JPH11144675A - 分析装置 - Google Patents
分析装置Info
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- JPH11144675A JPH11144675A JP9306824A JP30682497A JPH11144675A JP H11144675 A JPH11144675 A JP H11144675A JP 9306824 A JP9306824 A JP 9306824A JP 30682497 A JP30682497 A JP 30682497A JP H11144675 A JPH11144675 A JP H11144675A
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- ions
- mass spectrometer
- ion trap
- ion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 イオントラップ型質量分析を有する質量分析
装置において、質量数が広い範囲にある測定対象イオン
を高感度に検出することが可能な分析装置を提案する。 【解決手段】 一つの分析装置内に、測定質量数範囲が
異なるイオントラップ質量分析計を複数個配置させる。
イオンの質量数に従い、蓄積するのに適したイオントラ
ップ質量分析計を選択し、検出する。 【効果】 本発明によれば、単一の分析装置で質量数が
広い範囲にあるイオンを、それぞれ十分に多数蓄積する
ことができ、高感度な測定を行うことが可能になる。
装置において、質量数が広い範囲にある測定対象イオン
を高感度に検出することが可能な分析装置を提案する。 【解決手段】 一つの分析装置内に、測定質量数範囲が
異なるイオントラップ質量分析計を複数個配置させる。
イオンの質量数に従い、蓄積するのに適したイオントラ
ップ質量分析計を選択し、検出する。 【効果】 本発明によれば、単一の分析装置で質量数が
広い範囲にあるイオンを、それぞれ十分に多数蓄積する
ことができ、高感度な測定を行うことが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合物の分離に有
効な手段である液体クロマトグラフィー（LiquidChroma
tography : ＬＣ）と、物質の同定に有効な手段である
質量分析法とを結合した装置、すなわち液体クロマトグ
ラフィー/質量分析法（Liquid Chromatography / Mass
Spectrometry、以下ＬＣ／ＭＳと省略する）や、 溶液
中の微量物質の同時分析に有効なプラズマイオン源質量
分析装置（Plasma Ion Source / Mass Spectrometry、
以下Ｐ／ＭＳと省略する）に係わるもので、より詳細に
は、質量分析手段として用いるイオントラップ質量分析
計の配置、及び装置構成に関する。
効な手段である液体クロマトグラフィー（LiquidChroma
tography : ＬＣ）と、物質の同定に有効な手段である
質量分析法とを結合した装置、すなわち液体クロマトグ
ラフィー/質量分析法（Liquid Chromatography / Mass
Spectrometry、以下ＬＣ／ＭＳと省略する）や、 溶液
中の微量物質の同時分析に有効なプラズマイオン源質量
分析装置（Plasma Ion Source / Mass Spectrometry、
以下Ｐ／ＭＳと省略する）に係わるもので、より詳細に
は、質量分析手段として用いるイオントラップ質量分析
計の配置、及び装置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオントラップ質量分析計は、お椀状の
対向する一対のエンドキャップ電極とド−ナツ状のリン
グ電極から構成されており、電極に高周波電圧を印加す
ることによって電界を操作し、特定の質量数対電価比
（以下、たんに「質量数」と表記する）の範囲にあるイ
オンをイオントラップ質量分析計内部に蓄積したり、任
意の質量のイオンを取り出すことができる。従って、こ
のイオントラップ質量分析計は、イオンを蓄積すること
が出来ない従来の四重極型質量分析計と比較すると、大
幅な感度向上が期待できる。
対向する一対のエンドキャップ電極とド−ナツ状のリン
グ電極から構成されており、電極に高周波電圧を印加す
ることによって電界を操作し、特定の質量数対電価比
（以下、たんに「質量数」と表記する）の範囲にあるイ
オンをイオントラップ質量分析計内部に蓄積したり、任
意の質量のイオンを取り出すことができる。従って、こ
のイオントラップ質量分析計は、イオンを蓄積すること
が出来ない従来の四重極型質量分析計と比較すると、大
幅な感度向上が期待できる。
【０００３】イオントラップ質量分析計の性能をさらに
向上させるための重要な要素として、イオントラップ質
量分析計の電極内部に蓄積できるイオンの数（ｎ）が考
えられる。同等の条件下では、イオンの数（ｎ）が多い
ほど性能は向上する。イオンの数（ｎ）は、以下の関係
