WO2018069982A1 - イオンガイド及び質量分析装置 - Google Patents

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ion
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勇介 立石
良弘 上野
真二 宮内
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株式会社島津製作所
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    • H01J49/422—Two-dimensional RF ion traps
    • H01J49/4225—Multipole linear ion traps, e.g. quadrupoles, hexapoles

Definitions

  • the present invention relates to a multipole ion guide such as a quadrupole ion guide, and to a mass spectrometer equipped with the multipole ion guide.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a single quadrupole mass spectrometer, which is one of representative mass spectrometers.
  • This quadrupole mass spectrometer includes an ion source 101, a main rod 106 that separates ions according to a mass-to-charge ratio, an aperture plate 107, and a detector 108.
  • ion lenses 102 and 104 for converging ions generated by the ion source 101, and an ion guide 103 for transporting the converged ions to the main rod 106. , 105 are provided.
  • the ion guide 105 disposed upstream of the main rod 106 is also called a prerod.
  • the ion guide 103 and the pre-rod 105 are composed of multipole rod electrodes such as quadrupole rod electrodes.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an ion guide 103 composed of a quadrupole rod electrode as an example.
  • the ion guide 103 has four rod electrodes 103a to 103d arranged at equal intervals so as to surround the ion optical axis C which is the central axis of the flight path of ions from the ion source 101 toward the main rod 106.
  • Each rod electrode is applied with only a high frequency voltage or a voltage obtained by superimposing a DC voltage thereon.
  • a high-frequency voltage ( ⁇ Vcos ⁇ t) having an inverted phase is applied to the rod electrodes located adjacent to each other.
  • the DC voltage (U) is common to all rod electrodes.
  • the mass-to-charge ratio of ions that can pass through the space surrounded by these rod electrodes is determined by the voltage applied to each rod electrode. These relationships are expressed by the following ion motion equation (Matthew equation) (for example, Non-Patent Document 1).
  • U is the magnitude of the DC voltage
  • V is the amplitude value of the high frequency voltage
  • m is the mass of the ion
  • r 0 is the inscribed circle radius of the rod electrode
  • ⁇ is the frequency of the high frequency voltage
  • e is the elementary charge
  • (x , y, z) is the position of the ion at time t (the longitudinal direction of the rod electrode is the z axis).
  • Z is the valence of the ion.
  • FIG. 3 is a stable region diagram showing ion stability conditions obtained from the solution of the Matthew equation.
  • the stable region is expressed as a region having the parameters a and q as two axes.
  • the coordinates (a, q) corresponding to that mass-to-charge ratio are within the stable region shown in FIG. If it is outside the region, ions can diverge and cannot pass through the space.
  • the value of q (high-frequency voltage amplitude V) is determined so that ions having a mass-to-charge ratio in the measurement target range are located in the stable region.
  • FIG. 3 shows the most widely used first stable region.
  • ions to be analyzed In the range of the mass-to-charge ratio that passes through the ion guide 103 and the pre-rod 105, not only ions to be analyzed but also unwanted ions (interfering ions) may be included. Transported to 106.
  • a mass spectrometer inductively coupled plasma mass spectrometer, ICP-MS
  • ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometer
  • an inductively coupled plasma ion source that ionizes a sample by inductively coupled plasma of argon gas as the ion source 101 uses not only atomic ions but also argon.
  • a large amount of ions and ions obtained by adding argon to atomic ions (argon-added ions) are also generated.
  • the generated argon adduct ions are mass-separated by the main rod 106 together with the ions to be analyzed, and then enter the detector.
  • MCP micro-channel plate
  • SEM secondary electron multiplier
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an ion guide capable of reducing the influence of interfering ions having a specific mass-to-charge ratio, and a mass spectrometer equipped with such an ion guide.
  • the first aspect of the present invention made to solve the above problems is an ion guide used for transporting ions incident from the upstream side to the downstream side, a) 2n rod electrodes (n is an integer of 2 or more) arranged at equal intervals so as to surround the ion optical axis that is the central axis of the flight path of the ions; b) a voltage application unit for applying a high frequency voltage to the 2n rod electrodes; c) a control unit for controlling the voltage application unit, and in a space surrounded by the 2n rod electrodes, an electric field in which a higher-order electric field component is superimposed on the 2n multipole electric field is superimposed on the 2n multipole electric field. And a control unit that applies a high-frequency voltage to be formed to the 2n rod electrodes.
  • the rod electrode may be a columnar electrode, or may be a divided rod electrode obtained by dividing the columnar electrode into a plurality of longitudinal directions, or a virtual rod electrode in which a plurality of plate electrodes are arranged in the ion optical axis direction.
  • the higher-order component than the quadrupole electric field is, for example, a hexapole electric field or an octopole electric field.
  • such an electric field can be formed by performing a simulation in advance and individually determining the high-frequency voltage to be applied to 2n rod electrodes.
  • ⁇ (r, ⁇ ) ⁇ Km ⁇ (r / R) m ⁇ cos (m ⁇ )
  • r is the radial position of the polar coordinate system
  • ⁇ is the angle of the polar coordinate system
  • ⁇ is the sum of m
  • m is the order of the multipole field (harmonic component)
  • Km is the harmonic component of the 2m heavy pole field
  • R Is the inscribed circle radius of the rod electrode.
  • n 2
  • n 4
  • a harmonic component having an order m of 3 or more exists, a harmonic resonance line appears in the stable region obtained from the solution of the Matthew equation (for example, Non-Patent Document 1). Even in the stable region, ions having a mass-to-charge ratio corresponding to a point on the harmonic resonance line diverge, so that the transmittance of the ions is greatly reduced.
  • FIG. 4 shows a stable region diagram in the case where a harmonic component having an order m of 3, 4, 6 (corresponding to 6, 8, 12 bipole components) is present.
  • the broken line in the figure is the third-order resonance line, the one-dot chain line is the fourth-order resonance line, and the two-dot chain line is the sixth-order resonance line.
  • the high-frequency voltage applied to the 2n rod electrodes arranged at equal intervals around the ion optical axis is determined based on simulation or the like, so that the ion flight space has a higher order than the 2n quadrupole electric field.
  • An electric field is formed by superimposing the electric field. As described in Non-Patent Document 2, such an electric field is unequal around the ion optical axis by shifting the position of 2n rod electrodes little by little from the position where an ideal 2n multipole electric field is formed. It can also be formed by using 2n rod electrodes arranged at intervals and / or such that the cross-sectional shape of at least one rod electrode is different from the other rod electrodes.
