JPS62500967A - 質量分析計イオン励起装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 質量分析計イオン励起装置 本発明は分光学に関し、特にイオンをイオンサイクロトロン共振質量分析計内で 共振状態に励起する改良された方法及び装置に関する。

２、従来技術の説明 イオンサイクロトロン共振質量分析計（Ｉ　ＣＲ／ＭＳ　）　はガス状イオンを 検出する既知の方法であり、またＭｃｌｖｅｒ　、　Ｊｒ、への米国特許第３， ７４２，２１２号及びＣｏｍｉｓａｒｏｗ　ｅｔ　ａｌ、への米国特許第３，９ ３７，９５５号中に説明されている。サンプルから形成されたガス状イオンは静 電界により分析器セル内でトラップされる。これらのイオンは磁界の影響を受け 、そのため磁界に垂直な面内で円軌道を動（ように強制される。軌道運動の周波 数は「サイクロ）ｃ＋ン固有周波数」と定義され、所与のイオンに対してイオン の質量と電荷、及び磁界の強さに依存している。

分析されるイオンは次に無緋周波数（ＲＦ）電界の印加によってコヒーレント軌 道に励起される。サイクロトロン周波数が印加されたＲＦ電界の周波数に一致し ているイオンは電界からエネルギーを吸収し、より大きい軌道半径かつより高い 運動エネルギーレベルに加速される。これらのイオンは共振状態にあると言われ る。

イオンが分析器セル内で共振した時、影像電流がセルの両端に配置された電極板 に誘導される。この影像電流は検出され、そのピークが質量・電荷比に相関でき る周波数領域スペクトルに変換され、そしてガス状イオンの同位体存在比が分析 される。

異なった質量・電荷比のイオンは異なった共振周波数をもっているので、これら は互いに区別することができる。

、　代表的なＩＣＲ，４ｖｉＳ　装置においては、イオンは掃引周波数ＲＦ電界 によって共振状態に励起される。電界は分析器セルの両端に配置された電極板に 印加された掃引周波数ＲＦ倍信号よって発生される。掃引周波数信号は、時間と 共に増加するかさもなげれば変動する周波数を有するものである。ＲＦ倍信号周 波数は通常は時間と共に線形に増加するようにされるが、対数豹変比等の他の関 数も使用できる。この従来の励起関数は次の式で表される。

Ｅ励起＝Ｅｏｓｉｎ（（Ｆｏ＋Ｆ’ｔ）ｔ＋ｏｏ）ここで、Ｅ励起：イオンに与 えられた励起信号、Ｅｏ：励起信号の振幅、 Ｆｏ：励起信号の初期周波数、 Ｆ′：励起信号の周波数の変化速度、 ｔ　：時　間、 Ｏｏ　：励起信号の初期位相、である。

励起信号の振幅Ｅ。ｌは時間に対して一定である。そのため励起関数は以下のよ うに周期ｔ。からｔｌの間に印加された矩形の包絡線を有している。

Ｅ励起＝０（ｔ（ｔ。） ＝＝０　（ｔ＞ｔｌ） ガス状イオンの質量スペクトル分析におけする主な問題は、イオンを共振状態に するために使用される実効ＲＦ電界のエネルギーの変動である。前述した励起関 数のフーリエ変換は、パワースペクトルが該当の周波数範囲にわたってかなり変 動することを示している。これは、それぞれ時刻ｔ。及びｔ、において急激にオ ン及びオフに切り換わる掃引ＲＦ倍信号び界の矩形包絡線のためである。パワー スペクトルにおけるこれらの変動は異なった周波数のイオンに加えられたエネル ギーに均一性の欠除を生じさせる。所与の質量・電荷比のイオンの質量及び同位 体存在比等のイオンの物理的パラメータの決定におけるエラーは直接の結果であ る。次に、これはＩＣＲ／ＭＳの測定の精度に影響を与える。これらのことを総 合すると、異なった軌道半径のイオンがＲＦ電界によって別個に影響を受ける。