式で与えられる。
向上させるための重要な要素として、イオントラップ質
量分析計の電極内部に蓄積できるイオンの数（ｎ）が考
えられる。同等の条件下では、イオンの数（ｎ）が多い
ほど性能は向上する。イオンの数（ｎ）は、以下の関係
式で与えられる。
【０００４】n = vd ここで、ｖはイオンがイオントラップ質量分析計の内部
で占有できる体積であり、ｄは平均電荷密度である。ｄ
は、静電斥力による空間電荷の影響を抑制する必要があ
るため、上限が決まってしまう。従って、イオントラッ
プ質量分析計に蓄積されるイオンの全数を増加するため
には、イオンが占有できる体積を増加するしかない。
で占有できる体積であり、ｄは平均電荷密度である。ｄ
は、静電斥力による空間電荷の影響を抑制する必要があ
るため、上限が決まってしまう。従って、イオントラッ
プ質量分析計に蓄積されるイオンの全数を増加するため
には、イオンが占有できる体積を増加するしかない。
【０００５】イオンの占有する体積は、イオントラップ
質量分析計の内部の体積、つまり電極間距離の３乗に比
例して増加する。しかし、電極間距離を長くした場合、
形成される電界は高い質量数のイオンを含むのに適当で
はなくなる。これは、電極間距離の２乗と電界の強さが
反比例するためである。従って、イオントラップ質量分
析計の電極間距離は、測定対象とするイオンの質量数の
最高値に対して一意に決定することになり、蓄積される
イオンの全数も決まってしまう。
質量分析計の内部の体積、つまり電極間距離の３乗に比
例して増加する。しかし、電極間距離を長くした場合、
形成される電界は高い質量数のイオンを含むのに適当で
はなくなる。これは、電極間距離の２乗と電界の強さが
反比例するためである。従って、イオントラップ質量分
析計の電極間距離は、測定対象とするイオンの質量数の
最高値に対して一意に決定することになり、蓄積される
イオンの全数も決まってしまう。
【０００６】上記の問題を解決するための方法として、
測定対象イオンを単一の質量数、または狭い範囲に分離
・限定して、イオントラップ質量分析計内部に蓄積する
方法が提案されている。この方法では、測定対象以外の
イオンをイオントラップ質量分析計の内部に蓄積しない
ので、それらから受ける空間電荷の影響が低減でき、測
定対象のイオンの数をイオンの占有体積に対して、相対
的に増加させることができる。この方法の詳細は特開平
１−９７３５０に記載されている。
測定対象イオンを単一の質量数、または狭い範囲に分離
・限定して、イオントラップ質量分析計内部に蓄積する
方法が提案されている。この方法では、測定対象以外の
イオンをイオントラップ質量分析計の内部に蓄積しない
ので、それらから受ける空間電荷の影響が低減でき、測
定対象のイオンの数をイオンの占有体積に対して、相対
的に増加させることができる。この方法の詳細は特開平
１−９７３５０に記載されている。
【０００７】また、上記の問題を解決するための別の方
法として、イオントラップ質量分析計の幾何学形状を改
変する方法が提案されている。この方法では、従来のイ
オントラップ質量分析計が、お椀状の対向する一対のエ
ンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極から構成さ
れるのに対し、３個のロッド型の四重極質量分析計を中
心軸を一致させて組み合わせる構成を採用している。こ
の構成により、イオンを捕らえるための電場のうち、一
方向を他の二方向とは独立した二組の四重極質量分析計
で発生させ、その一方向に対してイオンが占有する体積
を増加させることができる。この方法の詳細は特開平７
−３２６３２１に記載されている。
法として、イオントラップ質量分析計の幾何学形状を改
変する方法が提案されている。この方法では、従来のイ
オントラップ質量分析計が、お椀状の対向する一対のエ
ンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極から構成さ
れるのに対し、３個のロッド型の四重極質量分析計を中
心軸を一致させて組み合わせる構成を採用している。こ
の構成により、イオンを捕らえるための電場のうち、一
方向を他の二方向とは独立した二組の四重極質量分析計
で発生させ、その一方向に対してイオンが占有する体積
を増加させることができる。この方法の詳細は特開平７
−３２６３２１に記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、イオントラップ質量分析計を用いた装置
で、質量数が広い範囲にある測定対象イオンに対して、
蓄積するイオンの数を増加させ、高感度に測定を行うこ
とにある。
する課題は、イオントラップ質量分析計を用いた装置
で、質量数が広い範囲にある測定対象イオンに対して、
蓄積するイオンの数を増加させ、高感度に測定を行うこ
とにある。
【０００９】お椀状の対向する一対のエンドキャップ電
極とド−ナツ状のリング電極から構成されるイオントラ
ップ質量分析計では、高い質量数のイオンを測定するた
めに、電極間距離を短くする必要がある。しかし、電極
