WO2024252929A1 - イオンガイド及び質量分析計 - Google Patents

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英樹 長谷川
益之 杉山
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    • H01J49/065—Ion guides having stacked electrodes, e.g. ring stack, plate stack
    • H01J49/066—Ion funnels

Definitions

  • the present invention relates to ion guide and mass spectrometer technology.
  • Mass spectrometers using atmospheric pressure ionization transport ions generated under atmospheric pressure to the mass analysis section in a vacuum, so they are generally configured as devices with a differential pumping system in which the vacuum chamber is divided into multiple sections.
  • the ion transport section is often placed in a differential pumping chamber with a low degree of vacuum and high pressure upstream of the mass analysis section.
  • the ion transport section is required to have high ion capture efficiency and high ion focusing efficiency.
  • Ion transport sections use an ion guide system that focuses ions using a high-frequency electric field formed by applying a high-frequency voltage.
  • Ion guides include the ion funnel system, which has ring-shaped electrodes stacked in the direction of ion transport, and the multipole ion guide system, which is made up of multiple rod electrodes.
  • the multipole ion guide (hereafter referred to as the ion guide) is supported in a vacuum chamber by a holder made of an insulating material.
  • the ion guide In addition to ions, droplets are introduced into the ion guide, and it is preferable that the droplets are discharged in the ion guide. At this time, the droplets are discharged to the outside through the gaps between the rod electrodes that make up the ion guide, and at this time, some of the discharged droplets adhere to the inside of the holder, contaminating the inside of the holder. This increases the possibility that the voltage that can be applied to the rod electrodes will decrease, or that discharges due to the attached droplets will occur inside the holder even if the same voltage value as before the contamination is applied to the rod electrodes. As a result, the analytical performance and stability of the mass spectrometer may deteriorate.
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe how increasing the number of rod electrodes (number of quadrupoles) improves ion capture efficiency. Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 also describe how the rod electrodes are arranged diagonally along their longitudinal direction, gradually narrowing the internal space of the ion guide toward the ion exit side. In this way, the technology described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 aims to improve the ion focusing efficiency.
  • the present invention was made in light of this background, and its objective is to improve the robustness of ion guides.
  • the present invention provides an ion guide configured by arranging a plurality of cylindrical rod electrodes in a circular shape, characterized in that a concave portion and a convex portion are provided on a side surface of each of the rod electrodes, and the concave portion of one of the rod electrodes and the convex portion of another of the rod electrodes are fitted together in a non-contact state.
  • a concave portion and a convex portion are provided on a side surface of each of the rod electrodes, and the concave portion of one of the rod electrodes and the convex portion of another of the rod electrodes are fitted together in a non-contact state.
  • the present invention can improve the robustness of the ion guide.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a mass spectrometer used in the first embodiment.
  • FIG. 2 shows an ion guide configuration including 12 cylindrical rod electrodes.
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) showing only one rod electrode among the rod electrodes that constitute an ion guide.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) showing only one rod electrode among the rod electrodes that constitute the ion guide.
  • 1A to 1C are a top view, a cross-sectional view, and an arrow view of one of the rod electrodes according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing four of the twelve rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 11 is a diagram relating to the gap between adjacent rod electrodes.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a mass spectrometer used in the first embodiment.
  • FIG. 2 shows an ion guide configuration including 12 cylindrical rod electrodes.
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) showing only one rod electrode among the rod
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) showing an example of an ion guide provided with a holder.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) showing an example of an ion guide provided with a holder.
  • FIG. 13 is a diagram showing another explanation of the features of the ion guide according to the first embodiment.
  • FIG. 13 shows an ion guide according to a second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an ion guide according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a first modified ion guide.
  • FIG. 3 is a diagram (part 3) showing only one rod electrode among the rod electrodes that constitute the ion guide.
  • FIG. 4 is a diagram (part 4) showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 3 is a diagram (part 3) showing only one rod electrode among the rod electrodes that constitute the ion guide.
  • FIG. 4 is a diagram (part 4) showing only one rod electrode among the
  • FIG. 13 shows an ion guide according to a second modified example.
  • FIG. 5 is a diagram (part 5) showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 6 is a diagram (part 6) showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 13 shows an ion guide according to a third modified example.
  • FIG. 7 is a diagram showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 8 is a diagram showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of an ion guide according to a fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram (part 5) showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 6 is a diagram (part 6) showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 13 shows an i
  • FIG. 9 is a diagram showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 10 is a diagram showing only one rod electrode among the rod electrodes that make up the ion guide.
  • FIG. 2 is a perspective view showing two of the four rod electrodes that constitute the ion guide.
  • FIG. 13 is a diagram showing the configuration of a dodecapole ion guide in which twelve cylindrical rod electrodes are arranged in parallel according to a fifth embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram (part 3) showing an example of an ion guide provided with a holder.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an ion guide according to a sixth embodiment.
  • FIG. 1 illustrates common features.
  • FIG. 1 illustrates common features.
  • FIG. 2 is a partial enlarged view of a rod electrode that constitutes an ion guide.
  • FIG. 1 is a diagram (part 1) showing the configuration of an ion guide according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an ion guide provided with a holder.
  • FIG. 2 is a diagram (part 2) showing the configuration of an ion guide according to a comparative example.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an ion guide provided with a holder.
  • a 12-pole ion guide 200 composed of 12 rod electrodes 20 (see FIG. 2 ) having a notch 21 that is a recess having a concave and arcuate shape is used in the mass spectrometer 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a mass spectrometer 1 used in the first embodiment.
  • the mass spectrometer 1 mainly comprises an ion source 100, an ion guide 200, an ion transport device 300, and a mass analysis section 400.
  • the ion guide 200, the ion transport device 300, and the mass analysis section 400 are provided inside a vacuum vessel 130.
  • the dashed lines indicate voltage control lines, and the dashed lines indicate control lines through which information is transmitted.
  • the ion source 100 is mainly composed of an ion generator 110, an ion source chamber 120, etc.
  • the ion source 100 can use various ionization methods such as electrospray (ESI), atmospheric pressure chemical ionization (APCI), and atmospheric pressure photoionization (APPI).
  • ESI electrospray
  • APCI atmospheric pressure chemical ionization
  • APPI atmospheric pressure photoionization
  • the ion generator 110 generates ions from the introduced sample solution Q and sprays the generated ions into the ion source chamber 120.
  • the inside of the ion source chamber 120 is evacuated (symbol E) to remove unnecessary droplets.
  • electrostatic spraying and gas spraying in the ion generator 110 are used in combination to reduce unnecessary droplets. This promotes vaporization of the sample solution Q and improves ionization efficiency.
  • electrostatic spraying is performed by applying a high voltage to the ion generator 110 by the power supply 500.
  • the flow rate of the sprayed gas is about 0.5 to 10 L/min.
  • inert gases such as nitrogen and argon are used as the gas used in the ion generator 110.
  • the flow rate of the sample solution Q is generally in the range of about nL (nanoliter)/min to mL (milliliter)/min.
  • a heating gas up to about 800°C.
  • the flow rate of the heating gas is about 0.5 to 50 L/min, and an inert gas such as nitrogen or argon is generally used.
  • a counter electrode 121 having a hole H1 is arranged in front of the introduction electrode 122.
  • Gas G is introduced from the hole H11 into the space between the introduction electrode 122 and the counter electrode 121. This allows gas G to be introduced between the introduction electrode 122 and the counter electrode 121. As a result, noise components such as excess droplets sprayed by the ion source 100 can be prevented from being introduced into the hole H2 of the introduction electrode 122.
  • the flow rate of gas G is about 0.5 to 50 L/min, and an inert gas such as nitrogen or argon is generally used. Note that a voltage is also applied to the counter electrode 121 and the introduction electrode 122 by the power source 500, but the control lines for the voltage applied to the counter electrode 121 and the introduction electrode 122 are omitted in FIG. 1.
  • Ions introduced into the ion source chamber 120 are introduced into hole H2 in the introduction electrode 122 via hole H1 in the counter electrode 121. At this time, the ions move in the direction of ion generation device 110 ⁇ ion source chamber 120 ⁇ hole H1 ⁇ hole H2 due to the electric field generated between the ion generation device 110 and the introduction electrode 122.
  • the diameters of hole H1 in the counter electrode 121 and hole H2 in the introduction electrode 122 are generally several mm or less, and the voltage applied to the counter electrode 121 is generally a maximum of ⁇ several kV.
  • the polarity of the voltages applied to the counter electrode 121 and the introduction electrode 122 is the same.
  • the ions are introduced from hole H2 in the introduction electrode 122 through the ion guide 200 and ion transport device 300 into the mass analysis section 400, where they are analyzed.
  • Various voltages are applied to the ion source 100 (ion generation device 110), ion guide 200, ion transport device 300, and mass analysis section 400 by the power supply 500.
  • the timing and voltage value of the voltage application by the power supply 500 are controlled by the control device 600.
  • the inside of the vacuum vessel 130 may be divided into a plurality of vacuum chambers V1 to V3.
  • the vacuum chambers V1 and V2 are electrically connected to each other through a small-diameter hole H3.
  • the vacuum chambers V2 and V3 are electrically connected to each other through a small-diameter hole H4.
  • the holes H2, H3, and H4 provided in the introduction electrode 122 are paths for ions.
  • a voltage may be applied to the member having the holes H3 and H4.
  • the housing part such as the vacuum vessel 130 and the member having the holes H3 and H4 (and the hole H2) are insulated via an insulator (not shown) or the like.
  • the holes H3 and H4 are generally several mm or less in size.
  • the vacuum chambers V1 to V3 are evacuated by vacuum pumps P1 to P3, respectively. As a result, the vacuum chamber V1 is generally maintained at several hundred to several thousand Pa, the vacuum chamber V2 at several Pa, and the vacuum chamber V3 at 0.1 Pa or less.
  • the vacuum chamber V1 is provided with an ion guide 200 that transmits ions while converging them.
  • the vacuum chamber V2 is provided with an ion transport device 300 that transmits ions while converging them in the same manner as the ion guide 200.
  • the ion transport device 300 may be provided with a multipole ion guide 200, an electrostatic lens, an ion funnel, or the like.
  • a high-frequency voltage, a direct current voltage, an alternating current voltage, or a combination of these voltages is applied to the ion guide 200 and the ion transport device 300 from the power source 500.
  • the number of vacuum chambers V1 to V3 may be greater or less than the number shown in FIG. 1.
  • another vacuum chamber maintained at several hundred Pa may be provided between vacuum chamber V1 and vacuum chamber V2, and an ion transport device 300 other than the ion transport device 300 shown in FIG. 1 may be disposed in this vacuum chamber.
  • the mass spectrometry section 400 is composed of an ion separator 401, a detector 402, etc.
  • the ion separator 401 which separates and dissociates ions, includes an ion trap, a quadrupole filter electrode, a collision cell, a time-of-flight mass analyzer, etc.
  • the ions passing through the ion separator 401 are detected by a detector 402.
  • the detector 402 may be an electron multiplier or a multichannel detector.
  • the ions detected by the detector 402 are converted into an electric signal, and the mass, intensity, and other information of the ions can be analyzed in detail by the controller 600.
  • the device 600 includes an input/output unit (not shown) and a memory for receiving instructions from a user and controlling voltage, etc., and also includes software and the like required for operating the power supply 500.
  • the voltage supplied to the mass analysis section 400 may be a high-frequency voltage, a direct current voltage, an alternating current voltage, or a combination of these voltages.
  • the longitudinal direction of the ion guide 200 is defined as the X-axis, and the axes that are perpendicular to the X-axis, pass through the center C of the ion guide 200, and are perpendicular to each other are defined as the Y-axis and Z-axis.
  • the direction from the ion source 100 to the mass analysis unit 400 is defined as the X-axis
  • the direction perpendicular to the X-axis and upwards of the mass spectrometer 1 is defined as the Z-axis
  • the direction perpendicular to the X-axis and Z-axis is defined as the Y-axis.
  • FIGS. 2 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200 equipped with twelve (12-pole) cylindrical rod electrodes 20 (20-1 to 20-12).
  • an ion guide 200 having n rod electrodes 20 will be referred to as an n-pole ion guide 200.