  • the second aspect of the ion guide according to the present invention made to solve the above problems is an ion guide used for transporting ions incident from the upstream side to the downstream side, a) 2n rod electrodes (n is an integer of 2 or more) arranged so as to surround the ion optical axis which is the central axis of the flight path of the ions, and the arrangement interval and / or the cross-sectional shape thereof are not uniform.
  • 2n rod electrodes that are b) a voltage application unit for applying a high frequency voltage to the 2n rod electrodes; c) a control unit that controls the voltage application unit, the control unit configured to apply a high-frequency voltage whose phase is inverted between rod electrodes arranged adjacent to each other around the ion optical axis.
  • interfering ions having a specific mass-to-charge ratio are diffused in the ion guide, and the amount of interfering ions introduced downstream of the ion guide is reduced. be able to.
  • the mass spectrometer comprises: a) an ion source that generates ions from the sample; b) a mass spectrometer comprising: a mass separation unit that separates ions generated by the ion source according to a mass-to-charge ratio;
  • the ion guide according to the first aspect or the second aspect is disposed between the ion source and the mass separation unit.
  • the influence of interfering ions having a specific mass-to-charge ratio can be reduced.
  • the schematic block diagram of a single quadrupole mass spectrometer Sectional drawing of an ion guide.
  • the stable region figure which shows the stable condition of the ion in the space in which the quadrupole electric field was formed.
  • the principal part block diagram of the inductively coupled plasma mass spectrometer which is one Example of the mass spectrometer which concerns on this invention.
  • FIG. 14 is a result of determining the shape and arrangement of a cylindrical rod electrode inscribed in the equipotential line so as to form an electric field that matches the equipotential line in FIG. 13.
  • the stable region of ions in the cross-sectional shape and arrangement of the rod electrode determined by another simulation.
  • the ion guide according to the present invention is characterized in that it is configured to exclude interfering ions having a specific mass-to-charge ratio contained in ions generated by an ion source.
  • an electric field is formed by superimposing a quadrupole electric field and a higher-order electric field than the quadrupole, and the stable electric field formed by the quadrupole electric field has a higher-order electric field component. It is based on the technical idea of eliminating interfering ions by superimposing the formed higher-order harmonic resonance lines and positioning the specific mass-to-charge ratio on the resonance lines.
  • the embodiment is roughly divided into two methods. One is a method in which the voltage applied to the rod electrode is changed from the conventional one, and the other is a method in which the arrangement and shape of the rod electrode are changed from the conventional one. It is.
  • the mass spectrometer of the present example is an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) equipped with an inductively coupled plasma ion source that ionizes a sample using inductively coupled plasma.
  • ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometer
  • the inductively coupled plasma mass spectrometer is roughly composed of a plasma ionization unit 10, a mass analysis unit 20, a power supply unit 30, and a control unit 40.
  • the plasma ionization unit 10 is a plasma torch in which a sample gas tube through which a sample gas flows, a plasma gas tube formed on the outer periphery of the sample gas tube, and a cooling gas tube formed on the outer periphery of the sample gas tube are formed.
  • Autosampler 12 for introducing a liquid sample into the sample gas pipe, nebulizer gas supply source 13 for atomizing the liquid sample by supplying nebulizer gas to the sample gas pipe, plasma gas (argon gas) supply source 14, and cooling gas
  • a cooling gas supply source (not shown) for supplying cooling gas to the pipe is provided.
  • the mass analyzer 20 includes a first vacuum chamber 21 in which a skimmer is formed at the inlet facing the tip of the plasma torch 11, and a skimmer is formed between the first vacuum chamber 21 and a first ion lens 221 inside.
  • a second vacuum chamber 22 in which an ion guide 222 and a second ion lens 223 are arranged, a quadrupole mass filter composed of a pre-rod 231 and a main rod 232, an aperture plate 233, and a microchannel plate (MCP) detector 234 are arranged.
  • the third vacuum chamber 23 is provided.
  • ion guides 222 are arranged at equal intervals so as to surround the ion optical axis C (one-dot chain line in the figure), which is the central axis of the flight path of ions generated by the plasma torch 11 and directed to the MCP detector 234.
  • Rod electrode is the ion optical axis C (one-dot chain line in the figure), which is the central axis of the flight path of ions generated by the plasma torch 11 and directed to the MCP detector 234.
  • Rod electrode is the central axis of the flight path of ions generated by the plasma torch 11 and directed to the MCP detector 234.
  • the power supply unit 30 applies a voltage to each of the plasma ionization unit 10 and the mass analysis unit 20.
  • the control unit 40 includes an analysis condition setting unit 42 and a power supply control unit 43 as functional blocks.
  • the entity of the control unit 40 is a personal computer, and the above functional blocks are realized by executing a predetermined program (mass analysis program) by the CPU.
  • an input unit 50 such as a keyboard and a mouse and a display unit 60 such as a liquid crystal display are connected to the control unit 40.
  • the storage unit 41 stores information on voltages applied to the four rod electrodes constituting the ion guide 222 for each mass-to-charge ratio of ions. Specifically, for each mass-to-charge ratio, voltage information that forms an electric field that diverges ions of the mass-to-charge ratio in the ion guide 222 and does not pass through the ion guide 222 is determined and stored by a prior simulation. Yes.
  • a voltage that forms a quadrupole electric field and a higher-order electric field component (harmonic component) than the quadrupole electric field in a space surrounded by four rod electrodes is applied to each space. Apply to rod electrode.
  • Non-Patent Document 1 If a harmonic component having an order m of 3 or more exists, a higher-order harmonic resonance line appears in the stable region obtained from the solution of the Matthew equation (for example, Non-Patent Document 1). Even within the stable region, ions having a mass-to-charge ratio corresponding to points on the higher harmonic resonance line diverge, so that the transmittance of the ions can be greatly reduced.
  • argon added ions not only atomic ions to be measured but also argon ions and ions obtained by adding argon to atomic ions (argon added ions) are generated in large quantities.
  • argon added ions When a large amount of argon ions or argon-added ions are incident on the MCP detector 234, a large current flows inside the detector and it becomes saturated, and then a time (dead time) in which ions incident on the MCP detector cannot be measured is generated. End up.
  • an electric field for eliminating such interfering ions by the ion guide 222 is formed in the ion guide 222.
  • the analysis is executed in the following procedure.
