KR20160031134A - 다중 주파수 알에프 증폭기, 그것을 포함한 질량 분석기, 및 질량 분석기의 질량 분석 방법 - Google Patents

다중 주파수 알에프 증폭기, 그것을 포함한 질량 분석기, 및 질량 분석기의 질량 분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 질량 분석기의 질량분석법에 관한 것이다. 본 발명의 질량 분석기는 이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생하는 전자 발생기, 기준 파형 신호를 진폭과 주파수를 동시에 변조시켜 다중 주파수 알에프(RF) 전압 신호를 생성하는 다중 주파수 알에프 증폭기, 전자와 주입된 시료를 충돌시켜 생성된 이온 분자를 다중 주파수 알에프 전압 신호를 이용하여 질량에 따라 외부로 이탈시키는 이온 트랩, 이탈되는 이온을 검출하는 검출기, 및 검출된 이온을 질량 분석하는 데이터 분석기를 포함한다.

Description

다중 주파수 알에프 증폭기, 그것을 포함한 질량 분석기, 및 질량 분석기의 질량 분석 방법{MULTIPLE FREQUENCY RF AMPLIFIER, MASS SEECTROMETER COMPRISING THE SAME, AND METHOD FOR MASS SPECTROMETRY OF THE MASS SEECTROMETER}
본 발명은 휴대용 질량 분석기의 질량 분석 방법에 관한 것으로, 휴대가 가능한 저전력으로 동작할 수 있는 다중 주파수 알에프(RF) 증폭기 및 그것을 포함한 질량 분석기, 및 질량 분석기의 질량 분석 방법에 관한 것이다.
질량 분석기는 전하비가 다른 질량을 갖는 이온화된 분자를 분리할 수 있는 기능을 갖고, 각각의 이온 전류를 측정할 수 있다. 또한, 질량 분석기는 이온을 분리하는 방법에 따라 다양한 형태로 구분될 수 있다.
이와 같은, 질량 분석기들 중 하나로, 이온 트랩을 이용하여 질량을 분석하는 질량 분석기가 있다. 이때, 질량 분석기의 이온 트랩으로 질량 분석을 위해서 알에프(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 함) 전압이 인가될 수 있다.
질량 분석기에서 질량 분석 범위를 증가하기 위해서는 RF 전압이 증가되어야 한다. 하지만, 이와 같이 RF 전압을 증가시키기 위해서는 전력 소모가 증가하게 되며, RF 증폭기의 크기도 커진다. 만약, 질량 분석기를 휴대가 가능하게 휴대용 질량 분석기로 구현하는 경우, RF 전압의 증가는 전력 소모를 증가시켜 배터리 용량을 증가시키고, 크기가 증가함에 따라 휴대용으로 제작하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 질량 분석기는 질량 분석 범위를 증가시키기 위해 RF 전압을 고정시키고 주파수를 변화시킬 수 있다. 이를 위해, 질량 분석기는 광대역 증폭기를 이용할 수 있다. 하지만, 광대역 증폭기는 무게가 무겁고, 추가적인 매칭 회로를 필요로 함에 따라 광대역 증폭기를 이용한 질량 분석기를 휴대용으로 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 저전력으로 동작할 수 있는 다중 주파수 알에프(RF) 증폭기 및 그것을 포함한 질량 분석기의 질량분석법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 휴대가 가능한 형태로 구현할 수 있는 다중 주파수 알에프 증폭기 및 그것을 포함한 질량 분석기의 질량분석법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 다중 주파수 알에프(RF) 증폭기는 기준 파형 신호를 진폭 및 주파수 변조하여 알에프(RF) 신호를 생성하는 파형 생성 회로, 상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 구동 증폭 회로, 및 상기 구동 증폭된 알에프 신호를 전력 증폭을 통해 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 질량 분석을 위한 이온 트랩으로 출력하는 전력 증폭 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 전력 증폭된 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 파형 정류 회로, 및 상기 정류된 파형에 근거하여 상기 파형 생성 회로에서 출력되는 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 파형 보상 회로를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 파형 생성 회로는 상기 알에프 신호의 진폭을 증가시키고, 상기 알에프 신호의 주파수를 감소시켜 상기 질량 분석의 범위를 확장시킨다.
