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JP5141505B2 - Ion guide and mass spectrometer equipped with the same - Google Patents

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JP5141505B2 JP2008292417A JP2008292417A JP5141505B2 JP 5141505 B2 JP5141505 B2 JP 5141505B2 JP 2008292417 A JP2008292417 A JP 2008292417A JP 2008292417 A JP2008292417 A JP 2008292417A JP 5141505 B2 JP5141505 B2 JP 5141505B2
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Description

本発明は、イオンの軌道を収束させつつイオンを後段に輸送するためのイオンガイド及びそれを備えた質量分析装置に関する。   The present invention relates to an ion guide for transporting ions to a subsequent stage while converging ion trajectories, and a mass spectrometer including the ion guide.

図7は、2つの四重極質量フィルタを用いてMS/MS法による測定を行うタンデム型質量分析装置の概略構成図である。この装置では、イオンの通過経路に沿って第1段の四重極質量フィルタ30、コリジョンセル31、第2段の四重極質量フィルタ33、検出器34が配置される。コリジョンセル31の内部には、飛行するイオンの軌道を電場により制御するイオンガイド40が配置される。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a tandem mass spectrometer that performs measurement by the MS / MS method using two quadrupole mass filters. In this apparatus, a first-stage quadrupole mass filter 30, a collision cell 31, a second-stage quadrupole mass filter 33, and a detector 34 are arranged along an ion passage path. Inside the collision cell 31, an ion guide 40 for controlling the trajectory of flying ions by an electric field is disposed.

図7において左方からイオンが導入されると、第1段の四重極質量フィルタ30により特定の質量電荷比を有するイオンのみが選択されてコリジョンセル31内のイオンガイド40に導入される。コリジョンセル31内には衝突誘起解離(CID)ガスが導入されており、前段で選択されたイオンはCIDガスと衝突して解離し、その解離の態様に応じて生じた各種のプロダクトイオンが第2段の四重極質量フィルタ33に導入される。そして第2段の四重極質量フィルタ33により特定の質量電荷比を有するプロダクトイオンが選択されて検出器34に到達して検出される。   When ions are introduced from the left side in FIG. 7, only ions having a specific mass-to-charge ratio are selected by the first-stage quadrupole mass filter 30 and introduced into the ion guide 40 in the collision cell 31. Collision-induced dissociation (CID) gas is introduced into the collision cell 31, and the ions selected in the previous stage collide with the CID gas and dissociate, and various product ions generated according to the dissociation mode are the first. It is introduced into a two-stage quadrupole mass filter 33. Product ions having a specific mass-to-charge ratio are selected by the second-stage quadrupole mass filter 33 and reach the detector 34 to be detected.

図8に、イオンガイドの構成の一例を示す。このイオンガイド40は円柱棒状の8本のロッド電極41をイオン光軸Cの周囲に回転対称に配置したマルチポール型のものである。隣り合う2本のロッド電極41には、同一の直流電圧に振幅が同一で位相を反転させた高周波電圧を重畳させた電圧を印加する。これにより、ロッド電極41で囲まれた空間に高周波電場が発生し、そこに導入されたイオンが所定の周期で振動しながら進む。このとき、電場の形状は、イオン光軸Cに直交する面内の等電位線が、理論的に導き出される所定の曲線と一致することが望ましい。   FIG. 8 shows an example of the configuration of the ion guide. The ion guide 40 is a multipole type in which eight rods 41 in the form of cylindrical rods are arranged around the ion optical axis C in a rotationally symmetrical manner. A voltage obtained by superimposing a high frequency voltage having the same amplitude and the inverted phase on the same DC voltage is applied to the two adjacent rod electrodes 41. As a result, a high-frequency electric field is generated in a space surrounded by the rod electrodes 41, and ions introduced therein travel while vibrating at a predetermined cycle. At this time, it is desirable that the shape of the electric field coincides with a predetermined curve theoretically derived from an equipotential line in a plane orthogonal to the ion optical axis C.