  • the left diagram Z1 is a view seen from the ion inlet side.
  • the ion inlet side (or simply the inlet side) is the side of the ion source 100 shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a view seen from the side of the ion guide 200.
  • the right diagram Z3 in FIG. 2 is a view seen from the ion outlet side (the right side in FIG. 1).
  • the ion outlet side (or simply the outlet side) is the side of the mass analysis section 400 shown in FIG. 1.
  • a plurality of rod electrodes 20 (20-1 to 20-12) having a columnar shape are arranged in a circle (annularly) with respect to the center C of the ion guide 200.
  • Each rod electrode 20 is arranged to have an angle " ⁇ " in the longitudinal direction. The angle " ⁇ " will be described later.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing only one of the rod electrodes 20 (20-1) that constitute the ion guide 200 shown in FIG. 2.
  • FIG. 3A is a diagram showing the rod electrode 20 from the ion inlet side
  • FIG. 3B is a diagram showing the rod electrode 20 from the ion outlet side.
  • the rod electrode 20 according to this embodiment is characterized in that the cylindrical rod electrode 20 has a notch 21 on its side, which is a concave, arc-shaped recess.
  • a protrusion 26 is provided on the side of the rod electrode 20 opposite to the side on which the notch 21 is provided.
  • the notch 21 (recess) and the protrusion 26 are provided on the side of the rod electrode 20.
  • the shape without the notch 21 is shown by a dashed line.
  • This embodiment is characterized in that the rod electrodes 20-1 to 20-12 having the notch 21 are arranged at an angle " ⁇ " with respect to the X-axis as shown in Figure 2. That is, the ion guide 200 according to this embodiment is configured so that the mass spectrometer 1 side (exit side) is narrowed.
  • " ⁇ " is preferably about 10° or less.
  • the reference numerals for the notch 21 and the protrusion 26 are omitted to avoid complication.
  • the notch 21 of one rod electrode 20 and the protrusion 26 of another rod electrode 20 are fitted together in a non-contact state.
  • Fig. 4 shows a top view, a cross-sectional view, and an arrow view of one of the rod electrodes 20 according to this embodiment.
  • the upper drawing Z4 of Fig. 4 is a view (top view) of the rod electrode 20 seen from above.
  • the lower right drawing Z5 of Fig. 4 is an A-A cross-sectional view of the rod electrode 20.
  • the lower left drawing Z6 of Fig. 4 is a view (B arrow view) of the rod electrode 20 seen from the arrow B (inclined direction of ⁇ °) of the ion guide 200.
  • FIG. 4 shows a top view, a cross-sectional view, and an arrow view of one of the rod electrodes 20 according to this embodiment.
  • the rod electrode 20 is characterized in that a concave cutout 21 is formed in an arc of radius "RC" over the entire length of a cylinder with a diameter ( ⁇ ) "D” and a length "L".
  • the cutout 21 is formed in a state of being inclined at a predetermined angle " ⁇ °" with respect to the longitudinal direction of the rod electrode 20 (provided with a predetermined angle).
  • the cutout 21 is shallow on the entrance side and deep on the exit side. In this way, the thickness of the rod electrode 20 can be changed on the entrance side and the exit side. Even if the twelve rod electrodes 20 are arranged inclined at an angle " ⁇ " with respect to the X-axis as shown in FIG.
  • the ion guide 200 can be assembled without the rod electrodes 20 coming into contact with each other. In other words, even if the rod electrodes 20 are arranged in an inclined manner, the cutout 21 of one rod electrode 20 and the protrusion 26 of another rod electrode can be kept in a non-contact engagement state. It is desirable that "D” be approximately 10 mm or less, “L” be approximately 100 to 300 mm, and " ⁇ °” be approximately 5° or less.
  • the notch 21 is formed in an arc of a constant radius "RC" over the entire length of the rod electrode 20.
  • RC constant radius
  • the shape of the notch 21 is not important, and as will be described later, the shape of the notch 21 does not need to be the same over the entire length.
  • the ridge portion 22 resulting from the formation of the notch 21 may be chamfered or arc-chamfered for the purpose of preventing discharge, etc.
  • the size of the gap between adjacent rod electrodes 20 depends on the applied voltage value, but is preferably about 0.1 mm to 5 mm.
  • the width of the gap may be configured to be approximately the same from the entrance side to the exit side. Alternatively, the size of the gap may change from the entrance side to the exit side. This also applies to the embodiments and modified examples shown below.
  • FIG. 5 is a perspective view showing four rod electrodes 20-6 to 20-9 out of the twelve rod electrodes 20 that constitute the ion guide 200.
  • the characteristics of the rod electrodes 20 shown in FIGS. 2 to 4 realize an ion guide 200 in which the radius of the inscribed circle gradually decreases from the inscribed circle 23 of the rod electrode 20 on the entrance side to the inscribed circle 24 of the rod electrode 20 on the exit side.
  • the rod electrodes 20 are arranged at an angle of " ⁇ " (see FIG. 2) so that the inscribed circle 23 of the rod electrode 20 on the entrance side is larger than the inscribed circle 24 of the rod electrode 20 on the exit side. This makes it possible to gradually narrow the internal space of the ion guide 200 toward the exit side.
  • the focusing force of the multipole electric field can be gradually strengthened toward the exit side, and ions can be gradually focused near the center C.
  • FIG. 6 is a diagram relating to the gap between adjacent rod electrodes 20.
  • the dashed line S connects the centers GC1 to GCn of the rod gaps GA1 to GAn at the same distances "R1" to "Rn" (the respective arcs shown by the dashed lines in Fig. 6) from the center C of the ion guide 200.
  • the ion guide 200 according to this embodiment is characterized in that the dashed line S is not a straight line. This relationship may exist over the entire length of each rod electrode 20, or may exist in a part of the rod electrode 20 in the longitudinal direction.
  • FIG. 7 and 8 show examples of an ion guide 200 provided with a holder 210.
  • FIG. The left diagram Z11 in Fig. 7 is a diagram of the ion guide 200 provided with the holder 210, as viewed from the inlet side.
  • the right diagram Z12 in Fig. 7 is a side view of the ion guide 200 provided with the holder 210.
  • Fig. 8 is an enlarged view of the rod electrodes 20-1 to 20-2.
  • the same reference numerals are used for the same configurations as Figs. 2 to 6, and the description thereof will be omitted.
  • the actual ion guide 200 as shown in FIG.
  • the twelve rod electrodes 20 (20-1 to 20-12) are held by holders 210 (210a, 210b) made of an insulating material, that is, made of an insulating material.
  • the holders 210 (210a, 210b) have a shape that contacts each of the rod electrodes 20 and are made of an insulating material.
  • the holders 210 may have any shape as long as they can support the rod electrodes 20.
  • each of the rod electrodes 20-1 to 20-12 is arranged at an incline with respect to the X-axis. Therefore, the inner diameters of the holders 210a and 210b made of an insulating material are different.
  • the inner diameter of the holder 210a arranged on the entrance side is larger than the inner diameter of the holder 210b arranged on the exit side.
  • the rod electrodes 20-1 to 20-12 having the concave cutouts 21 are arranged in a tilted state with respect to the X-axis.
  • the contact parts 211a and 211b are parts where the holder 210 (210a, 210) and the rod electrode 20 are in contact.
  • the contact part 211a is the part where the holder 210a is in contact with the rod electrode 20.
  • the contact part 211b is the part where the holder 210b is in contact with the rod electrode 20.
  • the holder 210 holds each rod electrode 20, allowing the ion guide 200 to be installed in the vacuum chamber V1 (see Figure 1) without each rod electrode 20 becoming dispersed.
  • the insulating surface portions 212a and 212b are not visible.
  • the insulating surface portion 212a is the portion of the contact portion 211a that corresponds to the gap of the rod electrode 20.
  • the insulating surface portion 212b is the portion of the contact portion 211b that corresponds to the gap of the rod electrode 20.
  • FIG. 9 is a diagram showing another explanation of the features of the ion guide 200 according to the first embodiment.
  • rod electrodes 20-1 to 20-2 are shown in Fig. 9.
  • a center GC of the rod gap GA at a certain distance "R" (a circular arc shown by a dashed line in Fig. 9) from the center C of the ion guide 200 (see Fig. 2) and a line GL connecting the centers C are defined.
  • This embodiment is characterized in that the shapes of adjacent rod electrodes 20 (rod electrodes 20-1 and 20-2 in the example shown in Fig. 9) are asymmetrical with respect to the line GL in the vicinity of the line GL. This relationship may exist over the entire length of the rod electrode 20, or may exist in a part of the longitudinal direction.
  • the notch 21 of one rod electrode 20 and the protrusion 26 of another rod electrode 20 are fitted together in a non-contact state.
  • droplets discharged from the inside of the ion guide 200 to the outside are blocked by the protrusion 26 of the rod electrode 20. This makes it difficult for the droplets to reach the insulating surface portion 212a.
  • the configuration of the ion guide 200 according to this embodiment described above can prevent the insulating surface portions 212a and 212b of the holder 210 from being contaminated by liquid droplets. This can improve the robustness of the ion guide 200. Furthermore, by improving the robustness of the ion guide 200, the diameter of the holes H1 and H2 (see FIG. 1) can be increased to increase the amount of ions introduced. This can improve the analytical sensitivity of the mass spectrometer 1 (see FIG. 1).
  • the ion guide 200 according to this embodiment can also be placed in other vacuum chambers, such as vacuum chamber V2, in addition to vacuum chamber V1 shown in FIG. 1.
  • FIG. 10 shows an ion guide 200a according to the second embodiment.
  • Fig. 10 for simplicity, only the differences from the ion guide 200 shown in Figs. 2 to 9 are explained.
  • the rod electrode 20a is shown for simplicity.
  • the left diagram Z21 in Fig. 10 is a view from the ion inlet direction.
  • the center diagram Z22 in Fig. 10 is a view from the side. In the center diagram Z22 in Fig. 10, for simplicity, only the rod electrodes 20a-1 and 20a-5 are shown.
  • FIG. 10 is a view from the ion outlet side.
  • FIG. 10 shows an ion guide 200a in which eight (octapole) cylindrical rod electrodes 20a having concave and arcuate cutouts 21 are arranged in a circle around the center C.
  • the structure of each rod electrode 20a is the same as that of the rod electrode 20 shown in the first embodiment.
  • the cutout 21 of one rod electrode 20a and the convex portion 26 of another rod electrode 20a are engaged in a non-contact state. That is, the ion guide 200a shown in FIG. 10 is different from the ion guide 200 shown in FIG. 2 to FIG. 9 in that it is provided with eight cylindrical rod electrodes 20a-1 to 20a-8 (octapole).
  • the basic effect of the ion guide 200a shown in FIG. 10 is the same as that of the example shown in FIG. 2 to FIG. 9, but the ion focusing efficiency of the octapole tends to be higher than that of the dodecapole.
  • FIG. 11 is a diagram showing an ion guide 200b according to the third embodiment.
  • the left diagram Z31 in Figure 11 is a view from the ion inlet side.
  • the center diagram Z32 in Figure 11 is a view from the side. Note that, for simplicity, only the rod electrodes 20b-1 and 20b-4 are shown in the center diagram Z32 in Figure 11.
  • FIG. 11 shows an ion guide 200b in which six (hexapole) cylindrical rod electrodes 20b having concave and arcuate cutouts 21 are arranged in a circle around the center C.
  • the structure of each rod electrode 20b is the same as that of the rod electrode 20 shown in the first embodiment.
  • the cutout 21 of one rod electrode 20b is engaged with the convex portion 26 of another rod electrode 20b in a non-contact state. That is, the ion guide 200b shown in FIG. 11 is different from the ion guide 200 shown in FIG. 2 to FIG.
  • ion guide 200b in that it includes six cylindrical rod electrodes 20b-1 to 20b-6 (hexapole).
  • the basic effect of the ion guide 200b is the same as that of the ion guide 200 shown in FIG. 2 to FIG. 9 and the ion guide 200a shown in FIG. 10, but the ion focusing efficiency of the hexapole tends to be higher than that of the octapole.
  • FIG. 12 is a diagram showing a first modified ion guide 200c.