본 발명에 따른 질량 분석기는 이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생하는 전자 발생기, 기준 파형 신호를 진폭과 주파수를 동시에 변조시켜 다중 주파수 알에프(RF) 전압 신호를 생성하는 다중 주파수 알에프 증폭기, 상기 전자와 주입된 시료를 충돌시켜 생성된 이온 분자를 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 이용하여 질량에 따라 외부로 이탈시키는 이온 트랩, 상기 이탈되는 이온을 검출하는 검출기, 및 상기 검출된 이온을 질량 분석하는 데이터 분석기를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다중 주파수 알에프 증폭기는 상기 진폭과 주파수를 동시에 변조하여 상기 기준 파형 신호로부터 알에프 신호를 생성하는 파형 생성 회로, 상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 구동 증폭 회로, 및 상기 구동 증폭된 알에프 신호의 전력 증폭을 통해 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 상기 이온 트랩으로 출력하는 전력 증폭 회로를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다중 주파수 알에프 증폭기는 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 파형 정류 회로, 및 상기 정류된 파형에 근거하여 상기 파형 생성 회로에서 출력되는 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 파형 보상 회로를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 파형 생성 회로는 상기 알에프 신호의 진폭을 증가시키고, 상기 알에프 신호의 주파수를 감소시켜 상기 질량 분석의 범위를 확장시킬 수 있는 질량분석법을 적용한다.
본 발명에 따른 질량 분석기의 질량 분석 방법은 이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생하는 단계, 이온 트랩 내부에서 상기 발생된 전자와 주입된 시료를 충돌시켜 이온 분자를 생성하는 단계, 기준 파형 신호를 진폭과 주파수를 변조하여 다중 주파수 알에프(RF) 전압 신호를 생성하는 단계, 상기 이온 분자를 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 이용하여 질량에 따라 상기 이온 트랩 외부로 이탈시키는 단계, 상기 이탈되는 이온을 검출하는 단계, 및 상기 검출된 이온을 질량 분석하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하는 단계는 기준 파형 신호를 진폭 및 주파수 변조하여 알에프 신호를 생성하는 단계, 상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 단계, 및 상기 구동 증폭된 알에프 신호를 전력 증폭시켜 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 상기 이온 트랩으로 출력하는 단계를 더 포함한다.
이 실시예에 있어서, 상기 알에프 신호를 생성하는 단계는 상기 진폭 변조를 통해 알에프 신호의 진폭을 증가시키는 단계, 및 상기 주파수 변조를 통해 알에프 신호의 주파수를 감소시키는 단계를 포함하고, 상기 진폭의 증가와 상기 주파수 감소를 통해 상기 질량 분석의 범위를 확장한다.
이 실시예에 있어서, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하는 단계는 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 단계, 및 상기 정류된 파형에 근거하여 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다중 주파수 알에프 증폭기를 포함한 질량 분석기는 진폭 및 주파수 변조를 동시에 이용함에 따라 이온 트랩으로 제공되는 알에프(RF) 전압 신호의 생성에 필요한 전력을 감소시킬 수 있다. 이로 인해, 질량 분석기는 전력의 감소에 의해 휴대가 가능한 형태로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 질량 분석기를 예시적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 다중 주파수 알에프(RF) 증폭기를 예시적으로 도시한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 질량 분석기의 질량 분석 동작을 예시적으로 도시한 순서도, 및
도 4는 본 발명에 따른 RF 전압 신호의 파형에 따른 질량 분석 범위를 예시적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 질량 분석기를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 질량 분석기(100)는 전자 발생기(110), 이온 트랩(120), 다중 주파수 알에프(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 함) 증폭기(130), 검출기(140), 및 데이터 분석기(150)를 포함한다.
