JP7028109B2 - 質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、質量分析装置に関する。

中心軸を囲んで複数本のロッド電極を配置した多重極ロッド電極（多重極イオンガイド）を用いた質量分析装置が広く使用されている。例えば、四重極ロッドを用いたリニアイオントラップの場合、中心軸を原点として、±Ｘ方向に配置されたＸロッド電極対と、±Ｙ方向に配置されたＹロッド電極対との、４本のロッド電極を備える。そして、イオンをトラップするために、Ｘロッド電極対とＹロッド電極対とには、１８０度位相の異なるトラップ用のＲＦ電圧が印加される。

リニアイオントラップにおいては、イオンのトラップのみでなく、特定の範囲のｍ/ｚ（質量電荷比）のイオンのみをイオントラップに残し、それ以外のｍ/ｚのイオンをイオントラップから排除する、アイソレーションも行われる。また、特定の範囲のｍ/ｚのイオンのみに運動エネルギーを与えることで他の分子と衝突させ、フラグメントさせることも行われる。
特定の範囲のｍ/ｚのイオンを、アイソレーションまたはフラグメントさせるために、Ｘロッド電極対またはＹロッド電極対の一方には、さらにイオン励振用のＡＣ電圧が印加されている。

このようにリニアイオントラップにおいては電極に２種類の電圧を重畳する構成が必要となる。このような電源は、例えば、非特許文献１のFigure.2等に開示されている。非特許文献１に開示されるリニアイオントラップでは、Ｘロッド電極対にはＲＦ電源（MAIN RF DRIVE）から直接、トラップ用のＲＦ電圧が印加される。一方、Ｙロッド電極対には、ＲＦ電源から、ＡＣ電圧を重畳するトランスの２次側を経由して、トラップ用のＲＦ電圧が印加される。トランスの１次側にはAUX DRIVEが接続されており、AUX DRIVEが発生するＡＣ電圧が、トランスによりトラップ用のＲＦ電圧と重畳されて、Ｙロッド電極対に入力される。

J.M.Campbell他、「A New Linear Ion Trap Tome-of-flight System with Tandem Mass Spectrometry Capabilities」、Rapid Commun. Mass Spectrom., Vol.12, pp.1463-1474（１９９８年）

非特許文献１に開示されるリニアイオントラップにおいては、トランスを用いてＲＦ電圧とＡＣ電圧とを重畳している。トランスには静電容量があるため、トランスを介してＲＦ電圧が供給されるＹロッド電極対とグランドの間の静電容量は、ＲＦ電源から直接ＲＦ電圧が供給されるＸロッド電極対とグランドの間の静電容量に比べ、大きくなる。この静電容量の相違が、交流電圧を印加した際のＸロッド電極対とＹロッド電極対との電位（電位の絶対値）に差を生じさせる。

Ｘロッド電極対とＹロッド電極対にそれぞれ印加される電位の絶対値が等しければ、リニアイオントラップの中心軸上には電場が生じない。しかし、上記の静電容量の相違により、Ｘロッド電極対とＹロッド電極対との電位（電位の絶対値）に差が生じると、中心軸上には、交流電圧の変化に応じて変動する交流電場が生じてしまう。そして、この交流電場は電場の自乗に比例する、いわゆる擬似ポテンシャルを形成する。
この擬似ポテンシャルは、外部からリニアイオントラップに入射するイオンに対して障壁となるため、イオンがリニアイオントラップに導入されにくくなり、質量分析装置の検出感度低下の原因となる。