イオンガイドでは、一般的にロッド電極をイオン光軸に平行に配置するが、僅かに傾斜させて配置することもある。例えば、ロッド電極を、イオンの出口側においてイオン光軸に近づくように僅かな角度(例えば0.5°)だけ傾斜させておけば、イオンを出口側に加速させることができる。逆に、出口側においてイオン光軸から遠ざかるように僅かに傾斜させておけば、飛行するイオンを減速させることができる。   In the ion guide, the rod electrode is generally arranged parallel to the ion optical axis, but may be arranged slightly inclined. For example, if the rod electrode is inclined by a slight angle (for example, 0.5 °) so as to approach the ion optical axis on the ion exit side, ions can be accelerated toward the exit side. On the contrary, if it is slightly tilted away from the ion optical axis on the exit side, the flying ions can be decelerated.

特開2007-128694号公報JP 2007-128694

近年、分析対象物質の種類の多様化や複雑化が進み、これに対応するために質量分析装置のさらなる高感度化や高精度化などが求められている。こうした要求に応えるために、イオンガイドにおいても、イオン受容性やイオン透過性などの性能の向上を図る必要がある。そのためには、イオンガイド内の高周波電場の形状を前記理論曲線にできるだけ近づけることが望ましい。   In recent years, the types of analysis target substances have been diversified and complicated, and in order to cope with this, there has been a demand for higher sensitivity and higher accuracy of mass spectrometers. In order to meet these requirements, it is necessary to improve the performance of ion guides such as ion acceptability and ion permeability. For that purpose, it is desirable to make the shape of the high-frequency electric field in the ion guide as close as possible to the theoretical curve.

イオンガイド内の電場を理想状態に近づけるには、一つには、各電極の配置の精度を高める必要がある。その方法の一つに、ロッド電極を非導電性のホルダで保持する方法がある。しかし、この方法では、非導電性ホルダがロッド電極のすぐ近傍にあるため、飛行するイオンが衝突することにより帯電したホルダによって、イオンガイド内の電場が乱される。   In order to bring the electric field in the ion guide closer to the ideal state, it is necessary to increase the accuracy of the arrangement of the electrodes. One of the methods is a method of holding the rod electrode with a non-conductive holder. However, in this method, since the non-conductive holder is in the immediate vicinity of the rod electrode, the electric field in the ion guide is disturbed by the holder charged by the collision of flying ions.

そこで、ロッド電極の背部(イオン光軸の反対側)に金属製の連結材を溶接し、その連結材をホルダで固定することにより、ホルダをイオン光軸から遠ざける方法が提案されている。しかし、この方法では、溶接箇所おいてロッド電極が熱ひずみにより変形し、その真直性が損なわれやすい。そのため、電場にもひずみが生じ、ロッド電極をイオン光軸に対して僅かな角度だけ傾斜させてイオンを加速/減速するという方法の場合、特にこのような方法をとることは困難である。   In view of this, a method has been proposed in which a metal connecting material is welded to the back portion of the rod electrode (opposite the ion optical axis) and the connecting material is fixed by a holder to move the holder away from the ion optical axis. However, in this method, the rod electrode is deformed by thermal strain at the welded portion, and its straightness is easily lost. Therefore, the electric field is also distorted, and it is difficult to take such a method particularly in the case of accelerating / decelerating ions by tilting the rod electrode by a slight angle with respect to the ion optical axis.

一方、主として組立構造を簡単にしてコストを下げるために、ロッド電極の代わりに金属板電極を用い、その端面でイオン光軸を取り囲むイオンガイドも提案されている(特許文献1参照)。しかし、この構成では、イオンガイド内に形成される電場は理想状態とは離れているため、イオンの収束性を高めることは困難である。   On the other hand, an ion guide that uses a metal plate electrode instead of the rod electrode and surrounds the ion optical axis at its end face has been proposed mainly in order to simplify the assembly structure and reduce the cost (see Patent Document 1). However, in this configuration, since the electric field formed in the ion guide is away from the ideal state, it is difficult to improve the ion convergence.