전자 발생기(110)는 이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생한다. 이를 통해, 전자 발생기(110)로부터 발생한 전자는 이온 트랩(120)에 주입되고, 이온 트랩(120)에 이미 주입된 분석하고자 하는 시료와 충돌하여 이온 분자를 생성한다. 여기서, 주입되는 시료는 고체, 액체, 또는 기체 형태와 같은 다양한 형태를 포함할 수 있다.
이온 트랩(120)은 이온 분자들을 가두는 공간을 제공하고, 외부로부터 질량에 따라 분리하여 이온분자를 이탈시킨다. 이를 위해, 이온 트랩(120)은 다중 주파수 RF 전압 신호를 입력받고, 다중 주파수 RF 전압 신호에 의해 이온 분자를 외부로 이탈시킨다.
다중 주파수 RF 증폭기(130)는 기준 파형 신호의 진폭 변조를 통해서 전압의 크기를 증가시켜 질량값이 큰 분자를 이탈시킬 수 있으며, 낮은 주파수로 변조하여 다시 전압 크기를 증가시키는 방법을 사용하여 더 큰 분자 질량을 가지는 분자를 이탈시키는 방법으로 RF 신호를 생성한다. 예를 들어, 기준 파형 신호는 사인파(sine wave)를 포함할 수 있다. 특히, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 기준 파형 신호에 대해 진폭과 주파수를 동시에 변화시킬 수 있다.
이후, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 RF 신호의 전압을 증폭시켜 다중 주파수 RF 전압 신호를 생성한다.
다중 주파수 RF 증폭기(130)의 상세 구조는 하기의 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
검출기(140)는 이온 트랩(120)으로부터 이탈된 이온 분자를 검출한다. 검출기(140)는 이온 분자를 검출한 검출 결과를 데이터 분석기(150)로 출력한다.
데이터 분석기(150)는 이온 분자의 검출 결과를 이용하여 이온 분자를 질량 분석한다. 예를 들면, 데이터 분석기(150)에서 수신한 분석 결과는 스펙트럼 형태가 될 수 있다. 데이터 분석기(150)는 스펙트럼 분석을 통해 이온화된 시료의 질량을 측정할 수 있다.
한편, 이온 트랩(120)을 구비한 질량 분석기(100)는 트랩 내의 이온화된 이온 분자의 검출을 하기의 수학식 1에 따라 검출할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, m은 질량값을 나타내고, V는 RF 전압을 나타내고 있다. 여기서, 질량값 m은 RF 전압 V와 상호 간에 비례 관계에 있다. 따라서, 전압 증폭에 의해 RF 신호의 진폭이 증가할수록 질량 분석 범위가 증가하게 된다. 또한, qc는 이온 분자들의 총전하를 나타내고, r은 이온 트랩의 직경을 나타낸다. e는 전자전하(1.6*10- 19)를 나타낸다.
이로 인해, 휴대가 가능하도록 저전력 동작이 가능한 질량 분석기(100)의 구현을 위해서, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 주파수 성분인
Figure pat00002
의 제곱값과 질량값 m의 반비례 관계를 이용하여 주파수를 약 1/2로 줄이면 질량분석 범위가 약 4배로 확대되는 효과를 얻을 수 있다. 이를 통해, 주파수 스캔을 위한 광대역 RF 증폭기를 필요로 하지 않는다.
본 발명에서 제안된 질량 분석기(100)는 이온 트랩(120) 내부로 제공되는 RF 전압 신호의 파형을 진폭 및 주파수 변조를 동시에 수행함으로써, 저전력으로 질량 분석의 범위를 확장할 수 있으며, 휴대가 가능한 휴대용 기기로 구현할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 다중 주파수 RF 증폭기를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 파형 생성 회로(131), 구동 증폭 회로(132), 전력 증폭 회로(133), 파형 정류 회로(134), 및 파형 보상 회로(135)를 포함한다.