本発明の好ましい実施形態による質量分析装置は、中心軸に対して対称に配置された第１の電極対および第２の電極対を含む多重極イオンガイドと、前記第１の電極対に接続され、前記第１の電極対に印加されるＲＦ電圧を伝達する第１の伝達部と、前記第２の電極対に接続され、前記第２の電極対に印加されるＲＦ電圧を伝達する第２の伝達部と、を備え、前記第１の伝達部は、前記第１の伝達部の静電容量と前記第２の伝達部の静電容量との差を低減するコンデンサを有する。
さらに好ましい実施形態では、前記コンデンサは可変コンデンサである。
さらに好ましい実施形態では、前記第２の伝達部は、前記ＲＦ電圧にＡＣ電圧を重畳する電圧重畳回路を有し、前記第１の伝達部が有するコンデンサの静電容量は、前記電圧重畳回路の静電容量と略等しい。
さらに好ましい実施形態では、前記電圧重畳回路は絶縁トランスである。
さらに好ましい実施形態では、前記第１の伝達部と前記第２の伝達部の間の静電容量を調整する可変コンデンサを有する。
さらに好ましい実施形態では、前記多重極イオンガイドはリニアイオントラップを構成する。
さらに好ましい実施形態では、前記多重極イオンガイドは多重極マスフィルタを構成する。
さらに好ましい実施形態では、前記多重極イオンガイドの後段に、さらに別の質量分析部を有する。

本発明によれば、リニアイオントラップ（多重極イオンガイド）へのイオンの入射効率が向上し、これにより質量分析装置の検出感度が向上する。

図１は、第１実施形態の質量分析装置を表す図であり、図１（ａ）はその全体構成を、図１（ｂ）はロッド電極とロッド電極に電圧を供給する電源の詳細を表す。 図２は、ロッド電極に電圧を供給する電源回路の変形例を表す図。 図３は、第２実施形態の質量分析装置を表す図。

（質量分析装置の第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の質量分析装置１００の構成を示す図であり、図１（ａ）はその全体構成を、図１（ｂ）は多重極ロッド電極６と多重極ロッド電極６に電圧を供給する電源１０の詳細を表す図である。質量分析装置１００においては、真空容器１の内部にイオン化室２、イオン光学系３、イオン光学系４、多重極ロッド電極（多重極イオンガイド）６、及びイオン検出器８が中心軸ＡＸに沿って設けられている。略密閉された真空容器１内は真空ポンプ９ａ、９ｂ、９ｃにより排気されている。
なお、図１（ａ）に示したＺ軸の方向は、多重極ロッド電極６の中心軸ＡＸの方向と一致する方向としている。

イオン化室２は、外部から供給されるガス試料または液体試料をイオン化する装置である。イオン化室２は、例えば、電子イオン化、化学イオン化、大気圧化学イオン化、エレクトロスプレーイオン化により、試料をイオン化する。
イオン化室２で生成されたイオンはイオン化室２から引き出されてイオン光学系３を通ってイオン光学系４に導入される。イオン光学系４は、中心軸ＡＸを囲んで、図１中の±Ｘ方向および±Ｙ方向にそれぞれ所定距離だけ離れた位置に、例えば４本のロッド電極を備えるものである。イオン光学系４には、不図示の電源回路から高周波電圧が印加されている。

イオン光学系４を通過したイオンは、中心軸ＡＸの近傍にイオン透過孔が形成されている入射側端部電極５を通過して、多重極ロッド電極（多重極イオンガイド）６内に導入される。多重極ロッド電極６もイオン光学系４と同様に、中心軸ＡＸを囲んで、例えば、図１中の±Ｘ方向および±Ｙ方向にそれぞれ所定距離だけ離れた位置に、４本のロッド電極６ａ～６ｄを備えている。
以下、本第１実施形態においては、多重極ロッド電極（多重極イオンガイド）６を、一例としてリニアイオントラップ６であるとして、説明を行う。

リニアイオントラップ６の射出側（図中右側）の近傍には、中心軸ＡＸの近傍にイオン透過孔が形成されている射出側端部電極７が設けられている。入射側端部電極５および射出側端部電極７には不図示の電源からそれぞれ所定の電圧が印加されている。また、リニアイオントラップ６を構成するロッド電極６ａ～６ｄには、電源回路１０から所定の電圧が印加されている。

ロッド電極６ａ～６ｄの電位を入射側端部電極５および射出側端部電極７の電位より低く設定し、かつロッド電極６ａ～６ｄに所定のＲＦ電圧を印加することにより、リニアイオントラップ６に入射したイオンを、リニアイオントラップ６内に閉じ込めることができる。また、所定の時刻に射出側端部電極７の電位をロッド電極６ａ～６ｄの電位より低くすることで、リニアイオントラップ６内に閉じ込められたイオンを、射出側端部電極７のイオン透過孔を通してイオン検出器８に移送することができる。