  • the analysis condition setting unit 42 displays a screen for inputting various analysis conditions on the display unit 60.
  • One of the analysis conditions is the mass-to-charge ratio of interfering ions.
  • the mass-to-charge ratio of the interfering ions to be input is not limited to one and may be plural.
  • the power supply control unit 43 When the user inputs analysis conditions including the value of the mass-to-charge ratio of interfering ions, and then instructs the execution of analysis, the power supply control unit 43 responds to each part of the plasma ionization unit 10 and the mass analysis unit 20 according to the analysis conditions. Apply voltage. At this time, the power supply control unit 43 reads voltage information corresponding to the mass-to-charge ratio of interfering ions input by the user from the storage unit 41 and controls the power supply unit 30 to apply the voltage to the ion guide 222.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram regarding the exclusion of interfering ions in the present embodiment.
  • a large amount of interfering ions having a specific mass-to-charge ratio is generated in an inductively coupled plasma ion source as shown in FIG.
  • an electric field in which a higher-order electric field is superimposed on the quadrupole electric field is formed on the quadrupole electric field so that interfering ions are diffused in the ion guide 222, and FIG. Ion permeability characteristics as shown are obtained.
  • FIG.6 (c) the quantity of the interference ion which injects into the MCP detector 234 located in the downstream of the ion guide 222 can be reduced.
  • FIG. 7 shows the result of simulating the relationship between the order of the higher-order harmonic components and the ratio to the quadrupole electric field and the ion transmittance.
  • a 0, the ion with respect to the q value (parameter corresponding to the mass-to-charge ratio).
  • the transmittance is obtained.
  • Fig. 7 (a) is the third harmonic component (corresponding to the hexapole electric field)
  • Fig. 7 (b) is the fourth harmonic component (corresponding to the octupole electric field)
  • Fig. 7 (c) is the sixth harmonic component. It is a simulation result about (equivalent to a doubly-polar electric field).
  • the ion transmission rate was determined for three types of superposition ratios of 0.1%, 1.0%, and 10.0% with respect to the quadrupole electric field.
  • the ion transmittance at a specific q value (corresponding to the mass-to-charge ratio) can be reduced.
  • the superposition ratio is 1.0%
  • the ion transmittance at a specific q value can be greatly reduced.
  • the superposition ratio is 10%
  • the ion transmittance decreases at a plurality of q values. This means that the transmittance of ions having a plurality of mass-to-charge ratios decreases simultaneously.
  • the superposition ratio is set to 10 % Is also effective.
  • FIG. 8 shows a case where the q value of the ion guide, that is, the amplitude of the high-frequency voltage is adjusted so that an ion having a mass-to-charge ratio of 40 is located on the resonance line with respect to an electric field in which the third harmonic component is superimposed by 1.0%. It is the spectrum of the ion transmittance with respect to mass-to-charge ratio. As shown in FIG. 8, at a mass-to-charge ratio of 40, the ion transmittance decreases sharply and discontinuously. Also, the ion transmittance continuously changes before and after the mass-to-charge ratio of 40, the selectivity of the mass-to-charge ratio is high, and there is almost no influence on the adjacent ions of the mass-to-charge ratio. The reason why the transmittance is low on the low mass-to-charge ratio side is that the mass-to-charge ratio in this region is located near the end of the stable region, and is not related to the superposition of higher-order harmonic components. It is.
  • FIG. 9 is an equipotential line in a cross section orthogonal to the ion optical axis C when 1.0% of the third harmonic component is included. This is obtained by giving a nonlinearity of about several percent to an ideal bipolar field. That is, if an electric field having such an equipotential line can be formed, interfering ions having a mass-to-charge ratio of 40 can be selectively excluded.
  • the electric field shown in FIG. 9 is formed by determining the amplitude (and the magnitude of the DC voltage) of the high frequency voltage applied to each of the four rod electrodes arranged at equal intervals around the ion optical axis C. .
  • Such an electric field can also be obtained by changing the arrangement and shape of the rod electrodes from the conventional one.
  • the present inventor performed a simulation on the arrangement and shape of the rod electrodes capable of forming an electric field containing 1.0% of the third harmonic component by two methods described below.
  • the first method is to shift the shape and arrangement of the rod electrodes little by little from the state in which the cylindrical rod electrodes are arranged at regular intervals around the ion optical axis C as before, and the higher-order harmonics components associated therewith are changed. It is to confirm the change.
  • FIG. 11A shows the amount of movement in the X-axis direction (lateral direction in the figure)
  • ⁇ X 3 the amount of movement in the Y-axis direction (vertical direction in the figure)
  • ⁇ Y 3 the amount of movement in the Y-axis direction
  • FIG. 11 (b) shows the result.
  • the target electric field electric field with 1.0% superposition of the third harmonic component C 3
  • the third-order harmonics component hardly changed even if it shifted in the Y direction, only the other components increased.
  • FIG. 13 shows the potential distribution (equipotential lines)
  • FIG. 14 shows the shape and arrangement of the cylindrical rod electrodes determined by this method.
  • r 0 is the distance from the ion optical axis C to the rod electrode
  • r 1 to r 4 are the radii of the rod electrodes
  • the calculation result of the stable region of ions in the shape and arrangement is shown on the left of FIG. It can be seen that even with this method, the result of 1.0% superposition of the third-order harmonics component shown on the right side of FIG. 15 (reproduced in FIG. 7A) can be reproduced well.
  • the ion guide is composed of four rod electrodes, but an ion guide composed of an even number of six or more rod electrodes may be used. Further, not only the ion guide but also a pre-rod provided in a quadrupole mass filter or the like can have the same configuration as in the above embodiment. Furthermore, it is also possible to use a columnar electrode having a cross section other than circular, a divided rod electrode obtained by dividing the columnar electrode into a plurality of longitudinal directions, or a virtual rod electrode in which a plurality of plate electrodes are arranged in the ion optical axis C direction.
  • a columnar electrode having a cross section other than circular a divided rod electrode obtained by dividing the columnar electrode into a plurality of longitudinal directions, or a virtual rod electrode in which a plurality of plate electrodes are arranged in the ion optical axis C direction.
