JP2001351563A - 質量分析装置 - Google Patents
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- H01J49/065—Ion guides having stacked electrodes, e.g. ring stack, plate stack
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 仮想ロッド多重極イオンレンズ製造時の組み
立て及び製造・使用時の調整を容易にする。 【解決手段】 仮想ロッド電極を構成する各電極素板３
１ａ〜３４ｄを、少なくともイオン光軸ｘ側の縁部にお
いて所定の必要とされる形状にするとともに、絶縁体か
ら成る絶縁体ホルダ３５により該イオン光軸ｘから離れ
た部分において各電極素板３１ａ〜３４ｄを保持し、そ
れらの位置を固定することにより仮想ロッド多重極イオ
ンレンズをユニット化する。また、仮想ロッド多重極イ
オンレンズユニット３０とは別に、その各電極素板３１
ａ〜３４ｄに所定の電圧を印加するためのターミナルユ
ニットを設ける。仮想ロッド多重極イオンレンズユニッ
ト３０内においては、同一電位が印加される電極素板同
士を不動のショート線３６ａ、３６ｂにより接続する。
立て及び製造・使用時の調整を容易にする。 【解決手段】 仮想ロッド電極を構成する各電極素板３
１ａ〜３４ｄを、少なくともイオン光軸ｘ側の縁部にお
いて所定の必要とされる形状にするとともに、絶縁体か
ら成る絶縁体ホルダ３５により該イオン光軸ｘから離れ
た部分において各電極素板３１ａ〜３４ｄを保持し、そ
れらの位置を固定することにより仮想ロッド多重極イオ
ンレンズをユニット化する。また、仮想ロッド多重極イ
オンレンズユニット３０とは別に、その各電極素板３１
ａ〜３４ｄに所定の電圧を印加するためのターミナルユ
ニットを設ける。仮想ロッド多重極イオンレンズユニッ
ト３０内においては、同一電位が印加される電極素板同
士を不動のショート線３６ａ、３６ｂにより接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）等に用いられる質量分析
装置に関する。
フ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）等に用いられる質量分析
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】質量分析装置において、前段から飛来し
てくるイオンを収束し、場合によっては加速して後段の
質量分析器に送り込むイオンレンズという部品がある。
これについては従来より種々の形状のものが提案されて
いるが、最近では多重極ロッド型のイオンレンズが広く
用いられている。このイオンレンズは図４（ａ）に示す
ように（この例ではロッドの数は４本だが、６、８本な
ど偶数であればよい）、隣接する電極（例えば符号８１
と８２が付された電極）に、同一の直流電圧にそれぞれ
位相が反転した高周波電圧を重畳した電圧を印加する。
長軸（イオン光軸と呼ぶ）ｘの延伸方向に導入されたイ
オンは、この高周波電場により所定の周期で振動しなが
ら進む。このため、イオンの収束効果が高く、より多く
のイオンを後段へ送ることができる。
てくるイオンを収束し、場合によっては加速して後段の
質量分析器に送り込むイオンレンズという部品がある。
これについては従来より種々の形状のものが提案されて
いるが、最近では多重極ロッド型のイオンレンズが広く
用いられている。このイオンレンズは図４（ａ）に示す
ように（この例ではロッドの数は４本だが、６、８本な
ど偶数であればよい）、隣接する電極（例えば符号８１
と８２が付された電極）に、同一の直流電圧にそれぞれ
位相が反転した高周波電圧を重畳した電圧を印加する。
長軸（イオン光軸と呼ぶ）ｘの延伸方向に導入されたイ
オンは、この高周波電場により所定の周期で振動しなが
ら進む。このため、イオンの収束効果が高く、より多く
のイオンを後段へ送ることができる。
【０００３】この多重極ロッド型イオンレンズは、収束
は良好であるものの、内部の空間でイオン光軸ｘ方向に
電圧勾配が無いため、イオンの加速が行われない。この
ため、比較的高い圧力の下でこのイオンレンズを使用し
ようとすると、イオンが残留ガス分子との衝突によって
運動エネルギが奪われ、レンズを通過するイオンが少な
いという問題があった。
は良好であるものの、内部の空間でイオン光軸ｘ方向に
電圧勾配が無いため、イオンの加速が行われない。この
ため、比較的高い圧力の下でこのイオンレンズを使用し
ようとすると、イオンが残留ガス分子との衝突によって
運動エネルギが奪われ、レンズを通過するイオンが少な
いという問題があった。
【０００４】本願出願人は、多重極ロッド型の収束性の
良さを生かしつつ、イオンを加速することもできるイオ