これらのイオンのサイクロトロン固有周波数の外乱は一部には励起信号のパワー スペクトルの変動によることが経験かられかっている。

前述した問題は周知でありまた前もって処理されている。前述した励起方法に加 えて、Ｃｏｍｉｓａｒｏｗ　ｅｔ　ａｌ、の特許は幾つかの代替法を示している 。このよ５な方法の一つは正弦波パルスを分析器セルの電極板のうちの１つに印 加することも含んでいる。このパルスのフーリエ変換は正弦波パルスの周波数に おいて中心から周波数範囲±１　／　４　Ｈｚにわたって基本的にフラットであ る周波数関数であることが述べられている。第２の及び関連の代替法はほぼ１０ ０ｎｓｅｃの持続時間を有するＤＣパルスを印加することである。このようなパ ルスの印加によってほぼ直流から約２　ＭＨｚまでの周波数範囲にわたって基本 的に均一な照射界を実現することが可能であることが示されている。

これらの代替法のどれもが実行できないものである。

Ｃｏｍｉｓａｒｏｗ　ｅｔ　ａｔ、の特許の明細書が示しているように、このよ うなパルスの振幅はそれらが全周波数範囲にわたってイオンを励起するのに適当 であるとすれば極めて大きくなければならない。実際問題として、このためにこ の方法を使用することが事実上は不可能である。更に、これらの方法は掃引周波 数法よりも良好なパワー均一性をもたらさない。

イオンの相対的な同位体存在比の決定は分析器セル中に存在する所与のイオンの 種類に対して観察される影像電流の強さに基づいている。この決定の精度は各イ オンがＲＦ電界から同じ実効強度の励起を受けることを要求する。明らかに、イ オン励起のための現在知られている装置及び方法は周波数に対して変比するパワ ースペクトルを有している。周波数の一定な励起信号によってイオンを励起する ことが望ましい。この結果ＩＣＲ／ＭＳの測定の精度に重大な増加をもたらす。

本発明の要約 イオンサイクロトロン共振質量分析計は、分析器セル内のガス状イオンをトラッ プする手段、イオンを共振状態に励起する手段、及びイオンを検出する手段を含 んでいる。このイオンな共振状態に励起する手段における改良は、該当の周波数 範囲にわたって全体的に一定振幅のパワースペクトルを有する掃引無線周波数界 を発生する手段を含んでいる。

好適実施例では、掃引無線周波数界を発生する手段は界が、零振幅レベルから零 でない一定振幅レベルに線形に変比する開始領域を有する包絡線となるようにさ せる。別の実施例では、掃引無線周波数界を発生する手段；ま界が、零でｊｘ　 ｙ・一定振福レベルから零振幅レベルに肌形：こ変ｆヒする終端領域を有する包 絡線となるようにする。

更に５３’ｌの実６Ｍ例では、開始及び終匈、゛ｊ領域の両方が２０ないし１０ ０マイクロ秒の持続時間を有し、でいろ。該当の周波数範［１は口から２Ｍ１− Ｉｚである。改良された掃引１（Ｆ電胃の・ぐワースベクｌ、ルの変動は中火レ ンジ周波数１１〔０９９％から１０２′？いにわ第１図はイオンサ・ｆりロトロ ン共振質量分析計のイ；オン励起及び検出装置を表わすブロック図である。