間距離を短くすると、イオンの占有体積が小さくなって
蓄積できるイオンの数が増加できず、検出感度を向上さ
せることが難しくなる。
極とド−ナツ状のリング電極から構成されるイオントラ
ップ質量分析計では、高い質量数のイオンを測定するた
めに、電極間距離を短くする必要がある。しかし、電極
間距離を短くすると、イオンの占有体積が小さくなって
蓄積できるイオンの数が増加できず、検出感度を向上さ
せることが難しくなる。
【００１０】この課題に対するひとつの解決方法として
上記従来技術のように、単一質量数のイオン、または質
量数が狭い範囲にあるイオンだけをイオントラップ質量
分析計に蓄積することによって、イオンの数をイオンの
占有体積に対して相対的に増加させる方法が提案されて
いる。しかし、高い質量数のイオンを測定することが可
能なイオントラップ質量分析計の場合、イオンの占有で
きる体積が絶対的に小さい。このため、同じイオントラ
ップ質量分析計で、低い質量数のイオンを測定しようと
すると、そのイオンを蓄積することが可能な、より電極
間距離の長いイオントラップ質量分析計で測定するのに
比べて、イオンの占有できる体積が大幅に制限され、蓄
積するイオンの数を増加できず、高い感度が得られない
ことになる。
上記従来技術のように、単一質量数のイオン、または質
量数が狭い範囲にあるイオンだけをイオントラップ質量
分析計に蓄積することによって、イオンの数をイオンの
占有体積に対して相対的に増加させる方法が提案されて
いる。しかし、高い質量数のイオンを測定することが可
能なイオントラップ質量分析計の場合、イオンの占有で
きる体積が絶対的に小さい。このため、同じイオントラ
ップ質量分析計で、低い質量数のイオンを測定しようと
すると、そのイオンを蓄積することが可能な、より電極
間距離の長いイオントラップ質量分析計で測定するのに
比べて、イオンの占有できる体積が大幅に制限され、蓄
積するイオンの数を増加できず、高い感度が得られない
ことになる。
【００１１】また、この課題に対する別の解決方法とし
て上記従来技術のように、イオントラップ質量分析計を
３個のロッド型の四重極質量分析計から構成し、イオン
の占有する体積を一方向に増加させる方法が提案されて
いる。このこの電極の構成を用いれば、蓄積するイオン
の数を増加することが出来るが、蓄積したイオンが広い
範囲に分散して収束してしまうため、一旦蓄積したイオ
ンを取り出す際に、十分な分解能で検出することが難し
くなる。
て上記従来技術のように、イオントラップ質量分析計を
３個のロッド型の四重極質量分析計から構成し、イオン
の占有する体積を一方向に増加させる方法が提案されて
いる。このこの電極の構成を用いれば、蓄積するイオン
の数を増加することが出来るが、蓄積したイオンが広い
範囲に分散して収束してしまうため、一旦蓄積したイオ
ンを取り出す際に、十分な分解能で検出することが難し
くなる。
【００１２】このように、１個のイオントラップ質量分
析計を用いた装置では、質量数が広い範囲にある測定対
象イオンに対して、蓄積するイオンの数を増加させるた
めの有効な方法は現在まで報告されていない。
析計を用いた装置では、質量数が広い範囲にある測定対
象イオンに対して、蓄積するイオンの数を増加させるた
めの有効な方法は現在まで報告されていない。
【００１３】また、従来では考慮されていない課題もあ
る。装置内に配置される1個のイオントラップ質量分析
計に、お椀状の対向する一対のエンドキャップ電極とド
−ナツ状のリング電極から構成されるイオントラップ質
量分析計を用いた場合は、内部に蓄積できるイオンの質
量数の最低値が、電極に印加する高周波電圧の振幅に依
存する。振幅が小さいほど蓄積できるイオンの質量数の
最低値は低くなるが、それに伴って、イオントラップ質
量分析計内部の電界のポテンシャルが浅くなり、高い質
量数のイオンを蓄積する効果が弱くなる。従って、質量
数が広い範囲にある測定対象イオンを、１個のイオント
ラップ質量分析計で高感度に測定を行うことは難しいと
いう問題もある。
る。装置内に配置される1個のイオントラップ質量分析
計に、お椀状の対向する一対のエンドキャップ電極とド
−ナツ状のリング電極から構成されるイオントラップ質
量分析計を用いた場合は、内部に蓄積できるイオンの質
量数の最低値が、電極に印加する高周波電圧の振幅に依
存する。振幅が小さいほど蓄積できるイオンの質量数の
最低値は低くなるが、それに伴って、イオントラップ質
量分析計内部の電界のポテンシャルが浅くなり、高い質
量数のイオンを蓄積する効果が弱くなる。従って、質量
数が広い範囲にある測定対象イオンを、１個のイオント
ラップ質量分析計で高感度に測定を行うことは難しいと
いう問題もある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するための手段として、ひとつの分析装置に、お椀
状の対向する一対のエンドキャップ電極とド−ナツ状の
リング電極から構成され、且つ測定する質量数の範囲が
異なるイオントラップ質量分析計を複数個配置する。
解決するための手段として、ひとつの分析装置に、お椀