図１（ｂ）は、リニアイオントラップ６を構成する４本のロッド電極６ａ～６ｄに電圧を供給する電源回路１０の詳細を表す図である。以下では、４本のロッド電極６ａ～６ｄのうち、中心軸ＡＸに対して、＋Ｘ側に配置されるロッド電極６ｃと－Ｘ側に配置されるロッド電極６ｄの対をＸロッド電極対（６ｃ、６ｄ）と呼ぶ。また、中心軸ＡＸに対して、＋Ｙ側に配置されるロッド電極６ａと－Ｙ側に配置されるロッド電極６ｂの対をＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）と呼ぶ。

本明細書では、ＲＦ電圧とは、周波数ｆが０．３～１０ＭＨｚ程度の交流電圧をいう。
一般にリニアイオントラップ６においては、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）とＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）に、絶対値が等しく符号が逆符号であるＲＦ電圧を印加する。ＲＦ電圧の最大値をＱとすると、ＲＦ電圧は、Ｑｃｏｓωｔと表せる。ここで、ωは角周波数（ω＝２πｆ）である。

一例として、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）にはＲＦ電圧Ｑｃｏｓωｔを印加し、Ｙロッド電極対（６ａ、６ｂ）にはＲＦ電圧－Ｑｃｏｓωｔを印加する。これにより、所定の範囲のｍ／ｚ（質量電荷比）のイオンを、ＸＹ方向に四散させることなく、リニアイオントラップ６内に閉じ込めることができる。
さらに、特定の範囲のｍ/ｚのイオンをアイソレーションまたはフラグメントさせるために、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）またはＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）の一方には、上記のＲＦ電圧に加えて、イオン励振用のＡＣ電圧が重畳して印加される。イオン励振用のＡＣ電圧の周波数は、一例として上述のＲＦ電圧の周波数の半分以下である。
従って、電源回路１０は、４本のロッド電極６ａ～６ｄに上述の電圧を印加するように構成されている。

ＲＦ電源回路１１は共振回路トランス１２を有し、共振回路トランス１２の１次側コイル１３には、ＲＦ電源１６から所定の周波数ｆの交流電圧が入力される。共振回路トランス１２には、２次側コイル１４ａおよび２次側コイル１４ｂが並んで設けられている。ＲＦ電圧は、この２次側コイル１４ａおよび２次側コイル１４ｂのインダクタンスと、２次側コイルの高電圧端１４ａｅおよび１４ｂｅに接続されるキャパシタンスとで形成されるＬＣ共振回路により、ＲＦ電源１６から入力された周波数ｆの電圧を増幅することで生成される。ここで、上述のキャパシタンスとは、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）の静電容量、導線２２ａ～２２ｃ，２３ａ～２３ｃに現れる種々の静電容量、コンデンサ２４、絶縁トランス１８の静電容量である。

その結果、２次側コイルの高電圧端１４ａｅおよび１４ｂｅには位相が１８０度異なるＲＦ電圧が発生する。高電圧端１４ｂｅに発生したＲＦ電圧はＸロッド電極対（６ｃ、６ｄ）に印加され、高電圧端１４ａｅに発生したＲＦ電圧はＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）に印加される。
また、２次側コイル１４ａおよび１４ｂの一端には直流電源１５からグランドを基準として直流電圧Ｐが印加されており、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）には、上記ＲＦ電圧に加えて、直流電圧Ｐが重畳された電圧が印加されることとなる。以下の実施形態においては、理解を容易にするために、直流電圧Ｐが０Ｖ（ＧＮＤ電位）である場合について記載する。