파형 생성 회로(131)는 기준 파형 신호를 진폭 변조와 주파수 변조를 한다. 파형 생성 회로(131)는 진폭 변조와 주파수 변조를 동시에 수행할 수 있으며, 진폭 변조와 주파수 변조를 통해 RF 신호를 생성한다. 파형 생성 회로(131)는 생성된 RF 신호를 구동 증폭 회로(132)로 출력한다.
구동 증폭 회로(132)는 RF 신호를 구동 증폭한다. 구동 증폭 회로(132)는 전력 증폭 회로(133)의 전단에서 높은 이득을 가질 수 있도록 RF 신호의 이득(gain)을 조절한다. 구동 증폭 회로(132)는 구동 증폭된 RF 신호를 전력 증폭 회로(133)로 출력한다.
전력 증폭 회로(133)는 구동 증폭된 RF 신호의 RF 전력을 증폭시켜 RF 전압 신호를 생성한다. 전력 증폭 회로(133)는 인가된 전압을 이용하여 RF 신호의 전력을 증폭시킨다. 전력 증폭 회로(133)는 전력 증폭된 다중 주파수 RF 전압 신호를 이온 트랩(120) 내부로 출력한다.
파형 정류 회로(134)는 전력 증폭 회로(133)로부터 출력되는 RF 전압 신호의 파형을 정류 한다. 파형 정류 회로(134)는 정류된 파형을 파형 보상 회로(135)로 출력한다.
파형 보상 회로(135)는 정류된 파형에 근거하여 파형 생성 회로(131)의 RF 신호를 보상하기 위한 파형 보상 신호를 생성한다. 파형 보상 회로(135)는 파형 보상 신호를 이용하여 파형 생성 회로(131)에서 출력되는 RF 신호의 파형을 보상한다.
도 3은 도 1에 도시된 질량 분석기의 질량 분석 동작을 예시적으로 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 전자 발생기(110)는 이온 소스원으로 사용하는 전자를 생성한다(S111단계). 전자 발생기(110)는 생성된 전자를 이온 트랩(120) 내부로 주입한다.
이온 트랩(120)은 내부에서 주입된 전자와 시료가 충돌하여 이온 분자를 생성한다(S113). 여기서, 시료는 분석을 위해 이온 트랩(120) 내부에 이미 주입되어 있다.
다중 주파수 RF 증폭기(130)는 진폭과 주파수 변조를 통해 다중 주파수 RF 전압 신호를 생성한다(S115단계). 이때, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 기준 파형 신호의 진폭과 주파수를 변조하여 RF 신호를 생성한다. 이후, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 RF 신호를 구동 증폭하고, 전력 증폭을 통해 다중 주파수 RF 전압 신호를 생성한다.
RF 신호의 생성 시, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 진폭 변조를 통해 RF 신호의 진폭을 증가시킨 후, 주파수 변조를 통해 RF 신호의 주파수를 감소하도록 할 수 있다. 이와 같이, 진폭의 증가와 주파수의 감소를 통해 소모 전압 증가를 최소화하면서 질량 분석기(100)의 질량 분석 범위를 확장할 수 있다.
한편, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 다중 주파수 RF 전압 신호의 파형을 정류하고, 정류된 파형에 근거하여 RF 신호의 파형을 보상할 수도 있다.
다중 주파수 RF 증폭기(130)는 다중 주파수 RF 전압 신호를 이온 트랩(120) 내부로 출력하여 이온 분자를 질량에 따라 이온 트랩(120) 외부로 이탈시킨다(S117단계).
검출기(140)는 이온 트랩(120)으로부터 이탈되는 이온을 검출한다(S119단계).
데이터 분석기(150)는 검출기에서 검출된 이온을 질량 분석한다(S121단계).
도 4는 본 발명에 따른 RF 전압 신호의 파형에 따른 질량 분석 범위를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 다중 주파수 RF 증폭기(130)에서 출력되는 RF 전압 신호의 파형이 도시된다.
S1 구간에서, 질량 분석기(100)는 일정한 진폭을 갖는 RF 전압 신호를 이용하여 이온분자를 트랩에 트래핑 한다. 이때, 질량 분석기(100)의 질량 분석 범위는 약 40 질량 대 전하비(m/z: mass to charge ratio) 이상의 질량을 가지는 이온분자를 트래핑한다.