状の対向する一対のエンドキャップ電極とド−ナツ状の
リング電極から構成され、且つ測定する質量数の範囲が
異なるイオントラップ質量分析計を複数個配置する。
【００１５】より具体的には、ひとつの分析装置の内部
に電極間距離が異なるイオントラップ質量分析計を複数
個、入射イオンから見て等位置あるいは直線状に配置
し、それぞれに印加する高周波電圧の振幅を変化させ
る。各々のイオントラップ質量分析計は、測定質量数範
囲が異なり、入射イオンの質量数にもとづいて、イオン
トラップ質量分析計を選択して蓄積させることによっ
て、高い質量数のイオンを測定できるイオントラップ質
量分析計が１個しか配置されていない装置に比べて、低
い質量数のイオンを多数蓄積することが出来、高い感度
が得られる。
に電極間距離が異なるイオントラップ質量分析計を複数
個、入射イオンから見て等位置あるいは直線状に配置
し、それぞれに印加する高周波電圧の振幅を変化させ
る。各々のイオントラップ質量分析計は、測定質量数範
囲が異なり、入射イオンの質量数にもとづいて、イオン
トラップ質量分析計を選択して蓄積させることによっ
て、高い質量数のイオンを測定できるイオントラップ質
量分析計が１個しか配置されていない装置に比べて、低
い質量数のイオンを多数蓄積することが出来、高い感度
が得られる。
【００１６】本発明を用いれば、広い質量数の範囲にあ
るイオンを高感度に測定することが出来る。
るイオンを高感度に測定することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は液体中の微量な試料をイ
オン源によってイオン化した後、イオントラップ質量分
析計に導き、イオンの質量数によって分離・分析を行う
質量分析装置に関する。質量数が広い範囲にある測定対
象イオンに対して高い感度を有する装置構成に関する発
明であり、微量物質の分析のために十分役立つものであ
る。
オン源によってイオン化した後、イオントラップ質量分
析計に導き、イオンの質量数によって分離・分析を行う
質量分析装置に関する。質量数が広い範囲にある測定対
象イオンに対して高い感度を有する装置構成に関する発
明であり、微量物質の分析のために十分役立つものであ
る。
【００１８】以下、本発明の実施の形態について実施例
を挙げ、図面を参照しながら説明する。
を挙げ、図面を参照しながら説明する。
【００１９】（実施例１）第１の実施例として、本発明
を実施するための装置構成を図１を用いて説明する。
を実施するための装置構成を図１を用いて説明する。
【００２０】図１は、本発明を実施するための大気圧プ
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成を示した図で
ある。試料を含む溶液１はプラズマイオン源２に送液さ
れ、大気圧下でイオン化される。生成されたイオンはサ
ンプリングコーン３を通してロータリーポンプ４で1×1
0-1Torr程度に排気されている差動排気部５に導入さ
れ、スキマ―コーン６を通してターボ分子ポンプ７で10
-5から10-6Torr程度に排気されている高真空部８に導入
される。高真空部８に導入されたイオンは、アインツェ
ルレンズ９、イオンガイド１０を通り、Ｑディフレクタ
１１に導かれる。イオンガイド１０のかわりにオクタポ
ールの電極を用いても良い。Ｑディフレクタ１１に導か
れた後、Ｑディフレクタ１１で発生する電界で進行方向
を９０度偏向されたイオンは、質量数によって２つのイ
オントラップ質量分析計１２、１３のどちらかに導入さ
れる。イオンはイオントラップ質量分析計１２、１３に
蓄積された後に、検出器１４、１５によって検出され
る。
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成を示した図で
ある。試料を含む溶液１はプラズマイオン源２に送液さ
れ、大気圧下でイオン化される。生成されたイオンはサ
ンプリングコーン３を通してロータリーポンプ４で1×1
0-1Torr程度に排気されている差動排気部５に導入さ
れ、スキマ―コーン６を通してターボ分子ポンプ７で10
-5から10-6Torr程度に排気されている高真空部８に導入
される。高真空部８に導入されたイオンは、アインツェ
ルレンズ９、イオンガイド１０を通り、Ｑディフレクタ
１１に導かれる。イオンガイド１０のかわりにオクタポ
ールの電極を用いても良い。Ｑディフレクタ１１に導か
れた後、Ｑディフレクタ１１で発生する電界で進行方向
を９０度偏向されたイオンは、質量数によって２つのイ
オントラップ質量分析計１２、１３のどちらかに導入さ
れる。イオンはイオントラップ質量分析計１２、１３に
蓄積された後に、検出器１４、１５によって検出され
る。
【００２１】イオントラップ質量分析計１２、１３の前
段には、それぞれゲート電極１６、１７が配置され、ま
た後段には、それぞれレンズ電極１８、１９が配置され
ている。これらの電極に印加される電圧によって、イオ
ン蓄積時には、イオントラップ質量分析計に外部からの
イオンの入射が許可され、検出時には、イオントラップ
質量分析計から外部へのイオンの出射が許可される。