  • Fig. 12 for the sake of simplicity, only the differences from the ion guide 200 shown in Figs. 2 to 9 will be described. Also, for the sake of simplicity, only the rod electrode 20c is shown in Fig. 12.
  • the left diagram Z41 in Fig. 12 is a view from the ion inlet side direction (the left side of Fig. 1). Also, the center diagram Z42 in Fig. 12 is a view from the side.
  • An ion guide 200c shown in FIG. 12 has twelve rod electrodes 20c (20c-1 to 20c-12) each having a substantially oval cylindrical shape (cross-sectional shape being substantially oval) arranged in a circle with respect to the center C.
  • Fig. 13A and Fig. 13B are diagrams showing only one rod electrode 20c-1 among the rod electrodes 20c constituting the ion guide 200c.
  • Fig. 13A is a diagram showing the rod electrode 20c-1 as seen from the entrance side
  • Fig. 13B is a diagram showing the rod electrode 20c-1 as seen from the exit side.
  • the rod electrode 20c of the first modification is characterized in that a concave and arc-shaped notch 21 is provided in the substantially elongated cylindrical rod electrode 20c (rod electrode 20c-1 in Figs. 13A and 13B).
  • a convex portion 26 is provided on the side opposite to the side of the rod electrode 20c on which the notch 21 is provided.
  • the shape of the rod electrode 20c without the notch 21 is shown by a dashed line.
  • the basic effect of the ion guide 200c according to the first modification is the same as that of the ion guide 200 shown in Figs. 2 to 9.
  • the reference numerals for the notch 21 and the protrusion 26 are omitted to avoid complication. As shown in FIG. 12, the notch 21 of one rod electrode 20c and the protrusion 26 of another rod electrode 20c are fitted together in a non-contact state.
  • FIG. 14 is a diagram showing a second modified ion guide 200d.
  • the left diagram Z51 in Fig. 14 is a view from the ion inlet side.
  • the center diagram Z52 in Fig. 14 is a view from the side.
  • the right diagram Z53 in Fig. 14 is a view from the ion outlet side. 14 shows the configuration of a 12-pole ion guide 200d that is composed of cylindrical rod electrodes 20d (20d-1 to 20d-12). For simplicity, only the rod electrodes 20d are shown in FIG.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing only one rod electrode 20d-1 of the rod electrodes 20d that constitute the ion guide 200d.
  • Fig. 15A is a diagram showing the rod electrode 20d-1 as viewed from the entrance side.
  • Fig. 15B is a diagram showing the rod electrode 20d-1 as viewed from the exit side.
  • each rod electrode 20d is arranged in a circle with respect to the center C.
  • the rod electrode 20d of the second modification shown in Figs. 14 to 15B (rod electrode 20d-1 in Figs. 15A and 15B) is characterized in that a concave V-shaped notch 21 is provided in the cylindrical rod electrode 20d.
  • a convex portion 26 is provided on the side opposite to the side of the rod electrode 20d on which the notch 21 is provided.
  • the shape of the rod electrode 20d without the notch 21 is shown by a dashed line.
  • the basic effect of the ion guide 200d is similar to that of the ion guide 200 shown in Figs. 2 to 9.
  • the reference numerals for the notch 21 and the protrusion 26 are omitted to avoid complication. As shown in FIG. 14, the notch 21 of one rod electrode 20d and the protrusion 26 of another rod electrode 20d are fitted together in a non-contact state.
  • FIG. 16 is a diagram showing a third modified ion guide 200e.
  • the left diagram Z61 in Fig. 16 is a diagram seen from the ion inlet side.
  • the center diagram Z62 in Fig. 16 is a diagram seen from the side of the ion guide 200e.
  • FIG. 16 shows a dodecapole ion guide 200e that is composed of twelve rectangular rod electrodes 20e (20e-1 to 20e-12).
  • FIG. 17A and 17B are diagrams showing only one rod electrode 20e-1 among the rod electrodes 20e that constitute the ion guide 200e.
  • Fig. 17A is a diagram showing the rod electrode 20e-1 as viewed from the entrance side
  • Fig. 17B is a diagram showing the rod electrode 20e-1 as viewed from the exit side.
  • each rod electrode 20e is arranged in a circle with respect to the center C.
  • the rod electrode 20e of the third modification shown in Figs. 16 to 17B (rod electrode 20e-1 in Figs. 17A and 17B) is characterized in that a concave V-shaped notch 21 is provided in the rod electrode 20e having a rectangular column shape.
  • a convex portion 26 is provided on the side opposite to the side of the rod electrode 20e on which the notch 21 is provided.
  • the shape of the rod electrode 20e without the notch 21 is shown by a dashed line.
  • the basic effect of the ion guide 200e is similar to that of the ion guide 200 shown in Figs. 2 to 9.
  • the reference numerals for the notch 21 and the protrusion 26 are omitted to avoid complication. As shown in FIG. 16, the notch 21 of one rod electrode 20e and the protrusion 26 of another rod electrode 20e are fitted together in a non-contact state.
  • FIG. 18 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200f according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 for simplicity, only the differences from the ion guide 200 shown in FIG. 2 to FIG. 9 are described. Also, for simplicity, only the rod electrodes 20f are shown in FIG. 18.
  • the left diagram Z71 in FIG. 18 is a view of the ion guide 200f from the ion inlet side.
  • the center diagram Z72 in FIG. 18 is a view of the ion guide 200f from the side. Note that, for simplicity, only the rod electrodes 20f-1 and 20f-3 are shown in the center diagram Z72 in FIG. 18.
  • the right diagram Z73 is a view of the ion guide 200f from the ion outlet side. 18 shows the configuration of a quadrupole ion guide 200f in which four cylindrical rod electrodes 20f (20f-1 to 20f-4) are arranged in a circle about a center C. As shown in FIG. 18, in the ion guide 200f, a concave-shaped and arc-shaped notch 21 is provided in the rod electrode 20f from the middle of the longitudinal direction.
  • FIGS. 19A and 19B are diagrams showing only one rod electrode 20f-1 out of the rod electrodes 20f that make up the ion guide 200f.
  • FIG. 19A is a diagram showing the rod electrode 20f-1 from the entrance side.
  • FIG. 19B is a diagram showing the rod electrode 20f-1 from the exit side.
  • the rod electrode 20f of the fourth embodiment (rod electrode 20f-1 in the example shown in FIGS. 19A and 19B) is characterized in that a concave and arc-shaped notch 21 is provided in the rod electrode 20f from midway along the longitudinal direction.
  • a convex portion 26 is provided on the side of the rod electrode 20f opposite to the side on which the notch 21 is provided.
  • FIG. 20 is a perspective view showing two rod electrodes 20f-3 and 20f-4 out of the four rod electrodes 20f that constitute the ion guide 200f. 2 to 9, the radius of the inscribed circle gradually decreases from the inscribed circle 23f of the rod electrode 20f on the entrance side to the inscribed circle 24f of the rod electrode 20f on the exit side.
  • the notch 21 is provided from a starting point 25 provided midway along the longitudinal direction of the rod electrode 20f toward the exit side. That is, in the rod electrode 20f, the notch 21 is provided from the midway along the rod electrode 20f toward the ion exit side (the direction of the inscribed circle 24f) with respect to the longitudinal direction of the rod electrode 20f.
  • the reference numerals for the notch 21 and the protrusion 26 are omitted to avoid complication.
  • the notch 21 of one rod electrode 20f and the protrusion 26 of another rod electrode 20f are fitted together in a non-contact state.
  • the holder 210 (see FIG. 7) is not installed in the portion where the notch 21 is not provided. Therefore, contamination of the insulating surface portions 212a and 212b does not occur in the portion where the notch 21 is not provided.
  • the basic effect of the ion guide 200f is the same as that of the ion guide 200, but the quadrupole tends to have a higher ion focusing efficiency than the hexapole of the third embodiment.
  • the number of rod electrodes 20f number of quadrupoles
  • the amount of cutting required for the notch 21 can be reduced compared to the ion guides 200, 200a to 200e. This allows for cost reduction.
  • FIG. 21 is a diagram showing the configuration of a 12-pole ion guide 200g in which 12 cylindrical rod electrodes 20g (20g-1 to 20g-12) are arranged parallel to the longitudinal direction.
  • the left diagram Z81 shows the ion guide 200g from the ion inlet side.
  • the center diagram Z82 of FIG. 21 only the rod electrodes 20g-1 and 20g-7 are shown for simplicity.
  • the center diagram Z82 of FIG. 21 shows the ion guide 200g from the side.
  • the right diagram Z83 of FIG. 21 shows the ion guide 200g from the ion outlet side.
  • cylindrical rod electrodes 20g-1 to 20g-12 each having a concave and arcuate cutout 21 are arranged in parallel. Therefore, the left diagram Z81 and the right diagram Z83 in Fig. 21 show a state in which the electrodes are simply inverted with respect to the Z axis.
  • the rod electrodes 20g are arranged in a circle with respect to the center C.
  • a protrusion 26 is provided on the side of the rod electrode 20g opposite to the side on which the notch 21 is provided.
  • the notch 21 of one rod electrode 20g and the protrusion 26 of another rod electrode 20g are fitted together in a non-contact state.
  • the features of the ion guide 200g shown in the fifth embodiment are the same as those of the ion guide 200.
  • the feature shown in FIG. 6 is that the dashed dotted line S connecting the centers GC1 to GCn of the rod gaps GA1 to GAn at the same distances R1 to Rn from the center C is not a straight line.
  • a line GL is defined connecting the center GC of the rod gap GA at a predetermined distance "R" from the center C of the ion guide 200g to the center C.
  • the feature shown in FIG. 9 is that the shape of the rod electrode 20g is asymmetrical with respect to the line GL in the vicinity of the line GL.
  • FIG. 22 shows an example of an ion guide 200g provided with a holder 210c.
  • a left diagram Z91 in Fig. 22 is a diagram of the ion guide 200g provided with the holder 210c, as viewed from the inlet side.
  • a right diagram Z92 in Fig. 22 is a side view of the ion guide 200g provided with the holder 210c.
  • an actual ion guide 200g may have an insulating holder 210c to hold the 12 rod electrodes 20g (20g-1 to 20g-12).
  • the rod electrodes 20g (20g-1 to 20g-12) are arranged parallel to the X-axis, so that the holders 210c on the entrance side and the exit side may have the same shape as shown in FIG.
  • the ion guide 200g has the same effect as the ion guide 200 shown in Figures 2 to 9. In addition, since the rod electrode 20g is not installed at an angle, the ion guide 200g can be installed more easily than the ion guides 200, 200a to 200f.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an ion guide 200h according to the sixth embodiment.
  • FIG. 23 for simplicity, only the differences from ion guide 200 are described.
  • a configuration has been shown in which the notch 21 is provided on one of the rod electrodes 20, 20a to 20g in the vicinity of the gap formed between the adjacent rod electrodes 20, 20a to 20g. That is, in the examples so far, the notch 21 is provided only on one side surface of the rod electrodes 20, 20a to 20g.
  • the ion guide 200h shown in the sixth embodiment is composed of rod electrodes 20h (20h-1 to 20h-12).
  • the rod electrodes 20h are provided with concave and arc-shaped notches 21 on the side surfaces of both rod electrodes 20h in the vicinity of the gap formed between the adjacent rod electrodes 20h.
  • the ion guide 200h is composed of 12 (12-pole) cylindrical rod electrodes 20h. That is, in the sixth embodiment, the notch 21 is provided on both side surfaces of each of the rod electrodes 20h constituting the ion guide 200h. In addition, when the notch 21 is provided on both sides, this means that the notch 21 and the protrusion 26 are provided on one side of the rod electrode 20h, and the notch 21 and the protrusion 26 are also provided on the other side.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view of the ion guide 200h in the YZ plane (see FIG. 1 and FIG. 5).
  • arc-shaped cutouts 21 are provided in the rod electrodes 20h located on both sides of the gaps in the rod electrodes 20h.
  • the cutouts 21 and the protrusions 26 are provided on both side surfaces of the rod electrodes 20h. The cutouts 21 of one rod electrode 20h and the protrusions 26 of another rod electrode 20h are fitted together in a non-contact state.