  • Each numerical value in the above-described example is an example for explaining a specific embodiment, and can be appropriately changed according to an apparatus or the like actually used

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Abstract

上流側から入射するイオンを下流側に輸送するために用いられるイオンガイド（２２２）において、前記イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸（C）を取り囲むように等間隔に配置された2n 本（n は2 以上の整数）のロッド電極と、前記2n 本のロッド電極に高周波電圧を印加する電圧印加部（３０）と、前記電圧印加部（３０）を制御する制御部（４３）であって、前記2n 本のロッド電極で囲まれた空間に、2n 重極電場に該2n 重極電場よりも高次の電場成分を重畳した電場を形成する高周波電圧を前記2n 本のロッド電極に印加する制御部（４３）とを備える。

Description

イオンガイド及び質量分析装置
　本発明は、四重極イオンガイド等の多重極のイオンガイドに関し、該多重極のイオンガイドを備えた質量分析装置に関する。
　質量分析装置では、イオン化室に設けられたイオン源において試料からイオンを生成し、これをイオン化室の下流に位置する質量分析部に輸送し、そこで質量電荷比に応じて分離して質量電荷比毎の強度を測定する。図１に、代表的な質量分析装置の１つであるシングル四重極質量分析装置の概略構成を示す。この四重極質量分析装置は、イオン源１０１、イオンを質量電荷比に応じて分離するメインロッド１０６、アパーチャ板１０７、及び検出器１０８を備えている。また、イオン源１０１とメインロッド１０６の間には、イオン源１０１で生成されたイオンを収束させるためのイオンレンズ１０２、１０４や、収束されたイオンをメインロッド１０６に輸送するためのイオンガイド１０３、１０５が設けられている。メインロッド１０６の上流に配置されるイオンガイド１０５はプリロッドとも呼ばれる。
　イオンガイド１０３やプリロッド１０５は、四重極ロッド電極等の多重極ロッド電極から成る。図２は、その一例として四重極ロッド電極からなるイオンガイド１０３の断面図である。このイオンガイド１０３は、イオン源１０１からメインロッド１０６に向かうイオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸Cを取り囲むように等間隔に配置された4本のロッド電極１０３a～１０３dを有する。各ロッド電極には高周波電圧のみ、あるいはこれに直流電圧を重畳した電圧が印加される。隣接して位置するロッド電極には位相が反転した高周波電圧（±VcosΩt）が印加される。直流電圧（U）は全てのロッド電極に共通である。
　これらのロッド電極に囲まれた空間を通過可能なイオンの質量電荷比は、各ロッド電極に印加される電圧によって決まる。これらの関係は、以下のイオン運動方程式（マシュー方程式）で表される（例えば非特許文献１）。
　d2x/dt2=-(2Zex/mr0 2)×(U-VcosΩt)
　d2y/dt2=+(2Zey/mr0 2)×(U-VcosΩt)
　ここで、Uは直流電圧の大きさ、Vは高周波電圧の振幅値、mはイオンの質量、r0はロッド電極の内接円半径、Ωは高周波電圧の周波数、eは素電荷、（x, y, z）は時間tにおけるイオンの位置（ロッド電極の長手方向がz軸）である。また、Zはイオンの価数である。
　上記マシュー方程式を解くことにより、以下の２つのパラメータa, qが得られる。
　ax=ay=8ZeU/mr0 2Ω2
　qx=qy=4ZeV/mr0 2Ω2
　図３は、マシュー方程式の解から得られる、イオンの安定条件を示す安定領域図である。安定領域は、パラメータa, qを2軸とする領域として表される。ある質量電荷比のイオンがロッド電極で囲まれ四重極電場が形成された空間を移動する際に、その質量電荷比に対応する座標（a, q）が図３に示す安定領域内であれば該空間を通過することができ、領域外であればイオンは該空間で発散し通過することはできない。イオンガイド１０３やプリロッド１０５では、広い質量電荷比範囲のイオンを通過させてメインロッド１０６に輸送するために、q軸方向の安定領域の範囲が最も広いa=0（直流電圧U=0）において、測定対象範囲の質量電荷比を有するイオンを安定領域内に位置させるようにqの値（高周波電圧振幅V）を決定する。なお、安定領域は複数存在するが、図３には最も広く用いられている第一安定領域を示している。
Peter H. Dawson, "Quadrupole Mass Spectrometry and Its Applications", AVS Classics in Vacuum Science and Technology (1995): P9-20, 95-119 Nikolai Konenkov, Frank Londry, Chuanfan Ding and D. J. Douglas, "Linear Quadrupoles with Added Hexapole Fields", Journal of the American Society for Mass Spectrometry 17, 1063 (2006)
　イオンガイド１０３やプリロッド１０５を通過させる質量電荷比の範囲内には、分析対象イオンだけでなく不所望のイオン（妨害イオン）が含まれることがあり、その場合には妨害イオンも下流のメインロッド１０６に輸送される。例えば、イオン源１０１として、アルゴンガスの誘導結合プラズマにより試料をイオン化する誘導結合プラズマイオン源を備えた質量分析装置（誘導結合プラズマ質量分析装置。ICP-MS）では、原子イオンだけでなく、アルゴンイオンや、原子イオンにアルゴンが付加したイオン（アルゴン付加イオン）も大量に生成される。生成されたアルゴン付加イオンは、分析対象イオンとともにメインロッド１０６で質量分離された後、検出器に入射する。
　質量分析装置において用いられる代表的な検出器の１つにマイクロチャンネルプレート（MCP: Micro Channel Plate）検出器や二次電子増倍管（SEM：Secondary Electron Multiplier）がある。例えば、誘導結合プラズマイオン源とMCP検出器を備えたICP-MSでスキャン分析を行うと、アルゴンイオンや、アルゴン付加イオンがMCP検出器に大量に入射して検出器内部に大電流が流れて飽和状態になり、その後にMCP検出器に入射するイオンを測定できない時間（不感時間）が発生してしまうという問題があった。