段には、それぞれゲート電極１６、１７が配置され、ま
た後段には、それぞれレンズ電極１８、１９が配置され
ている。これらの電極に印加される電圧によって、イオ
ン蓄積時には、イオントラップ質量分析計に外部からの
イオンの入射が許可され、検出時には、イオントラップ
質量分析計から外部へのイオンの出射が許可される。
【００２２】また、Ｑディフレクタ１１に印加する電圧
を変化させることによって、イオンを直進させることが
できる。Ｑディフレクタ１１の後段に配置したファラデ
ーカップ２０によって、直進したイオンを検出し、全イ
オン量が把握できる。
を変化させることによって、イオンを直進させることが
できる。Ｑディフレクタ１１の後段に配置したファラデ
ーカップ２０によって、直進したイオンを検出し、全イ
オン量が把握できる。
【００２３】ここで、イオントラップ質量分析計１２
は、イオントラップ質量分析計１３と比べて電極間距離
が長く、測定質量数範囲が低い。また、２つのイオント
ラップ質量分析計１２、１３には、それぞれボンベ２
１、２２から、バッファーガスが独立に供給される。こ
こでは、測定質量数範囲が低いイオントラップ質量分析
計１２には、ボンベ２１からヘリウムガスが供給され、
測定質量数範囲が高いイオントラップ質量分析計１３に
は、ボンベ２２からアルゴンガスが供給される。本装置
構成ではバッファーガスの種類が異なっているが、それ
ぞれのイオントラップ質量分析計に蓄積するイオンに応
じて、バッファーガスの種類は同一であってもかまわな
い。
は、イオントラップ質量分析計１３と比べて電極間距離
が長く、測定質量数範囲が低い。また、２つのイオント
ラップ質量分析計１２、１３には、それぞれボンベ２
１、２２から、バッファーガスが独立に供給される。こ
こでは、測定質量数範囲が低いイオントラップ質量分析
計１２には、ボンベ２１からヘリウムガスが供給され、
測定質量数範囲が高いイオントラップ質量分析計１３に
は、ボンベ２２からアルゴンガスが供給される。本装置
構成ではバッファーガスの種類が異なっているが、それ
ぞれのイオントラップ質量分析計に蓄積するイオンに応
じて、バッファーガスの種類は同一であってもかまわな
い。
【００２４】（実施例２）第２の実施例として、本発明
を実施するための別の装置構成を図２を用いて説明す
る。
を実施するための別の装置構成を図２を用いて説明す
る。
【００２５】図２は、本発明を実施するための大気圧プ
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成で、特にイオ
ントラップ質量分析計の内部に導入するバッファーガス
に同一のガスを用いた場合の構成を示した図である。こ
こでは、イオントラップ質量分析計１２、１３に、ボン
ベ２３から同一のバッファーガスとしてヘリウムガスが
供給されている。このような装置構成を用いれば、ボン
ベの数を低減でき、装置規模を縮小することができる。
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成で、特にイオ
ントラップ質量分析計の内部に導入するバッファーガス
に同一のガスを用いた場合の構成を示した図である。こ
こでは、イオントラップ質量分析計１２、１３に、ボン
ベ２３から同一のバッファーガスとしてヘリウムガスが
供給されている。このような装置構成を用いれば、ボン
ベの数を低減でき、装置規模を縮小することができる。
【００２６】（実施例３）第３の実施例として、本発明
を実施するための別の装置構成を図３を用いて説明す
る。
を実施するための別の装置構成を図３を用いて説明す
る。
【００２７】図３は、本発明を実施するための大気圧プ
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成を示した図で
ある。試料を含む溶液１はプラズマイオン源２に送液さ
れ、大気圧下でイオン化される。生成されたイオンは、
サンプリングコーン３を通してロータリーポンプ４で1
×10-1Torr程度に排気されている差動排気部５に導入さ
れ、スキマ―コーン６を通してターボ分子ポンプ７で10
-5から10-6Torr程度に排気されている高真空部８に導入
される。高真空部８に導入されたイオンは、アインツェ
ルレンズ９、イオンガイド１０を通り、質量分析部に導
入され、検出器２４で検出される。イオンガイド１０の
かわりにオクタポールの電極を用いても良い。質量分析
部は、ゲート電極２５、２７、電極間距離の異なるイオ
ントラップ型質量分析計２６、２８、レンズ電極２９か
ら構成される。質量分析部のイオントラップ質量分析計
とゲート電極、およびレンズ電極は、図のように中心軸
を一致させて一直線上に配置されている。電極間距離の
異なるイオントラップ型質量分析計２６、２８は、それ
ぞれ測定質量数範囲が異なる。質量分析部に導入された
イオンは、質量数に従ってイオントラップ質量分析計２
６、２８のどちらかに蓄積される。このとき、イオンを
蓄積しない方のイオントラップ質量分析計には接地電位
か、もしくは直流電圧だけが印加される。また、本装置
構成では、電極間距離の長く、測定質量数範囲が低いイ
