JP2011102714A - 四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分子、原子等の粒子をイオン化し、イオン化した粒子を4重極マスフィルタを通したものを検出器で検出し、検出した信号をコンピュータで演算処理し、MSスペクトルを得るようにした四重極質量分析装置において、MSスペクトル採取におけるサイクル中に、ノイズを検出する工程を設け、MSスペクトル採取におけるイオン検出信号と、前記検出されたノイズとを比較してスペクトル補正を行なうように構成する。
【選択図】図1
Description
1)フィラメント3より発生する熱電子によって分子はイオン化され、適切なレンズ5によって集束され、QP10に導入される。
3)各マスステップにおいて、APU15は信号検出系に指令を送り、ステップ−ウェイト(Step−Wait)の期間だけ、待機させる。
従来のこの種の装置では、2次イオン質量分析(SIMS)及びイオン散乱分析(ISS)を複合することにより、試料の組成の同定を容易にし、定量性も可能となり、高感度で効率的な試料の分析を可能とした複合分析装置が知られている(例えば特許文献1参照)。また、分析感度を低下させることなく、光や中性粒子を確実に遮断してS/N比を向上させた粒子分離装置が知られている(例えば特許文献2参照)。或いはまた、四重極電極に高周波電圧と直流電圧の重畳電圧を印加し、イオン源からのイオン電流を該四重極電極を通して検出器で検出する四重極質量分析装置において、複数の微小チャネルを2次元的に配置し、四重極電極の中心軸が通過する位置に開口部を有して形成されるプレートを四重極電極の中心軸上に配置することにより検出器を構成する四重極質量分析装置が知られている(例えば特許文献3参照)。
(1)請求項1記載の発明は、分子、原子等の粒子をイオン化し、得られたイオンを4重極マスフィルタを通して検出器で検出し、検出した信号をコンピュータで演算処理し、MSスペクトルを得るようにした四重極質量分析装置において、MSスペクトル採取におけるサイクル中に、ノイズを検出する工程を設け、MSスペクトル採取におけるイオン検出信号と、前記検出されたノイズとを比較してスペクトル補正を行なうようにしたことを特徴とする。
(1)請求項1記載の発明によれば、MSスペクトルを採取する行程にノイズ検出行程を設けたので、イオン検出信号と検出されたノイズとを比較することにより、ノイズを除去することができ、また、測定中に変化するサンプル並びにキャリアガスの変動に対応する中性粒子ノイズの除去を行なうことができる。
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の動作を示すタイムチャートである。実施例1も基本的な構成は図4,図6と変わらず、アキュムレーション(Accumulation:蓄積)の後にノイズ採取のための、ノイズアクイジッション(Noise−Acquisition:略してNoise−Acq)期間を設け、その期間に図4に示す、検出器13手前のポストフィルタ11の電位を変化させるようになっている。以下に実施例1の動作を説明する。
2)QP10に導入されたイオンは、QP10に加えられたRF/DC6,7によりマスフィルタリングされ、印加されるRF/DCは、APU15によって各マスステップで要求される電圧で印加される。
4)ステップウェイト待機後、指定されたアキュムレーションの期間にアクイジッションに示すように、検出器13によりイオン検出信号を採取する。
6)アキュムレーション期間の後のノイズアクイジッション期間では、ポストフィルタ11の電圧をレギュラポテンシャル(Regular potential)からノイズアクイジッションポテンシャル(Noise Acq potential)に変更する(実際には0Vにする。若しくはレギュラポテンシャルの極性を反転させる)。
9)APU15の処理で5)で検出したイオンシグナルと、8)で検出したノイズシグナルとを比較演算させ、計測中のマスのイオン強度としてデータ化する。比較演算の処理の一例として、イオンシグナルからノイズを減算して、計測中のマスのイオン強度とする方法が考えられる。
この実施例によれば、スペクトルアクイジッション期間とノイズアクイジッション期間で検出した信号とノイズの比較演算を行って、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(実施例2)
図2は本発明の実施例2の動作を示すタイムチャートである。実施例1では、各マスステップ毎にノイズアクイジッション期間を設けているが、実施例2では、図2に示すように、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッションを行なうようにしたものである。このようにして、実施例2では、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッションを設けており、これらノイズアクイジッションのデータを、全ステップのノイズアクイジッションデータとして用いて補正演算を行なうものである。例えば、全スキャンをスキャンの初めのノイズアクイジッションデータを用いて補正をしてもよいし、全スキャンをスキャンの最後のノイズアクイジッションデータを用いて補正してもよい。
(実施例3)