  • the ion guides 200, 200a to 200h of each example can achieve the above-mentioned effects even when the characteristic elements of each of the ion guides 200, 200a to 200h are combined.
  • the ion guide 200 represents the ion guides 200 and 200 to 200h
  • the rod electrode 20 represents the rod electrodes 20 and 20a to 20h.
  • ion capture efficiency higher when the number of quadrupoles is larger
  • ion convergence efficiency higher when the number of quadrupoles is smaller.
  • the optimal configuration of the ion guide 200 may differ depending on the target sample, the configuration of any number of quadrupoles is very important.
  • the configuration of the ion guide 200 may be configured with a number of rods other than the quadrupole, hexapole, octapole, and dodecapole shown in the above examples.
  • the number of rod electrodes 20 is limited to an even number. This is because voltages of opposite phases are applied to adjacent rod electrodes 20.
  • the ion guide 200 which is composed of multiple rod electrodes 20, can be implemented, for example, by screwing the insulator holder 210 and the rod electrodes 20 together. Other fixing means such as gluing the holder 210 and the rod electrodes 20 together may also be used. Parts such as pins that determine the positional relationship between the holder 210 and the rod electrodes 20 may also be used.
  • the rod electrode 20 may have a shape other than the cylinder, rectangular column, or approximately elongated cylinder shown in the above examples (e.g., a hexagonal column, etc.).
  • various methods can be used to machine the cutout portion 21. For example, cutting (including machining using a multi-axis machining center, etc.), electric discharge machining (including wire-cut electric discharge machining, etc.), casting, a three-dimensional printer, plastic molding (adding a metal layer to the surface), etc.
  • FIG. 24 is a diagram showing a feature common to the examples described so far (particularly the cylindrical rod electrode 20).
  • the diameter of the rod electrode 20 (the maximum diameter in the direction where the notch 21 (see FIG. 3A and FIG. 3B, etc.) is not provided) is defined as "D", and the center-to-center distance between adjacent rod electrodes 20 is defined as "P".
  • the ion guide 200 is characterized by the relationship D>P. That is, since "D" is larger than "P", as shown in FIG. 24, there is an overlapping portion (shaded portion DL) of each rod electrode 20.
  • the overlapping portion (shaded portion DL) is used as the notch 21, and a gap is provided between each rod electrode 20, which is a feature of this embodiment. This relationship may be held over the entire length of the rod electrode 20, or may be held in a part of the longitudinal direction as shown in FIG. 18 to FIG. 20.
  • FIG. 25 is a partial enlarged view of the rod electrodes 20-1 and 20-2 out of the rod electrodes 20 that constitute the ion guide 200. As shown in FIG. In the ion guide 200 of this embodiment, the notch 21 of one rod electrode 20 and the protrusion 26 of another rod electrode 20 are fitted together in a non-contact state.
  • a configuration in which the contact portion 211a and the insulating creeping surface portion 212a are not visible from the center C can be realized.
  • the angle between each of the straight lines L1 and L2 connecting the center C and both ends of the range of the insulating creeping surface portion 212a is defined as " ⁇ ".
  • An obstacle i.e., the rod electrode 20-1 exists within the range of " ⁇ ". Therefore, the feature of this embodiment is that the insulating creeping surface portion 212a is not visible from the center C.
  • the insulating surface portions 212a, 212b are not visible when the ion guide 200 is viewed from the inlet side.
  • FIG. 26 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200j according to a comparative example.
  • the left diagram Z101 in Fig. 26 shows the ion guide 200j from the ion inlet side, and the right diagram Z102 shows a cross-sectional view of the ion guide 200j on the Z axis.
  • FIG. 26 shows a multipole (quadrupole in the example shown in FIG. 26) ion guide 200j that is composed of cylindrical rod electrodes 20j (20j-1 to 20j-4).
  • FIG. 27 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200j provided with a holder 210.
  • the left diagram Z111 in Fig. 27 shows the ion guide 200j as seen from the ion inlet side, and the right diagram Z112 shows a cross-sectional view of the ion guide 200j on the Z axis.
  • a line SA is defined as connecting the centers GC1 to GCn of rod gaps GA1 to GAn at the same distance "R1" to "Rn" (the circle shown by the dashed line in FIG. 26) from the center C of ion guide 200j.
  • the characteristic of ion guide 200j with multipoles as shown in FIG. 26 is that line SA is a straight line.
  • the rod electrodes 20j are arranged in parallel along the X-axis direction. Therefore, the relationship that the line SA connecting the centers GC1 to GCn of the rod gaps GA1 to GAn is a straight line is constant over the longitudinal direction of the rod electrodes 20j.
  • the insulating surface portion 212 of the holder 103 is visible. Ions and droplets generated by the ion source 100 (see FIG. 1) are introduced into the ion guide 200j.
  • the ion guide 200j has the role of discharging droplets that become a noise factor during analysis from the rod gaps GA1 to GAn (see FIG. 26) and the like, and converging only ions near the center C by the multipole electric field. In other words, the ion guide 200j has the role of separating the airflow containing the droplets from the ions.
  • the insulating surface portion 212 of the holder 210 is more likely to be contaminated by liquid droplets.
  • the insulating surface portion 212 which is intended to insulate adjacent rod electrodes 20j, is contaminated with liquid droplets, degrading the insulating performance.
  • the voltage value that can be applied to the rod electrode 20j decreases.
  • Fig. 28 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200k according to a comparative example.
  • the left diagram Z121 in Fig. 28 shows the ion guide 200k seen from the ion inlet side, and the right diagram Z122 shows a cross-sectional view of the ion guide 200k on the Z axis.
  • the rod electrode 20k is shown for simplicity.
  • the rod electrodes 20k constituting the ion guide 200k have a rectangular columnar shape.
  • Fig. 29 is a diagram showing the configuration of an ion guide 200k provided with a holder 210.
  • a left diagram Z131 in Fig. 29 shows the ion guide 200k as viewed from the ion inlet side, and a right diagram Z132 shows a cross-sectional view of the ion guide 200k on the Z axis.
  • 28 and 29 the same components as those in FIGS. 26 and 27 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the ion guide 200k configured with rectangular rod electrodes 20k (20k-1 to 20k-4) as shown in FIGS. 28 and 29 has the same features and problems as the ion guide 200j shown in FIGS.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 there are techniques for increasing the number of rod electrodes 20j, 20k (number of quadrupoles) and improving the ion capture efficiency, as in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1.
  • the rod electrodes 20j, 20k are arranged obliquely (tilted) along the longitudinal direction of the rod electrodes 20j, 20k. In other words, the internal space of the ion guide 200k is gradually narrowed toward the exit side. In this way, the ion convergence efficiency is improved.
