CN103890902A - 质量分析装置 - Google Patents

Abstract

在多级差动排气***的质量分析装置中，以离子透镜（13）的开口的周缘部位于以最短距离将前级的第2离子导向器（12）的后缘端的内切圆和后级的第3离子导向器（14）的前缘端的内切圆连接起来的虚拟的筒状体的周面的外侧的方式，确定各离子导向器（12、14）的内切圆半径与离子透镜（13）的开口的尺寸的关系，该离子透镜（13）设置于用于将第2中间真空室（3）和第3中间真空室（4）分隔开的隔壁。由此，虽然离子透镜（13）配置于第2中间真空室（3）和第3中间真空室（4）之间，但是由第2离子导向器（12）产生的高频电场和由第3离子导向器（14）产生的高频电场通过离子透镜（13）的开口而实质上相连，自第2离子导向器（12）向第3离子导向器（14）更有效地、即损失较小地输送离子，从而能向质量分析提供更多的离子。其结果，能够提高检测灵敏度。

Description

质量分析装置

技术领域

本发明涉及一种质量分析装置，进一步详细而言，涉及一种在质量分析装置中将离子向后级输送的离子输送光学***。 

背景技术

在质量分析装置中，为了将自前级输送来的离子聚束并送到后级的、例如四极质量过滤器等质量分析器中，而采用被称为离子导向器的离子光学元件。离子导向器的一般的结构是将4根、6根或者8根圆柱（或者圆筒）状杆电极以包围离子光轴的方式彼此平行地配置的多极型的结构。通常，在这些多极型的离子导向器中，对隔着离子光轴而相对的一对杆电极施加相同的高频电压，并对与这一对杆电极沿周向邻接的其他杆电极施加与上述的高频电压振幅相同且反相位的高频电压。通过施加这样的高频电压，在由杆电极围成的大致圆柱状的空间内形成多极的高频电场，在该高频电场中离子边振动边被输送。 

在专利文献1所记载的离子导向器中，替代杆电极而采用由沿着离子光轴方向排列的多张电极板构成的虚拟杆电极。在该结构中，通过在离子光轴方向形成具有电位梯度的直流电场，在发挥离子的聚束性优良这样的多极型离子导向器的优点的同时，也能对离子进行加速、反之使离子减速。本说明书中的多极型的离子导向器也包含使用这样的虚拟杆电极的虚拟多极型离子导向器。 

但是，像液体色谱质量分析装置（LC／MS）这样，在利用电喷射离子源等大气压离子源的质量分析装置中，为了将配设有质量分析器、离子检测器的分析室内的真空度维持在较高状态，通常采用多级差动排气***的结构。 

例如，在专利文献2所记载的质量分析装置中，在作为大致大气压环境的电离室和作为高真空环境的分析室之间设置3级中间真空室，自电离室向 分析室每个室的真空度逐渐增高。在这样的多级差动排气***的结构中，为了有效地输送离子，在第2级、第3级的中间真空室内分别配置多极型的离子导向器。此外，在将第2级中间真空室和第3级中间真空室分隔开的隔壁上设置离子透镜，该离子透镜具有供被聚束的离子通过的小径的开口。 

虽然该离子透镜具有利用由直流电场产生的透镜效果对离子进行聚束的作用，但在由前级的离子导向器产生的高频电场和由离子透镜产生的直流电场的交界附近、以及在由该离子透镜产生的直流电场与由前级的离子导向器产生的高频电场的交界附近将分别产生离子的损失，从而导致离子的透射率下降。这被认为是由于在直流电场与高频电场的交界附近产生电场紊乱。 

另一方面，在专利文献3所记载的质量分析装置中，以在多级差动排气***的结构中跨邻接的多个中间真空室的方式配设有相连续的离子导向器。在该结构中，因为在多个中间真空室中高频电场连续起来，不会产生像上述专利文献2所记载的结构那样的离子损失，从而能提高离子透射率。但是，在像这样跨多个中间真空室、即、以贯穿将邻接的中间真空室彼此分隔开的隔壁的方式配设离子导向器的情况下，存在清洁或者更换离子导向器时难以将离子导向器拆卸下来、从而维护性差的问题。 