ンレンズとして、図４（ｂ）に示すような仮想ロッド電
極を用いるイオンレンズを提案した（特願平11-19685
6）。これは、各ロッド電極を、イオン光軸ｘの方向に
互いに分離された複数の電極素板８３で構成したもので
ある。１つの仮想ロッド電極８４を構成する複数の電極
素板８３には、共通の高周波電圧（ＲＦ）とイオン光軸
延伸方向に階段状に相違する直流電圧（ＤＣ）とが重畳
された電圧が印加される。隣接する仮想ロッド電極８４
同士では、印加電圧中の高周波成分の位相が反転され、
一方、同一平面内に含まれる電極素板８３には、同一の
直流電圧成分が与えられる。
良さを生かしつつ、イオンを加速することもできるイオ
ンレンズとして、図４（ｂ）に示すような仮想ロッド電
極を用いるイオンレンズを提案した（特願平11-19685
6）。これは、各ロッド電極を、イオン光軸ｘの方向に
互いに分離された複数の電極素板８３で構成したもので
ある。１つの仮想ロッド電極８４を構成する複数の電極
素板８３には、共通の高周波電圧（ＲＦ）とイオン光軸
延伸方向に階段状に相違する直流電圧（ＤＣ）とが重畳
された電圧が印加される。隣接する仮想ロッド電極８４
同士では、印加電圧中の高周波成分の位相が反転され、
一方、同一平面内に含まれる電極素板８３には、同一の
直流電圧成分が与えられる。
【０００５】前段のイオン化室で生成されたイオンがこ
のイオンレンズに導入されると、高周波電圧によって形
成される電界によりイオンは振動しながら進み、後方焦
点位置に収束する。また、イオン光軸方向の所定の直流
電位勾配によってイオンには運動エネルギが付与され加
速される。そのため、飛行途中で残留ガス分子などに衝
突しても収束軌道を大きく外れることなく進む。従っ
て、例えば後段へ連通する通過孔を有するスキマーを後
方焦点位置近傍に設置しておくと、該通過孔を介して後
段へ多くのイオンを送ることができる。なお同出願で
は、図４（ｃ）に示すように、イオンが進むに従って電
極素板８５をイオン光軸ｘに近づける構成も開示してい
る。
のイオンレンズに導入されると、高周波電圧によって形
成される電界によりイオンは振動しながら進み、後方焦
点位置に収束する。また、イオン光軸方向の所定の直流
電位勾配によってイオンには運動エネルギが付与され加
速される。そのため、飛行途中で残留ガス分子などに衝
突しても収束軌道を大きく外れることなく進む。従っ
て、例えば後段へ連通する通過孔を有するスキマーを後
方焦点位置近傍に設置しておくと、該通過孔を介して後
段へ多くのイオンを送ることができる。なお同出願で
は、図４（ｃ）に示すように、イオンが進むに従って電
極素板８５をイオン光軸ｘに近づける構成も開示してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】仮想ロッド電極を用い
るイオンレンズは上記のように優れた特性を持つもの
の、１本のロッド電極が複数の電極素板に分離している
ことから必然的に部品点数が増加し、組み立て及び調整
（製造時及び使用の際）の困難性が増加するという問題
をはらんでいる。
るイオンレンズは上記のように優れた特性を持つもの
の、１本のロッド電極が複数の電極素板に分離している
ことから必然的に部品点数が増加し、組み立て及び調整
（製造時及び使用の際）の困難性が増加するという問題
をはらんでいる。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、製造時
の組み立て及び製造・使用時の調整を容易にした仮想ロ
ッド多重極イオンレンズを備えた質量分析装置を提供す
ることにある。
成されたものであり、その目的とするところは、製造時
の組み立て及び製造・使用時の調整を容易にした仮想ロ
ッド多重極イオンレンズを備えた質量分析装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明では、各ロッド電極が、イオン光軸方
向に互いに分離された複数の電極素板で構成される仮想
ロッド電極から成る仮想ロッド多重極イオンレンズを用
いた質量分析装置において、仮想ロッド電極を構成する
各電極素板を、少なくともイオン光軸側の縁部において
所定の形状にするとともに、絶縁体から成る保持ユニッ
トにより該イオン光軸から離れた部分において各電極素
板を保持し、それらの位置を固定することにより仮想ロ
ッド多重極イオンレンズをユニット化したことを特徴と
する。
に成された本発明では、各ロッド電極が、イオン光軸方
向に互いに分離された複数の電極素板で構成される仮想
ロッド電極から成る仮想ロッド多重極イオンレンズを用
いた質量分析装置において、仮想ロッド電極を構成する
各電極素板を、少なくともイオン光軸側の縁部において
所定の形状にするとともに、絶縁体から成る保持ユニッ
トにより該イオン光軸から離れた部分において各電極素
板を保持し、それらの位置を固定することにより仮想ロ