  • the line SA connecting the centers GC1 to GCn of the rod gaps GA1 to GAn shown in Figures 26 and 28 remains in a straight line. Therefore, it is considered that the problem of contamination of the holder 210 cannot be solved.
  • the diameter of the hole H2 (see Figure 1) of the introduction electrode 122 (see Figure 1) may be increased to increase the amount of ions introduced from the atmosphere. In such a case, the amount of droplets introduced into the ion guides 200j and 200k will also increase. Therefore, the contamination problem of the holder 210 may become even more pronounced.
  • the ion guides 200, 200a to 200h shown in this embodiment can prevent such contamination of the holder 210 (insulating surface portions 212a, 212b).
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modified examples.
  • the above-described embodiments have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to having all of the configurations described. It is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.
  • control device 600 may be realized in hardware, for example by designing a part or all of them as an integrated circuit.
  • each of the configurations and functions described above may be realized in software by a processor such as a CPU interpreting and executing a program that realizes each function.
  • a processor such as a CPU interpreting and executing a program that realizes each function.
  • information such as the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC (Integrated Circuit) card, an SD (Secure Digital) card, or a DVD (Digital Versatile Disc).
  • SSD Solid State Drive
  • a recording medium such as an IC (Integrated Circuit) card, an SD (Secure Digital) card, or a DVD (Digital Versatile Disc).
  • control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all control lines and information lines in the product are necessarily shown. In reality, it can be considered that almost all components are interconnected.

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Abstract

イオンガイドのロバスト性を向上させるため、柱状を有する、複数のロッド電極（２０）が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、それぞれのロッド電極（２０）の側面に、凹形状を有する切欠部（２１）及び凸部（２６）が設けられており、あるロッド電極（２０）の切欠部（２１）と、他のロッド電極（２０）の凸部（２６）とが、非接触の状態で嵌合していることを特徴とする。また、入口側におけるロッド電極（２０）の内接円が、出口側におけるロッド電極（２０）の内接円より大きくなるよう、ロッド電極（２０）が配置されることを特徴とする。

Description

イオンガイド及び質量分析計
　本発明は、イオンガイド及び質量分析計の技術に関する。
　質量分析計では、イオン源で生成したイオンがイオン輸送部を介して質量分析部まで輸送される。大気圧イオン化法を用いた質量分析計は、大気圧下で生成したイオンを真空中の質量分析部まで輸送するため、真空室を複数に区切った差動排気系の装置として構成されることが一般的である。この場合、イオン輸送部は質量分析部の前段側で真空度が低く圧力が高い差動排気室に配置されることが多い。質量分析装置の高感度化を実現するため、イオン輸送部には高いイオン取込効率と高いイオン収束効率が要求される。
　一般的なイオン輸送部には、高周波電圧を印加することで形成される高周波電場を利用してイオンを収束させるイオンガイド方式が用いられる。イオンガイドには、リング状の電極をイオン輸送方向に積層したイオンファネル方式や、複数のロッド電極で構成される多重極イオンガイド方式などが用いられる。
米国特許第１０４７５６３３号明細書
　多重極イオンガイド（以下、イオンガイドと称する）は、絶縁物製のホルダによって真空室中に支持されている。そして、イオンガイドには、イオンの他、液滴が導入されるが、液滴はイオンガイドにおいて排出されることが望ましい。この際、イオンガイドを構成するロッド電極の隙間から液滴が外部に排出されるが、この際に、ホルダの内側に排出された液滴の一部が付着し、ホルダの内側が汚染される。すると、ロッド電極に印加可能な電圧が低下したり、汚染前と同じ電圧値がロッド電極に印加された場合でもホルダの内側で、付着した液滴による放電等が生じたりする可能性が高くなる。結果的に、質量分析計の分析性能や安定性が劣化してしまうおそれがある。
　特許文献１及び非特許文献１には、ロッド電極の本数（重極数）を増やすことで、イオン取り込み効率を向上することが記載されている。また、特許文献１及び非特許文献１では、ロッド電極の長手方向に沿って、ロッド電極を斜めに配置することで、イオンの出口側に向かってイオンガイドの内部空間を徐々に狭くすることが記載されている。このようにすることで、特許文献１及び非特許文献１に記載の技術では、イオンの収束効率の向上が図られている。
　しかし、これらの技術でも、ホルダの内側が液滴によって汚染されることを抑制する構成は記載されていない。
　このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、イオンガイドのロバスト性を向上させることを課題とする。
　前記した課題を解決するため、本発明は、柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合していることを特徴とする。
　その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。
　本発明によれば、イオンガイドのロバスト性を向上させることができる。
第１実施形態で用いられる質量分析計の構成を示す図である。 １２本の円柱状のロッド電極を備えるイオンガイドの構成を示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その１）である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その２）である。 本実施形態に係るロッド電極の１つについて、上面図、断面図及び矢視図を示す図である。 イオンガイドを構成する１２本のロッド電極の内の４本のロッド電極を示す斜視図である。 隣り合うロッド電極の間隙に関する図である。 ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その１）である。 ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その２）である。 第１実施形態に係るイオンガイドの特徴に関する別の説明を示す図である。 第２実施形態に関するイオンガイドを示す図である。 第３実施形態のイオンガイドを示す図である。 第１変形例のイオンガイドを示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その３）である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その４）である。 第２変形例のイオンガイドを示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その５）である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その６）である。 第３変形例のイオンガイドを示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その７）である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その８）である。 第４実施形態のイオンガイドの構成を示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その９）である。 イオンガイドを構成するロッド電極のうち、１本のロッド電極のみを示す図（その１０）である。 イオンガイドを構成する４本のロッド電極の内、２本のロッド電極を示す斜視図である。 第５実施形態の１２本の円柱状のロッド電極が平行に配置された１２重極のイオンガイドの構成を示す図である。 ホルダが設けられたイオンガイドの例を示す図（その３）である。 第６実施形態のイオンガイドを示す断面図である。 共通的な特徴を示す図である。 イオンガイドを構成するロッド電極の部分拡大図である。 比較例に係るイオンガイドの構成を示す図（その１）である。 ホルダが設けられたイオンガイドの構成を示す図（その４）である。 比較例に係るイオンガイドの構成を示す図（その２）である。 ホルダが設けられたイオンガイドの構成を示す図（その５）である。
　次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　［第１実施形態］
　第１実施形態では、凹形状かつ、円弧状の形状を有する凹部である切欠部２１が設けられている、１２本のロッド電極２０（図２参照）で構成されている１２重極のイオンガイド２００が質量分析計１に用いられる。
　（質量分析装置１）
　図１は、第１実施形態で用いられる質量分析計１の構成を示す図である。
　質量分析計１は主に、イオン源１００、イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００で構成される。イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００は、真空容器１３０の内部に設けられている。なお、図１において、破線は電圧の制御線を示し、一点鎖線は情報が伝わる制御線を示す。
　イオン源１００は、主に、イオン生成装置１１０、イオン源チャンバ１２０等から構成される。イオン源１００には、エレクトロスプレー方式（ＥＳＩ）、大気圧化学イオン化方式（ＡＰＣＩ）、大気圧光イオン化方式（ＡＰＰＩ）等、様々なイオン化方式を用いる事ができる。イオン生成装置１１０は、導入された試料溶液Ｑからイオンを生成すると、生成したイオンをイオン源チャンバ１２０へ噴霧する。
　試料溶液Ｑがイオン化され、噴霧される際、イオンの他に多くの液滴等も噴霧される。従って、イオン源チャンバ１２０の内部が排気されることで（符号Ｅ）、不要な液滴の除去が行われる。例えば、ＥＳＩ方式の場合、不要な液滴を低減するため、静電噴霧と、イオン生成装置１１０におけるガスの噴霧が併用される。これにより、試料溶液Ｑの気化が促進され、イオン化効率が向上する。なお、静電噴霧は、電源５００によりイオン生成装置１１０に対して高電圧が印加されることで行われる。試料溶液Ｑの流量にもよるが、噴霧されるガスの流量は０．５～１０Ｌ／ｍｉｎ程度である。そして、一般的に、イオン生成装置１１０で用いられるガスとして窒素やアルゴン等の不活性ガスが使用される。ちなみに、試料溶液Ｑの流量は、一般的に一般的にｎＬ（ナノリットル）／分オーダからｍＬ（ミリリットル）／分オーダ程度の範囲の範囲である。また、さらなるイオン化効率向上のために、イオンや液滴が噴霧されるイオン生成装置１１０の内部空間が加熱ガス（最大８００℃程度）等で加熱される方式も一般的である。加熱ガスの流量は０．５～５０Ｌ／ｍｉｎ程度で、窒素やアルゴン等の不活性ガスを使用するのが一般的である。
　また、図１の構成では、導入電極１２２の前段に、孔Ｈ１を有する対向電極１２１が配置されている。導入電極１２２と対向電極１２１の間に設けられている空間に、孔Ｈ１１からガスＧが導入される。これにより、導入電極１２２と対向電極１２１の間にガスＧが導入される。この結果、イオン源１００で噴霧された過剰な液滴等のノイズ成分が導入電極１２２の孔Ｈ２に導入されることを抑制できる。ガスＧの流量は０．５～５０Ｌ／ｍｉｎ程度で、一般的に窒素やアルゴン等の不活性ガスが使用される。なお、対向電極１２１及び導入電極１２２にも、電源５００による電圧印加が行われているが、図１では対向電極１２１及び導入電極１２２に印加される電圧の制御線を省略している。
　イオン源チャンバ１２０に導入されたイオンは、対向電極１２１に設けられている孔Ｈ１を介して、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２に導入される。この際、イオンは、イオン生成装置１１０と導入電極１２２の間に生じている電界により、イオン生成装置１１０→イオン源チャンバ１２０→孔Ｈ１→孔Ｈ２の方向へ移動する。なお、対向電極１２１に設けられている孔Ｈ１、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２の直径は数ｍｍ以下程度、対向電極１２１に印加される印加電圧は最大±数ｋＶ程度が一般的である。また、対向電極１２１及び導入電極１２２に印加される電圧の極性は同じである。
　そして、イオンは、導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２からイオンガイド２００、イオン輸送装置３００を介して、質量分析部４００に導入され、質量分析部４００で分析される。イオン源１００（イオン生成装置１１０）、イオンガイド２００、イオン輸送装置３００、質量分析部４００には電源５００により様々な電圧が印加される。電源５００による電圧印加のタイミングや電圧値は制御装置６００で制御される。
　（イオンガイド２００、イオン輸送装置３００）
　真空容器１３０の内部は図１に示すように、複数の真空室Ｖ１～Ｖ３で区切られている場合がある。真空室Ｖ１と真空室Ｖ２は、小径の孔Ｈ３によって導通している。また、真空室Ｖ２と、真空室Ｖ３は、小径の孔Ｈ４によって導通している。導入電極１２２に設けられている孔Ｈ２や、孔Ｈ３，Ｈ４は、イオンの通り道である。また、孔Ｈ３，Ｈ４を有する部材に電圧が印加されてもよい。孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材に電圧が印加される場合、真空容器１３０等の筐体部と、孔Ｈ３，Ｈ４（及び、孔Ｈ２）を有する部材とは絶縁物（図示せず）等を介して絶縁される。また、孔Ｈ３，Ｈ４は、数ｍｍ以下程度とするのが一般的である。
　また、真空室Ｖ１～Ｖ３は、各々、真空ポンプＰ１～Ｐ３によって排気されている。この結果、真空室Ｖ１は、数百～数千Ｐａ程度、真空室Ｖ２は数Ｐａ程度、真空室Ｖ３は０．１Ｐａ以下程度に保持されるのが一般的である。真空室Ｖ１には、イオンを収束させながら透過させるイオンガイド２００が設けられている。真空室Ｖ２には、イオンガイド２００と同様にイオンを収束させながら透過させるイオン輸送装置３００が設けられている。イオン輸送装置３００には、多重極のイオンガイド２００や、静電レンズやイオンファネル等が設けられることも可能である。イオンガイド２００及びイオン輸送装置３００には電源５００から、高周波電圧、直流電圧、交流電圧等の他、これらを組み合わせた電圧等が印加される。なお、真空室Ｖ１～Ｖ３の数は図１に示す数よりも多い場合もあるし、少ない場合もある。例えば、真空室Ｖ１と真空室Ｖ２の間に、数百Ｐａ程度に保持されている別の真空室が設けられ、この真空室に、図１に示されるイオン輸送装置３００とは別のイオン輸送装置３００等が配置されてもよい。