第２Ａ図は従来技術で使用された励起関数の例を示す図である。

第２Ｂ図は第２Ａ図に示された従来技術の励起関数のツー＋　ＩＪ工変換及びパ ワースペクトルの例を示す図である。

第６Ａ図は本発明の励起関数の例を示す図である。

第６Ｂ図は第６Ａ図（・て示された本発明の励起関数のフーリエ変換及びパワー スペクトルの例を示す図である。

第４図は信号発生器の第１の好適実施例を示すブロック図である。

第５図は信号発生器の第２の好適実施例を示すブロック図である。

第６図は信号発生器の第６の好適実施例を示すブロック図である。

第７図は信号発生器の第４の好適実施例を示すブロック図であろ１、 ：Ｗ　８　Ｃ”ｌ　ハ信号元牛器（１’）　、Ｌｐ　５　ｔニア）　好、人ｊ％ 　（’）ｉＪ　”’ｖ　ｊ＜才りｎ　：ｌ／　−’Ｚ　％　e 第１：ａには１オンソー１２０１・ロン共振、（、ｉ企析舊゛中・つ・１号−ン を励起１〜かつ検出する製置７リス図示さ才１ている１９寸ン；′°ルのｉｆス 状１オン１−ｊ−／ａｆｌ知の方法；Ｃ拮づＩ９・てトラング静音、界（１２＋ ］示せず）により分析：信セル１０内でトラツノ゛１尺れろ、）静磁Ｆｐ、　（ Ｕ”ｌ示せず）はイオンの運動を磁界の方向（１′、垂直ブエ面のまわりの円軌 道に制限する。信号発生器１２ば、・イオンを共１に状態に１５ために使用され る励起関数を表す掃引周波数の無線周波数（ＲＦ）電気イＬ＋号を発生するよう に構成されている。掃引ＲＦ信号は増幅器１４により増幅され、そして分析ｇ３ セル１０の両端上に配置された図示の電極板１６に供給さ′Ｊ′１ろ７、信号は ？Ｗ極板１６の一力から他方に１８０°位相シフトさ才１ろ。分析器セル１Ｄ内 で発生された得られた掃引ＲＦ電界は、ＲＦ電界の瞬時周波数に等しいサイクロ トロン固有周波数を有する・イオンを共振状態に励起する。

共摂イオンは検出器プレート１Ｂに影像電流■を誘導する。周知の方法により検 出さ才すると、影像電流は周波数領域スペクトルに変換され、そのピークが分析 されているガス状イオンの質量・電荷比及び同位体存在比と相関されろ。

信号発生器１２は、共振状態にされそして検出されるべきことが望まれる全ての イオンのサイクロトロン固有周波数に相当する周波数成分を有する掃引ＲＦ信号 を発生できなげればならない。典型的には、該当のサイクロトロン固有周波数は ０−２メガヘルツ（ＭＨｚ）範囲にある。本発明はそのように限定されるもので はないが、この範囲が以下に例として使用される。

信号発生器１２により発生されたＲ、Ｆ信号の周波数掃引は通常は時間に対して 線形である。例えば、ＲＦ倍信号持続時間が２０００マイクロ秒であれば信号の 周波数は毎秒当たり１００λｉＩｈの速さでＯ−２ＭＨｚから増加する。非線形 周波数掃引（例えば、対数）も同様に適用できる。掃引ＲＦ倍信号持続時間は１ ０００から２０００マイクロ秒の持続時間が典型的ではあるがやはり特定の用途 に適するように変１ヒする。

信号発生器１２により発生された掃引ＲＦ倍信号分析器セル１０内に所望の振幅 の電界を発生するために増幅器１４により十分て増幅される。増幅器１４は該当 の全てのす・イクロトロン固有周波数に相当する周波数成分を増幅できる広帯域 増幅器である。このような増幅器は周知である。

第２Ａ図は従来の励起関数２０のグラフ表示である。励起関数２０は時間の関数 ｆ（ｔ）として相対振幅によりプロットされて示されている。そのため、励起関 数２０は信号発生器１２により発生された掃引ＲＦ倍信号分析器セル１０内の掃 引ＲＦ電界との両方を表わしている。各々は他方に比例して（・る。第２Ａ図に 示されたように、従来の励起関数２０は包絡線２４を有する掃引ＲＦ倍信号ある いは界）２２を含んでいる。掃引ＲＦ倍信号２は例示の１こめに示されているだ けであり、スケール通りに図示されていないことがわかる。先の例と一致して、 励起関数２０は２０００マイクロ秒の持続時間をもって示されている。

前述したように、励起関数２０の包絡線２４は掃引ＲＦ倍信号２は七ｇぞれ０及 び２０００マイクロ秒においてオン及びオフに切り換えられるので形状が矩形で ある。第２Ｂ図は矩形の従来の励起関数２０のフーリエ変換を示している。この フーリエ変換は励起関数２０のパワースベク］・ル３０を表し、また周波数の関 数Ｆ（ｗ）として励起関数２０の相体強度をプロットしたものである。第２Ｂ図 に示されているように、関数２０の掃引ＲＦ信号２２は０と２ＭＨｚ　との間に 広がる周波数成分を含んでいる。