２次側コイル１４ｂの高電圧側端１４ｂｅは、導線２３ａを介して、電圧重畳回路１７を構成する絶縁トランス１８の２次側コイル２０ａと２次側コイル２０ｂの中間点２０ｃに接続されている。絶縁トランス１８の１次側コイル１９には、ＡＣ電源２１から、周波数がＲＦ電圧の半分以下であり、角周波数ρの、グランド電位を中心として電圧が変動する交流電圧が印加される。従って、Ｙロッド電極対（６ａ、６ｂ）には高電圧端１４ａｅに発生するＲＦ電圧のみが印加される一方、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）を構成するロッド電極６ｄおよびロッド電極６ｃには、高電圧端１４ｂｅに発生するＲＦ電圧に加えて、位相が１８０°異なる交流電圧が重畳された電圧が印加される。

ここで、２次側コイル１４ｂの高電圧端１４ｂｅからＸロッド電極対（６ｃ、６ｄ）の間の経路、すなわち導線２３ａ、電圧重畳回路１７、および導線２３ｂ、２３ｃをＸ側伝達部と呼び、２次側コイル１４ａの高電圧端１４ａｅからＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）の間の経路、すなわち導線２２ａ～２２ｃをＹ側伝達部と呼ぶこととすると、導線２２に接続されているコンデンサ２４が無い場合、Ｘ側伝達部には絶縁トランス１８に由来した静電容量が存在するため、Ｘ側伝達部の静電容量は、Ｙ側伝達部の静電容量に比べて大きくなってしまう。

そこで、本第１実施形態の質量分析装置１００では、２次側コイル１４ａの高電圧端１４ａｅとＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）とを繋ぐＹ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の少なくとも一部に、グランドとの間に静電容量を形成するコンデンサ２４を付加する。コンデンサ２４により、Ｙ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）とグランド間の静電容量と、Ｘ側伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）とグランド間の静電容量との差が低減される。
これにより、ＲＦ電圧の印加時に、中心軸ＡＸ上に発生する交流電場の大きさを低減することができる。すなわち、擬似ポテンシャルの値を低減することができ、リニアイオントラップ６へのイオンの導入効率を向上することができる。

ここで、Ｙロッド電極対（６ａ、６ｂ）およびＹ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の静電容量Ｃｙと、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＸ側伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）の静電容量Ｃｘとが、異なる場合に生じる問題について説明する。
上述のように、２次側コイルの高電圧端１４ａｅおよび１４ｂｅには、位相が１８０°異なるＲＦ電圧が発生する。ここで、両ＲＦ電圧の電位差をＶとする。

Ｘ側伝達部とＹ側伝達部は、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）とＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）を挟んで直列に配列されている。従って、両者のインピーダンスの和がＲＦ電源回路１１の負荷として作用する。よって、ＲＦ電源回路１１から、式（１）で決まる電流Ｉが流れる。
Ｖ ＝ Ｉ・（１／ｊωＣｘ＋１／ｊωＣｙ） ・・・（１）
ここで、ｊは虚数単位であり、１／ｊωＣｘは静電容量Ｃｘによるインピーダンス、１／ｊωＣｙは静電容量Ｃｙによるインピーダンスである。

静電容量Ｃｘを有するＸロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＸ側伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）に加わる電位差Ｖｘは、
Ｖｘ ＝ Ｉ・（１／ｊωＣｘ） ＝ Ｖ・Ｃｙ／（Ｃｘ＋Ｃｙ） ・・・（２）
となる。
一方、静電容量Ｃｙを有するＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）およびＹ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）に加わる電位差Ｖｙは、
Ｖｙ ＝ Ｉ・（１／ｊωＣｙ） ＝ Ｖ・Ｃｘ／（Ｃｘ＋Ｃｙ） ・・・（３）
となる。

従って、静電容量Ｃｘと静電容量Ｃｙが異なる場合には、電位差Ｖｘと電位差Ｖｙは等しくならない。この場合、ＲＦ電源回路１１が出力部１４ａｅに－１／２Ｖ、出力部１４ｂｅに１／２Ｖの対称な電位を発生しても、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＹロッド電極対（６ａ、６ｂ）に印加される電位は、対称でないことになる。そして、上述のとおり電位差ＶはＲＦ電圧であるから、電位差Ｖｘおよび電位差ＶｙもＲＦ電圧であり、すなわち時間とともに高周波で振動する。
その結果、ロッド電極６ａ～６ｄの中央にある中心軸ＡＸ上には、電位差Ｖｘと電位差Ｖｙの振動に合わせて高周波で振動する電場が生じてしまう。そして、この高周波の電場が、電場の自乗に比例する擬似ポテンシャルを形成して、外部からリニアイオントラップ６に進入するイオンに対する障壁を形成してしまう。