本発明は以上のような課題を解決するために成されたものであり、その目的は、イオンガイド内の電場の乱れを抑え、理想状態に近い電場を形成することのできるイオンガイド及びそれを備えた質量分析装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to suppress the disturbance of the electric field in the ion guide and to form an ion guide that can form an electric field close to an ideal state. It is to provide a mass spectrometer provided.

上記課題を解決するために成された本発明に係る第1のイオンガイドは、
イオン光軸方向に延伸し、その端面が該イオン光軸を取り囲むように配置されたn(nは4以上の偶数)枚の、前記イオン光軸から放射方向に長さを有する板状の金属板を電極として備えたイオンガイドであって、
前記イオン光軸に直交する面内で、前記金属板の該イオン光軸側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状であることを特徴とする。
The first ion guide according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
A plate-like metal that extends in the direction of the ion optical axis and has a length in the radial direction from the ion optical axis, n (n is an even number of 4 or more) sheets whose end faces surround the ion optical axis An ion guide provided with a plate as an electrode,
In the plane orthogonal to the ion optical axis, the edge of the metal plate on the ion optical axis side has a convex arc shape or hyperbolic shape toward the optical axis.

上記課題を解決するために成された本発明に係る第2のイオンガイドは、
イオン光軸方向に延伸し、その端面が該イオン光軸を取り囲むように配置されたn(nは4以上の偶数)枚の、前記イオン光軸から放射方向に長さを有する板状の金属板と、
前記金属板の前記イオン光軸側の端面に沿って固定され、該イオン光軸に直交する面内で該イオン光軸側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状である電極棒と、
を備えることを特徴とする。
The second ion guide according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
A plate-like metal that extends in the direction of the ion optical axis and has a length in the radial direction from the ion optical axis, n (n is an even number of 4 or more) sheets whose end faces surround the ion optical axis The board,
An electrode fixed along the end surface on the ion optical axis side of the metal plate, and having an ion optical axis side edge convex toward the optical axis in a plane orthogonal to the ion optical axis. With a stick,
It is characterized by providing.

上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析装置は、上記イオンガイドを備えることを特徴とする。   A mass spectrometer according to the present invention, which has been made to solve the above problems, includes the ion guide.

本発明に係るイオンガイド及びそれを備えた質量分析装置によれば、イオン光軸に直交する面内で、電極である金属板又は電極棒のイオン光軸側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状であるため、各電極で囲まれた空間に理想状態に近い電場を形成することができる。
また、電極として一端面がイオン光軸方向に向いた金属板又はその端面に電極棒を固定した金属板を用いるため、イオン光軸から離れた箇所で電極(金属板)を非導電性ホルダにより保持することができる。これにより、非導電性ホルダをイオン光軸から遠ざけて配置することができ、非導電性ホルダの帯電によるイオンガイド内の電場の乱れを抑えることができる。
According to the ion guide and the mass spectrometer including the ion guide according to the present invention, the ion optical axis side edge of the metal plate or electrode rod as an electrode protrudes toward the optical axis in a plane orthogonal to the ion optical axis. Therefore, an electric field close to an ideal state can be formed in the space surrounded by each electrode.
Moreover, since a metal plate having one end faced in the direction of the ion optical axis or a metal plate having an electrode rod fixed to the end surface is used as the electrode, the electrode (metal plate) is separated from the ion optical axis by a non-conductive holder. Can be held. Thereby, a nonelectroconductive holder can be arrange | positioned away from an ion optical axis, and disturbance of the electric field in an ion guide by charging of a nonelectroconductive holder can be suppressed.