专利文献1：日本特开2000-149865号公报 

专利文献2：美国再发行专利第040632号 

专利文献3：美国专利第7189967号 

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述课题而做成的，其主要目的在于：在多级差动排气***的质量分析装置中，在确保高维护性的同时，使邻接的真空室之间的离子透射率提高，进而使检测灵敏度提高。 

用于解决问题的方案

为了解决上述课题而做成的本发明提供一种质量分析装置，其具有离子 输送光学***，该离子输送光学***构成为隔着具有供离子通过的开口的离子透镜或者开口板而在离子透镜或者开口板的前级和后级分别配置有多极型的离子导向器，其特征在于， 

以上述离子透镜的开口的周缘部或者开口板的开口的周缘部与以最短距离将上述前级的离子导向器的后缘端的内切圆和上述后级的离子导向器的前缘端的内切圆连接起来的虚拟的筒状体的周面相接触或者位于该周面的外侧的方式，确定上述各离子导向器的内切圆半径与上述离子透镜的开口的尺寸或者开口板的开口的尺寸的关系。 

在本发明的质量分析装置中，离子透镜具有由直流电场产生的离子的聚束作用，开口板并不具有离子的聚束作用而只具有能单纯地供离子通过的开口。此外，离子导向器典型地由四极或者八极的杆状电极构成，对隔着离子光轴而相对的一对电极施加相同的高频电压，并对与这一对电极沿绕离子光轴的周向邻接的电极施加与上述高频电压振幅相同且反相位的高频电压，从而形成多极的高频电场。 

在本发明的质量分析装置中，因为离子透镜的开口的周缘部或者开口板的开口的周缘部不向以最短距离将前级的离子导向器的后缘端的内切圆和后级的离子导向器的前缘端的内切圆连接起来的虚拟的筒状体的周面内侧突出，所以在前级离子导向器和后级离子导向器中分别形成的高频电场容易进入离子透镜的开口之中或者开口板的开口之中，且两个高频电场实质上是连续的。因此，在由前级离子导向器形成的高频电场的作用下被封住且一边振动一边前进的离子顺利地转移到由后级离子导向器形成的高频电场中。由此，能够抑制在经过离子透镜或者开口板时的离子损失，从而能提高离子透射率。 

作为本发明的质量分析装置的一个技术方案能够设置为如下结构，上述前级的离子导向器和上述后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的、与该离子光轴平行的多个杆状电极构成，且该2个离子导向器的内切圆半径相等。对于该结构来说，因为能使前级离子导向 器和后级离子导向器的结构·构造相同，因此对于抑制成本是有益的。 

此外，在该情况下，离子透镜或者开口板能构成为前级和后级的离子导向器的离子光轴在同一直线上，该离子透镜的呈圆形状的开口或者开口板的圆形状的开口的半径与2个离子导向器的内切圆半径相等。在该结构中，因为离子透镜或者开口板的开口尺寸是在不降低离子的透射率的范围内的最小值，所以以通过了该开口的气体（例如大气）的流通量变少的方式完成上述操作，从而容易维持配置有后级离子导向器的室内的真空度。 

此外，作为本发明的质量分析装置的另一个技术方案能够设置为如下结构，前级的离子导向器和后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的、与该离子光轴平行的多个杆状电极构成，一方的离子导向器的内切圆半径比另一方的离子导向器的内切圆半径小。例如，通过设为后级离子导向器的内切圆半径比前级离子导向器的内切圆半径小，而能够以使离子更向离子光轴附近集中的状态将离子向后级输送。 

此外，作为本发明的质量分析装置的另一个技术方案也可以设置为如下结构，前级的离子导向器和后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的多个杆状电极构成，至少任意一方的离子导向器的杆状电极以随着自与上述离子透镜或者开口板较近一侧向逐渐远离上述离子透镜或者开口板的方向去而内切圆半径变大的方式配置。例如，由于前级离子导向器的杆状电极以随着自与离子透镜或者开口板较近一侧向逐渐远离离子透镜或者开口板的方向去而内切圆半径变大的方式配置，在前级离子导向器中将向较广范围扩散着的离子会聚起来而逐渐向离子光轴附近聚束进而聚成小径并送入后级离子导向器。 