本第１実施形態においては、上述のとおり、Ｙ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の少なくとも一部にコンデンサ２４を付加している。これにより、Ｙロッド電極対（６ａ、６ｂ）およびＹ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の静電容量Ｃｙと、Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）およびＸ側伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）の静電容量Ｃｘとの差が低減される。
これにより、中心軸ＡＸ上に形成される交流電場の大きさを低減することができ、リニアイオントラップ（多重極イオンガイド）６へのイオンの導入効率を向上することができる。

Ｙ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）に付加するコンデンサ２４は、例えば、セラミックコンデンサ等の耐電圧性および高周波特性に優れるコンデンサを使用ことができる。また、図１（ｂ）に示したように静電容量が可変である可変コンデンサを使用してもよい。その場合には、気温や湿度の変化や経年変化により伝達部（導線２２ａ～２ｃ、電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）の静電容量が変化した場合にも、その変化を補償して静電容量の調整ができるというメリットがある。
コンデンサ２４は、いわゆる電子部品としてのコンデンサに限られるものではない。例えば、Ｙ側伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の一部に板状の電極を接続し、この板状の電極をグランド電位に維持されている真空容器１の外壁または内壁に対向する形で配置して静電容量を発生するような構成でもよい。

（電源回路の変形例）
図２は、多重極ロッド電極９にＲＦ電圧を供給する電源回路１０ａの変形例を表す図である。
変形例の電源回路１０ａの構成は、上述の第１実施形態の中の電源回路１０の構成とほぼ同一であるので、同一部分には、同一の符号を付して、説明を省略する。

変形例の電源回路１０ａは、上述の電源回路１０に加えて、Ｙ側伝達部を構成する導線２２ａ～２２ｃと、Ｘ側伝達部を構成する導線２３ａ～２３ｃとの間に、共振回路トランス１２の共振条件を調整するための可変コンデンサ２５を備えている。
本変形例の電源回路１０ａにおいては、可変コンデンサ２５の静電容量を変更することにより、ＲＦ電源回路１１および導線２２ａ～２２ｃ、２３ａ～２３ｃ等による共振条件を変更し、ＲＦ電源回路１１に所定の範囲の周波数ｆのＲＦを生成させることができる。

以上の第１実施形態および変形例においては、多重極ロッド電極６は、４本のロッド電極を有する四重極であるとしたが、多重極ロッド電極６の本数は、４本に限られるわけではなく、８本であってもよい。その場合には、電源回路１０、１０ａも、多重極ロッド電極６の本数に併せて多数通りの所定の電圧を供給する構成とする。
以上の第１実施形態および変形例においては、１つの伝達部は、それぞれ２本のロッド電極（Ｘロッド電極対（６ｃ、６ｄ）、Ｙロッド電極対６ａ、６ｂ）にＲＦ電源１１から電圧を供給するものとしたが、１つの伝達部が電圧を供給するロッド電極の本数は、２本に限られるわけではなく、任意の本数であってもよい。例えば、８本のロッド電極からなる８重極ロッド電極であれば、１つの伝達部から４本のロッド電極に電圧を供給しても良い。

以上の第１実施形態および変形例においては、電圧重畳回路１７は、絶縁トランス１８からなるものとしているが、電圧重畳回路１７は、ＲＦ電圧にＡＣ電圧を重畳することができる回路であれば、他の回路を使用しても良い。例えば、パワー半導体素子による回路を使用することもできる。

以上の第１実施形態および変形例においては、多重極ロッド電極（多重極イオンガイド）６は、リニアイオントラップを構成するものとしたが、これに限らず、多重極マスフィルタを構成しても良い。この場合には、入射側端部電極５および射出側端部電極７は必須ではないため、適宜、除去することができる。