オントラップ質量分析計２６が前段に配置されている
が、イオントラップ質量分析計の配列は測定質量数範囲
によらない。
ラズマイオン源質量分析装置の全体の構成を示した図で
ある。試料を含む溶液１はプラズマイオン源２に送液さ
れ、大気圧下でイオン化される。生成されたイオンは、
サンプリングコーン３を通してロータリーポンプ４で1
×10-1Torr程度に排気されている差動排気部５に導入さ
れ、スキマ―コーン６を通してターボ分子ポンプ７で10
-5から10-6Torr程度に排気されている高真空部８に導入
される。高真空部８に導入されたイオンは、アインツェ
ルレンズ９、イオンガイド１０を通り、質量分析部に導
入され、検出器２４で検出される。イオンガイド１０の
かわりにオクタポールの電極を用いても良い。質量分析
部は、ゲート電極２５、２７、電極間距離の異なるイオ
ントラップ型質量分析計２６、２８、レンズ電極２９か
ら構成される。質量分析部のイオントラップ質量分析計
とゲート電極、およびレンズ電極は、図のように中心軸
を一致させて一直線上に配置されている。電極間距離の
異なるイオントラップ型質量分析計２６、２８は、それ
ぞれ測定質量数範囲が異なる。質量分析部に導入された
イオンは、質量数に従ってイオントラップ質量分析計２
６、２８のどちらかに蓄積される。このとき、イオンを
蓄積しない方のイオントラップ質量分析計には接地電位
か、もしくは直流電圧だけが印加される。また、本装置
構成では、電極間距離の長く、測定質量数範囲が低いイ
オントラップ質量分析計２６が前段に配置されている
が、イオントラップ質量分析計の配列は測定質量数範囲
によらない。
【００２８】２つのイオントラップ質量分析計２６、２
８には、それぞれボンベ３０、３１から、バッファーガ
スが独立に供給される。ここでは、電極間距離の長く、
測定質量数範囲が低いイオントラップ質量分析計２６に
は、ボンベ３０からヘリウムガスが供給され、電極間距
離の短く、測定質量数範囲が高いイオントラップ質量分
析計２８には、ボンベ３１からアルゴンガスが供給され
る。本装置構成ではバッファーガスの種類が異なってい
るが、それぞれのイオントラップ質量分析計に蓄積する
イオンに応じて、バッファーガスの種類は同一であって
もかまわない。また、バッファーガスの種類が同一の場
合は、バッファーガスを一つのボンベから供給してもよ
い。
８には、それぞれボンベ３０、３１から、バッファーガ
スが独立に供給される。ここでは、電極間距離の長く、
測定質量数範囲が低いイオントラップ質量分析計２６に
は、ボンベ３０からヘリウムガスが供給され、電極間距
離の短く、測定質量数範囲が高いイオントラップ質量分
析計２８には、ボンベ３１からアルゴンガスが供給され
る。本装置構成ではバッファーガスの種類が異なってい
るが、それぞれのイオントラップ質量分析計に蓄積する
イオンに応じて、バッファーガスの種類は同一であって
もかまわない。また、バッファーガスの種類が同一の場
合は、バッファーガスを一つのボンベから供給してもよ
い。
【００２９】（実施例４）第４の実施例として、本発明
を実施するための別の装置構成を図４を用いて説明す
る。
を実施するための別の装置構成を図４を用いて説明す
る。
【００３０】図４は、本発明を実施するための大気圧プ
ラズマイオン源質量分析装置における質量分析部の構成
を示した図で、電極間距離の異なる３個のイオントラッ
プ質量分析計とゲート電極、およびレンズ電極が中心軸
を一致させ配置されている。
ラズマイオン源質量分析装置における質量分析部の構成
を示した図で、電極間距離の異なる３個のイオントラッ
プ質量分析計とゲート電極、およびレンズ電極が中心軸
を一致させ配置されている。
【００３１】３個イオントラップ質量分析計３２、３
４、３６は、それぞれ電極間距離が異なり、測定質量数
範囲が異なる。これらを含む質量分析部に導入されたイ
オンは、質量数に従ってイオントラップを選択し、これ
らのひとつに蓄積される。
４、３６は、それぞれ電極間距離が異なり、測定質量数
範囲が異なる。これらを含む質量分析部に導入されたイ
オンは、質量数に従ってイオントラップを選択し、これ
らのひとつに蓄積される。
【００３２】イオントラップ質量分析計３４にイオンが
蓄積されるときには、ゲート電極３３、３５にイオンを
通過させるための電圧が印加され、ゲート電極３７にイ
オンを遮断するための電圧が印加される。また、このと
きイオントラップ質量分析計３２にはイオンレンズの役
割を果たすための直流電圧が印加される。イオントラッ
プ質量分析計３４に蓄積されたイオンが検出されるとき
には、ゲート電極３３または、３５にイオンを遮断する
ための電圧が印加され、ゲート電極３７、レンズ電極３
８にはイオントラップ質量分析計からイオンを引き出
し、通過させるための電圧が印加される。また、このと
きイオントラップ質量分析計３６にはイオンレンズの役
割を果たすための直流電圧が印加される。
蓄積されるときには、ゲート電極３３、３５にイオンを
通過させるための電圧が印加され、ゲート電極３７にイ
オンを遮断するための電圧が印加される。また、このと