ッド多重極イオンレンズをユニット化したことを特徴と
する。
【０００９】また、仮想ロッド多重極イオンレンズユニ
ットとは別に、その各電極素板に所定の電圧を印加する
ためのターミナルユニットを設けることが望ましい。こ
の場合、仮想ロッド多重極イオンレンズユニット内にお
いては、同一電位が印加される電極素板同士を不動のシ
ョート線により接続する。そして、それによりグループ
化された電極素板の中の少なくとも１個に、ソケットプ
ラグペアの一方（すなわち、ソケット又はプラグ）を電
気的に接続する。これを各グループについて行う。一
方、ターミナルユニット内では、それらに各々対応する
位置に、ソケットプラグペアの他方を固定する。
ットとは別に、その各電極素板に所定の電圧を印加する
ためのターミナルユニットを設けることが望ましい。こ
の場合、仮想ロッド多重極イオンレンズユニット内にお
いては、同一電位が印加される電極素板同士を不動のシ
ョート線により接続する。そして、それによりグループ
化された電極素板の中の少なくとも１個に、ソケットプ
ラグペアの一方（すなわち、ソケット又はプラグ）を電
気的に接続する。これを各グループについて行う。一
方、ターミナルユニット内では、それらに各々対応する
位置に、ソケットプラグペアの他方を固定する。
【００１０】
【発明の実施の形態及び効果】イオンはイオン光軸の近
傍を進むため、その動きを制御するにはイオン光軸の近
傍における電界を適切に設定すればよい。このために
は、電極素板はイオン光軸側の縁部において所定の形状
であれば十分である。この「所定の形状」とは、理論的
に定まる形状、あるいは、それに近似した加工容易な形
状であって実際上使用可能（誤差が許容範囲内に収ま
る）であるような形状のことを指す。具体的には、双曲
線形状或いは円弧形状等である。
傍を進むため、その動きを制御するにはイオン光軸の近
傍における電界を適切に設定すればよい。このために
は、電極素板はイオン光軸側の縁部において所定の形状
であれば十分である。この「所定の形状」とは、理論的
に定まる形状、あるいは、それに近似した加工容易な形
状であって実際上使用可能（誤差が許容範囲内に収ま
る）であるような形状のことを指す。具体的には、双曲
線形状或いは円弧形状等である。
【００１１】従って、それ以外の部分（イオン光軸から
離れた部分）においては、その他の条件等に応じて都合
の良い形状にすることができる。本発明に係る質量分析
装置では、その部分において各電極素板を絶縁体から成
る保持ユニットで保持し、それらの位置を固定する。従
って、製造時及び使用時の調整の際に確実な位置固定が
可能となる。また、全ての電極素板を含む全体が１つの
ユニットとなるため、取り扱いに便である。なお、絶縁
体から成る保持ユニットは適宜分割されていてもよく、
最終的に全体として１つのユニットに固定されればよ
い。
離れた部分）においては、その他の条件等に応じて都合
の良い形状にすることができる。本発明に係る質量分析
装置では、その部分において各電極素板を絶縁体から成
る保持ユニットで保持し、それらの位置を固定する。従
って、製造時及び使用時の調整の際に確実な位置固定が
可能となる。また、全ての電極素板を含む全体が１つの
ユニットとなるため、取り扱いに便である。なお、絶縁
体から成る保持ユニットは適宜分割されていてもよく、
最終的に全体として１つのユニットに固定されればよ
い。
【００１２】前記の通り、多重極型イオンレンズでは、
隣接するロッドには逆の位相の高周波電圧が印加され
る。従って、ロッドの数が４本であれ６本、８本であ
れ、印加すべき高周波電圧の種類は２つでよい。すなわ
ち、１本の仮想ロッドを構成する複数の電極素板に印加
される直流電圧は異なるものの、イオン光軸に垂直な１
枚の平面内に存在する複数（偶数）の電極素板に印加さ
れる電圧（高周波電圧＋直流電圧の複合電圧）は２種類
しかない。そこで、本発明に係る質量分析装置の仮想ロ
ッド多重極イオンレンズユニットでは、同一の電圧（複
合電圧）が印加される電極素板同士をユニット内でショ
ート線（導電線）により接続しておく。これにより、こ
のユニットに接続すべき線の数を大きく減らすことがで
きる。これにより、製造時或いは再組み立て時の結線ミ
スが防止され、接触不良等による不具合の発生の可能性
を低減する。
隣接するロッドには逆の位相の高周波電圧が印加され
る。従って、ロッドの数が４本であれ６本、８本であ
れ、印加すべき高周波電圧の種類は２つでよい。すなわ
ち、１本の仮想ロッドを構成する複数の電極素板に印加
される直流電圧は異なるものの、イオン光軸に垂直な１
枚の平面内に存在する複数（偶数）の電極素板に印加さ
れる電圧（高周波電圧＋直流電圧の複合電圧）は２種類
しかない。そこで、本発明に係る質量分析装置の仮想ロ
ッド多重極イオンレンズユニットでは、同一の電圧（複
合電圧）が印加される電極素板同士をユニット内でショ
ート線（導電線）により接続しておく。これにより、こ
