이 피드백 신호로부터 현재 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형을 검출하여 이 검출된 스캔 파형의 선형성 변화를 보상하는 보상 신호를 상기 스캔 파형 발생기(220)로 전달함으로써 상기 스캔 파형 발생기(220)의 출력 스캔 파형의 선형성을 변경하여 최종적으로 상기 이온 트랩(260)으로 인가되는 RF 신호에 혼합되어 있는 스캔 파형의 선형성을 보상하는 스캔 파형 검출기(290);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이온 트랩 질량분석기.A sinusoidal waveform generator 210 for generating a sinusoidal waveform that is an alternating current signal for producing an RF signal used for mass measurement of ions;
A scan waveform generator 220 for generating a scan waveform which is a direct current signal used for mass measurement of ions;
A mixer 230 for mixing the sinusoidal waveform and the scan waveform to generate an RF signal;
An RF driving amplifier 240 for amplifying the RF signal mixed by the mixer 230 to a predetermined driving voltage level;
An RF main amplifier 250 amplifying the RF signal amplified to the driving voltage level to have a linearity to a predetermined main voltage level;
Ions that provide a space for trapping ions, and when the RF signal amplified to have linearity at the main voltage level is applied, the ionized molecules trapped in the inner space are separated from the ions having the highest mass in the order of the heavy ions to the outside. Trap 260;
An ion detector 270 that detects ions separated from the ion trap 260 and measures mass of the ions;
The RF driving amplifier detects a feedback signal of the RF signal applied to the ion trap 260 and transfers a compensation signal to the RF driving amplifier 240 to compensate for the difference between the voltage level of the feedback signal and the driving voltage level. A feedback signal detector 280 for maintaining a voltage level of the output RF signal of 240 at a predetermined voltage level; And
The scan waveform generator receives a feedback signal and detects a scan waveform mixed with the RF signal currently applied to the ion trap 260 from the feedback signal, and compensates for the linearity change of the detected scan waveform. The scan waveform detector 290 compensates for the linearity of the scan waveform mixed with the RF signal that is finally applied to the ion trap 260 by changing the linearity of the output scan waveform of the scan waveform generator 220 by transmitting to the 220. );
Ion trap mass spectrometer, characterized in that comprises a. 제 1 항에 있어서, 상기 이온 검출기(270)는 이온의 질량을 측정할 때 상기 이온 트랩(160)에 선형성을 갖도록 증폭되어 인가되는 RF 신호에 대하여 정해진 RF 신호 측정 전압에 따라 이온의 질량을 측정하는 RF 신호 측정 전압 대 질량 분석법으로 이온의 질량을 측정하는 것을 특징으로 하는 이온 트랩 질량분석기.The method of claim 1, wherein the ion detector 270 measures the mass of ions according to a predetermined RF signal measurement voltage for an RF signal that is amplified and applied to the ion trap 160 to have a linearity when measuring the mass of ions. Ion trap mass spectrometer, characterized in that for measuring the mass of the ion by RF signal measurement voltage vs. mass spectrometry.
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