　ここでは、具体的な一例として誘導結合プラズマイオン源及びMCP検出器を備えた質量分析装置を挙げたが、その他、例えば、液体クロマトグラフと組み合わせて用いられる質量分析装置においても、液体クロマトグラフの移動相から生成される、特定の質量電荷比を有するイオンが大量に生成され、上記同様の問題が生じていた。
　本発明が解決しようとする課題は、特定の質量電荷比を有する妨害イオンの影響を低減することができるイオンガイド、及びそのようなイオンガイドを備えた質量分析装置を提供することである。
　上記課題を解決するために成された本発明の第１の態様は、上流側から入射するイオンを下流側に輸送するために用いられるイオンガイドであって、
　a) 前記イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸を取り囲むように等間隔に配置された2n本（nは2以上の整数）のロッド電極と、
　b) 前記2n本のロッド電極に高周波電圧を印加する電圧印加部と、
　c) 前記電圧印加部を制御する制御部であって、前記2n本のロッド電極で囲まれた空間に、2n重極電場に該2n重極電場よりも高次の電場成分を重畳した電場を形成する高周波電圧を前記2n本のロッド電極に印加する制御部と
　を備えることを特徴とする。
　前記ロッド電極は、柱状電極であってもよく、あるいは柱状電極を長手方向に複数に分割した分割ロッド電極や、複数の板状電極をイオン光軸方向に並べた仮想ロッド電極であってもよい。前記2nは典型的には4（n=2）であり、その場合には、4本のロッド電極で囲まれた空間に、四重極電場に該四重極電場よりも高次の電場成分を重畳した電場を形成する。前記四重極電場よりも高次の成分とは、例えば六重極電場や八重極電場である。例えば、事前にシミュレーションを行い、2n本のロッド電極に印加する高周波電圧を個別に決めておくことにより、このような電場を形成することができる。
　上記のとおり、本発明に係る質量分析装置では、2n本のロッド電極で囲まれた空間に、2n重極電場に該2n重極電場よりも高次の電場成分（ハーモニクス成分）を重畳した電場を形成する。このような多重極電場のポテンシャルΦは、次式で表される。
　Φ(r, Θ)＝ΣKm・(r/R)m・cos(mΘ)
　ここで、rは極座標系の径方向の位置、θは極座標系の角度、Σはmについての総和、mは多重極場（ハーモニクス成分）の次数、Kmは2m重極場のハーモニクス成分、Rはロッド電極の内接円半径である。従来の四重極イオンガイドにおいて形成される四重極電場では、m=2以外の各項はm=2と比べて無視できるほど小さい。
　以下、理解を容易にするため、n=2の場合、つまり4本のロッド電極を用いる場合を例に挙げて説明する。このとき、次数mが3以上であるハーモニクス成分が存在すると、マシュー方程式の解から得られる安定領域内にハーモニクス共鳴線が現れる（例えば非特許文献１）。安定領域内であってもハーモニクス共鳴線上の点に対応する質量電荷比を有するイオンは発散するため、当該イオンの透過率は大きく低下する。図４に、次数mが3, 4, 6（6, 8, 12重極成分に相当）であるハーモニクス成分が存在する場合の安定領域図を示す。図中の破線は3次の共鳴線、一点鎖線は4次の共鳴線、二点鎖線は6次の共鳴線である。また、図中の黒丸は、これら共鳴線とa=0の交点である。質量電荷比が既知である妨害イオンのq値がこの交点に一致するように、イオンガイドへの印加電圧を決定する。これにより、特定の質量電荷比を有する妨害イオンをイオンガイド内で発散させ、該イオンガイドの下流に導入される妨害イオンの量を低減することができる。なお、共鳴線上であればa=0との交点以外の点に妨害イオンのq値を一致させてもよい。つまり、上記高周波電圧に直流電圧を重畳した電圧を各ロッド電極に印加するようにしてもよい。
　上記第１の態様では、イオン光軸周りに等間隔に配置された2n本のロッド電極に印加する高周波電圧をシミュレーション等に基づいて決めることにより、イオン飛行空間に2n重極電場よりも高次の電場を重畳した電場を形成する。非特許文献２に記載されているように、このような電場は、2n本のロッド電極の位置を理想的な2n重極電場を形成する位置から少しずつずらしてイオン光軸の周りに非等間隔で配置する、及び／又は少なくとも1本のロッド電極の断面形状が他のロッド電極と異なるような2n本のロッド電極を用いることによっても形成することもできる。
　即ち、上記課題を解決するために成された本発明に係るイオンガイドの第２の態様は、上流側から入射するイオンを下流側に輸送するために用いられるイオンガイドであって、
　a) 前記イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸を取り囲むように配置された2n本（nは2以上の整数）のロッド電極であって、その配置間隔及び／又は断面形状が不均一である2n本のロッド電極と、
　b) 前記2n本のロッド電極に高周波電圧を印加する電圧印加部と、
　c) 前記電圧印加部を制御する制御部であって、前記イオン光軸周りに隣接配置されたロッド電極間に位相が反転した高周波電圧を印加させる制御部と
　を備えることを特徴とする。
　上記第２の態様においても、上記第１の態様と同様に、特定の質量電荷比を有する妨害イオンをイオンガイド内で発散させ、該イオンガイドの下流に導入される妨害イオンの量を低減することができる。
　また、本発明に係る質量分析装置は、
　a) 試料からイオンを生成するイオン源と、
　b) 前記イオン源で生成されたイオンを質量電荷比に応じて分離する質量分離部と
　を備えた質量分析装置であって、
　前記イオン源と前記質量分離部の間に前記第１の態様又は前記第２の態様のイオンガイドが配置されていることを特徴とする。
　本発明に係るイオンガイドや質量分析装置を用いることにより、特定の質量電荷比を有する妨害イオンの影響を低減することができる。