のユニットに接続すべき線の数を大きく減らすことがで
きる。これにより、製造時或いは再組み立て時の結線ミ
スが防止され、接触不良等による不具合の発生の可能性
を低減する。
【００１３】このショート線は不動の線とする。これ
は、ショート線の位置がユニット全体に対して固定され
ており、ユニット全体を多少動かした場合でも、ショー
ト線はユニット全体に対して動かないことを意味する。
は、ショート線の位置がユニット全体に対して固定され
ており、ユニット全体を多少動かした場合でも、ショー
ト線はユニット全体に対して動かないことを意味する。
【００１４】イオンレンズに印加される複合電圧は別途
設けられた電圧印加ユニットで生成されるが、生成する
電圧を安定したものにするため、電圧印加ユニットとイ
オンレンズとは共振回路を構成するように調整される。
液体クロマトグラフ質量分析装置等では、使用によりイ
オンレンズは徐々に試料により汚染されるため、適宜清
掃を行う必要がある。その際、ユニットを取り外したり
取り付けたりする時やその間にユニットの電極素板等を
清掃する時にショート線の位置が変わると、浮遊容量が
変化し、再度面倒な電圧調整を行わねばならない。本発
明のようにショート線を不動にすることにより、このよ
うな不都合を防止することができる。
設けられた電圧印加ユニットで生成されるが、生成する
電圧を安定したものにするため、電圧印加ユニットとイ
オンレンズとは共振回路を構成するように調整される。
液体クロマトグラフ質量分析装置等では、使用によりイ
オンレンズは徐々に試料により汚染されるため、適宜清
掃を行う必要がある。その際、ユニットを取り外したり
取り付けたりする時やその間にユニットの電極素板等を
清掃する時にショート線の位置が変わると、浮遊容量が
変化し、再度面倒な電圧調整を行わねばならない。本発
明のようにショート線を不動にすることにより、このよ
うな不都合を防止することができる。
【００１５】ターミナルユニットを設けたのは、仮想ロ
ッド多重極イオンレンズユニットを一体化したことに対
応するものである。すなわち、このターミナルユニット
を仮想ロッド多重極イオンレンズユニットに取り付ける
ことにより、レンズユニットの各電極素板への電気的接
続をワンアクションで一挙に行うことができる。これに
より、上記同様、製造時や再組み立て時の作業が容易化
されるとともに、浮遊容量の変動を排除して、電圧の調
整が容易となる。
ッド多重極イオンレンズユニットを一体化したことに対
応するものである。すなわち、このターミナルユニット
を仮想ロッド多重極イオンレンズユニットに取り付ける
ことにより、レンズユニットの各電極素板への電気的接
続をワンアクションで一挙に行うことができる。これに
より、上記同様、製造時や再組み立て時の作業が容易化
されるとともに、浮遊容量の変動を排除して、電圧の調
整が容易となる。
【００１６】
【実施例】本発明を実施した液体クロマトグラフ質量分
析装置を説明する。分析装置全体の構成は図１に示す通
りであり、この装置には、イオン化室１１、質量分析検
出室１４、及び、それらの間にそれぞれ隔壁で隔てられ
た第１中間室１２及び第２中間室１３が設けられてい
る。イオン化室１１には、液体クロマトグラフ装置のカ
ラムの出口端に接続されたノズル１５が配設される。質
量分析検出室１４には四重極フィルタ１６及びイオン検
出器１７が設けられ、それらの中間にある第１及び第２
中間室１２，１３にはそれぞれ第１イオンレンズ１８及
び第２イオンレンズ１９が設けられている。イオン化室
１１と第１中間室１２との間は細径の脱溶媒パイプ２０
を介して、第１中間室１２と第２中間室１３との間は極
小径の通過孔（オリフィス）を有するスキマー２１を介
してのみ連通している。
析装置を説明する。分析装置全体の構成は図１に示す通
りであり、この装置には、イオン化室１１、質量分析検
出室１４、及び、それらの間にそれぞれ隔壁で隔てられ
た第１中間室１２及び第２中間室１３が設けられてい
る。イオン化室１１には、液体クロマトグラフ装置のカ
ラムの出口端に接続されたノズル１５が配設される。質
量分析検出室１４には四重極フィルタ１６及びイオン検
出器１７が設けられ、それらの中間にある第１及び第２
中間室１２，１３にはそれぞれ第１イオンレンズ１８及
び第２イオンレンズ１９が設けられている。イオン化室
１１と第１中間室１２との間は細径の脱溶媒パイプ２０
を介して、第１中間室１２と第２中間室１３との間は極
小径の通過孔（オリフィス）を有するスキマー２１を介
してのみ連通している。
【００１７】イオン化室１１内はノズル１５から連続的
に供給される試料液の気化分子によりほぼ大気圧になっ
ている一方、質量分析検出室１４内は質量分析のために
ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２７により約１０−３〜１