実施例2では、スキャンの初めと終わりにノイズアクイジッション期間を設けた場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、適宜必要なマス位置でノイズアクイジッション期間を設けるようにしてもよい。この実施例によれば、それぞれのマスステップでのノイズデータとして任意の位置で取得したものを用いてスペクトルアクイジッション期間で測定したアクイジッションデータを補正することができ、精度は若干落ちるものの、ノイズ成分の除去を行なうことができる。
(実施例4)
実施例1〜実施例3では、各マスステップの最後、即ちアキュムレーション期間の後にノイズアクイジッション期間を設けた場合を示したが、これではイオン検出の時間を削ることになるので、若干効率が悪い。そこで、イオンを元々検出していない、ステップウェイト期間を利用してノイズアクイジッションを行なうものである。以下にその動作を説明する。ハードウェアの構成は、図4と図6に示すものを用いる。
2)QP10に導入されたイオンは、QP10に加えられたRF/DC6,7によりマスフィルタリングされ、印加されるRF/DCは、APU15によって各マスステップで要求される電圧で印加される。
4)ステップウェイト期間に、ノイズアクイジッション期間を挿入し、ポストフィルタ11の電位をレギュラポテンシャルからノイズアクイジッションポテンシャルに変更する。
7)ステップウェイト待機後、指定されたアキュムレーションの期間にアクイジッションに示すように、イオン検出信号を採取する。
9)APU15は6)で検出したノイズデータと、8)で検出したイオンシグナルデータとを比較演算し、計測中のマスのイオン強度としてデータ化される。具体的例をあげると、アキュムレーション期間中に測定したデータからノイズアクイジッション期間で測定したノイズデータを減算することで、ノイズを含まないイオンシグナルデータを得る。
この実施例によれば、イオンを検出していないステップウェイト期間の中にノイズアクイジッション期間を設けたので、データ取得の効率を向上させることができる。
(実施例5)
(実施例1)〜(実施例4)において、ノイズアクイジッションを行なうために、ポストフィルタ11の電位を変更しているが、QP10の電位若しくは他のレンズでも、レギュラポテンシャルからノイズアクイジッションポテンシャルに変更することで、同様のことが期待できる。中性ノイズを検出するために荷電粒子を除去する手段、つまり荷電粒子阻止機構はポストフィルタに限るものではなく、現四重極質量分析装置に新たにレンズを配置することも考えられる。或いは、現配置されているレンズに任せることも可能である。
1)オフアクシスなど光学的なメカの変更無しに、中性分子ノイズをデータから除去することができる。
6)スペクトル改善に伴い、ライブラリスペクトルの一致度を向上させることができる。
8)(実施例4)では、イオン検出効率を損なうことなく、ノイズ検出を行なうことができる。
2 イオン化ボックス
3 フィラメント
4 トラップ
5 レンズ
6 高周波電源
7 直流電源
8 移相器
10 四重極電極(QP)
11 ポストフィルタ
12 CD(コンバージョンダイノード)
13 検出器
Claims (5)
- 分子、原子等の粒子をイオン化し、得られたイオンを4重極マスフィルタを通して検出器で検出し、検出した信号をコンピュータで演算処理し、MSスペクトルを得るようにした四重極質量分析装置において、
MSスペクトル採取におけるサイクル中に、ノイズを検出する工程を設け、MSスペクトル採取におけるイオン検出信号と、前記検出されたノイズとを比較してスペクトル補正を行なうようにしたことを特徴とする四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。 - ローマスからハイマスへ又はハイマスからローマスへステップ的にマスの値を変えていく場合において、それぞれのステップでステップウェィト期間と、スペクトルアクイジッション期間と、ノイズアクイジッション期間を設け、各ステップにおけるアクイジッション期間に検出したイオン検出信号とノイズアクイジッション期間に検出したノイズとの比較演算を行なうものであることを特徴とする請求項1記載の四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。
- ローマスからハイマスへ又はハイマスからローマスへステップ的にマスの値を変えていく場合において、それぞれのステップでステップウェイト期間と、スペクトルアクイジッション期間と、ノイズアクイジッション期間を設ける場合において、各ステップの最初と最後に前記ノイズアクイジッション期間を設けるようにしたことを特徴とする請求項1記載の四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。
- ローマスからハイマスへ又はハイマスからローマスへステップ的にマスの値を変えていく場合において、それぞれのステップでステップウェイト期間と、スペクトルアクイジッション期間とを設ける場合において、任意のステップで前記ノイズアクイジッション期間を設けるようにしたことを特徴とする請求項1記載の四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。
- イオンを検出していないステップウェイト期間の中にノイズアクイジッション期間を設けるようにしたことを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項に記載の四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法。
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