各個別の周波数においてパワースペクトル６０の相対強度は、これらのイオンが 共振状態にされた時にそのサイクロトロン固有周波数のイオンに加えられたエネ ルギー量に直接に比例する。

このエネルギーは該当の周波数範囲にわたってかなり変動することが第２Ｂ図か ら明らかである。１ＭＨｚ　の中央レンジ周波数におけるパワースペクトルの相 対強度が１０口％レベルとしてプロットされている。６２で一般的に図示されて いる周波数範囲の下端の近くでは、パワースペクトルの相対強度は中央レンジ値 の１０４％と９８％との間で変動する。６４で一般的に図示されている周波数範 囲の上端の近くではパワースペクトルの変動はもつと厳しい。この領域の相対強 度は中央レンジの値の８８％と１１８％との間を変ｆしする。更に、これらの変 動は実質的に１．５から２へＩＨｚ　の周波数範囲つまり該当の周波数１１Ｉ） 囲の約２５鐘にとどまる。図示のように、約２９の変動が２５０ＫＨｚ　から１ ．５Ｍ１−Ｉｚの周波数範囲全体に、続いている。父てのこれらの変動は、励起 関数２０を用いた質１１分析計（・ζより行われた測定の精度に相当に誤差を生 じさせる。

本発明の励起関数４０は第３Ａ図に一般的に示されている。

従来技術のものと同様に、励起関数４０は時間の関数ｆ（ｔ）としてオ目対振； 扁によってプロットされている。このように、励起関数４０は信号発生器１２に より発生された掃引ＲＦ倍信号分析器セル１０内の掃引ＲＦ電界との両方を表し ている。各々は他方の比例する、第３Ａ図に示されているように、励起関数４゜ は、包絡線４４を有している掃引ＲＦ倍信号又は界）４２（スケール通りに図示 せず）から成っている。例として、励起関数４０は、２０００マイクロ秒の待伏 時間を持って示されている。

本発明の本質は、使用された励起関数のパワースペクトルが、検出されることが 望まれるサイクロｉ・ロン固有周波数の範囲にわたって全体に一定である湯合に は、質量分析計により行われる測定の精度が非常に増大できるということの具現 比にある。

そのため、励起関数４０の包絡線４４は形状が台形であり、また開始領域４６、 一定振幅領域４８及び終端領域５０を含んでいる。包絡線４４の開始領域４６は 零相対振幅レベルから１０ｐ％相対振幅ノベルに徐々に上昇する。包絡線４４の 振幅は一定振幅領域４８において１００％レベルにとどまっている。

終端領域５００間に、包絡線４４は徐々に１００％相対掘幅レベルから零相対振 幅レベルに低下する。第３Ａ図に示された実施例において、包絡線４４は開始領 域４６の間は零レベルから１００％レベルまで線形に上昇する。同様に、包絡線 ４４は終端領域５０の間では１００％レベルから零レベルまで線形に降下する。

コンピュータモデリングは、開始領域４６と終端領域５０との両方に対して２０ から１００マイクロ秒の大きさの持続時間が良い結果を与えることを示している 。これらの値は励起関数４０の持続時間のほぼ２．５％から５％までの持続時間 に相当する。

第６Ｂ図には、修正された励起関数４０のパワースペクトル６０を表すフーリエ 変換が示されている。パワースペクトル６０は周波数の関数Ｆ　（Ｗ　）として の相対強さのプロットであり、そして各サイクロトロン固有周波数のイオンに加 えられたエネルギーを修正された励起関数４０によって表している。第６Ｂ図に 示されているように、パワースペクトル６０は従来の励起関数２０のパワースペ クトル６０に対して該当の周波数範囲にわたって全般的に一定振幅を有している 。１００％相対強度としてとられるＩ　ＭＨｚ　の中央レンジ周波数値に関して は、周波数範囲の下側端及び上側端の両方において１０２％と９９％との間のパ ワースペクトル６０の範囲の変動はそれぞれ６２及び６４で一般的に示されてい る。振幅変動の低減は周波数範囲の上側端６４において特に重要である。大きい 振幅の変動が上側の５００　ＫＨｚの範囲を超えて生じるという従来の励起関数 ２０のパワースペクトル６０に比較して、パワースペクトル６０の上側の周波数 範囲６４の変動は実質的には存在しない。更に、中央レンジの周波数帯域にわた っての変動は１％以下と良好であって、従来の励起関数２０のパワ−スペクトル ６０全体にわたっての変動に対して実質的に存在しない。