シングル四重極質量分析装置の概略構成図。 イオンガイドの断面図。 四重極電場が形成された空間におけるイオンの安定条件を示す安定領域図。 四重極電場に該四重極電場よりも高次の電場を重畳した電場が形成された空間におけるイオンの安定条件を示す安定領域図。 本発明に係る質量分析装置の一実施例である誘導結合プラズマ質量分析装置の要部構成図。 本発明に係るイオンガイドにより特定の質量電荷比のイオンを排除することを説明する概念図。 高次ハーモニクス成分の次数及び四重極電場に対する比率と、イオン透過率の関係をシミュレーションした結果。 3次ハーモニクス成分を1.0%重畳した電場に対して、質量電荷比が40であるイオンが共鳴線上に位置するようにイオンガイドのq値を調整した場合の質量電荷比に対するイオン透過率のスペクトル。 3次ハーモニクス成分を1.0%含む場合の、イオン光軸と直交する断面における等電位線。 r/r0に対する各ハーモニクス成分の変化をシミュレーションした結果。 従来のロッド電極の配置からのずれの大きさに対する高次ハーモニクス成分の変化をシミュレーションした結果。 シミュレーションにより決定したロッド電極の断面形状と配置におけるイオンの安定領域。 3次ハーモニクス成分を1.0%重畳した電位分布（等電位線）。 図１３の等電位線と一致する電場を形成するように該等電位線に内接する円筒ロッド電極の形状と配置を決定した結果。 別のシミュレーションにより決定したロッド電極の断面形状と配置におけるイオンの安定領域。
　本発明に係るイオンガイド及び質量分析装置の一実施例について、以下、図面を参照して説明する。本発明に係るイオンガイドは、イオン源で生成されたイオンに含まれる、特定の質量電荷比を有する妨害イオンを排除するように構成されている点に特徴を有し、具体的には、イオンガイドによって囲まれた内部空間に、四重極電場と四重極よりも高次の電場を重畳した電場を形成し、四重極電場により形成されるイオンの安定領域に高次の電場成分により形成される高次ハーモニクスの共鳴線を重畳させ、該共鳴線上に前記特定の質量電荷比を位置させることによって妨害イオンを排除するという技術的思想に基づく。その実施形態には大別して２つの方法があり、１つは従来のものからロッド電極に印加する電圧を変更したもの、別の１つは従来のものからロッド電極の配置や形状を変更したものである。
　本実施例の質量分析装置は、誘導結合プラズマを用いて試料をイオン化する誘導結合プラズマイオン源を備えた誘導結合プラズマ質量分析装置（ICP-MS）である。この誘導結合プラズマ質量分析装置は、図５に示すように、大きく分けて、プラズマイオン化部１０、質量分析部２０、電源部３０、及び制御部４０で構成される。
　プラズマイオン化部１０は、試料ガスが流通する試料ガス管と、該試料ガス管の外周に形成されたプラズマガス管と、さらにその外周に形成された冷却ガス管とが内部に形成されたプラズマトーチ１１、試料ガス管に液体試料を導入するオートサンプラ１２、試料ガス管にネブライザガスを供給して液体試料を霧化するネブライザガス供給源１３、プラズマガス（アルゴンガス）供給源１４、及び冷却ガス管に冷却ガスを供給する冷却ガス供給源（図示なし）を備えている。
　質量分析部２０は、プラズマトーチ１１の先端に対向する入口にスキマーが形成された第１真空室２１と、該第１真空室２１との間にスキマーが形成され内部に第１イオンレンズ２２１、イオンガイド２２２、第２イオンレンズ２２３が配置された第２真空室２２と、プリロッド２３１とメインロッド２３２からなる四重極マスフィルタ、アパーチャ板２３３、及びマイクロチャンネルプレート（MCP）検出器２３４が配置された第３真空室２３を備えている。イオンガイド２２２は、プラズマトーチ１１で生成されMCP検出器２３４に向かうイオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸C（図中の一点鎖線）を取り囲むように等間隔で配置された、4本のロッド電極からなる。
　電源部３０は、プラズマイオン化部１０と質量分析部２０の各部に電圧を印加する。制御部４０は、記憶部４１のほかに、機能ブロックとして分析条件設定部４２及び電源制御部４３を備えている。制御部４０の実体はパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵにより所定のプログラム（質量分析用プログラム）を実行することにより上記の機能ブロックが具現化される。また、制御部４０にはキーボードやマウスといった入力部５０、及び液晶ディスプレイ等の表示部６０が接続されている。
　記憶部４１には、イオンの質量電荷比ごとに、イオンガイド２２２を構成する4本のロッド電極にそれぞれ印加する電圧の情報が保存されている。具体的には、質量電荷比ごとに、該質量電荷比のイオンをイオンガイド２２２内で発散させイオンガイド２２２を通過させないような電場を形成する電圧情報が、事前のシミュレーションにより決定され保存されている。
　イオン光軸Cを取り囲むように等間隔で配置された4本のロッド電極に対し、隣接する電極間に位相が反転した高周波電圧を印加すると該4本のロッド電極で囲まれた空間内に四重極電場が生成される。この四重極電場内を安定して飛行することが可能なイオンの質量電荷比は、4本のロッド電極に印加される高周波電圧の振幅に応じて異なる。また、高周波電圧に加えて、4本のロッド電極に共通の直流電圧を印加する場合には、4本のロッド電極で囲まれた空間を安定して飛行することが可能なイオンの質量電荷比は、直流電圧の大きさによっても変化する。
　高周波電圧の振幅及び直流電圧の大きさと、4本のロッド電極で囲まれた空間を安定して飛行することが可能なイオンの質量電荷比の関係はマシュー方程式で表され、これを解くことにより得られる2つのパラメータa, qを2軸とする領域としてイオンの安定条件を示す安定領域図が得られる（図３）。イオンガイド２２２は広い質量電荷比範囲のイオンを通過させ下流側に位置する質量分離部に輸送するために用いられるため、通常は、q軸方向の安定領域の範囲が最も広いa=0（直流電圧U=0）において、測定対象範囲を包含する広い範囲の質量電荷比のイオンが安定領域内に位置するようにqの値（高周波電圧振幅V）を決定する。
　本実施例では、4本のロッド電極で囲まれた空間に、四重極電場と該四重極電場よりも高次の電場成分（ハーモニクス成分）を重畳した電場を形成するような電圧を各ロッド電極に印加する。このような多重極電場のポテンシャルΦは、次式で表される。
　Φ(r, Θ)＝ΣKm・(r/R)m・cos(mΘ)
　ここで、rは極座標系の径方向の位置、θは極座標系の角度、Σはmについての総和、mは多重極場（ハーモニクス成分）の次数、Kmは2m重極場のハーモニクス成分、Rはロッド電極の内接円半径である。
　次数mが3以上であるハーモニクス成分が存在すると、マシュー方程式の解から得られる安定領域内に高次ハーモニクス共鳴線が現れる（例えば非特許文献１）。安定領域内であっても、この高次ハーモニクス共鳴線上の点に対応する質量電荷比のイオンは発散するため、当該イオンの透過率を大きく低下させることができる。