０−４Paの高真空状態まで真空排気される。このように
真空度の差の大きいイオン化室１１と質量分析検出室１
４との間に、イオンを通すための穴を設けなければなら
ないことから、両者１１、１４の間に第１及び第２中間
室１２，１３を設け、徐々に真空度を上げるようにして
いるのである。なお、第１中間室１２内はロータリポン
プ（ＲＰ）２５により約１０２Paまで、第２中間室１３
内はターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２６により約１０−１
〜１０−２Paまで真空排気される。
に供給される試料液の気化分子によりほぼ大気圧になっ
ている一方、質量分析検出室１４内は質量分析のために
ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２７により約１０−３〜１
０−４Paの高真空状態まで真空排気される。このように
真空度の差の大きいイオン化室１１と質量分析検出室１
４との間に、イオンを通すための穴を設けなければなら
ないことから、両者１１、１４の間に第１及び第２中間
室１２，１３を設け、徐々に真空度を上げるようにして
いるのである。なお、第１中間室１２内はロータリポン
プ（ＲＰ）２５により約１０２Paまで、第２中間室１３
内はターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）２６により約１０−１
〜１０−２Paまで真空排気される。
【００１８】試料液はノズル１５からイオン化室１１内
に噴霧（エレクトロスプレイ）され、液滴中の溶媒が蒸
発する過程で試料分子はイオン化される。未だイオン化
していない液滴とイオンを含む霧はイオン化室１１と第
１中間室１２との圧力差により脱溶媒パイプ２０中に引
き込まれ、脱溶媒パイプ２０を通過する過程で更にイオ
ン化が進む。第１中間室１２内には第１イオンレンズ１
８が設けられており、その電界により脱溶媒パイプ２０
を介してのイオンの引き込みを助けるとともに、イオン
をスキマー２１のオリフィス近傍に収束させる。この第
１イオンレンズ１８において仮想ロッド多重極イオンレ
ンズが用いられている。
に噴霧（エレクトロスプレイ）され、液滴中の溶媒が蒸
発する過程で試料分子はイオン化される。未だイオン化
していない液滴とイオンを含む霧はイオン化室１１と第
１中間室１２との圧力差により脱溶媒パイプ２０中に引
き込まれ、脱溶媒パイプ２０を通過する過程で更にイオ
ン化が進む。第１中間室１２内には第１イオンレンズ１
８が設けられており、その電界により脱溶媒パイプ２０
を介してのイオンの引き込みを助けるとともに、イオン
をスキマー２１のオリフィス近傍に収束させる。この第
１イオンレンズ１８において仮想ロッド多重極イオンレ
ンズが用いられている。
【００１９】スキマー２１のオリフィスを通って第２中
間室１３に導入されたイオンは、第２イオンレンズ１９
により収束及び加速された後、質量分析検出室１４へと
送られる。第２イオンレンズ１９には通常の（ソリッ
ド）ロッド型多重極イオンレンズが用いられている。
間室１３に導入されたイオンは、第２イオンレンズ１９
により収束及び加速された後、質量分析検出室１４へと
送られる。第２イオンレンズ１９には通常の（ソリッ
ド）ロッド型多重極イオンレンズが用いられている。
【００２０】質量分析検出室１４では、特定の質量数
（質量ｍ／電荷ｚ）を有するイオンのみが四重極フィル
タ１６中央の長手方向の空間を通り抜け、イオン検出器
１７に到達して検出される。
（質量ｍ／電荷ｚ）を有するイオンのみが四重極フィル
タ１６中央の長手方向の空間を通り抜け、イオン検出器
１７に到達して検出される。
【００２１】第１イオンレンズ１８の詳細な構造を図２
及び図３に示す。第１イオンレンズ１８は、仮想ロッド
多重極レンズユニット３０（図２）と、それを構成する
各電極素板にそれぞれ電圧を印加するためのターミナル
ユニット５０（図３）とに分かれているが、両者はワン
アクションで結合して一体化される。
及び図３に示す。第１イオンレンズ１８は、仮想ロッド
多重極レンズユニット３０（図２）と、それを構成する
各電極素板にそれぞれ電圧を印加するためのターミナル
ユニット５０（図３）とに分かれているが、両者はワン
アクションで結合して一体化される。
【００２２】図２の仮想ロッド多重極レンズユニット３
０は４極・４段式のものである。すなわち、イオン光軸
ｘの方向に１列に並ぶ４枚の電極素板３１ａ〜３１ｄが
１本の仮想ロッド（図には記載しないが、これを仮想的
に３１とする）を構成し、この仮想ロッドが４本（３
１、３２、３３、３４）、イオン光軸ｘの回りに９０度
対称に配置されて４極を構成している。また、イオン光
軸ｘに垂直な平面内に、イオン光軸ｘとの交点を中心に
９０度対称に配置される４枚の電極素板３１ｄ、３２
ｄ、３３ｄ、３４ｄ（図２（ｂ））が１段と数えられ、