相対的に一定振幅のパワースペクトル６０はパワースペクトル転移帯幅を犠牲に して実現される。第２Ｂ図に示されているように、従来の励起関数２０のパワー スペクトル６０は掃引げ信号２０がほぼ５ＱＦＧ（ｚの周波数を達成した時まで １００％相対強度レベルに達している。これに対して、修正された励起関数４０ のパワースペクトル６０は掃引ＲＦ倍信号ｏが１１０　ＫＨｚＫ近づくにつれて １０口％碌幅レベルに達する。一般に、パワースペクトルの変動の振幅は励起関 数の上昇時間に反比例に関連し、より大きい変動はその最大直（例えば、従来の 励起関数２０）まで迅速に上昇する励起関数により発生される。開始領域４６及 び終端領域５０の持続時間がそれぞれ長くなればなるほど、パワースペクトル６ Ｄの中央レンジ周波数値の付近の変［ヒはより少な（なり、またパワースペクト ルが中央レンジ周波数値に達するのに要する時間が長くなる（あるいは周波数が 大きくなる）。これらの処理はＩＣＲ／ＭＳ装置の性能の要件を最適［ヒすると いう方法で行われねばならない。

一定振幅のパワースペクトルは所与の周波数範囲についてのみ要求され、これら は該当のイオンのサイクロトロン固有周波数に相当する。ＲＦ信号４０が掃引さ れる周波数範囲を長くするこ４により及び前述したように開始及び終端領域４６ 及び５゜を含めることにより、パワースペクトル６ｏは２　ＭＨｚ　を超えて十 分に周波数に対して相対的に一定にできる。もちろん、この周波数掃引を長くす ることは、現実には範囲がＯＨｚ以下に拡張できないので低周波数端では不可能 である。しかし、０Ｉ（ｚから始まる掃引の固有の特性は部分的に整形した励起 包絡線に似ている。これは、第２Ｂ図に示されているように、パワースペクトル ３０の０土近（の変動が周波数範囲の上側端６４０近くの変動はど大きくないた めである。第２Ｂ図及び第６Ｂ図を発生するために使用されたようなコンピュー タモデリングは、掃引ＲＦ倍信号２が周波数範囲の上側５％についてのみ整形さ れればパワースペクトルの変動は中央レンジ周波数値の９８％と１０４％との間 にあることを示している。同様の変動は２．５、％変動の終端領域を有する励起 関数についても発生する。これらの変動の振幅は従来技術のものよりもかなり少 ない。

第４図から第８図には信号発生ｉ！％　１２の好適実施例が示されている。第８ 図に示された実施例の例外はあるが、信号発生器１２の各実施例は６つの部分を 含んでいる。第１の部分は掃引周波数ＲＦ倍信号発生する。励起包絡線の形状を 示す信号は第２の部分によって発生される。第３の部分において、修正された励 起関数を表す信号を発生するために、掃引ＲＦ倍信号包絡線を表す信号により変 調される。以降に説明される回路要素及び変調方法は周知であり、各種の構成で 容易に実現される。これらの回路要素の全てが集積回路及び要素の形式で市販さ れている。そのため、これらは単にブロック図によって説明される。

第４図には信号発生器１２の第１の実施例が示されている。

図示のように信号発生器１２は、デジタル掃引関数発生器６０、デジタル−アナ ログ（Ｄ／Ａ）変換器６２、デジタルカウンタ６４、デジタル−アナログ（Ｄ／ Ａ、）変換器６６、及び変調器６８を有している。デジタル掃引関数発生器６０ は掃引周波数ＲＦ倍信号表すデジタル信号を発生する。Ｄ／Ａ変換器６２はこの 信号をアナログ信号に変換する。デジタルカウンタ６４は修正された励起関数４ ９の包絡線４４を表すデジタル信号を発生するようにプログラムされている。Ｄ 、／Ａ変換器６６はこのデジタル信号をアナログ信号に変換する。変調器６８は 、励起関数４０を表す掃引Ｒ，Ｆ信号を発生するために、アナログ掃引ＲＦ信号 を包絡線により変調する。掃引ＲＦ倍信号増幅器１４により増幅されそして分析 器セル１０の電極板１６に供給される。