本発明に係る第2のイオンガイドによれば、特に端縁形状が円弧状の場合、電極棒を円柱状とすることができるため、製造が非常に容易となる。端縁形状が双曲線状の場合でも、板の端縁を加工するよりは、棒状の部材をそのような形状に加工する方が容易である。なお、第2のイオンガイドでは電極棒を別の部材(金属板)に固定する必要があるが、電極棒はその全長に亘って金属板の端面に固定されるため、溶接等による電極棒の変形を最小限に抑えることができる。   According to the second ion guide of the present invention, particularly when the edge shape is an arc shape, the electrode rod can be formed into a columnar shape, which makes it very easy to manufacture. Even when the edge shape is a hyperbolic shape, it is easier to process the rod-like member into such a shape than to process the edge of the plate. In the second ion guide, it is necessary to fix the electrode rod to another member (metal plate). However, since the electrode rod is fixed to the end face of the metal plate over its entire length, Deformation can be minimized.

本発明に係るイオンガイドの一実施例を図面を参照して説明する。図1(a)は本実施例に係るイオンガイドを内部に備えるイオンガイドユニット10の側面図であり、図1(b)、(c)はそれぞれ図1(a)のA−A矢視断面図、B−B矢視断面図である。本実施例のイオンガイドユニット10は、図7に示したようなMS/MS分析を行うタンデム型質量分析装置のコリジョンセル31内に配置されるものであり、イオン光軸Cの方向に延伸した8枚の金属板を電極とするイオンガイド11と、それらを囲う円筒状のケース14を備える。   An embodiment of an ion guide according to the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) is a side view of the ion guide unit 10 which equips the inside with the ion guide which concerns on a present Example, FIG.1 (b), (c) is an AA arrow cross section of Fig.1 (a), respectively. It is a figure and a BB arrow sectional drawing. The ion guide unit 10 of the present embodiment is disposed in the collision cell 31 of the tandem mass spectrometer that performs MS / MS analysis as shown in FIG. 7 and extends in the direction of the ion optical axis C. An ion guide 11 having eight metal plates as electrodes and a cylindrical case 14 surrounding them are provided.

イオンガイド11の各電極はその長手側の端面をイオン光軸Cに向け、イオン光軸Cの周りに互いに45°ずつの角度を保って回転対称に配置されている。8枚の電極のうち一つ置きに配置された4枚の電極を第1電極11Aとし、それらに隣接する4枚の電極を第2電極11Bとする。なお、ここでは、8枚の電極から成る8重極の構成であるが、多重極電場を形成する場合、4重極、6重極等、電極の枚数は4以上の偶数であればよい。   Each electrode of the ion guide 11 is arranged in a rotationally symmetrical manner with the end surface on the long side thereof directed toward the ion optical axis C and maintaining an angle of 45 ° around the ion optical axis C. Four electrodes arranged every other one of the eight electrodes are referred to as a first electrode 11A, and the four electrodes adjacent thereto are referred to as a second electrode 11B. Here, the configuration is an octupole composed of eight electrodes. However, when a multipole electric field is formed, the number of electrodes may be an even number of 4 or more, such as a quadrupole or a hexapole.