きイオントラップ質量分析計３２にはイオンレンズの役
割を果たすための直流電圧が印加される。イオントラッ
プ質量分析計３４に蓄積されたイオンが検出されるとき
には、ゲート電極３３または、３５にイオンを遮断する
ための電圧が印加され、ゲート電極３７、レンズ電極３
８にはイオントラップ質量分析計からイオンを引き出
し、通過させるための電圧が印加される。また、このと
きイオントラップ質量分析計３６にはイオンレンズの役
割を果たすための直流電圧が印加される。
【００３３】
【発明の効果】本発明では、お椀状の対向する一対のエ
ンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極から構成さ
れるイオントラップ質量分析計で、測定質量数範囲が異
なるものを単一の分析装置の内部に複数個配置する。こ
の構成によって、質量数が広い範囲にある測定イオンに
対して、イオンの占有する体積やイオン蓄積するときの
高周波電圧の振幅などの測定条件を適応させることが可
能になる。その結果、質量数が広い範囲にある測定イオ
ンを十分に多数蓄積することができるようになり、高感
度な測定を行うことが可能になる。
ンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極から構成さ
れるイオントラップ質量分析計で、測定質量数範囲が異
なるものを単一の分析装置の内部に複数個配置する。こ
の構成によって、質量数が広い範囲にある測定イオンに
対して、イオンの占有する体積やイオン蓄積するときの
高周波電圧の振幅などの測定条件を適応させることが可
能になる。その結果、質量数が広い範囲にある測定イオ
ンを十分に多数蓄積することができるようになり、高感
度な測定を行うことが可能になる。
【図１】本発明を実施するための装置構成図。
【図２】本発明を実施するための装置構成図。
【図３】本発明を実施するための装置構成図。
【図４】本発明を実施するための装置構成図。
１…試料を含む溶液、２…プラズマイオン源、３…サン
プリングコーン、４…ロータリーポンプ、５…差動排気
部、６…スキマーコーン、７…ターボ分子ポンプ、８…
高真空部、９…イオンレンズ、１０…イオンガイド、１
１…Ｑディフレクター、１２、１３、２６、２８、３
２、３４、３６…イオントラップ質量分析計、１４、１
５、２４…検出器、１６、１７、２５、２７、３３、３
５、３７…ゲート電極、１８、１９、２９、３８…レン
ズ電極、２０…ファラデーカップ、２１、２２、２３、
３０、３１…ガスボンベ。
プリングコーン、４…ロータリーポンプ、５…差動排気
部、６…スキマーコーン、７…ターボ分子ポンプ、８…
高真空部、９…イオンレンズ、１０…イオンガイド、１
１…Ｑディフレクター、１２、１３、２６、２８、３
２、３４、３６…イオントラップ質量分析計、１４、１
５、２４…検出器、１６、１７、２５、２７、３３、３
５、３７…ゲート電極、１８、１９、２９、３８…レン
ズ電極、２０…ファラデーカップ、２１、２２、２３、
３０、３１…ガスボンベ。
フロントページの続き (72)発明者 坂入 実 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (13)
- 【請求項１】試料を大気圧下でイオン化するためのイオ
ン源と、該イオン源において生成したイオンを後段に導
くためのイオンレンズと、導かれたイオンを質量対電荷
比によって分離・分析するための質量分析部と、分離・
分析したイオンを検出するための検出器とを有する分析
装置において、質量分析部に、お椀状の対向する一対の
エンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極とから構
成されるイオントラップ質量分析計を少なくとも２組配
置し、且つ当該イオントラップ質量分析計の測定質量数
範囲が個々に異なることを特徴とする分析装置。 - 【請求項２】試試料を大気圧下でイオン化するためのイ
オン源と、該イオン源において生成したイオンを後段に
導くためのイオンレンズと、導かれたイオンを質量対電
荷比によって分離・分析するための質量分析部と、分離
・分析したイオンを検出するための検出器とを有する分
析装置において、 質量分析部に、お椀状の対向する一対のエンドキャップ
電極とド−ナツ状のリング電極とから構成されるイオン
トラップ質量分析計を少なくとも２組配置し、且つ当該
イオントラップ質量分析計の電極間距離が個々に異なる
ことを特徴とする分析装置。 - 【請求項３】上記複数個のイオントラップ質量分析計の
うち少なくとも２つが、イオンの進行方向に対し等価な
位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載
の質量分析装置。 - 【請求項４】上記複数個のイオントラップ質量分析計の
うち少なくとも２組が、イオンの進行方向に対してリン
グ電極の中心軸を一致させて配置されていることを特徴
とする請求項２に記載の質量分析装置。 - 【請求項５】上記複数個のイオントラップ質量分析計の