第５図には信号発生器１２の第２の実施例が示されている。

デジタル掃引関数発生器７０、乗算デジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器７２、 デジタルカウンタ７４、及びデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ　）変換器７６が含ま れている。デジタル掃引関数発生器７０は掃引周波数ＲＦ倍信号表すデジタル信 号を発生する。

この信号は乗算Ｄ／Ａ変換器７２に入力される。デジタルカウンタ７４は修正さ れた励起関数４０の包絡線４４を表すデジタル信号を発生する。Ｄ／Ａ変換器７ ６はこのデジタル信号をアナログ形式に変換する。包絡線４４を表すアナログ信 号は乗算Ｄ　／　Ａ変換器７２の乗算器カフ８に供給される。乗算Ｄ／Ａ変換器 ７２は掃引ＲＦ倍信号表すデジタル信号をアナログ形式に変換し、同時に乗算器 カフ８に存在する信号の関数としてその損幅を乗算する。乗算Ｄ　／　Ａ変換器 ７２の出力は励起関数４０を表す掃引ＲＦ励起信号である。この信号は増幅器１ ４によって増幅され、そして分析器セル１０の電極板１６に供給される。

第６図は信号発生器１２の第６の実施例を示している。デジタル掃引関数発生器 ８０は掃引周波数ＲＦ倍信号表すデジタル信号を発生する。この信号はデジタル 乗算器８４の第１の入力８２に供給される。デジタルカウンタ８６は修正された 励起関数４０の包絡線４４を表すデジタル信号を発生するようにプログラムされ ている。この信号はデジタル乗算器８４の第２０入力８Ｂに供給される。デン゛ ノル・乗算器８４．よ第１　ｙ）　、３力８２及び第２の入力８８：（存在する 信号を乗算す、ξ）。この出力は修正されたｊ９起関数ＡＯｆ（表す掃引ＲＩ” 　ｆＪｉ号で９５ろ１．このｔご号は増幅器１４により増）緒されそｉ−で分を 斤、悩七ル１〔］の′市ｉへ仮１６に供給される。

第７図は信号発生器１２の第４の実施例を示１〜壬いる。デジタル掃引関数発生 器９０は掃引ＲＦ　（；ｇ号ｆＸ：表すデジタル信号を発生する。この信号；主 り／’Ａ変換器９２　（Ｃ１ニリアナ１１グ信−けに変換され、そ１〜て２調器 ９，４に入力さｔ＋−ろ、つア、Ｊ−ｒ＝グ包、絡線光生器９６は包絡線４４を 表す信号な発生づ−５ようにブ・コグラムされている。仁の信号；ｉ？調器９４ に人力される。変ｘ１１．旧（τ９４は修正された励起関数４０を表す掃引Ｉｔ 　Ｆ信号を発生する。この信号は増幅器１・１にＪ：　Ｉ）増幅さ才１、そり、 ″′ｃ分析鼎−ｔル１Ｑの電極板１６に供給されろ。

第８図には信号発生２に１２の更に別の実施例が示、されている。

図示のように、信号発生器１２はデジタル、メモリ１００及びデジタル−アナロ グ（Ｄ、／Ａ　）変換器１０２を含んでいろ。掃引ＲＦ倍信号２及び包絡線４４ の両方を含む４５正、された励起関数４０を表すデジタルデータがデジタルメモ リ１００内に記憶されている。デジタルメモリ１００の出力は修正された励起関 数４０を表すデジタル信号である。このデジタル信号はＴ）／Ａ変換器１０２に よりアナログ信号に変換される。アナログ信号は増幅器１４により増幅され、そ して分析器セル１０の電極板１６に供給される。