図2(a)に1枚の第1電極11Aの斜視図を示す。第1電極11Aはイオン光軸Cに直交する面内でイオン光軸C側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状である。また、イオン光軸C側の端面はイオンの進行方向(図1(c)及び図2(a)の右方向)に向かうに従ってイオン光軸Cから僅かに遠ざかるように傾斜している。この傾斜により多重極電場の強さをイオンガイド11の出口側ほど小さくして、飛行するイオンを減速させることができる。この第1電極11A以外の他の3枚の第1電極11A及びそれらに隣接する4枚の第2電極11Bも同じ形状を有する。
なお、第1電極11A及び第2電極11Bは図2(b)に示すように、端面加工が施されていない金属板111の端面に所定の断面形状を有する電極棒112を溶接等により固定したものであってもよい。この電極棒112はイオン光軸Cに直交する面内で、少なくともイオン光軸C側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状であれば、丸棒に限らず断面が半円状のもの等でもよい。
FIG. 2A shows a perspective view of one first electrode 11A. The first electrode 11A has a circular arc shape or a hyperbolic shape in which the edge on the ion optical axis C side is convex toward the optical axis in a plane orthogonal to the ion optical axis C. Further, the end surface on the ion optical axis C side is inclined so as to be slightly away from the ion optical axis C as it goes in the direction of ion travel (the right direction in FIGS. 1C and 2A). By this inclination, the strength of the multipole electric field can be reduced toward the exit side of the ion guide 11, and the flying ions can be decelerated. The other three first electrodes 11A other than the first electrode 11A and the four second electrodes 11B adjacent to them have the same shape.
As shown in FIG. 2B, the first electrode 11A and the second electrode 11B are fixed by welding or the like with an electrode rod 112 having a predetermined cross-sectional shape on the end surface of the metal plate 111 that has not been subjected to end surface processing. It may be a thing. This electrode bar 112 is not limited to a round bar and has a semicircular cross section as long as at least the edge on the side of the ion optical axis C is a convex arcuate or hyperbolic shape toward the optical axis in a plane orthogonal to the ion optical axis C. It may be a shape.

ケース14は第1電極11A及び第2電極11Bを取り巻く筒部141と、筒部141の一方の端部に取り付けられ各電極の一端面(図1(c)における左側の端面)を支える第1支持部142と、筒部141の他方の端部に取り付けられた第2支持部143と、第2支持部143との間に図3に示すような板バネ13を挟んで固定するための板バネ固定部144とを備える。第1支持部142及び第2支持部143はセラミックスやプラスチック等の絶縁体から成り、中央にイオンを通過させるための開口が設けられている。さらに第2支持部143には各電極に対応する位置に円筒状の貫通穴が設けられている。   The case 14 is attached to one end of the cylindrical portion 141 surrounding the first electrode 11A and the second electrode 11B, and is attached to one end of the cylindrical portion 141 to support a first end surface of each electrode (left end surface in FIG. 1 (c)). A plate for fixing the plate spring 13 as shown in FIG. 3 between the support portion 142, the second support portion 143 attached to the other end of the cylindrical portion 141, and the second support portion 143. A spring fixing portion 144. The 1st support part 142 and the 2nd support part 143 consist of insulators, such as ceramics and a plastics, and the opening for allowing ion to pass through in the center is provided. Further, the second support portion 143 is provided with a cylindrical through hole at a position corresponding to each electrode.

図3に示した板バネ13は金属製のリング状の枠部131と、枠部131から内側に突出する片持ちバネである8個のバネ部132から成る。バネ部132はT字形状にし、隣り合うバネ部132の左右端が近接するようにしておく。このような板バネ13は金属板をプレス加工することにより低コストで製造することができる。なお、バネ部132は枠部131から外側に突出する構成にしてもよい。   The plate spring 13 shown in FIG. 3 includes a metal ring-shaped frame portion 131 and eight spring portions 132 that are cantilever springs protruding inward from the frame portion 131. The spring part 132 is T-shaped so that the left and right ends of adjacent spring parts 132 are close to each other. Such a leaf spring 13 can be manufactured at low cost by pressing a metal plate. The spring part 132 may be configured to protrude outward from the frame part 131.

第1支持部142における電極を支える面には金属製の薄板15が配置される。図4に薄板15の平面図を示す。薄板15はリング状の枠部151と、枠部151から内側に突出する4個の金属接点152から成る。薄板15もプレス加工により低コストで製造することができる。第1支持部142に配置された薄板15は金属接点152の位置が第1電極11Aの位置に対応する。これにより、薄板15は第1電極11Aのみに接触し、第2電極11Bには接触しない。   A metal thin plate 15 is disposed on the surface of the first support portion 142 that supports the electrode. FIG. 4 shows a plan view of the thin plate 15. The thin plate 15 includes a ring-shaped frame portion 151 and four metal contacts 152 protruding inward from the frame portion 151. The thin plate 15 can also be manufactured at low cost by pressing. In the thin plate 15 disposed on the first support portion 142, the position of the metal contact 152 corresponds to the position of the first electrode 11A. Thereby, the thin plate 15 contacts only the first electrode 11A and does not contact the second electrode 11B.