これがイオン光軸ｘの方向に４面（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）並
んで４段を構成している。従って、本仮想ロッド多重極
レンズユニット３０には１６枚の電極素板３１ａ〜３４
ｄが含まれる。
０は４極・４段式のものである。すなわち、イオン光軸
ｘの方向に１列に並ぶ４枚の電極素板３１ａ〜３１ｄが
１本の仮想ロッド（図には記載しないが、これを仮想的
に３１とする）を構成し、この仮想ロッドが４本（３
１、３２、３３、３４）、イオン光軸ｘの回りに９０度
対称に配置されて４極を構成している。また、イオン光
軸ｘに垂直な平面内に、イオン光軸ｘとの交点を中心に
９０度対称に配置される４枚の電極素板３１ｄ、３２
ｄ、３３ｄ、３４ｄ（図２（ｂ））が１段と数えられ、
これがイオン光軸ｘの方向に４面（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）並
んで４段を構成している。従って、本仮想ロッド多重極
レンズユニット３０には１６枚の電極素板３１ａ〜３４
ｄが含まれる。
【００２３】１６枚の電極素板３１ａ〜３４ｄは金属板
から成り、それらはテフロン樹脂（「テフロン」はデュ
ポン社の商標）等の絶縁体から成るホルダ３５に固定さ
れている。各電極素板３１ａ〜３４ｄは図２（ｂ）に示
すようにやや長い形状をしており、一端が円弧状となっ
ている。各電極素板３１ａ〜３４ｄは、この円弧状の部
分がイオン光軸ｘ側となるようにホルダ３５に固定され
る。また、ユニット３０全体はネジ４０等により固定さ
れる。
から成り、それらはテフロン樹脂（「テフロン」はデュ
ポン社の商標）等の絶縁体から成るホルダ３５に固定さ
れている。各電極素板３１ａ〜３４ｄは図２（ｂ）に示
すようにやや長い形状をしており、一端が円弧状となっ
ている。各電極素板３１ａ〜３４ｄは、この円弧状の部
分がイオン光軸ｘ側となるようにホルダ３５に固定され
る。また、ユニット３０全体はネジ４０等により固定さ
れる。
【００２４】本実施例の仮想ロッド多重極レンズユニッ
ト３０では、図４（ｃ）に示すように、イオンがイオン
光軸ｘに沿って進むに従い、電極素板３１ａ〜３１ｄが
イオン光軸ｘに近づくように構成されている。それに対
応して、電極素板３１ａ〜３１ｄの上記一端（イオン光
軸ｘ側の端部）の円弧の曲率半径も徐々に小さくなるよ
うに、そして、電極素板３１ａ〜３１ｄの幅もそれに応
じて小さくなるように設定されている。なお、図２
（ｂ）では一番手前側の電極素板３１ｄ〜３４ｄのみを
描き、奥の方の電極素板３１ａ〜３３ｄの図示を省略し
て図面を簡略化している。
ト３０では、図４（ｃ）に示すように、イオンがイオン
光軸ｘに沿って進むに従い、電極素板３１ａ〜３１ｄが
イオン光軸ｘに近づくように構成されている。それに対
応して、電極素板３１ａ〜３１ｄの上記一端（イオン光
軸ｘ側の端部）の円弧の曲率半径も徐々に小さくなるよ
うに、そして、電極素板３１ａ〜３１ｄの幅もそれに応
じて小さくなるように設定されている。なお、図２
（ｂ）では一番手前側の電極素板３１ｄ〜３４ｄのみを
描き、奥の方の電極素板３１ａ〜３３ｄの図示を省略し
て図面を簡略化している。
【００２５】既述の通り、多重極イオンレンズでは１つ
置きのロッド電極には同一の電圧が印加されるため、本
実施例のイオンレンズユニット３０では図２（ｂ）に示
すように、同一の電圧が印加される電極素板（３１ｄ、
３３ｄ）（３２ｄ、３４ｄ）の間にはショート線３６
ａ、３６ｂが渡される。ショート線３６ａ、３６ｂは金
属薄板にから成り、各電極素板３１ｄ〜３４ｄの他端
（イオン光軸ｘ側でない方の端部）に固定されている。
従って、ユニット３０全体に対しても固定されており、
メンテナンス等によりユニット３０が取り扱われても、
ショート線３６ａ、３６ｂの位置がユニット３０に対し
て変化しないようになっている。これにより、浮遊容量
の変化が防止され、電源の面倒な再調整が不要となる。
置きのロッド電極には同一の電圧が印加されるため、本
実施例のイオンレンズユニット３０では図２（ｂ）に示
すように、同一の電圧が印加される電極素板（３１ｄ、
３３ｄ）（３２ｄ、３４ｄ）の間にはショート線３６
ａ、３６ｂが渡される。ショート線３６ａ、３６ｂは金
属薄板にから成り、各電極素板３１ｄ〜３４ｄの他端
（イオン光軸ｘ側でない方の端部）に固定されている。
従って、ユニット３０全体に対しても固定されており、
メンテナンス等によりユニット３０が取り扱われても、
ショート線３６ａ、３６ｂの位置がユニット３０に対し
て変化しないようになっている。これにより、浮遊容量
の変化が防止され、電源の面倒な再調整が不要となる。
【００２６】図３のターミナルユニット５０は、図２の
仮想ロッド多重極レンズユニット３０に対応するもの
で、図２（ａ）の左側から取り付けられる。このターミ
ナルユニット５０には８本のリードピン５１が固定され