S2 구간에서, 질량 분석기(100)는 진폭을 점차적으로 증가시킨 RF 전압 신호를 이용한 질량 분석을 한다. 이때, 질량 분석기(100)의 질량 분석 범위는 최대의 크기를 갖는 진폭에서 약 200m/z를 갖는다.
S3 구간에서, 질량 분석기(100)는 진폭과 주파수를 동시에 변조시킨 RF 전압 신호를 이용한 질량 분석을 한다. 이때, 질량 분석기(100)의 질량 분석 범위는 최대의 크기를 갖는 진폭에서 약 800m/z를 갖는다.
하기는, 각 구간에서의 질량 분석기(100)에서 소모되는 전압을 예시적으로 도시한 도면이다.
Figure pat00003
표 1에서, 각 구간에서 사용되는 주파수와 질량 분석 범위를 예시적으로 도시한 도면이다. S1 구간에서 2MHz의 주파수를 사용하고, S2 구간에서 2MHz의 주파수를 사용하고, S3 구간에서 1MHz의 주파수를 사용한다.
따라서, S3 구간은 본 발명에서 제안된 진폭 변조와 주파수 변조를 동시에 수행할 수 있는 질량 분석기(100)의 동작에 대응된다.
S3 구간에서의 질량 분석 범위는 약 800m/z의 값을 가질 수 있으며, 동일한 진폭을 갖는 S2 구간 대비 약 4배의 질량 분석 범위를 갖는다. 하지만, S3 구간에서, 질량 분석기(100)가 실제 RF 신호 생성에 약 500V의 전압을 소모함으로서, S2 구간에서 필요한 전압(약 500V)과 동일하며, S2 구간에서 약 800m/z의 질량 분석을 위해 소모하는 전압(약 2000V)의 1/4의 값을 갖는다.
만약, S3 구간에서 주파수 500kHz로 변경하면, 질량 분석 범위는 약 3200m/z까지 증가될 수 있다.
질량 분석기(100)에서 사용되는 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 이온 트랩의 기구적 구조에 따라 사용하고 있는 전압과 주파수가 제한을 받고 있다. 하지만, 수 MHz의 비교적 저주파 대역, 예를 들면 약 2MHz 대역에서 사용할 때, 2MHz 이하의 대역폭에서는 매칭회로 구성에 어려움이 존재하지 않는다. 또한, 다중 주파수 RF 증폭기(130)는 주파수에 따른 증폭율이 변화하지만, 소프트웨어 또는 하드웨어적인 보상이 가능하다.
이를 통해, 본 발명에서 제안된 질량 분석기는 RF 증폭기 모듈의 크기와 전력 소모량을 최소화할 수 있다. 그러므로, 질량 분석기는 전압과 주파수 대역이 제한된 범위 내에서 다중 주파수 RF 증폭기의 질량 분석 범위를 최대로 활용할 수 있다. 그리고, 본 발명은 진폭 변조와 주파수 변조를 혼용함에 따라 휴대가 가능한 저전력으로 동작하는 질량 분석기를 제공할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 질량 분석기는 예를 들면, 개인의 건강 체크를 위해 호흡 시 발생되는 유기물 분석을 통한 건강 진단에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명의 질량 분석기는 오염물질, 환경호르몬, 세균, 및 바이러스 검출을 통한 환경 감시에도 활용될 수 있다. 하지만, 본 발명에서 제안된 질량 분석기는 상술한 분야들 이외의 다양한 분야에서 질량 분석에 활용될 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 질량 분석기 110: 전자 발생기
120: 이온 트랩 130: 다중 주파수 RF 증폭기
140: 검출기 150: 데이터 분석기
131: 파형 생성 회로 132: 구동 증폭 회로
133: 전력 증폭 회로 134: 파형 정류 회로
135: 파형 보상 회로

Claims (11)

  1. 기준 파형 신호를 진폭 및 주파수 변조하여 알에프(RF) 신호를 생성하는 파형 생성 회로;
    상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 구동 증폭 회로; 및
    상기 구동 증폭된 알에프 신호를 전력 증폭을 통해 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 질량 분석을 위한 이온 트랩으로 출력하는 전력 증폭 회로를 포함하는 다중 주파수 알에프 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 증폭된 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 파형 정류 회로; 및
    상기 정류된 파형에 근거하여 상기 파형 생성 회로에서 출력되는 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 파형 보상 회로를 더 포함하는 다중 주파수 알에프 증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파형 생성 회로는 상기 알에프 신호의 진폭을 증가시키고, 상기 알에프 신호의 주파수를 감소시켜 상기 질량 분석의 범위를 확장시키는 다중 주파수 알에프 증폭기.