図5に、イオンガイドユニット10の第2支持部143側の端部における、板バネ13及び板バネ固定部144を取り外した状態の端面図を示す。第2支持部143に設けられた8個の貫通穴のうち第1電極11Aに対応する4個の穴には絶縁体から成る絶縁スペーサ121が挿入され、第2電極11Bに対応する4個の穴には導電体から成る導電スペーサ122が挿入される。各スペーサは同じ長さを有する円筒状のものであり、その長さは一端が電極に接触した状態で他端が第2支持部143の表面から僅かに突出する程度にする。   FIG. 5 shows an end view of the ion guide unit 10 with the leaf spring 13 and the leaf spring fixing portion 144 removed from the end portion on the second support portion 143 side. Insulating spacers 121 made of an insulator are inserted into four holes corresponding to the first electrode 11A among the eight through holes provided in the second support portion 143, and four holes corresponding to the second electrode 11B are inserted. A conductive spacer 122 made of a conductive material is inserted into the hole. Each spacer has a cylindrical shape having the same length, and the length is set such that the other end slightly protrudes from the surface of the second support part 143 with one end contacting the electrode.

図6に、図5に示したイオンガイドユニット10に板バネ13及び板バネ固定部144を取り付けた状態の部分端面図を示す。板バネ13は隣り合うバネ部132の近接した左右端が1つの絶縁スペーサ121又は1つの導電スペーサ122の突出部を押さえるように配置される。これにより、板バネ13は第1電極11Aとは絶縁スペーサ121により絶縁され、第2電極11Bとは導電スペーサ122を介して電気的に接続する。このとき、各導電スペーサ122は2つのバネ部132と接触するため、各導電スペーサがそれぞれ1つのバネ部と接触する場合と比べ、それらの接点における汚れや埃等を原因とする接触不良の発生確率が低下する。   FIG. 6 is a partial end view showing a state where the leaf spring 13 and the leaf spring fixing portion 144 are attached to the ion guide unit 10 shown in FIG. The leaf springs 13 are arranged such that adjacent left and right ends of adjacent spring portions 132 hold down the protruding portions of one insulating spacer 121 or one conductive spacer 122. Accordingly, the leaf spring 13 is insulated from the first electrode 11A by the insulating spacer 121, and is electrically connected to the second electrode 11B via the conductive spacer 122. At this time, since each conductive spacer 122 is in contact with the two spring portions 132, compared to the case where each conductive spacer is in contact with one spring portion, contact failure caused by dirt, dust, or the like at those contact points occurs. Probability decreases.

以上の構成により、板バネ13のバネ部132が絶縁スペーサ121又は導電スペーサ122を介して第1電極11A及び第2電極11Bを第1支持部142側へ押さえる。これにより、各電極は板バネ13と第1支持部142により両側から挟まれて固定される。このとき、第1電極11Aの端面は絶縁スペーサ121又は金属製の薄板15に接触し、第2電極11Bの端面は導電スペーサ122又は絶縁体から成る第2支持部143に接触する。そして、図示しない電圧印加回路より、第1電極11Aには薄板15を介して直流電圧Vに高周波電圧v・cosωtが重畳された電圧V+v・cosωtが印加され、第2電極11Bには板バネ13及び導電スペーサ122を介して同じ直流電圧に位相が反転された(つまり180°ずれた)高周波電圧が重畳された電圧V−v・cosωtが印加される。これにより、8枚の電極の縁端面で囲まれた空間に多重極電場が形成され、そこに導入されるイオンが収束される。   With the above configuration, the spring portion 132 of the leaf spring 13 presses the first electrode 11A and the second electrode 11B toward the first support portion 142 via the insulating spacer 121 or the conductive spacer 122. Accordingly, each electrode is sandwiched and fixed from both sides by the leaf spring 13 and the first support portion 142. At this time, the end face of the first electrode 11A is in contact with the insulating spacer 121 or the metal thin plate 15, and the end face of the second electrode 11B is in contact with the conductive spacer 122 or the second support portion 143 made of an insulator. A voltage V + v · cos ωt obtained by superimposing the high frequency voltage v · cos ωt on the DC voltage V is applied to the first electrode 11A through the thin plate 15 from a voltage application circuit (not shown), and the leaf spring 13 is applied to the second electrode 11B. The voltage Vv · cosωt on which the high frequency voltage whose phase is inverted (that is, shifted by 180 °) is superimposed is applied to the same DC voltage via the conductive spacer 122. As a result, a multipole electric field is formed in a space surrounded by the edge surfaces of the eight electrodes, and ions introduced therein are converged.