ている。上述の通り、多重極レンズユニット３０の各段
の４枚の電極素板は２つのグループに分けられ、それぞ
れのグループには同一の電圧が印加されるから、多重極
レンズユニット３０には合計８種の電圧を供給する必要
がある。ターミナルユニット５０の８本のリードピン５
１はそれらに対応するものであり、多重極レンズユニッ
ト３０には、それらのリードピン５１に対応した孔３７
が８本設けられている（図２（ａ））。８本のリードピ
ン５１は、２本の同じ長さのもの４種から構成される。
同じ長さの２本は多重極レンズユニット３０の同一段の
２グループの電極素板に対応し、４種の異なる長さは多
重極レンズユニット３０の４段に対応する。
仮想ロッド多重極レンズユニット３０に対応するもの
で、図２（ａ）の左側から取り付けられる。このターミ
ナルユニット５０には８本のリードピン５１が固定され
ている。上述の通り、多重極レンズユニット３０の各段
の４枚の電極素板は２つのグループに分けられ、それぞ
れのグループには同一の電圧が印加されるから、多重極
レンズユニット３０には合計８種の電圧を供給する必要
がある。ターミナルユニット５０の８本のリードピン５
１はそれらに対応するものであり、多重極レンズユニッ
ト３０には、それらのリードピン５１に対応した孔３７
が８本設けられている（図２（ａ））。８本のリードピ
ン５１は、２本の同じ長さのもの４種から構成される。
同じ長さの２本は多重極レンズユニット３０の同一段の
２グループの電極素板に対応し、４種の異なる長さは多
重極レンズユニット３０の４段に対応する。
【００２７】各孔３７の先端には図３（ｃ）に示される
ようなソケット４１が設けられ、各リードピン５１の先
端から突出して露出する金属線５２を受容する。ソケッ
ト４１は、上記の同一電圧が印加される電極素板のグル
ープを代表する電極素板の張り出し部３８（図２
（ｂ））に電気的に接続される。また、ターミナルユニ
ット５０には、外部に設けられた電圧供給源からの電圧
を８本のリードピン５１に伝達するコネクタ５３が固定
されている。従って、電圧供給源からの所定の電圧（Ｒ
Ｆ＋ＤＣ）は、コネクタ５３、リードピン５１、ソケッ
ト４１、張り出し部３８、代表電極素板、ショート線３
６ａ、３６ｂを通じて１６枚の電極素板３１ａ〜３４ｄ
の全てに印加される。
ようなソケット４１が設けられ、各リードピン５１の先
端から突出して露出する金属線５２を受容する。ソケッ
ト４１は、上記の同一電圧が印加される電極素板のグル
ープを代表する電極素板の張り出し部３８（図２
（ｂ））に電気的に接続される。また、ターミナルユニ
ット５０には、外部に設けられた電圧供給源からの電圧
を８本のリードピン５１に伝達するコネクタ５３が固定
されている。従って、電圧供給源からの所定の電圧（Ｒ
Ｆ＋ＤＣ）は、コネクタ５３、リードピン５１、ソケッ
ト４１、張り出し部３８、代表電極素板、ショート線３
６ａ、３６ｂを通じて１６枚の電極素板３１ａ〜３４ｄ
の全てに印加される。
【００２８】なお、ターミナルユニット５０と仮想ロッ
ド多重極レンズユニット３０とを結合する際の位置あわ
せを容易にするため、双方に係合突起５９と凹部３９を
設けている。
ド多重極レンズユニット３０とを結合する際の位置あわ
せを容易にするため、双方に係合突起５９と凹部３９を
設けている。
【００２９】このように、本質量分析装置では、レンズ
ユニットとターミナルユニットがそれぞれユニット化さ
れているため、両者をワンアクションで取り付けるだけ
で、結線ミスもなく、また、浮遊容量の変化も生じさせ
ずに、レンズユニットの各電極素板にそれぞれ正確な電
圧を印加することができる。
ユニットとターミナルユニットがそれぞれユニット化さ
れているため、両者をワンアクションで取り付けるだけ
で、結線ミスもなく、また、浮遊容量の変化も生じさせ
ずに、レンズユニットの各電極素板にそれぞれ正確な電
圧を印加することができる。
【図１】 本発明の一実施例である液体クロマトグラフ
質量分析装置の概略構成図。
質量分析装置の概略構成図。
【図２】 実施例の液体クロマトグラフ質量分析装置の
第１中間室で用いられる第１イオンレンズの、レンズユ
ニット部分の側面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
第１中間室で用いられる第１イオンレンズの、レンズユ
ニット部分の側面図（ａ）及び正面図（ｂ）。
【図３】 上記第１イオンレンズのターミナルユニット
部分の側面図（ａ）、正面図（ｂ）及びソケット部の拡
大断面図（ｃ）。
部分の側面図（ａ）、正面図（ｂ）及びソケット部の拡
大断面図（ｃ）。
【図４】 従来のロッド型多重極イオンレンズ（ａ）、
仮想ロッド多重極イオンレンズ（ｂ）及び変形仮想ロッ
ド多重極イオンレンズ（ｃ）の概略構成図。
仮想ロッド多重極イオンレンズ（ｂ）及び変形仮想ロッ
ド多重極イオンレンズ（ｃ）の概略構成図。