需要说明的是，离子透镜或者开口板构成为2个离子导向器的离子光轴在同一直线上，在前级离子导向器的后缘端的内切圆半径与后级离子导向器的前缘端的内切圆半径不同情况下，离子透镜的呈圆形状的开口的或者开口板的呈圆形状的开口的半径可以比前级离子导向器的后缘端的内切圆半径和后级离子导向器的前缘端的内切圆半径中的较小的一方的半径大，比另一 方的内切圆半径小。由此，离子透镜的开口尺寸或者开口板的开口尺寸能够在不降低离子的透射率的范围内缩小，能减少通过了该开口的气体的流通量。 

此外，在本发明的质量分析装置中，前级离子导向器与后级离子导向器的离子光轴无需位于同一直线上，也可以构成为将离子光轴错开了的、所谓的偏轴离子光学***的结构。即，作为本发明的质量分析装置的其他实施方式，也可以构成为：前级离子导向器和后级离子导向器分别由沿着直线状的离子光轴配置的多个杆状电极构成，这2个离子导向器的离子光轴彼此平行且不位于同一直线上。 

此外，在本发明的质量分析装置中，前级的离子导向器的后缘端与离子透镜或者开口板之间的距离和后级的离子导向器的前缘端与离子透镜或者开口板之间的距离优选由各离子导向器形成的高频电场渗透到离子透镜或者开口板的开口中那样的距离。具体而言，该间隔距离可以是离子导向器的内切圆半径和开口半径的1倍以内。由此，提高了由前级离子导向器产生的高频电场和由后级离子导向器产生的高频电场的连续性，从而对于抑制离子的损失是有效的。 

需要说明的是，离子透镜或者开口板兼做用于将例如多级差动排气***的结构等中不同的真空环境的2个空间分隔开的隔壁或者设置于该隔壁，但并不限于此。此外，不限于沿着离子的通过方向具有1个离子透镜或者开口板的结构，也可以将多个离子透镜或者开口板组合起来。 

此外，后级的离子导向器不只限于以只将离子向后级输送为目的的狭义的离子导向器，也可以作为根据质量电荷比将离子分开的四极质量过滤器发挥作用或者配置于主四极质量过滤器的前级的前置过滤器发挥作用。 

发明的效果

采用本发明的质量分析装置，在前级离子导向器和后级离子导向器中分别形成的高频电场的离子封住作用即使利用离子透镜、开口板的开口也未将其中断，提高了离子的透射率。由此，能够为质量分析提供比以往多的离子，从而能够实现检测灵敏度的提高。此外，因为离子导向器自身是物理性地隔 着离子透镜、开口板而保持独立的，所以离子导向器的清洁、更换等维护性也良好。 

附图说明

图1是本发明的第1实施例的质量分析装置的概略结构图。 

图2是第1实施例的离子输送光学***的结构图。 

图3是第2实施例的离子输送光学***的结构图。 

图4是第3实施例的离子输送光学***的结构图。 

图5是第4实施例的离子输送光学***的结构图。 

图6是第5实施例的离子输送光学***的结构图。 

图7是表示在采用不同的内切圆半径的离子导向器的情况下的高频电压与离子强度之间的关系的实测结果的图。 

图8是表示质量电荷比为m／z＝168的赝势的计算结果的图。 

图9是表示在采用不同的内切圆半径的离子导向器的情况下的离子强度的实测值（相对值）的图。 

图10是表示在离子透镜的开口直径不同的情况下与离子光轴正交的开口面上的电位分布的计算结果的图。 

具体实施方式

下面，参照附图说明作为本发明的一实施例的质量分析装置。 

（第1实施例） 

图1是第1实施例的质量分析装置的概略结构图，图2是第1实施例的质量分析装置中的包含有特点的离子导向器和离子透镜在内的离子输送光学***的概略结构图。 

本实施例的大气压电离质量分析装置具有：电离室1，其维持在大致大气压环境下；分析室5，其通过利用未图示的涡轮分子泵等真空泵进行的真空排气来维持高真空环境；第1中间真空室2、第2中间真空室3、第3中间真 空室4，它们分别通过利用真空泵进行的真空排气来维持在电离室1内的气压与分析室5内的气压之间的中间的气压。即，在该大气压电离质量分析装置中采用以下的多级差动排气***的结构：自电离室1向分析室5每个室的气压逐渐降低（提高真空度）。 