　（質量分析部４００）
　質量分析部４００はイオン分離装置４０１や検出装置４０２等で構成される。イオンの分離や解離を行うイオン分離装置４０１には、イオントラップ、四重極フィルタ電極、コリジョンセル、飛行時間型質量分析計（ＴＯＦ）等の他、これらを組み合わせた構成等を用いることができる。イオン分離装置４０１を通過したイオンは検出装置４０２で検出される。検出装置４０２には、電子増倍管やマルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）等を用いることができる。検出装置４０２で検出されたイオンは電気信号等に変換され、制御装置６００によりイオンの質量や強度等の情報を詳細に分析する事ができる。また制御装置６００では、ユーザからの指示入力の受け付けや電圧等の制御を行うための図示しない入出力部やメモリ等を備え、電源５００の操作に必要なソフトウェア等等も有している。電源５００から質量分析部４００に供給する電圧には、高周波電圧、直流電圧、交流電圧等の他、これらを組み合わせた電圧等を用いることができる。
　なお、本実施形態では、イオンガイド２００の長手方向をＸ軸と定義し、Ｘ軸と直交しイオンガイド２００の中心Ｃを通りお互いに直交する軸をＹ軸、Ｚ軸と定義する。特に、イオン源１００→質量分析部４００の方向をＸ軸とし、Ｘ軸に直行し、かつ、質量分析計１の上方向をＺ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向をＹ軸とする。
　（イオンガイド２００）（１２重極・円柱状のロッド電極２０）
　続いて、本実施形態に係るイオンガイド２００について、図２～図９を用いて詳細に説明する。
　図２は、１２本（１２重極）の円柱状のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）を備えるイオンガイド２００の構成を示す図である。なお、以下の説明では、ｎ本のロッド電極２０を有するイオンガイド２００をｎ重極のイオンガイド２００と称する。
　なお、図２では、簡便のためロッド電極２０のみが図示されている。
　図２において、左図Ｚ１はイオンの入口側から見た図である。なお、本実施形態において、イオンの入口側（あるいは、単に入口側）とは、図１に示すイオン源１００の側である。また、図２の中央図Ｚ２は、イオンガイド２００を側面から見た図である。なお、図２の中央図Ｚ２では、簡便のためロッド電極２０－１、２０－７のみが図示されている。また、図２の右図Ｚ３はイオンの出口側（図１の右側）から見た図である。本実施形態において、イオンの出口側（あるいは、単に出口側）とは、図１に示す質量分析部４００の側である。
　図２に示すように、柱状を有する、複数のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）は、イオンガイド２００の中心Ｃに対して円形に配置（環状に配置）されている。また、それぞれのロッド電極２０は、長手方向に角度「θ」を有するように配置される。角度「θ」については後記する。
　また、図３Ａ及び図３Ｂは、図２に示すイオンガイド２００を構成するロッド電極２０のうち、１本のロッド電極２０（２０－１）のみを示す図である。図３Ａは、イオンの入口側からロッド電極２０を見た図であり、図３Ｂは、イオンの出口側からロッド電極２０を見た図である。
　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態に係るロッド電極２０の特徴は、円柱状のロッド電極２０に凹形状かつ円弧状の凹部である切欠部２１を側面に有することである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０の側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。このように、ロッド電極２０の側面に切欠部２１（凹部）及び凸部２６が設けられている。なお、図３Ａにおいて、切欠部２１がない状態の形状が一点鎖線で図示されている。このように切欠部２１を有するロッド電極２０－１～２０－１２が、図２に示すようにＸ軸に対して角度「θ」だけ傾斜して配置されることが本実施形態の特徴である。即ち、本実施形態のイオンガイド２００は、質量分析計１の側（出口側）が縮径するように構成されている。ちなみに、「θ」は１０°以下程度が望ましい。
　なお、図２では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図２～図３Ｂで示すように、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　図４は、本実施形態に係るロッド電極２０の１つについて、上面図、断面図及び矢視図を示す図である。切欠部２１が設けられている方向をロッド電極２０の紙面上側とした場合、図４の上段図Ｚ４は、ロッド電極２０を上側から見た図（上面図）である。また、図４の下段右図Ｚ５はロッド電極２０のＡ－Ａ断面図である。そして、図４の下段左図Ｚ６はイオンガイド２００の矢印Ｂ（α°傾斜した方向）からロッド電極２０を見た図（Ｂ矢視図）である。
　図４に示すように、ロッド電極２０は、直径（φ）「Ｄ」、長さ「Ｌ」の円柱の全長に渡り、半径「ＲＣ」の円弧で凹形状の切欠部２１が形成されていることが特徴である。切欠部２１は、ロッド電極２０の長手方向に対し、所定の角度である「α°」傾斜した状態で形成される（所定の角度を有して設けられている）。これにより、入口側で切欠部２１が浅く設けられ、出口側で切欠部２１が深く設けられる。このようにすることで、入口側と出口側におけるロッド電極２０の肉厚を変化させることができる。１２本のロッド電極２０を、図２に示すように、Ｘ軸に対して角度「θ」傾斜させて配置させても、それぞれのロッド電極２０が接触することなくイオンガイド２００を組み立てることが可能となる。つまり、ロッド電極２０が傾斜して配置されても、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している状態を維持することができる。「Ｄ」は１０ｍｍ以下程度、「Ｌ」は１００～３００ｍｍ程度、「α°」は５°以下程度が望ましい。
　また、図４に示すように本実施形態では、ロッド電極２０の全長に渡り一定半径「ＲＣ」の円弧で切欠部２１が形成されている。しかし、隣り合うロッド電極２０が接触することなく、ある程度の隙間を確保できれば、切欠部２１の形状は不問であり、後記するように切欠部２１の形状が、全長に渡って同一形状である必要もない。切欠部２１の形成により生じる稜線部２２については、放電防止等の目的で、面取りや円弧面取りが施されてもよい。
　ちなみに、図２において、隣り合うロッド電極２０の隙間の大きさは、印加する電圧値にもよるが、０．１ｍｍ～５ｍｍ程度が望ましい。なお、隙間の幅は、入り口側から出口側にかけて、略同じ同じになるように構成されていてもよい。もしくは、隙間の寸法が入口側から出口側にかけて、変化してもよい。以降に示す実施形態及び変形例でも同様である。
　図５は、イオンガイド２００を構成する１２本のロッド電極２０の内の４本のロッド電極２０－６～２０－９を示す斜視図である。図２～図４で示したロッド電極２０の特徴により、入口側のロッド電極２０の内接円２３から、出口側のロッド電極２０の内接円２４にかけて、徐々に内接円半径が小さくなるイオンガイド２００が実現される。つまり、入口側におけるロッド電極２０の内接円２３が、出口側におけるロッド電極２０の内接円２４より大きくなるよう、ロッド電極２０は角度「θ」（図２参照）だけ傾斜して配置される。これにより、出口側に向かってイオンガイド２００の内部の空間を徐々に狭くすることが可能になる。このように、イオンガイド２００の内部の空間を徐々に狭くすることで、出口側に向けて多重極電界の収束力を徐々に強めることができ、イオンを徐々に中心Ｃ付近に収束することが可能になる。また、分析の際、ノイズ要因となる液滴を含む気流をロッド電極２０の間隙から排気する（つまり、液滴をロッド電極２０の間隙から排出する）ことが可能となる。つまり、液滴を含む気流とイオンの分離効率を向上させることができる。
　次に、図６を参照して、隣り合うロッド電極２０の間隙について説明する。
　図６は、隣り合うロッド電極２０の間隙に関する図である。
　簡便のため、図６ではロッド電極２０－１，２０－２のみが示されている。一点鎖線Ｓは、イオンガイド２００の中心Ｃからの同一距離「Ｒ１」～「Ｒｎ」（図６の破線で示した各円弧）における、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだものである。そして、本実施形態に係るイオンガイド２００は、一点鎖線Ｓが一直線上にならないことが特徴である。この関係性は、それぞれのロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、ロッド電極２０の長手方向の一部に有していてもよい。
　図７及び図８は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００の例を示す図である。
　図７の左図Ｚ１１は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００を入口側から見た図である。また、図７の右図Ｚ１２は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００の側面図である。また、図８は、ロッド電極２０－１～２０－２の部分の拡大図である。図７及び図８において、図２～図６と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実際のイオンガイド２００では、図７に示すように、１２本のロッド電極２０（２０－１～２０－１２）が、絶縁物製、つまり、絶縁部材で構成されるホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）によって保持される。図７に示すように、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０ｂ）は、それぞれのロッド電極２０に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成される。なお、ホルダ２１０は、ロッド電極２０を支持可能であれば、どのような形状であってもよい。前記したように、本実施形態に係るイオンガイド２００では、ロッド電極２０－１～２０－１２のそれぞれが、Ｘ軸に対して傾斜されて配置されている。そのため、絶縁物製のホルダ２１０ａ及びホルダ２１０ｂでは内径が異なっている。つまり、入口側に配置されるホルダ２１０ａの内径の方が、出口側に配置されるホルダ２１０ｂの内径より大きい。また、前記したように、凹形状の切欠部２１（図３Ａ、図３Ｂ等参照）を有するロッド電極２０－１～２０－１２がＸ軸に対して傾斜した状態で配置されている。このようにすることで、図８に示すように、イオンガイド２００を入口側から見た際、接触部分２１１ａ，２１１ｂ（図７の左図Ｚ１１の破線部分）が見えない構成を実現することができる。接触部分２１１ａ，２１１ｂとは、ホルダ２１０（２１０ａ，２１０）とロッド電極２０とが接触している部分である。接触部分２１１ａは、ホルダ２１０ａがロッド電極２０に接している部分である。同様に、接触部分２１１ｂは、ホルダ２１０ｂがロッド電極２０に接している部分である。
　ホルダ２１０によって、それぞれのロッド電極２０が保持されることにより、それぞれのロッド電極２０が分散することなく、イオンガイド２００を真空室Ｖ１（図１参照）に設置することができる。
　特に、図８に示すように、イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが見えない構成となる。なお、絶縁沿面部２１２ａとは、接触部分２１１ａのうち、ロッド電極２０の間隙に相当する部分である。同様に、絶縁沿面部２１２ｂとは、接触部分２１１ｂのうち、ロッド電極２０の間隙に相当する部分である。イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが見えない構成とすることで、汚染防止によりロバスト性を向上させることができる。なお、実際には、接触部分２１１ａ，２１１ｂ（及び、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ）は、幅を有するものであるが、図８では、線状で示している。
　図９は、第１実施形態に係るイオンガイド２００の特徴に関する別の説明を示す図である。
　簡便のため、図９ではロッド電極２０－１～２０－２のみが示されている。イオンガイド２００（図２参照）の中心Ｃから、ある距離「Ｒ」（図９の破線で示した円弧）におけるロッド間隙ＧＡの中心ＧＣと、中心Ｃを結んだ線ＧＬが定義される。本実施形態は、隣り合うロッド電極２０（図９に示す例では、ロッド電極２０－１，２０－２）の形状が線ＧＬの近傍において、線ＧＬに対して非線対称であることが特徴である。この関係性は、ロッド電極２０の全長に渡って有していてもよいし、長手方向の一部に有していてもよい。
　第１実施形態に示すように、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。このような構成を有するイオンガイド２００では、イオンガイド２００の内部から外部に向かって排出される液滴はロッド電極２０の凸部２６によって妨げられることになる。これによって、液滴は絶縁沿面部２１２ａに届きにくくなる。
　以上で述べた本実施形態に係るイオンガイド２００の構成により、ホルダ２１０の絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂが液滴によって汚染されることを抑制することができる。これにより、イオンガイド２００のロバスト性を向上させることができる。さらに、イオンガイド２００のロバスト性が向上することで、孔Ｈ１，Ｈ２（図１参照）の径を大きくして、イオンの導入量を増加させることができる。これにより、質量分析計１（図１参照）の分析感度を向上させることができる。
　なお、本実施形態に係るイオンガイド２００は、図１に示す真空室Ｖ１以外にも真空室Ｖ２等といった、他の真空室に配置する事も可能である。
　次に、図１０～図２３を参照して、本実施形態のイオンガイド２００の他の実施形態及び変形例について説明する。
　［第２実施形態］（円柱状のロッド電極２０ａかつ８重極のイオンガイド２００ａ）
　次に、図１０を参照して、第２実施形態について説明する。
　図１０は、第２実施形態に関するイオンガイド２００ａを示す図である。
　図１０では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。なお、図１０では、簡便のためロッド電極２０ａのみが示されている。図１０の左図Ｚ２１はイオンの入口方向から見た図である。また、図１０の中央図Ｚ２２は側面から見た図である。なお、図１０の中央図Ｚ２２では、簡便のためロッド電極２０ａ－１、２０ａ－５のみが示されている。そして、図１０の右図Ｚ２３はイオンの出口側ら見た図である。
　図１０では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、８本（８重極）・円柱状のロッド電極２０ａが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ａが示されている。個々のロッド電極２０ａの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１０に示すイオンガイド２００ａでも、あるロッド電極２０ａの切欠部２１と、他のロッド電極２０ａの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１０に示すイオンガイド２００ａは、８本の円柱状のロッド電極２０ａ－１～２０ａ－８を備えている（８重極）点が、図２～図９に示すイオンガイド２００の構成と異なっている。図１０に示すイオンガイド２００ａの基本的な効果は図２～図９に示す例と同様であるが、１２重極に対して８重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向がある。
　［第３実施形態］（円柱状のロッド電極２０ｂかつ６重極のイオンガイド２００ｂ）
　次に、図１１を参照して、第３実施形態について説明する。
　図１１は、第３実施形態のイオンガイド２００ｂを示す図である。
　図１１では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１１では、ロッド電極２０ｂのみが図示されている。図１１の左図Ｚ３１はイオンの入口側から見た図である。図１１の中央図Ｚ３２は側面から見た図である。なお、図１１の中央図Ｚ３２では、簡便のためロッド電極２０ｂ－１、２０ｂ－４のみが示されている。また、図１１の右図Ｚ３３はイオンの出口側から見た図である。