要約すると、本発明は、質量分析側内のイオンを共振状態に励起する新規な装置 である。修正された励起関数は、掃引ＲＦ倍信号包絡線が０レベルと一定振幅レ ベルとの間で徐々に傾斜するという開始領域及び終端領域を含んでいる。修正さ れた励起関数のパワースペクトルは周波数の関数として全体的に一定摂盃を示す 。該当のサイクロトロン固有周波数を有する全てのイオンは同じエネルギーを有 する兵長状態に励起される。ＩＣＲ／ＭＳの測定の精度は非常に増大された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．分析器セル内のガス状イオンをトラツプする手段、イオンを共振状態に励起 する手段、及びイオンを検出する手段を有する形式のイオンサイクロトロン共振 質量分析計において、前記イオンを励起する手段が、該当の周波数範囲にわたつ て全体的に一定振幅のパワースペクトルを有する掃引無線周波数界を発生する手 段を備えることを特徴とするイオンサイクロトロン共振質量分析計。 ２．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、前記界に第１のレベルから第２の レベルへ徐々に変化する開始領域を有する包絡線を生じさせる請求の範囲第１項 記載の分析計。 ３．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、前記界の包絡線を、開始領域の間 に第１のレベルから第２のレベルに線形に変化させる請求の範囲第２項記載の分 析計。 ４．第１のレベルが零振幅レベルであり、及び第２のレベルが零でない一定振幅 レベルである、請求の範囲第２項記載の分析計。 ５．開始領域が２０から１００マイクロ秒の持続時間を有する請求の範囲第２項 記載の分析計。 ６．開始領域が掃引ＲＦ界の持続時間のほぼ２．５％から５％の持続時間を有す る請求の範囲第２項記載の分析計。 ７．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、前記界に、第２のレベルから第１ のレベルへ徐々に変化する終端領域を有する包絡線を生じさせる請求の範囲第１ 項記載の分析計。 ８．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、前記界の包絡線を、終端領域の間 に第２のレベルから第１のレベルに線形に変化させる請求の範囲第７項記載の分 析計。 ９．第１のレベルが零振幅レベルであり、及び第２のレベルが零でない一定振幅 レベルである、請求の範囲第７項記載の分析計。 １０．終端領域が２０から１００マイクロ秒の持続時間を有する請求の範囲第７ 項記載の分析計。 １１．開始領域が掃引ＲＦ界の持続時間のほぼ２．５％から５％の持続時間を有 する請求の範囲第７項記載の分析計。 １２．該当の周波数範囲が０から２メガヘルツである請求の範囲第１項記載の分 析計。 １３．パワースペクトルの変動が中央レンジ周波数値の９９％から１０２％にわ たる請求の範囲第１項記載の分析計。 １４．分析器セル内のガス状イオンをトラツプする手段、イオンを共振状態に励 起するために掃引無線周波数電界を発生する手段、及びイオンを検出する手段を 有する形式のイオンサイクロトロン共振質量分析計において、前記掃引無線周波 数電界を発生する手段が、該当の周波数範囲にわたつて全体的に一定振幅のパワ ースペクトルを有する掃引無線周波数信号を発生する手段を備えることを特徴と するイオンサイクロトロン共振質量分析計。 １５．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記信号に第１のレベルから 第２のレベルへ徐々に上昇する開始領域を有する包絡線をもたせる請求の範囲第 １４項記載の分析計。 １６．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記包絡線の開始領域を第１ のレベルから第２のレベルに線形に上昇させる請求の範囲第１５項記載の分析計 。 １７．前記掃引無線周波数信号を発注する手段が、前記包絡線の開始傾城に２０ から１００マイクロ秒の持続時間をもたせる請求の範囲第１５項記載の分析計。 １８．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記信号の開始領域に、掃引 無線周波数信号の持続時間のほぼ２．５％から５％までの持続時間をもたせる請 求の範囲第１５項記載の分析計。 １９．