　本実施例の誘導結合プラズマ質量分析装置では、測定対象である原子イオンだけでなく、アルゴンイオンや、原子イオンにアルゴンが付加したイオン（アルゴン付加イオン）も大量に生成される。アルゴンイオンやアルゴン付加イオンが大量にMCP検出器２３４に入射すると検出器内部に大電流が流れて飽和状態になり、その後にMCP検出器に入射するイオンを測定できない時間（不感時間）が発生してしまう。また、分析対象のイオンと妨害イオンの質量電荷比が近い場合、マススペクトル上で妨害イオンの大きなマスピークの裾が分析対象イオンのマスピークに重なり正確な定量が困難になる。そこで、本実施例ではこうした妨害イオンをイオンガイド２２２で排除する電場をイオンガイド２２２内に形成する。
　本実施例の誘導結合プラズマ質量分析装置では、以下のような手順で分析を実行する。
　使用者が入力部５０を通じて分析条件の設定開始を指示すると、分析条件設定部４２によって、表示部６０に種々の分析条件を入力する画面が表示される。この分析条件のうちの１つが妨害イオンの質量電荷比である。入力する妨害イオンの質量電荷比は１つに限らず、複数であってもよい。
　使用者が妨害イオンの質量電荷比の値を含む分析条件を入力し、続いて分析実行を指示すると、電源制御部４３は、プラズマイオン化部１０及び質量分析部２０の各部に分析条件に応じた電圧を印加する。このとき、電源制御部４３は、使用者により入力された妨害イオンの質量電荷比に対応する電圧情報を記憶部４１から読み出し、イオンガイド２２２にその電圧を印加するよう電源部３０を制御する。
　図６は、本実施例における妨害イオンの排除に関する概念図である。誘導結合プラズマイオン源において、図６(a)に示すように、特定の質量電荷比を有する妨害イオンが大量に生成される場合を考える。本実施例では、上述のとおり、四重極電場に該四重極電場よりも高次の電場を重畳した電場を形成してイオンガイド２２２内で妨害イオンを発散させ、図６(b)に示すようなイオン透過特性を得る。これにより、図６(c)に示すように、イオンガイド２２２の下流側に位置するMCP検出器２３４に入射する妨害イオンの量を低減することができる。
　ここで、四重極電場に重畳する電場の次数及びその重畳割合に関して本発明者が行ったシミュレーションの結果を説明する。図７は、上記高次ハーモニクス成分の次数及び四重極電場に対する比率と、イオン透過率の関係をシミュレーションした結果であり、a=0において、q値（質量電荷比に対応するパラメータ）に対するイオン透過率を求めたものである。図７(a)は3次のハーモニクス成分（六重極電場に相当）、図７(b)は4次のハーモニクス成分（八重極電場に相当）、図７(c)は6次のハーモニクス成分（十二重極電場に相当）に関するシミュレーション結果である。それぞれのハーモニクス成分について、四重極電場に対する重畳比率を0.1%、1.0%、10.0%の3種類としてイオン透過率を求めた。
　図７(a)では、3次のハーモニクス成分の重畳比率を0.1%、1.0%としたときに、特定のq値（質量電荷比に対応）におけるイオンの透過率を低下させることができる。特に、重畳比率を1.0%にすると、特定のq値におけるイオンの透過率を大幅に低下させることができる。一方、重畳比率を10%とした場合には、複数のq値においてイオンの透過率が低下する。これは複数の質量電荷比のイオンの透過率が同時に低下することを意味する。妨害イオンの質量電荷比をこれらq値に一致させる、あるいは測定対象のイオンの質量電荷比がこれらq値に一致しないように高周波電圧の振幅を決定することができる場合には、重畳比率を10%にすることも有効である。
　図７(b)では、4次のハーモニクス成分の重畳比率を1.0%としたときに、特定のq値におけるイオンの透過率を低下させることができる。一方、重畳比率が0.1%ではイオンの透過率に殆ど影響がなく、重畳比率を10%にすると連続する広い質量電荷比の範囲においてイオンの透過率が低下してしまう。つまり、妨害イオンだけでなく、妨害イオンと質量電荷比が近いイオンの透過率も低下してしまう。従って、4次ハーモニクスを重畳させる場合には重畳比率を1.0%程度にする必要がある。
　図７(c)では、6次のハーモニクス成分の重畳比率を0.1%、1.0%としたときに、複数の特定のq値におけるイオンの透過率が低下する。図７(a)と同様に、重畳比率を0.1%としたときには透過率の低下はそれほど大きくないものの、透過率の落下カーブが急峻であり、質量電荷比の選択性が高い。重畳比率を1.0%にすると質量電荷比の選択性は少し悪くなるが、上記特定のq値近傍におけるイオンの透過率を大幅に低下させることができる。ただし、複数のq値で同時にイオンの透過率が低下するため、妨害イオンの質量電荷比をこれらq値に一致させる、あるいは測定対象のイオンの質量電荷比がこれらのq値に一致しないようにする必要がある。一方、図７(b)と同様に、重畳比率を10%にすると連続する質量電荷比範囲全体にわたってイオンの透過率が低下してしまう。
　上記の結果から、3次のハーモニクス成分を1.0%重畳させる構成が最も有用であると考え、この構成についてさらに別のシミュレーションも行った。
　図８は、3次のハーモニクス成分を1.0%重畳した電場について、質量電荷比が40であるイオンが共鳴線上に位置するように、イオンガイドのq値、つまり高周波電圧の振幅を調整したときの、質量電荷比に対するイオン透過率のスペクトルである。図８に示すとおり、質量電荷比40においてイオンの透過率が不連続に鋭く低下している。また、質量電荷比40の前後ではイオンの透過率が連続的に変化しており、質量電荷比の選択性が高く、隣接する質量電荷比のイオンにはほとんど影響がない。なお、質量電荷比が低い側で透過率が低くなっているのは、この領域の質量電荷比が安定領域の端部近傍に位置するためであり、高次ハーモニクス成分を重畳したこととは無関係である。
　図９は、3次のハーモニクス成分を1.0%含む場合の、イオン光軸Cと直交する断面における等電位線である。これは、理想的な双極場に対して数%程度の非線形性を与えることにより得たものである。つまり、このような等電位線を有する電場を形成することができれば、質量電荷比が40の妨害イオンを選択的に排除することができる。
　上述の例では、イオン光軸C周りに等間隔に配置された4本のロッド電極にそれぞれ印加する高周波電圧の振幅（及び直流電圧の大きさ）を決めることにより図９に示す電場を形成した。このような電場は、ロッド電極の配置や形状を従来のものから変更することによっても得ることができる。
　本発明者は、以下に説明する2通りの方法により、3次ハーモニクス成分を1.0%含む電場を形成することができるロッド電極の配置及び形状に関するシミュレーションを行った。
　1つ目の方法は、従来どおり、円筒形状のロッド電極をイオン光軸C周りに等間隔に配置した状態から、ロッド電極の形状と配置を少しずつずらしてゆき、それに伴う高次ハーモニクス成分の変化を確認するというものである。