このとき、イオン光軸Cに直交する面内で、8枚の電極のイオン光軸C側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状であるため、電極の近傍にはその曲線に沿うような形状の電場が発生する。これにより、各電極の端面で囲まれた空間に理想状態に近い電場を形成することができる。  At this time, in the plane orthogonal to the ion optical axis C, the edges of the eight electrodes on the side of the ion optical axis C are arcuate or hyperbolic convex toward the optical axis. An electric field having a shape along the line is generated. Thereby, the electric field close | similar to an ideal state can be formed in the space enclosed by the end surface of each electrode.

本実施例に係るイオンガイドユニットでは以下の効果も奏する。各電極は一端面がイオン光軸Cから放射方向に長さを有する板状となっているため、イオン光軸Cから離れた箇所でそれらを保持することができる。このため、その保持手段である絶縁性の第1支持部142にイオンが衝突しにくくなり、その帯電によるイオンガイド内の電場の乱れを抑えることができる。
本実施例の電極には溶接箇所がないため、電極が変形することがない。従って、電極の高精度の配置が可能となり、例えば、その端面をイオン光軸C側に対して僅かな角度(例えば0.5°)だけ傾斜させてイオンを加速/減速すること等の操作も高精度に行うことができる。
The ion guide unit according to the present embodiment also has the following effects. Since each electrode has a plate shape with one end surface having a length in the radial direction from the ion optical axis C, the electrodes can be held at a location away from the ion optical axis C. For this reason, it becomes difficult for ions to collide with the insulating first support part 142 which is the holding means, and the disturbance of the electric field in the ion guide due to the charging can be suppressed.
Since the electrode of this embodiment has no welded portion, the electrode is not deformed. Therefore, it is possible to arrange the electrodes with high accuracy. For example, the operation of accelerating / decelerating ions by inclining the end surface by a slight angle (for example, 0.5 °) with respect to the ion optical axis C side is also highly accurate. Can be done.

上述したイオンガイドユニット10はイオンの軌道を収束させつつイオンを後段に輸送する機能を備える様々な質量分析装置に適用することができ、MS/MS分析を行うタンデム型質量分析装置のように複数の質量分析部を有するものに限らず、例えば液体クロマトグラフ質量分析装置(LC/MS)のように単一の質量分析部を有するものにも適用することができる。   The above-described ion guide unit 10 can be applied to various mass spectrometers having a function of transporting ions to the subsequent stage while converging the ion trajectory, and a plurality of ion guide units 10 such as a tandem mass spectrometer that performs MS / MS analysis. However, the present invention can be applied to a device having a single mass analyzer such as a liquid chromatograph mass spectrometer (LC / MS).

上記実施形態は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。   The above embodiment is an example of the present invention, and appropriate modifications are allowed within the scope of the present invention.