第１のレベルが零振幅レベルであり、及び第２のレベルが零でない一定振 幅レベルである、請求の範囲第１５項記載の分析計。 ２０．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記信号に第２のレベルから 第１のレベルへ徐々に変化する終端領域を有する包絡線をもたせる請求の範囲第 １４項記載の分析計。 ２１．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記包絡線の終端領域を、第 ２のレベルから第１のレベルに線形に下降させる請求の範囲第２０項記載の分析 計。 ２２．前記掃引無線周波数信号を発生する手段が、前記包絡線の終端領域に、２ ０から１００マイクロ秒の持続時間をもたせる請求の範囲第２０項記載の分析計 。 ２３．前記掃引無線周波数信号を発注する手段が、前記信号の終端領域に掃引無 線周波数信号の持続時間のほぼ２．５％から５％までの持続時間をもたせる請求 の範囲第２０項記載の分析計。 ２４．第１のレベルが零振幅レベルであり、及び第２のレベルが零でない一定振 幅レベルである、請求の範囲第２０項記載の分析計。 ２５．該当の周波数範囲が０から２メガヘルツである請求の範囲第１４項記載の 分析計。 ２６．パワースペクトルの変動が中央レンジ周波数値の９９％から１０２％にわ たる請求の範囲第１４項記載の分析計。 ２７．サンプルを保持する分析器セル、サンブルのガス状イオンを発生する手段 、分析器セル内のイオンをトラツブする手段、イオンを共振状態に励起するため に掃引無線周波数界を発生する手段、及び 共振イオンを検出する手段、 を有する形式のイオンサイクロトロン共振質量分析計において、前記掃引無線周 波数界を発生する手段が、前記界に、零レべルから零でない一定振幅レベルへ線 形に傾斜する開始領域、 零でない一定振幅レベルを有する一定振幅領域、及び零でない一定振幅レベルか ら零レベルへ線形に傾斜する終端傾城、 を有する台形形状の包絡線をもたせることを特徴とするイオンサイクロトロン共 振質量分析計。 ２８．前記包絡線の開始領域及び終端領域が２０から１００マイクロ秒の持続時 間を有する請求の範囲第２７項記載の分析計。 ２９．前記包絡線の開始領域及び終端領域が掃引無線周波数界の持続時間のほぼ ２．５％から５％までの持続時間を有する請求の範囲第２７項記載の分析計。 ３０．前記掃引無線周波数界のパワースペクトルが、中央レンジ周波数値の９９ ％から１０２％の間にわたる変動を有する請求の範囲第２７項記載の分析計。 ３１．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、台形包絡線を表す信号を発生す る手段、掃引無線周波数信号を発生する手段、 台形包絡線を有する掃引無線周波数信号を発生するために、包絡線を表す信号に より掃引無線周波数信号を変調する手段、及び 台形包絡線を有する掃引無線周波数信号を掃引無線周波数界に変換する手段、 を有する請求の範囲第２７項記載の分析計。 ３２．前記掃引無線周波数界を発生する手段が、台形包絡線を有する掃引無線周 波数界を表すデジタル信号を発生する手段、及び 前記デジタル信号を掃引無線周波数界に変換する手段、を有する請求の範囲第２ ７項記載の分析計。 ３３．イオンサイクロトロンの共振質量分析計内のガス状イオンを共振状態に励 起する方法であつて、 零レベルから一定振幅レベルへ線形に傾斜する開始領域を有する包絡線をもつ掃 引無線周波数電界にイオンを入れることを含むことを特徴とするイオンサイクロ トロン共振質量分析計内のガス状イオンを共振状態に励起する方法。 ３４．包絡線の開始領域が２０から１００マイクロ秒の持続時間を有するように することを含む請求の範囲第３３項記載の方法。 ３５．包絡線の開始領域が電界の持続時間のほぼ２．５％から５％の持続時間を 有するようにすることを含む請求の範囲第３３項記載の方法。 ３６．イオンサイクロトロン共振質量分析計内のガス状イオンを共振状態に励起 する方法であつて、 一定振幅レベルから零レベルへ線形に傾斜する終端領域を有する包絡線をもつ掃 引無線周波数電界中にイオンを入れることを含むことを特徴とするイオンサイク ロトロン共振質量分析計内のガス状イオンを共振状態に励起する方法。 ３７．包絡線の終端領域が２０から１００マイクロ秒の持続時間を有するように することを含む請求の範囲第３６項記載の方法。 ３８．包絡線の終端領域が電界の持続時間のほぼ２．５％から５％の持続時間を 有するようにすることを含む請求の範囲第３６項記載の方法。