　図１１では、凹形状及び円弧状の切欠部２１を有する、６本（６重極）・円柱状のロッド電極２０ｂが中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ｂが示されている。個々のロッド電極２０ｂの構造は、第１実施形態で示すロッド電極２０と同様である。図１１に示すイオンガイド２００ｂでも、あるロッド電極２０ｂの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｂの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。つまり、図１１に示すイオンガイド２００ｂは、６本の円柱状のロッド電極２０ｂ－１～２０ｂ－６を備える（６重極）点が図２～図９に示すイオンガイド２００と異なっている。イオンガイド２００ｂの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００や、図１０に示すイオンガイド２００ａと同様であるが、８重極に対して６重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向にある。
　次に、図１２～図１７Ｂを参照して、第１実施形態（及び第２、第３実施形態）の変形例について説明する。
　［第１変形例］（略長円柱状・１２重極のイオンガイド２００ｃ）
　次に、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、第１変形例について説明する。
　図１２は、第１変形例のイオンガイド２００ｃを示す図である。
　図１２では、簡便のため、図２～図９に示す前記したイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１２では、ロッド電極２０ｃのみが図示されている。図１２の左図Ｚ４１は、イオンの入口側方向（図１の左側）から見た図である。、また、図１２の中央図Ｚ４２は側面から見た図である。なお、図１２の中央図Ｚ４２では、簡便のためロッド電極２０ｃ－１、２０ｃ－７のみが図示されている。そして、図１２の右図Ｚ４３はイオンの出口側から見た図である。
　図１２に示すイオンガイド２００ｃは、１２本の略長円柱状（断面形状が略長円）のロッド電極２０ｃ（２０ｃ－１～２０ｃ－１２）が中心Ｃに対して円形に配置されている。
　また、図１３Ａ及び図１３Ｂは、イオンガイド２００ｃを構成するロッド電極２０ｃのうち、１本のロッド電極２０ｃ－１のみを示す図である。図１３Ａは、入口側からロッド電極２０ｃ－１を見た図であり、図１３Ｂは出口側から見たロッド電極２０ｃ－１を図である。第１変形例のロッド電極２０ｃの特徴は、略長円柱状のロッド電極２０ｃ（図１３Ａ及び図１３Ｂではロッド電極２０ｃ－1）に凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｃの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１３Ａにおいて、切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。第１変形例に係るイオンガイド２００ｃの基本的な効果は図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
　なお、図１２では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１２で示すように、あるロッド電極２０ｃの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｃの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　［第２変形例］（Ｖ字状の切欠部２１を有する１２重極のイオンガイド２００ｄ）
　次に、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、第２変形例について説明する。
　図１４は、第２変形例のイオンガイド２００ｄを示す図である。
　図１４では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１４では、ロッド電極２０ｄのみが図示されている。
　図１４の左図Ｚ５１はイオンの入口側から見た図である。また、図１４の中央図Ｚ５２は側面から見た図である。なお、図１４の中央図Ｚ５２では、簡便のためロッド電極２０ｄ－１，２０ｄ－７のみが示されている。そして、図１４の右図Ｚ５３はイオンの出口側から見た図である。
　図１４では、円柱状のロッド電極２０ｄ（２０ｄ－１～２０ｄ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｄの構成が示されている。なお、図１４では、簡便のためロッド電極２０ｄのみが示されている。
　図１５Ａ及び図１５Ｂは、イオンガイド２００ｄを構成するロッド電極２０ｄのうち、１本のロッド電極２０ｄ－１のみを示す図である。図１５Ａは、入口側からロッド電極２０ｄ－１を見た図である。また、図１５Ｂは、出口側からロッド電極２０ｄ－１を見た図である。
　図１４に示すように、それぞれのロッド電極２０ｄは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１４～図１５Ｂに示す第２変形例のロッド電極２０ｄ（図１５Ａ及び図１５Ｂではロッド電極２０ｄ－１）の特徴は、円柱状のロッド電極２０ｄに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｄの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１４Ａにおいて切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｄの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
　なお、図１４では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１４で示すように、あるロッド電極２０ｄの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｄの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　［第３変形例］（Ｖ字状の切欠部２１、かつ、角柱状のロッド電極２０ｅを有する１２重極のイオンガイド２００ｅ）
　次に、図１６、図１７Ａ及び図１７Ｂを参照して、第３変形例について説明する。
　図１６は、第３変形例のイオンガイド２００ｅを示す図である。
　図１６では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、図１６では、簡便のためロッド電極２０ｅのみが示されている。
　図１６の左図Ｚ６１はイオンの入口側から見た図である。また、図１６の中央図Ｚ６２はイオンガイド２００ｅを側面から見た図である。なお、図１６の中央図Ｚ６２では、簡便のためロッド電極２０ｅ－１，２０ｅ－７のみが示されている。そして、図１６の右図Ｚ６３はイオンの出口側から見たイオンガイド２００ｅを見た図である。
　図１６では、１２本の角柱状のロッド電極２０ｅ（２０ｅ－１～２０ｅ－１２）によって構成される１２重極のイオンガイド２００ｅが示されている。
　また、図１７Ａ及び図１７Ｂは、イオンガイド２００ｅを構成するロッド電極２０ｅのうち、１本のロッド電極２０ｅ－１のみを示す図である。図１７Ａは、入口側からロッド電極２０ｅ―１を見た図であり、図１７Ｂは、出口側からロッド電極２０ｅ―１を見た図である。
　図１６に示すように、それぞれのロッド電極２０ｅは、中心Ｃに対して円形に配置されている。図１６～図１７Ｂに示す第３変形例のロッド電極２０ｅ（図１７Ａ及び図１７Ｂでは、ロッド電極２０ｅ―１）の特徴は、角柱状を有するロッド電極２０ｅに凹形状かつＶ字状の切欠部２１が設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｅの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。なお、図１７Ａにおいて、切欠部２１が設けられていない状態の形状が一点鎖線で示されている。イオンガイド２００ｅの基本的な効果は、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様である。
　なお、図１６では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１６で示すように、あるロッド電極２０ｅの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｅの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　［第４実施形態］（途中から切欠部２１が設けられる）
　次に、図１８～図２０を参照して、第４実施形態について説明する。
　第４実施形態では、長手方向の途中から凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている、円柱状のロッド電極２０ｆで構成された４重極のイオンガイド２００ｆの構成について説明する。
　図１８は、第４実施形態のイオンガイド２００ｆの構成を示す図である。
　図１８では、簡便のため、図２～図９に示すイオンガイド２００との相違点のみが説明される。また、簡便のため、図１８では、ロッド電極２０ｆのみが図示されている。図１８の左図Ｚ７１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。また、図１８の中央図Ｚ７２は側面からイオンガイド２００ｆを見た図である。なお、図１８の中央図Ｚ７２では、簡便のためロッド電極２０ｆ－１、２０ｆ－３のみが示されている。そして、右図Ｚ７３は、イオンの出口側からイオンガイド２００ｆを見た図である。
　図１８では、４本の円柱状のロッド電極２０ｆ（２０ｆ－１～２０ｆ－４）が中心Ｃに対して円形に配置されている４重極のイオンガイド２００ｆの構成が示されている。図１８に示すように、イオンガイド２００ｆでは長手方向の途中から凹形状及び円弧状の切欠部２１がロッド電極２０ｆに設けられている。
　図１９Ａ及び図１９Ｂは、イオンガイド２００ｆを構成するロッド電極２０ｆのうち、１本のロッド電極２０ｆ－１のみを示す図である。図１９Ａは、入口側からロッド電極２０ｆ－１をみた図である。また、図１９Ｂは出口側からロッド電極２０ｆ－１を見た図である。このように、第４実施形態のロッド電極２０ｆ（図１９Ａ及び図１９Ｂに示す例ではロッド電極２０ｆ－１）の特徴は、長手方向の途中から凹形状及び円弧状の切欠部２１がロッド電極２０ｆに設けられていることである。また、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｆの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。
　図２０は、イオンガイド２００ｆを構成する４本のロッド電極２０ｆの内、２本のロッド電極２０ｆ－３～２０ｆ－４を示す斜視図である。
　図２０に示す例では、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様に、入口側のロッド電極２０ｆの内接円２３ｆから、出口側のロッド電極２０ｆの内接円２４ｆにかけて、徐々に内接円半径が小さくなる。第４実施形態では、ロッド電極２０ｆの長手方向途中に設けられている開始点２５から出口側に向けて切欠部２１が設けられている。つまり、ロッド電極２０ｆにおいて、切欠部２１は、ロッド電極２０ｆの長手方向に対し、ロッド電極２０ｆの途中からイオンの出口側（内接円２４ｆの方向）に向けて設けられている。
　なお、図１８では、煩雑になることを避けるため、切欠部２１及び凸部２６の符号を省略している。図１８～図２０で示すように、あるロッド電極２０ｆの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｆの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　ロッド電極２０ｆにおいて、切欠部２１が設けられていない部分には、ホルダ２１０（図７参照）が設置されない。従って、切欠部２１が設けられていない部分について、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂの汚染は生じない。
　イオンガイド２００ｆの基本的な効果はイオンガイド２００と同様であるが、第３実施形態の６重極に対して４重極の方が、イオン収束効率が高くなる傾向にある。特にロッド電極２０ｆの本数（重極数）が少なくなる構成では、入口側では切欠部２１を有していなくても隣り合うロッド電極２０ｆの間に十分な隙間を有することが可能である。従って、第４実施形態のようにロッド電極２０ｆの長手方向の途中から切欠部２１が構成されていても差し支えない。
　また、第４実施形態によれば、イオンガイド２００，２００ａ～２００ｅと比較して、切欠部２１のために切削する部分を減らすことができる。このため、コストを向上させることができる。
　（第５実施形態）（ロッド電極２０ｇが平行に設置されている例）
　図２１を参照して、第５実施形態のイオンガイド２００ｇを詳細に説明する。
　図２１は、１２本の円柱状のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）が長手方向に対して平行に配置された１２重極のイオンガイド２００ｇの構成を示す図である。図２１では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみ説明する。図２１において、左図Ｚ８１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。また、図２１の中央図Ｚ８２では、簡便のためロッド電極２０ｇ－１、２０ｇ－７のみが示されている。また、図２１の中央図Ｚ８２は側面からイオンガイド２００ｇを見た図である。そして、図２１の右図Ｚ８３はイオンの出口側からイオンガイド２００ｇを見た図である。
　図２１に示すイオンガイド２００ｇでは、凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている円柱状のロッド電極２０ｇ－１～２０ｇ－１２が平行に配置されている。そのため、図２１の左図Ｚ８１と右図Ｚ８３ではＺ軸に対して、単に反転した状態が示されている。そして、それぞれのロッド電極２０ｇは、中心Ｃに対して円形に配置されている。
　図２１に示すように、切欠部２１が設けられているロッド電極２０ｇの側面とは逆側の側面には、凸部２６が設けられている。そして、あるロッド電極２０ｇの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｇの凸部２６が、非接触の状態で嵌合している。
　第５実施形態に示すイオンガイド２００ｇの特徴は、図６で示す特徴や、図９で示す特徴は、イオンガイド２００と同様である。なお、図６で示す特徴とは、中心Ｃからの同一距離Ｒ１～Ｒｎにおけるロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ一点鎖線Ｓが一直線上にならないことである。また、図９に示すように、イオンガイド２００ｇの中心Ｃからの所定の距離「Ｒ」におけるロッド間隙ＧＡの中心ＧＣと中心Ｃを結んだ線ＧＬが定義される。図９に示す特徴とは、線ＧＬの近傍において、線ＧＬに対して、ロッド電極２０ｇの形状が非線対称であることである。
　図２２は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇの例を示す図である。
　図２２の左図Ｚ９１は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇを入口側から見た図である。また、図２２の右図Ｚ９２は、ホルダ２１０ｃが設けられたイオンガイド２００ｇの側面図である。
　また、図２２に示すように、実際のイオンガイド２００ｇでは、１２本のロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）を保持するため、絶縁物製のホルダ２１０ｃを有する場合がある。第５実施形態では、それぞれのロッド電極２０ｇ（２０ｇ－１～２０ｇ－１２）がＸ軸に対して平行に配置されるため、入口側と出口側のホルダ２１０ｃは図２２に示すように同じ形状を有していてもよい。
　イオンガイド２００ｇは、図２～図９に示すイオンガイド２００と同様の効果を有する。また、ロッド電極２０ｇを傾斜させて設置しない分、イオンガイド２００ｇは、イオンガイド２００，２００ａ～２００ｆより簡易に設置することが可能となる。
　（第６実施形態）（ロッド電極２０ｈの両側の側面に切欠部２１が設けられているイオンガイド２００ｈ）
　図２３は、第６実施形態のイオンガイド２００ｈを示す断面図である。
　図２３では、簡便のため、イオンガイド２００との相違点のみが説明される。
　これまでの例では、隣り合うロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの間において、形成される隙間の近接部分において、どちらか一方のロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの側に切欠部２１を有する構成が示されている。つまり、これまでの例では、ロッド電極２０，２０ａ～２０ｇの片側側面にのみ切欠部２１が設けられている。これらに対し、第６実施形態に示すイオンガイド２００ｈは、ロッド電極２０ｈ（２０ｈ－１～２０ｈ－１２）で構成されている。そして、ロッド電極２０ｈは、隣り合うロッド電極２０ｈの間に形成される隙間の近接部分において、両方のロッド電極２０ｈの側面に凹形状かつ円弧状の切欠部２１が設けられている。なお、イオンガイド２００ｈは、１２本（１２重極）、かつ、円柱状のロッド電極２０ｈで構成されている。つまり、第６実施形態では、イオンガイド２００ｈを構成するロッド電極２０ｈのそれぞれの両側側面に切欠部２１が設けられている。なお、切欠部２１が両面側に設けられているとは、ロッド電極２０ｈの、一方の面に切欠部２１及び凸部２６が設けられているし、他方の面にも切欠部２１及び凸部２６が設けられていることである。