　まず、シミュレーションの初期配置（従来同様の四重極電場を形成する配置）を決定するために、円筒形状のロッド電極の断面の半径をr、イオン光軸Cからロッド電極までの距離をr0として（図１０(a)）、r/r0に対する各ハーモニクス成分の変化をシミュレーションした。図１０(b)にその結果を示す。四重極配置では、その対称性から n=4m+2（mは自然数）となる次数(n)以外のハーモニクスは全てゼロとなる。ハーモニクスの電位分布への寄与は動径r0のn乗に比例することから、最も寄与の大きいものは6次のハーモニクス成分（C6）であると考えられる。これらを考慮して、最も理想的な四重極電場に近くなるようC6=0とし、ロッド径rをr=1.15r0とした。
　次に、上記の初期配置からのずれの大きさに対する高次ハーモニクス成分の変化をシミュレーションにより確認した。図１１(a)に示すように、X軸方向（図の横方向）への移動量をΔX3、Y軸方向（図の縦方向）への移動量をΔY3とした。図１１(b)にその結果を示す。その結果、ロッドをX方向(図の横方向)にずらす(ΔX3=0.022r0)ことにより、目標とする電場（3次のハーモニクス成分C3を1.0%重畳した電場）が得られることが分かった。一方、Y方向にずらしても他の成分が大きくなるだけで、3次のハーモニクス成分がほとんど変化しないことも分かった。
　上記のようにして決定したロッド電極の断面形状（r/r0=1.15）と配置（ΔX3=0.022r0）を用いた場合のイオンの安定領域を計算した結果を図１２左に示す。図１２右（図７(a)を再掲）に示す、3次のハーモニクス成分を1.0%重畳した結果を良好に再現できていることが分かる。
　次に、2つ目の方法を説明する。この方法は、目標とする、3次のハーモニクス成分を1.0%重畳した等電位線を描いておき、その等電位線に近い電場を形成するように、該等電位線に内接する円筒ロッド電極の形状と配置を決定するものである。図１３に電位分布（等電位線）を、図１４にこの方法で決定した円筒ロッド電極の形状と配置を示す。図１４中のr0はイオン光軸Cからロッド電極までの距離、r1～r4は各ロッド電極の半径、ΔXk、ΔYk（k=1～4）は各ロッド電極の変位量である。
　上記の方法により、各ロッド電極の断面形状(r1/r0=0.986, r2/r0=1.026, r3/r0=1.005, r4/r0=1.005)と配置(ΔX1=0, ΔX2=-0.010r0, ΔX3=0.015r0, ΔX4=0.015r0, ΔY1=0, ΔY2=0, ΔY3=0.005r0, ΔX4=-0.005r0)を決定した。その形状と配置におけるイオンの安定領域を計算した結果を図１５左に示す。この方法でも、図１５右（図７(a)を再掲）に示す、3次のハーモニクス成分を1.0%重畳した結果を良好に再現できていることが分かる。　
　上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
　上記実施例では誘導結合プラズマ質量分析装置について説明したが、他の質量分析装置でも同様に構成することができる。
　上記実施例では、4本のロッド電極によりイオンガイドを構成したが、6本以上の偶数本のロッド電極からなるイオンガイドを用いることもできる。また、イオンガイドに限らず、四重極マスフィルタ等が備えるプリロッドにおいて上記実施例と同様の構成を採ることもできる。さらに、断面が円形以外の柱状電極、柱状電極を長手方向に複数に分割した分割ロッド電極、あるいは複数の板状電極をイオン光軸C方向に並べた仮想ロッド電極を用いることもできる。上記実施例における各数値は、具体的な実施形態を説明するための一例であり、実際に使用する装置等に応じて適宜に変更可能である。
１０…プラズマイオン化部
　１１…プラズマトーチ
　１２…オートサンプラ
　１３…ネブライザガス供給源
　１４…プラズマガス供給源
２０…質量分析部
　２１…第１真空室
　２２…第２真空室
　　２２１…第１イオンレンズ
　　２２２…イオンガイド
　　２２３…第２イオンレンズ
　２３…第３真空室
　　２３１…プリロッド
　　２３２…メインロッド
　　２３３…アパーチャ板
　　２３４…MCP検出器
３０…電源部
４０…制御部
　４１…記憶部
　４２…分析条件設定部
　４３…電源制御部
５０…入力部
６０…表示部

Claims (6)

  1. 　上流側から入射するイオンを下流側に輸送するために用いられるイオンガイドであって、
    　a) 前記イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸を取り囲むように等間隔に配置された2n本（nは2以上の整数）のロッド電極と、
    　b) 前記2n本のロッド電極に高周波電圧を印加する電圧印加部と、
    　c) 前記電圧印加部を制御する制御部であって、前記2n本のロッド電極で囲まれた空間に、2n重極電場に該2n重極電場よりも高次の電場成分を重畳した電場を形成する高周波電圧を前記2n本のロッド電極に印加する制御部と
    　を備えることを特徴とするイオンガイド。
  2. 　上流側から入射するイオンを下流側に輸送するために用いられるイオンガイドであって、
    　a) 前記イオンの飛行経路の中心軸であるイオン光軸を取り囲むように配置された2n本（nは2以上の整数）のロッド電極であって、その配置間隔及び／又は断面形状が不均一である2n本のロッド電極と、
    　b) 前記2n本のロッド電極に高周波電圧を印加する電圧印加部と、
    　c) 前記電圧印加部を制御する制御部であって、前記イオン光軸周りに隣接配置されたロッド電極間に位相が反転した高周波電圧を印加させる制御部と
    　を備えることを特徴とするイオンガイド。
  3. 　前記2n本のロッド電極により囲まれた空間に形成される電場が、特定の質量電荷比のイオンを該空間から排除する、2n重極電場よりも高次の電場成分を含むものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオンガイド。
  4. 　前記2n重極電場が四重極電場であり、前記高次の電場成分が、六重極、八重極、及び十二重極の電場成分のうちのいずれかを含むものであることを特徴とする請求項３に記載のイオンガイド。
  5. 　a) 試料からイオンを生成するイオン源と、
    　b) 前記イオン源で生成されたイオンを質量電荷比に応じて分離する質量分離部と
    　を備えた質量分析装置であって、
    　前記イオン源と前記質量分離部の間に請求項１又は２に記載のイオンガイドが配置されていることを特徴とする質量分析装置。
  6. 　誘導結合プラズマにより試料をイオン化する誘導結合プラズマイオン源を備えることを特徴とする請求項５に記載の質量分析装置。
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