（第１実施形態および変形例の効果）
（１）上述の第１実施形態および変形例の質量分析装置は、中心軸ＡＸに対して対称に配置された第１の電極対（Ｙロッド電極対６ａ、６ｂ）、および第２の電極対（Ｘロッド電極対６ｃ、６ｄ）を含む多重極イオンガイド（リニアイオントラップ６）と、第１の電極対６ａ、６ｂに接続され、第１の電極対６ａ、６ｂに印加されるＲＦ電圧を伝達する第１の伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）と、第２の電極対６ｃ、６ｄに接続され、第２の電極対６ｃ、６ｄに印加されるＲＦ電圧を伝達する第２の伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）と、を備え、第１の伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）は、第１の伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）の静電容量と第２の伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）の静電容量との差を低減するコンデンサ２４を有している。
この構成により、ＲＦ電圧の印加時に、多重極イオンガイド６の中心軸ＡＸ上に発生する交流電場の大きさを低減することができ、擬似ポテンシャルの値を低減することができる。これにより、多重極イオンガイド（リニアイオントラップ）６へのイオンの導入効率を向上することができ、質量分析装置の検出感度が向上する。
（２）コンデンサ２４を可変コンデンサとすることで、気温や湿度の変化や経年変化により伝達部（導線２２ａ～２ｃ、電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）の静電容量が変化した場合にも、その変化を補償して静電容量の調整ができる。
（３）他の伝達部（電圧重畳回路１７、導線２３ａ～２３ｃ）は、ＲＦ電圧にＡＣ電圧を重畳する電圧重畳回路１７を有し、第１の伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）が有するコンデンサ２４の静電容量は、電圧重畳回路１７の静電容量と略等しい構成とすることで、電圧重畳回路１７により付加される静電容量をコンデンサ２４により容易に補償することができる。
（４）電圧重畳回路１７を絶縁トランス１８とすることで、効率良くＲＦ電圧にＡＣ電圧を重畳することができる。
（５）第１の伝達部（導線２２ａ～２２ｃ）と第２の伝達部（導線２３ａ～２３ｃ）の間の静電容量を調整する可変コンデンサ２５を有することで、ＲＦ電源回路１１および導線２２ａ～２２ｃ、２３ａ～２３ｃを含む回路の共振条件を変更し、多重極イオンガイド６に所定の範囲の周波数ｆのＲＦ電圧を供給することができる。
（６）多重極イオンガイド６をリニアイオントラップを構成する電極とすることで、リニアイオントラップへのイオンの導入効率を向上した質量分析装置が実現できる。
（７）多重極イオンガイド６を四重極マスフィルタを構成する電極とすることで、四重極マスフィルタへのイオンの導入効率を向上した質量分析装置が実現できる。

（質量分析装置の第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の質量分析装置１００ａの構成を示す図である。第２実施形態の質量分析装置１００ａの構成の大部分は、上述の第１実施形態の質量分析装置１００の構成と共通するため、同一部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

第２実施形態の質量分析装置１００ａは、上述の第１実施形態の質量分析装置１００の多重極ロッド電極６よりも後段に、別の質量分析部３０を有している。具体的には、別の質量分析部３０は、フライトチューブ２７および直交加速電極２８を有する、飛行時間型質量分析部３０であり、多重極ロッド電極６を射出したイオンは、イオン光学系２６に導かれて、直交加速電極２８に入射する。そして、直交加速電極２８で加速され、フライトチューブ２７内の飛行空間ＦＡ内を飛行経路ＦＰに沿って飛行する。飛行空間ＦＡ内の飛行中、イオンはリフレクタ２９により反射され、イオン検出器８に検出される。

飛行経路ＦＰを飛行するイオンの速度は、イオンのｍ／ｚと相関を有するため、イオンの飛行時間を測定することにより、イオンのｍ／ｚに相当する量が測定できる。これにより、飛行時間型質量分析部３０にて質量分析ができる。
第２実施形態においても、多重極イオンガイド（多重極ロッド電極）６をリニアイオントラップ６とすることで、リニアイオントラップ６内に蓄積された多数のイオンを飛行時間型質量分析部３０で分析することにより、Ｓ／Ｎの良い質量分析を行うことができる。また、リニアイオントラップ６内でフラグメントされたイオンを、飛行時間型質量分析部３０で分析することもできる。