在电离室1中配设有与未图示的LC的柱出口端连接的电离探测器6，在分析室5中配设有四极质量过滤器15和离子检测器16。此外，在第1中间真空室2、第2中间真空室3、第3中间真空室4中配设有用于将离子向后级输送的第1离子导向器10、第2离子导向器12、第3离子导向器14。电离室1与第1中间真空室2之间利用细径的脱溶剂管9来连通，此外第1中间真空室2和第2中间真空室3之间经由形成于分离器11的顶部的极小口径的开口来连通，第2中间真空室3和第3中间真空室4之间经由设置于隔壁的离子透镜13的圆形状开口13a来连通。 

在电离探测器6的喷嘴7的顶端利用未图示的直流高压电源施加数十kV程度的高电压。当导入到了电离探测器6的液体试样到达喷嘴7的顶端时，被赋予偏置电荷并向电离室1内喷雾。喷雾流中的微小液滴与大气气体接触而被细微化，而且通过流动相、溶剂的挥发而进一步促进细微化。在该过程中，包含于液滴的试样成分（分子或者原子）带电荷地自液滴脱离，成为气体离子。所产生的离子因电离室1内和第1中间真空室2内的压差而被吸入脱溶剂管9，并向第1中间真空室2内输送。 

自第1离子导向器10到第3离子导向器14之间的离子输送光学***具有将离子以尽量低损失的方式输送到分析室5内的四极质量过滤器15的功能。在图1中，还记载有用于向这些离子输送光学***的各离子光学元件施加电压的控制***组件。即，第1直流交流电压源21、第2直流交流电压源23、第3直流交流电压源25分别在控制部20的控制下向第1离子导向器10、第2离子导向器12、第3离子导向器14施加将直流电压（DC）和交流电压（高频电压RF）重叠而成的电压。此外，第1直流电压源22、第2直流电压源24分别在相同的控制部20的控制下向分离器11和离子透镜13施加直流电压。需要说明的 是，向第1离子导向器10、第2离子导向器12、第3离子导向器14施加的直流电压是决定离子光轴C方向上的直流电位的偏压。 

利用上述离子输送光学***将离子送入四极质量过滤器15。自未图示的电压源向构成四极质量过滤器15的杆电极施加将与作为分析对象的离子的质量电荷比相对应的直流电压和高频电压重叠而成的电压，只有具有与该电压相对应的质量电荷比的离子穿过该过滤器15的长轴方向的空间。离子检测器16用于输出与已到达的离子的量相对应的检测信号，未图示的数据处理部基于该检测信号做成例如质谱。 

如上所述那样，离子输送光学***具有将电离室1内产生的离子有效地输送到四极质量过滤器15的重要功能。因此，在本实施例的质量分析装置中，离子输送光学***的结构是作为如图2所示的有特点的结构。以下，对该离子输送光学***，尤其是对离子透镜13、配置在由该离子透镜13分隔开的第2中间真空室3的第2离子导向器12和第3中间真空室4的第3离子导向器14的结构和动作进行详细说明。 

在这里，第2离子导向器12和第3离子导向器14均是由在直线状的离子光轴的四周对称且平行地配置的4根杆电极构成的四极结构。两个离子导向器12、13的离子光轴位于图1和图2的C所表示的一条直线上，夹在两个离子导向器之间的离子透镜13的离子光轴也位于同一直线上。第2离子导向器12和第3离子导向器14的内切圆半径相等，离子透镜13的呈圆形状的开口13a的半径比这些离子导向器12、14的内切圆半径大。即，离子透镜13的开口13a的周缘部13b位于以最短距离将第2离子导向器12的后缘端的内切圆和第3离子导向器14的前缘端的内切圆连接起来的虚拟的筒状体13c的周面的外侧。由此，由第2离子导向器12的杆电极围成的大致圆柱形状的空间与由第3离子导向器14的杆电极围成的大致圆柱形状的空间借助虚拟的圆筒体13c圆滑地、即在中途无任何障碍物地连接起来。 