うち、測定中少なくとも１つのイオントラップ質量分析
計には直流電圧だけが印加されることを特徴とする請求
項４に記載の質量分析装置。 - 【請求項６】上記複数個のイオントラップ質量分析計
が、イオンの進行方向に対し電極間距離の短い順に配置
されていることを特徴とする請求項５に記載の質量分析
装置。 - 【請求項７】上記複数個のイオントラップ質量分析計
が、イオンの進行方向に対し電極間距離の長い順に配置
されていることを特徴とする請求項５に記載の質量分析
装置。 - 【請求項８】上記複数個のイオントラップ質量分析計の
内部を満たすバッファーガスが同一のガス供給源から供
給されていることを特徴とする請求項１及び２に記載の
質量分析装置。 - 【請求項９】上記複数個のイオントラップ質量分析計の
内部を満たすバッファーガスが各々独立したガス供給源
から供給されていることを特徴とする請求項１及び２に
記載の質量分析装置。 - 【請求項１０】試料を大気圧下でイオン化するためのイ
オン源と、該イオン源において生成したイオンを後段に
導くためのイオンレンズと、導かれたイオンを質量対電
荷比によって分離・分析するための質量分析部と、分離
・分析したイオンを検出するための検出器とを有する分
析装置において、質量分析部に、お椀状の対向する一対
のエンドキャップ電極とド−ナツ状のリング電極とから
構成されるイオントラップ質量分析計を少なくとも２組
配置し、且つ当該イオントラップ質量分析計のイオン蓄
積時、電極に印加する高周波電圧の振幅が個々に異なる
ことを特徴とする分析装置。 - 【請求項１１】試料をイオン化するイオン源と、前記イ
オン源でイオン化されたイオンビームを収束するレンズ
と、イオンビームから所定の質量のイオンを検出する検
出器と、前記検出器と前記レンズとの間に少なくとも２
個の蓄積型質量分析器を備えたことを特徴する質量分析
器。 - 【請求項１２】イオン化されたイオンビームを偏向する
偏向器と、偏向した方向に配置した蓄積型質量分析器
と、前蓄積型記質量分析器からの所定の質量のイオンを
検出する質量分析を有することを特徴とする質量分析
器。 - 【請求項１３】イオン化されたイオンビームの出射方向
に複数の蓄積型分析器を配置し、所定の質量のオンに対
し、前記複数の蓄積型分析器の内の１つを動作させて質
量分析することを特徴とする質量分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9306824A JPH11144675A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9306824A JPH11144675A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144675A true JPH11144675A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17961709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9306824A Pending JPH11144675A (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144675A (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6794642B2 (en) | 2002-08-08 | 2004-09-21 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| GB2400230A (en) * | 2002-08-08 | 2004-10-06 | Micromass Ltd | A mass spectrometer comprising a linear array of ion traps |
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| US12293908B2 (en) | 2019-12-18 | 2025-05-06 | The Trustees Of Indiana University | Mass spectrometer with charge measurement arrangement |
| US12390765B2 (en) | 2019-10-10 | 2025-08-19 | The Trustees Of Indiana University | System and method for identifying, selecting and purifying particles |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP9306824A patent/JPH11144675A/ja active Pending
Cited By (36)
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