[发明专利]四极型质量分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用四极质量过滤器作为根据质量(严格地说是根据m/z)来分离离子的质量分析器的四极型质量分析装置。

背景技术

作为质量分析装置之一，已知一种使用四极质量过滤器作为根据质量来分离离子的质量分析器的四极型质量分析装置。图6是普通的四极型质量分析装置的以离子光学系统为中心的概要结构图。

在离子源1中将试样分子离子化，所产生的离子被离子透镜等离子输送光学系统2聚集(有时也被加速)，并导入到四极质量过滤器3的长轴方向的空间中。四极质量过滤器3由围绕离子光轴C平行配置的4个(图6中仅描绘出2个)杆电极构成。对各杆电极分别施加将直流电压±U与高频电压±V·cosωt相加得到的电压，根据该施加电压仅使具有特定质量的离子选择性地穿过长轴方向的空间，而使除此以外的离子在中途发散。检测器4输出与穿过了四极质量过滤器3的离子的量相应的电信号。

如上所述，由于通过四极质量过滤器3的离子的质量与对杆电极施加的施加电压相应地改变，因此通过扫描该施加电压，能够扫描整个规定质量范围内的到达检测器4的离子的质量。这就是四极型质量分析装置中的扫描测量。例如气相色谱质量分析装置(GC/MS)、液相色谱质量分析装置(LC/MS)等那样，在导入到质量分析装置中的试样成分随着时间的经过而发生变化的情况下，通过重复进行上述扫描测量，能够大致连续地检测依次出现的各种成分。图7是概要性地表示在重复进行扫描测量时到达检测器4的离子的质量变化的图。

在这样的扫描测量中，越是增大扫描速度、即每单位时间的质量的变化量，进行一次质量扫描所需要的时间越短。这意味着在重复扫描测量中使在某规定时间内执行的扫描测量的次数增加。因而，在GC/MS、LC/MS中，扫描速度越大，时间分辨率越高，能够避免仅出现短时间的成分的漏检测。另外，近几年，为了提高分析的吞吐量，例如尝试使LC中的成分分离高速化，这时提高质量分析的时间分辨率尤为重要。因此，更需要增大扫描速度。

然而，如果提高扫描速度则存在如下的问题。在此，设某离子穿过四极质量过滤器3的长轴方向的空间所需的时间为t。该所需的时间t依赖于离子到达四极质量过滤器3的入口的时刻各离子所具有的动能。图8是表示时间与对四极质量过滤器3施加的施加电压之间的关系的图。在进行扫描测量时，使对四极质量过滤器3施加的施加电压连续地改变来进行扫描，因此如图8所示那样，在某离子穿过长轴方向的空间的期间中施加电压也发生变化。扫描速度越大，时间t内的施加电压的变化量ΔV越大。

如上所述的施加电压的变化意味着在某离子穿过四极质量过滤器3的期间内其通过条件(能够通过的离子的质量)改变。在扫描速度非常慢而电压变化量ΔV小到能够忽略不计的程度的情况下，实质上不会出现上述问题。但是，当增大扫描速度而电压变化量ΔV大到无法忽略不计的程度时，有可能使被设为目标的离子的一部分无法穿过四极质量过滤器3。这样，导致到达检测器4的离子量变少，检测灵敏度降低。

图9是表示在以往的四极型质量分析装置中采用的质谱(mass spectrum)的图。上部的扫描速度是125[Da/sec]，下部的扫描速度是7500[Da/sec]，上下部均是从左端起依次为m/z168.10、256.15、344.20、520.35、740.45、872.55、1048.65、1268.75的各质量的峰值。可知扫描速度大的一方峰值宽度窄、质量分辨率高。另一方面，可知扫描速度大的一方峰值高度低、检测灵敏度低。特别是质量越高，该现象越显著。

针对上述问题，在专利文献1所记载的质量分析装置中，通过改变与用于离子选择的施加电压分开地施加到四极质量过滤器3的各杆电极的偏置电压，来减轻离子通过四极质量过滤器3时的扫描电压变化的影响。当改变上述偏置电压时，导入到四极质量过滤器3的离子所具有的动能改变。因此，在扫描速度较大的情况下，改变偏置电压使导入到四极质量过滤器3的离子所具有的动能变大。由此，在扫描速度较大的情况下，由于离子的通过时间t相对变短而电压变化量ΔV相对变小，因此能够避免检测灵敏度的降低。

专利文件1：日本特开2002-25498号公报

专利文件2：日本特开平8-102283号公报

专利文件3：日本特开2005-259616号公报

发明内容

发明要解决的问题