利用自第2直流交流电压源23向第2离子导向器12的各杆电极施加的高频电压在由杆电极围成的空间内形成四极高频电场，并利用该电场的作用将 离子封住。另一方面，利用自第3直流交流电压源25向第3离子导向器14的各杆电极施加的高频电压在由杆电极围成的空间内形成四极高频电场，并利用该电场的作用将离子封住。由第2离子导向器12形成的高频电场自该离子导向器12的后缘端的内切圆还向后方扩展，另一方面，由第3离子导向器14形成的高频电场自该离子导向器14的前缘端的内切圆还向前方扩展。如上所述那样，虽然两个离子导向器12、14分别配置于不同的中间真空室3、4内，但是因为在两个离子导向器12、14之间的空间内不存在阻挡高频电场的扩展的障碍物，因此，两个高频电场实质上是相连的。因此，在第2离子导向器12中被高频电场封住的同时前进的离子在两个离子导向器12、14之间的空间、即在通过离子透镜13的开口13a时不扩展地、保持几乎被封住的状态导入到第3离子导向器14。由此，以自第2离子导向器12向第3离子导向器14输送时的离子的损失较少的方式完成上述操作，从而能够实现较高的离子透射率。 

需要说明的是，如上述那样，对于在两个离子导向器12、14之间的空间内保持高频电场的实质上的连续性方面，需要由第2离子导向器12形成的高频电场与由第3离子导向器14形成的高频电场的相位相匹配。因此，也可以进行如下设定：施加于第2离子导向器12的高频电压与施加于第3离子导向器14的高频电压的频率相同且相位也相同，或者频率相同而相位被控制在规定的容许偏差的范围内。 

此外，虽然离子透镜13的开口13a的半径在离子导向器12、14的内切圆半径以上即可，但如果开口13a过大，则自第3中间真空室4向第2中间真空室3的气体的流通量变大，而难以确保第3中间真空室4的真空度，或者需要提高用于对第3中间真空室4内进行真空排气的泵的能力。因此，预先将离子透镜13的开口13a的半径设定为与离子导向器12、14的内切圆半径相等或者稍大一些的程度为佳。 

接着，说明用于验证上述实施例中的离子输送光学***的效果而实施的实验内容和其结果。 

如图2所示，在用于实验的离子输送光学***的结构中，将前级的第2离子 导向器12的内切圆半径与后级的第3离子导向器14的内切圆半径固定为相同的R，将夹在它们之间的离子透镜13的开口13a的直径固定为φ4mm（半径2mm）。 

（1）高频电压特性 

为了分别确定在第2离子导向器12和第3离子导向器14的内切圆半径R变为2.8mm、2.0mm、1.5mm时的适当的工作高频电压，对施加于离子导向器12、14的高频电压（RF Voltage）一边进行扫描一边实测对标准试样的离子强度。图7是表示其测定结果的图。需要说明的是，在R＝2.8mm的情况下，R＞2mm且相当于以往的结构，在R＝2.0mm、1.5mm的情况下，R≤2mm，因此，满足本发明所规定的条件。 

（2）赝势 

根据图7的结果，将R＝2.8mm、2.0mm、1.5mm所对应的适当的工作高频电压分别确定为100V、50V、27V，利用下面的（1）式计算了各工作高频电压时的离子导向器12、14的赝势（表示离子的聚束力）。 

V*（r）＝（4qV²／mΩ²r₀ ⁴）r²…（1） 

在这里，V是工作高频电压的电压值、r₀是离子导向器的内切圆半径、r是距离子导向器的中心的距离（0≤r≤r₀）。图8是质量电荷比为m／z＝168的赝势的计算结果。根据图8的结果，在具有1.5mm～2.8mm程度范围的内切圆半径的离子导向器中，赝势形状大体相等，且能判断出离子导向器自身的离子聚束作用是相同的。 

（3）离子强度 

图9是将R＝2.8mm的结果作为1时相对化地表示在R＝2.8mm、2.0mm、1.5mm的情况下的离子强度测定值的图。根据图9，R＝2.0mm、1.5mm的情况与R＝2.8mm的情况相比，离子强度变大。如上述那样，可以认为质量电荷比为m／z＝168的离子导向器中的离子聚束作用在各自的离子导向器中是相等的。因此，可以说图9所示的离子强度的差异是由离子透镜13的开口13a的半径与离子导向器12、14的内切圆半径的关系控制的。由此，得出如下结 论：离子导向器12、14的内切圆半径在离子透镜13的开口半径以下的情况下，能够提高离子强度。 