あるいは、多重極イオンガイド（多重極ロッド電極）６を多重極マスフィルタとし、多重極マスフィルタと飛行時間型質量分析部３０の間に不図示のコリジョンセルを配置することもできる。この場合には、多重極ロッド電極６が構成する多重極マスフィルタが選択したプリカーサーイオンをコリジョンセル内で開裂され、開裂により生成された各種のプロダクトイオンを、飛行時間型質量分析部３０で高精度に質量分析することができる。
なお、別の質量分析部３０は、上述の飛行時間型質量分析部３０に限られるものではなく、別の四重極質量分析部であっても良い。

（第２実施形態の効果）
（８）第２実施形態の質量分析装置は、上述の第１実施形態および変形例の質量分析装置に加えて、さらに、多重極イオンガイド（多重極ロッド電極）６の後段に、さらに別の質量分析部を有している。
この構成により、イオントラップ型飛行時間型質量装置のイオントラップ部（多重極イオンガイド６）への入射効率を高めることができ、質量分析装置の検出感度が向上する。
あるいは、いわゆるタンデム型質量分析装置の前段の多重極マスフィルタ（多重極イオンガイド６）への入射効率を高めることができ、質量分析装置の検出感度が向上する。

上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、各実施形態は、それぞれ単独で適用しても良いし、組み合わせて用いても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００，１００ａ…質量分析装置、１…真空容器、２…イオン化室、３，４，２６…イオン光学系、６…リニアイオントラップ（多重極イオンガイド）、６ａ～６ｄ…ロッド電極、５…入射側端部電極、７…射出側端部電極、８…イオン検出器、９ａ～９ｄ…真空ポンプ、１０…電源回路、１１…ＲＦ電源回路、１２…共振回路トランス、１５…直流電源、１６…ＲＦ電源、１７…電圧重畳回路（Ｘ側伝達部）、１８…絶縁トランス、２１…ＡＣ電源、２２ａ～２２ｃ…導線（Ｙ側伝達部）、２３ａ～２３ｃ…導線（Ｘ側伝達部）、２４…コンデンサ、２５…可変コンデンサ、２７…フライトチューブ、２８…直交加速部、２９…リフレクタ、３０…飛行時間型質量分析部（別の質量分析部）、ＦＡ…飛行空間、ＦＰ…飛行経路

Claims (8)

1. 中心軸に対して対称に配置された第１の電極対および第２の電極対を含む多重極イオンガイドと、
   前記第１の電極対に接続され、前記第１の電極対に印加されるＲＦ電圧を伝達する第１の伝達部と、
   前記第２の電極対に接続され、前記第２の電極対に印加される、ＲＦ電圧にＡＣ電圧を重畳した重畳電圧を伝達するものであって、該重畳電圧を生成する電圧重畳回路を有する第２の伝達部と、を備え、
   前記第１の伝達部は、前記第１の伝達部の静電容量と前記第２の伝達部の静電容量との差を低減するコンデンサを有する、質量分析装置。
2. 請求項１に記載の質量分析装置において、
   前記コンデンサは可変コンデンサである、質量分析装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の質量分析装置において、
   前記第１の伝達部が有するコンデンサの静電容量は、前記電圧重畳回路の静電容量と略等しい、質量分析装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の質量分析装置において、
   前記電圧重畳回路は絶縁トランスである、質量分析装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の質量分析装置において、
   さらに、前記第１の伝達部と前記第２の伝達部の間の静電容量を調整する可変コンデンサを有する、質量分析装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の質量分析装置において、
   前記多重極イオンガイドはリニアイオントラップを構成する、質量分析装置。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の質量分析装置において、
   前記多重極イオンガイドは多重極マスフィルタを構成する、質量分析装置。
8. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の質量分析装置において、
   前記多重極イオンガイドの後段に、さらに別の質量分析部を有する、質量分析装置。

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