本発明の一実施例であるイオンガイドユニットを説明する図であり、(a)は側面図、(b)、(c)はそれぞれ(a)のA−A矢視断面図、B−B矢視断面図である。It is a figure explaining the ion guide unit which is one Example of this invention, (a) is a side view, (b), (c) is AA arrow sectional drawing of (a), respectively, BB arrow FIG. 電極を説明する図であり、(a)は本実施例の電極の斜視図、(b)は変形例の電極の斜視図である。It is a figure explaining an electrode, (a) is a perspective view of the electrode of a present Example, (b) is a perspective view of the electrode of a modification. 板バネの平面図。The top view of a leaf | plate spring. 薄板の平面図。The top view of a thin plate. 板バネ及び板バネ固定部を取り付ける前のイオンガイドユニットの端面図。The end view of an ion guide unit before attaching a leaf | plate spring and a leaf | plate spring fixing | fixed part. 板バネ及び板バネ固定部を取り付けた後のイオンガイドユニットの拡大端面図。The enlarged end elevation of the ion guide unit after attaching a leaf | plate spring and a leaf | plate spring fixing | fixed part. タンデム型質量分析装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a tandem mass spectrometer. 従来のイオンガイドの構成の一例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows an example of a structure of the conventional ion guide.

符号の説明Explanation of symbols

10…イオンガイドユニット
11、40…イオンガイド
111…金属板
112…電極棒
11A…第1電極
11B…第2電極
121…絶縁スペーサ
122…導電スペーサ
13…板バネ
131、151…枠部
132…バネ部
14…ケース
141…筒部
142…第1支持部
143…第2支持部
144…板バネ固定部
15…薄板
152…金属接点
30、33…四重極質量フィルタ
31…コリジョンセル
34…検出器
41…ロッド電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ion guide unit 11, 40 ... Ion guide 111 ... Metal plate 112 ... Electrode rod 11A ... 1st electrode 11B ... 2nd electrode 121 ... Insulating spacer 122 ... Conductive spacer 13 ... Plate spring 131, 151 ... Frame part 132 ... Spring Part 14 ... Case 141 ... Tube part 142 ... First support part 143 ... Second support part 144 ... Plate spring fixing part 15 ... Thin plate 152 ... Metal contacts 30, 33 ... Quadrupole mass filter 31 ... Collision cell 34 ... Detector 41 ... Rod electrode

Claims (3)

イオン光軸方向に延伸し、その端面が該イオン光軸を取り囲むように配置されたn(nは4以上の偶数)枚の、前記イオン光軸から放射方向に長さを有する板状の金属板を電極として備えたイオンガイドであって、
前記イオン光軸に直交する面内で、前記金属板の該イオン光軸側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状であることを特徴とするイオンガイド。
A plate-like metal that extends in the direction of the ion optical axis and has a length in the radial direction from the ion optical axis, n (n is an even number of 4 or more) sheets whose end faces surround the ion optical axis An ion guide provided with a plate as an electrode,
An ion guide characterized in that, in a plane perpendicular to the ion optical axis, the ion optical axis side edge of the metal plate has a convex arc shape or hyperbolic shape toward the optical axis.
イオン光軸方向に延伸し、その端面が該イオン光軸を取り囲むように配置されたn(nは4以上の偶数)枚の、前記イオン光軸から放射方向に長さを有する板状の金属板と、
前記金属板の前記イオン光軸側の端面に沿って固定され、該イオン光軸に直交する面内で該イオン光軸側端縁が光軸に向けて凸の円弧状又は双曲線状である電極棒と、
を備えることを特徴とするイオンガイド。
A plate-like metal that extends in the direction of the ion optical axis and has a length in the radial direction from the ion optical axis, n (n is an even number of 4 or more) sheets whose end faces surround the ion optical axis The board,
An electrode fixed along the end surface on the ion optical axis side of the metal plate, and having an ion optical axis side edge convex toward the optical axis in a plane orthogonal to the ion optical axis. With a stick,
An ion guide comprising:
請求項1又は2に記載のイオンガイドを備えることを特徴とする質量分析装置。   A mass spectrometer comprising the ion guide according to claim 1.
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