此外，为了研究离子透镜13的开口13a的直径与离子导向器12、14的内切圆半径的关系的差异对离子透镜13的开口13a附近的高频电场的影响，而进行了模拟计算。在该模拟中，将第2离子导向器12和第3离子导向器14的内切圆半径均固定为2.0mm，并使夹在它们之间的离子透镜13的开口13a的直径变为φ3mm、φ4mm、φ5mm这3种。而且，求得与离子光轴C正交的离子透镜13的开口面A上的四极高频电场的电位分布（等电位线）。此外，还为了研究离子光轴C方向的离子透镜13与第3离子导向器14之间的间隔距离B的影响，对B＝0.5mm、1.5mm这2种距离进行了计算。此时，可以认为施加于离子导向器12、14的高频电压相同，因此，在离子导向器中的离子的聚束力相同。 

图10表示根据计算求得的电位分布。得知了如下情况：发现因离子透镜13的开口13a的半径不同，而四极高频电场的电位分布呈现较大的差异。即，得知即使离子导向器自身的聚束力相同，增大离子透镜13的开口13a的半径较大，也能使高频电场充分地渗透到离子透镜13的开口13a的内部。 

根据以上结果，如图9所示的那样，能够推测出如下情况：因由经过离子透镜13的开口13a的高频电场的彼此渗透产生的在该空间内的离子的聚束力的强化，而提高离子透镜13的开口13a的半径在离子导向器12、14的内切圆半径以上时的离子检测灵敏度。此外，理所当然的是，还能够得知虽然当离子导向器12、14自离子透镜13离开时高频电场的渗透度减弱，但如果预先增大离子透镜13的开口13a，能充分地维持离子聚束力。 

（变形例） 

上述第1实施例的质量分析装置中的离子输送光学***的结构能够变形为各种形态。具体的变形例如图2～图6所示。 

图3所示的第2实施例的结构是第3离子导向器14的内切圆半径小于第2离子导向器12的内切圆半径的例子。在该情况下，以最短距离将第2离子导向 器12的后缘端的内切圆与第3离子导向器14的前缘端的内切圆连接起来的虚拟筒状体13c是截头圆锥形状，即使此时，只要离子透镜13的开口13a的周缘部与筒状体13c的周面相接触或者位于其外侧，高频电场也就圆滑地相连。需要说明的是，与图3的例子相反，即使在第2离子导向器12的内切圆半径小于第3离子导向器14的内切圆半径时也相同。 

图4所示的第3实施例的结构是如下结构的例子，在上述第2实施例的结构中，第3离子导向器14的杆电极不与离子光轴C平行配置，而是其内切圆半径朝向离子的前进方向去而逐渐变大。即使在该情况下，以最短距离将第2离子导向器12的后缘端的内切圆与第3离子导向器14的前缘端的内切圆连接起来的虚拟筒状体13c成为截头圆锥形状，只要离子透镜13的开口13a的周缘部与筒状体13c的周面相接触或者位于其外侧即可，该情况与第2实施例相同。需要说明的是，与图4的例子相反，即使是第2离子导向器12的内切圆半径朝向与离子的前进方向相反的方向去而逐渐变大的结构，也是相同的。 

虽然图2～图4所示的结构均是由1张板状构件构成离子透镜13的结构，但图5所示的第4实施例的结构是由沿离子光轴C方向排列的多个板状构件构成离子透镜13的例子。这样的情况也只要构成离子透镜13的所有构件的开口的周缘部与筒状体13c的周面相接触或者位于其外侧即可。 

虽然图2～图5所示的结构均是离子导向器12、14与离子透镜13的离子光轴全部位于同一直线上，但也可以是第2离子导向器12的离子光轴与第3离子导向器14的离子光轴不在同一直线上，即所谓的偏轴光学***。图6是第2离子导向器12的离子光轴C1与第3离子导向器14的离子光轴C2平行且不在同一直线上的情况的结构例。在该情况下也只要离子透镜13的开口13a的周缘部与以最短距离将第2离子导向器12的后缘端的内切圆和第3离子导向器14的前缘端的内切圆连接起来的虚拟筒状体13c的周面相接触或者位于其外侧，就能确保高频电场的实质上的连续性，该情况与上述各实施例相同。 