  4. 이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생하는 전자 발생기;
    기준 파형 신호를 진폭과 주파수를 동시에 변조시켜 다중 주파수 알에프(RF) 전압 신호를 생성하는 다중 주파수 알에프 증폭기;
    상기 전자와 주입된 시료를 충돌시켜 생성된 이온 분자를 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 이용하여 질량에 따라 외부로 이탈시키는 이온 트랩;
    상기 이탈되는 이온을 검출하는 검출기; 및
    상기 검출된 이온을 질량 분석하는 데이터 분석기를 포함하는 질량 분석기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다중 주파수 알에프 증폭기는:
    상기 진폭과 주파수를 동시에 변조하여 상기 기준 파형 신호로부터 알에프 신호를 생성하는 파형 생성 회로;
    상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 구동 증폭 회로; 및
    상기 구동 증폭된 알에프 신호의 전력 증폭을 통해 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 상기 이온 트랩으로 출력하는 전력 증폭 회로를 포함하는 질량 분석기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다중 주파수 알에프 증폭기는:
    상기 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 파형 정류 회로; 및
    상기 정류된 파형에 근거하여 상기 파형 생성 회로에서 출력되는 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 파형 보상 회로를 더 포함하는 질량 분석기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 파형 생성 회로는 상기 알에프 신호의 진폭을 증가시키고, 상기 알에프 신호의 주파수를 감소시켜 상기 질량 분석의 범위를 확장시킬 수 있는 질량분석법을 적용한 질량 분석기.
  8. 질량 분석기의 질량 분석 방법에 있어서,
    이온 소스원으로 사용하는 전자를 발생하는 단계;
    이온 트랩 내부에서 상기 발생된 전자와 주입된 시료를 충돌시켜 이온 분자를 생성하는 단계;
    기준 파형 신호를 진폭과 주파수를 변조하여 다중 주파수 알에프(RF) 전압 신호를 생성하는 단계;
    상기 이온 분자를 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 이용하여 질량에 따라 상기 이온 트랩 외부로 이탈시키는 단계;
    상기 이탈되는 이온을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 이온을 질량 분석하는 단계를 더 포함하는 질량 분석 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하는 단계는:
    기준 파형 신호를 진폭 및 주파수 변조하여 알에프 신호를 생성하는 단계;
    상기 알에프 신호를 구동 증폭하는 단계; 및
    상기 구동 증폭된 알에프 신호를 전력 증폭시켜 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하고, 상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 상기 이온 트랩으로 출력하는 단계를 더 포함하는 질량 분석 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 알에프 신호를 생성하는 단계는:
    상기 진폭 변조를 통해 알에프 신호의 진폭을 증가시키는 단계; 및
    상기 주파수 변조를 통해 알에프 신호의 주파수를 감소시키는 단계를 포함하고,
    상기 진폭의 증가와 상기 주파수 감소를 통해 상기 질량 분석의 범위를 확장하는 질량 분석 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 다중 주파수 알에프 전압 신호를 생성하는 단계는:
    상기 다중 주파수 알에프 전압 신호의 파형을 정류하는 단계; 및
    상기 정류된 파형에 근거하여 상기 알에프 신호의 파형을 보상하는 단계를 더 포함하는 질량 분석 방법.
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