１１…イオン化室 １２…第１中間室 １３…第２中間室 １４…質量分析検出室 １５…噴霧ノズル １６…四重極フィルタ １７…イオン検出器 １８…第１イオンレンズ １９…第２イオンレンズ ２０…脱溶媒パイプ ２１…スキマー ３０…仮想ロッド多重極イオンレンズユニット ３１ａ〜３４ｄ…電極素板 ３５…絶縁体ホルダ ３６ａ、３６ｂ…ショート線 ３７…リードピン用孔 ３９…係合用凹部 ４０…固定ネジ ４１…ソケット ５０…ターミナルユニット ５１…リードピン ５２…金属線 ５３…コネクタ ５９…係合用突起 ８１、８２…多重極ロッド ８３…仮想多重極ロッドの電極素板 ８４…仮想ロッド電極 ８５…電極素板
Claims (2)
- 【請求項１】 各ロッド電極が、イオン光軸方向に互い
に分離された複数の電極素板で構成される仮想ロッド電
極から成る仮想ロッド多重極イオンレンズを用いた質量
分析装置において、 仮想ロッド電極を構成する各電極素板を、少なくともイ
オン光軸側の縁部において所定の形状にするとともに、
絶縁体から成る保持ユニットにより該イオン光軸から離
れた部分において各電極素板を保持し、それらの位置を
固定することにより仮想ロッド多重極イオンレンズをユ
ニット化したことを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項２】 仮想ロッド多重極イオンレンズユニット
内において、同一電位が印加される電極素板同士を不動
のショート線により接続し、それによりグループ化され
た電極素板の中の少なくとも１個に電気的に接続された
ソケットプラグペアの一方を仮想ロッド多重極イオンレ
ンズユニットに設けるとともに、該ソケットプラグペア
の他方を各々対応する位置に固定したターミナルユニッ
トを備えることを特徴とする請求項１記載の質量分析装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170595A JP4581184B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 質量分析装置 |
| US09/865,690 US6576898B2 (en) | 2000-06-07 | 2001-05-29 | Mass spectrometer with multipole rod type ion lens |
| GB0113312A GB2366072B (en) | 2000-06-07 | 2001-06-01 | Mass spectrometer with multipole rod type ion lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000170595A JP4581184B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001351563A true JP2001351563A (ja) | 2001-12-21 |
| JP4581184B2 JP4581184B2 (ja) | 2010-11-17 |
Family
ID=18673287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000170595A Expired - Lifetime JP4581184B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 質量分析装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6576898B2 (ja) |
| JP (1) | JP4581184B2 (ja) |
| GB (1) | GB2366072B (ja) |
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| JP4816792B2 (ja) * | 2007-04-17 | 2011-11-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置 |
| WO2011161788A1 (ja) | 2010-06-24 | 2011-12-29 | 株式会社島津製作所 | 大気圧イオン化質量分析装置 |
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| US8822915B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-09-02 | Shimadzu Corporation | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
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