此外，上述实施例都只不过是例子，即使在本发明的主旨范围内进行适当变形、修正、追加，也包含在本申请的权利要求中是显而易见的。 

例如，虽然上述实施例所示的离子导向器是四极型的，但也可以是八极等其他的多级结构。此外，不需要夹着离子透镜的前级的离子导向器和后级的离子导向器的极数相同。此外，上述实施例中，虽然第3离子导向器是单纯地利用高频电场来输送离子的离子光学元件，但也可以是第3离子导向器自身为利用质量电荷比将离子分开的四极质量过滤器或者设置于主四极质量过滤器的前级的前置过滤器。 

附图标记说明

1…电离室 

2…第1中间真空室 

3…第2中间真空室 

4…第3中间真空室 

5…分析室 

6…电离探测器 

7…喷嘴 

9…脱溶剂管 

10…第1离子导向器 

11…分离器 

12…第2离子导向器 

13…离子透镜 

13a…开口 

13b…开口周缘部 

13c…筒状体 

14…第3离子导向器 

15…四极质量过滤器 

16…离子检测器 

20…控制部 

21…第1直流交流电压源 

22…第1直流电压源 

23…第2直流交流电压源 

24…第2直流电压源 

25…第3直流交流电压源 

C、C1、C2…离子光轴 。

Claims (11)

1.一种质量分析装置，其具有离子输送光学***，该离子输送光学***构成为隔着具有供离子通过的开口的离子透镜或者开口板而在离子透镜或者开口板的前级和后级分别配置有多极型的离子导向器，其特征在于，

以上述离子透镜的开口的周缘部或者开口板的开口的周缘部与以最短距离将上述前级的离子导向器的后缘端的内切圆和上述后级的离子导向器的前缘端的内切圆连接起来的虚拟的筒状体的周面相接触或者位于该周面的外侧的方式，确定上述各离子导向器的内切圆半径与上述离子透镜的开口的尺寸或者开口板的开口的尺寸的关系。

2.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，

上述前级的离子导向器和上述后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的、与该离子光轴平行的多个杆状电极构成，且该2个离子导向器的内切圆半径相等。

3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，

上述离子透镜的离子光轴或者开口板的离子光轴与上述前级和后级的离子导向器的离子光轴在同一直线上，该离子透镜的呈圆形状的开口的半径或者开口板的呈圆形状的开口的半径与上述2个离子导向器的内切圆半径相等。

4.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，

上述前级的离子导向器和上述后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的、与该离子光轴平行的多个杆状电极构成，一方的离子导向器的内切圆半径比另一方的离子导向器的内切圆半径小。

5.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，

上述前级的离子导向器和上述后级的离子导向器分别由沿着位于同一直线上的直线状的离子光轴配置的多个杆状电极构成，至少任意一方的离子导向器的杆状电极以随着自与上述离子透镜或者开口板较近一侧向逐渐远离上述离子透镜或者开口板的方向去而内切圆半径变大的方式配置。

6.根据权利要求4或5所述的质量分析装置，其特征在于，

上述离子透镜的离子光轴或者开口板的离子光轴与上述2个离子导向器的离子光轴在同一直线上，该离子透镜的呈圆形状的开口的半径或者开口板的呈圆形状的开口的半径比在上述前级离子导向器的后缘端的内切圆半径与上述后级离子导向器的前缘端的内切圆半径中的较小的一方的半径大，比另一方的内切圆半径小。

7.根据权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于，

上述前级的离子导向器和上述后级的离子导向器分别由沿着直线状的离子光轴配置的多个杆状电极构成，这2个离子导向器的离子光轴彼此平行且不位于同一直线上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的质量分析装置，其特征在于，

上述前级的离子导向器的后缘端与上述离子透镜或者开口板之间的距离和上述后级的离子导向器的前缘端与上述离子透镜或者开口板之间的距离是由各离子导向器形成的高频电场渗透到上述离子透镜的开口中或者开口板的开口中那样的距离。

9.根据权利要求8所述的质量分析装置，其特征在于，

上述距离是离子导向器的内切圆半径和上述开口的半径的1倍以内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的质量分析装置，其特征在于，

上述离子透镜或者开口板兼做用于将作为不同的真空环境的2个空间分隔开的隔壁或者设置于用于将作为不同的真空环境的2个空间分隔开的隔壁。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的质量分析装置，其特征在于，

上述后级的离子导向器作为根据质量电荷比将离子分开的四极质量过滤器发挥作用或者作为配置于主四极质量过滤器的前级的前置过滤器发挥作用。

Images