　図２３に示す例では、１２本（１２重極）の円柱状のロッド電極２０ｈ（２０ｈ－１～２０ｈ－１２）が中心Ｃに対して円形に配置されているイオンガイド２００ｈが示されている。なお、図２３はＹＺ平面（図１、図５参照）におけるイオンガイド２００ｈの断面図である。前記したようにロッド電極２０ｈの隙間に対して隣り合う近接部分において、ロッド電極２０ｈの隙間に対し、両側に位置するロッド電極２０ｈに円弧状の切欠部２１が設けられている。つまり、図２３に示すイオンガイド２００ｈでは、切欠部２１及び凸部２６は、ロッド電極２０ｈの両側側面に設けられている。そして、あるロッド電極２０ｈの切欠部２１と、他のロッド電極２０ｈの凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。
　以上、説明してきた各例のイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈについては、各々のイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈの特徴要素を組み合わせた構成でも、前記した効果を得ることができる。
　以下では、イオンガイド２００でイオンガイド２００，２００～２００ｈを代表し、ロッド電極２０で、ロッド電極２０，２０ａ～２０ｈが代表されるものとする。
　ロッド電極２０の本数（重極数）により、イオン取り込み効率（重極数が多い方が高い）や、イオン収束効率（重極数が少ない方が高い）といった異なる性能が示される傾向がある。ただし、対象となる試料によりイオンガイド２００の最適構成が異なることがあるので、いずれの重極数の構成も重要度が高い。なお、イオンガイド２００の構成は、前記した例で示す４重極、６重極、８重極、１２重極以外のロッド本数からなる構成でも構わない。ただし、ロッド電極２０の数は偶数に限られる。なぜならば、隣り合うロッド電極２０には逆位相の電圧が印加されるためである。
　また、複数のロッド電極２０から構成されるイオンガイド２００の実装については、例えば、絶縁物製のホルダ２１０とロッド電極２０とがネジ止めされる形式がある。その他、ホルダ２１０とロッド電極２０とが接着される等の固定手段が用いられてもよい。また、ホルダ２１０とロッド電極２０の間に位置関係を決めるピン等の部品が用いられてもよい。
　ロッド電極２０は、前記した例で示す円柱、角柱、略長円柱以外の形状（例えば六角柱等）でも構わない。また、切欠部２１の加工は、様々な手法を用いることができる。例えば、切削加工（多軸加工機等による加工を含む）、放電加工（ワイヤカット放電加工等を含む）、鋳造、３次元プリンタ、プラスティック成形加工（表面に金属層を追加）等がある。
　［共通の特徴］
　図２４は、これまで説明した例（特に円柱状のロッド電極２０）に共通的な特徴を示す図である。
　図２４において、ロッド電極２０の直径（切欠部２１（図３Ａ及び図３Ｂ等参照）が設けられていない方向の最大径部）が「Ｄ」と定義され、隣り合うロッド電極２０の中心間距離が「Ｐ」と定義されるものとする。図２４に示すように、イオンガイド２００の特徴は、Ｄ＞Ｐの関係にあるといえる。つまり、「Ｐ」よりも「Ｄ」が大きいため、図２４に示すように、それぞれのロッド電極２０が重なりあう部分（斜線部分ＤＬ）が生じることになる。この重なり部分（斜線部分ＤＬ）を切欠部２１として、それぞれのロッド電極２０の間に隙間を設けていることが、本実施形態の特徴である。この関係式は、ロッド電極２０の全長に渡って有されていてもよいし、図１８～図２０に示すように長手方向の一部に有されていてもよい。
　［効果のまとめ］
　次に、図２５を参照して、図２～図２３に示すイオンガイド２００，２００～２００ｈにおける効果についてまとめる。
　図２５では、イオンガイド２００，２００～２００ｈを代表してイオンガイド２００を主に参照する。
　図２５は、イオンガイド２００を構成するロッド電極２０のうち、ロッド電極２０－１，２０－２の部分拡大図である。
　本実施形態のイオンガイド２００は、あるロッド電極２０の切欠部２１と、他のロッド電極２０の凸部２６とが、非接触の状態で嵌合している。このような構成を有するイオンガイド２００では、接触部分２１１ａや絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えない構成が実現できる。絶縁沿面部２１２ａの範囲の両端と中心Ｃを結んだ、それぞれの直線Ｌ１，Ｌ２の間の角度を「β」とする。そして、「β」の範囲内に障害物（つまり、ロッド電極２０－１）が存在する。そのため、絶縁沿面部２１２ａが中心Ｃから見えないことが本実施形態の特徴である。
　また、図２に示すようにロッド電極２０が傾斜して配置されることで、イオンガイド２００を入口側から見た際、絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ（図８参照）が見えない構成を有している。なお、本実施形態では、図２等に示すようにロッド電極２０が傾斜して配置される以外に、図２１等に示すように、ロッド電極２０ｇが平行に配置されているイオンガイド２００ｇのような構成も可能である。
　また、図２１に示すイオンガイド２００ｇのようにロッド電極２０ｇが平行に配置されている構成でも、図２５に示すように、絶縁沿面部２１２ａ（図２５）が中心Ｃから見えない構成を実現できる。換言すれば、このような構成を有することで、イオンガイド２００ｇの内部から外部に向かって排出される液滴はロッド電極２０の凸部２６によって妨げられる。これによって、液滴は絶縁沿面部２１２ａに届きにくくなる。このため、絶縁沿面部２１２ａが液滴等で汚染されることを抑制することができる。これにより、イオンガイド２００ｇでも、イオンガイド２００と同様にロバスト性が向上し、長期的な分析性能や安定性が向上する。
　［比較例］
　次に、図２６～図２９を参照して、本実施形態の比較例について説明する。
　図２６は、比較例に係るイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２６の左図Ｚ１０１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１０２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。また、図２６では、簡便のためロッド電極２０ｊのみが示されている。
　図２６には、円柱状のロッド電極２０ｊ（２０ｊ－１～２０ｊ－４）によって構成される、多重極（図２６に示す例では４重極）のイオンガイド２００ｊが示されている。
　また、図２７は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００ｊの構成を示す図である。図２７の左図Ｚ１１１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｊを見た図であり、右図Ｚ１１２はＺ軸上のイオンガイド２００ｊの断面図を示す。
　図２６において、隣り合うロッド電極２０ｊには逆位相の高周波電圧が印加される必要がある。そのため、図２７に示すようにロッド電極２０ｊは絶縁物製のホルダ２１０で保持される場合が多い。ＹＺ平面において、イオンガイド２００ｊの中心Ｃからの同一距離「Ｒ１」～「Ｒｎ」（図２６の破線で示した円）におけるロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだものが線ＳＡと定義される。図２６に示すような、多重極を有するイオンガイド２００ｊの特徴は、線ＳＡが一直線上になることである。
　また、図２６に示すイオンガイド２００ｊの構成は、Ｘ軸方向に沿ってロッド電極２０ｊが平行に配置されている。そのため、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ線ＳＡが一直線上になる関係性はロッド電極２０ｊの長手方向に渡って一定である。このような構成では、図２７の左図Ｚ１１１に示すように、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎによって、入口側からイオンガイド２００ｊを見ると、ホルダ１０３の絶縁沿面部２１２が見える状態となっている。イオンガイド２００ｊには、イオン源１００（図１参照）で生成されたイオンや液滴が導入される。そして、イオンガイド２００ｊには、分析の際にノイズ要因となる液滴をロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎ（図２６参照）等から排出し、イオンのみを多重極電界により中心Ｃ付近に収束する役割がある。つまり、イオンガイド２００ｊには、液滴を含む気流とイオンを分離させる役割がある。
　このため、図２７に示すように、ロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎ（図２６参照）からホルダ２１０の絶縁沿面部２１２が見える構成では、絶縁沿面部２１２が液滴により汚染される可能性が高くなる。本来、隣り合うロッド電極２０ｊの絶縁を行うための絶縁沿面部２１２が液滴で汚染されることで、絶縁性能が劣化する。これに伴い、ロッド電極２０ｊに印加可能な電圧値が低下する。その結果、汚染前と同じ電圧値がロッド電極２０ｊに印加された場合でも絶縁沿面部２１２で放電等が生じる可能性が高くなる。結果的に、分析性能や安定性が劣化してしまうおそれがある。
　図２８は、比較例に係るイオンガイド２００ｋの構成を示す図である。図２８の左図Ｚ１２１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｋを見た図であり、右図Ｚ１２２はＺ軸上のイオンガイド２００ｋの断面図を示す。また、図２８では、簡便のためロッド電極２０ｋのみが示されている。
　図２８に示すように、イオンガイド２００ｋを構成するロッド電極２０ｋは角柱状の形状を有している。
　また、図２９は、ホルダ２１０が設けられたイオンガイド２００ｋの構成を示す図である。図２９の左図Ｚ１３１はイオンの入口側からイオンガイド２００ｋを見た図であり、右図Ｚ１３２はＺ軸上のイオンガイド２００ｋの断面図を示す。
　なお、図２８及び図２９において、図２６及び図２７と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
　図２８、図２９に示すような角柱状のロッド電極２０ｋ（２０ｋ－１～２０ｋ－４）によて構成されるイオンガイド２００ｋにおいても、特徴および課題は図２６及び図２７に示すイオンガイド２００ｊと同様である。
　質量分析計１の高感度化のために、非特許文献１および特許文献１のように、ロッド電極２０ｊ，２０ｋの本数（重極数）を増やし、イオン取り込み効率を向上する技術がある。また、これらの技術ではロッド電極２０ｊ，２０ｋの長手方向に沿って、ロッド電極２０ｊ，２０ｋを斜めに（傾斜して）配置している。つまり、出口側に向かってイオンガイド２００ｋの内部空間を徐々に狭くすることが行われている。このようにすることで、イオンの収束効率の向上が図られている。しかしながら、これらの技術においても前記した課題と同様に、図２６や、図２８に示すロッド間隙ＧＡ１～ＧＡｎの中心ＧＣ１～ＧＣｎを結んだ線ＳＡが一直線上になる構成であることは変わらない。そのため、ホルダ２１０の汚染問題を解決することはできないと考えられる。また、高感度化のためには、導入電極１２２（図１参照）の孔Ｈ２（図１参照）の径を大きくして、大気中からのイオンの導入量自体を増やす場合もある。そのような場合、イオンガイド２００ｊ，２００ｋに対する液滴の導入量も更に増加する。従って、ホルダ２１０の汚染問題が、さらに顕著になる場合がある。
　前記したように、本実施形態に示すイオンガイド２００，２００ａ～２００ｈによれば、このようなホルダ２１０（絶縁沿面部２１２ａ，２１２ｂ）の汚染を防止することができる。
　本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、前記した制御装置６００等は、それらの一部又はすべてを、例えば集積回路で設計すること等によりハードウェアで実現してもよい。また、前記した各構成、機能等は、ＣＰＵ等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、ＨＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ）に格納すること以外に、メモリや、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、又は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードや、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）カード、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に格納することができる。
　また、本実施形態において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんどすべての構成が相互に接続されていると考えてよい。
　１　質量分析計
　２０，２０ａ～２０ｈ，２０－１～２０－１２，２０ａ－１～２０ａ－８，２０ｂ－１～２０ｂ－６，２０ｃ－１～２０ｃ－１２，２０ｅ－１～２０ｅ－１２，２０ｆ－１～２０ｆ－４，２０ｈ－２～２０ｈ－１２，２０ｇ－１～２０ｇ－１２　ロッド電極
　２１　　切欠部（凹部）
　２３　　内接円（入口側におけるロッド電極の内接円）
　２３ｆ　内接円
　２４　　内接円（出口側におけるロッド電極の内接円）
　２４ｆ　内接円
　２６　　凸部
　２００，２００ａ～２００ｈ　イオンガイド
　２１０，２１０ａ～２１０ｃ　ホルダ
　２１１ａ，２１１ｂ　接触部分
　２１２，２１２ａ，２１２ｂ　絶縁沿面部
　３００　イオン輸送装置
　Ｃ　　　中心

Claims (11)

  1. 　柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドであって、
    　それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
    　ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
    　ことを特徴とするイオンガイド。
  2. 　入口側における前記ロッド電極の内接円が、出口側における前記ロッド電極の内接円より大きくなるよう、前記ロッド電極が配置され、前記凹部は、前記ロッド電極の長手方向に対し、所定の角度を有して設けられている
    　ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  3. 　前記凹部は、前記ロッド電極の長手方向に対し、前記ロッド電極の途中からイオンの出口側に向けて設けられている
    　ことを特徴とする請求項２に記載のイオンガイド。
  4. 　前記凹部及び凸部は、前記ロッド電極の両側側面に設けられている
    　ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  5. 　複数の前記ロッド電極は、
    　それぞれの前記ロッド電極に接する形状を有し、かつ、絶縁部材で構成されるホルダによって、保持される
    　ことを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  6. 　１２本の前記ロッド電極
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  7. 　８本の前記ロッド電極
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  8. 　６本の前記ロッド電極
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  9. 　前記ロッド電極は、円柱状の形状
    　を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  10. 　前記凹部は円弧状の形状
    　を有することを特徴とする請求項１に記載のイオンガイド。
  11. 　柱状を有する、複数のロッド電極が円形に配置されることよって構成されるイオンガイドを備える質量分析計であって、
    　前記イオンガイドは、
    　それぞれの前記ロッド電極の側面に凹部及び凸部が設けられており、
    　ある前記ロッド電極の前記凹部と、他の前記ロッド電極の前記凸部とが、非接触の状態で嵌合している
    　ことを特徴とする質量分析計。
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