(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源によって発生された試料のイオンを、磁場および電場を掃引してエネルギ補正するとともに、そのイオンの質量数毎に分離してイオンのスペクトルを得ることにより、試料を分析する磁場型質量分析計において、
磁場を掃引するための磁場電圧を出力する磁場用ＤＡコンバータと、電場を掃引するための電場電圧を出力する電場用ＤＡコンバータと、前記磁場用ＤＡコンバータに入力されるとともに、磁場を掃引するための磁場用掃引データを格納した磁場用掃引テーブルのメモリと、前記電場用ＤＡコンバータに入力されるとともに、前記磁場用掃引データと所定の関係に設定された、電場を掃引するための電場用掃引データを格納した電場用掃引テーブルのメモリと、前記磁場用掃引テーブルのメモリにアクセスしてこの磁場用掃引テーブルの前記磁場用掃引データを直接前記磁場用ＤＡコンバータに出力するとともに、この出力に同期し前記電場用掃引テーブルのメモリにアクセスしてこの電場用掃引テーブルの前記電場用掃引データを直接前記電場用ＤＡコンバータに出力するアドレスカウンタとを備えていることを特徴とする磁場型質量分析計。
【請求項２】
前記アドレスカウンタは、前記磁場用ＤＡコンバータに直接磁場用掃引データを出力するようになっているとともに、このアドレスカウンタの出力データと前記磁場用掃引テーブルの出力データとを切替選択して前記磁場用ＤＡコンバータに出力する磁場用掃引データ切替手段が設けられており、更に、前記電場用ＤＡコンバータに直接電場用掃引データを出力するカウンタが設けられているとともに、このカウンタの出力データと前記電場用掃引テーブルの出力データとを切替選択して前記電場用ＤＡコンバータに出力する電場用掃引データ切替手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁場型質量分析計。
【請求項３】
請求項２記載の前記磁場用ＤＡコンバータ、前記電場用ＤＡコンバータ、前記磁場用掃引テーブル、前記電場用掃引テーブル、前記磁場用掃引データ切替手段、前記電場用掃引データ切替手段、前記アドレスカウンタ、および前記カウンタを１組として、２組が並設されていることを特徴とする磁場型質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁場と電場とを所定の関係を保ちながら掃引して、イオン源からの試料イオンのスペクトルを得ることにより物質の構造を分析するリンクドスキャン（Ｌｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎ）測定のための磁場型質量分析計の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
磁場型質量分析計は、イオン源によって発生された試料のイオンを、磁場および電場を掃引してエネルギ補正するとともに、そのイオンの質量数毎に分離してスペクトルを得ることにより、物質の構造等を分析するものである。このような磁場型質量分析計を用いて、試料を分析するにあたり種々の分析方法が行われており、この分析方法のなかに、Ｌｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎ測定法がある。
【０００３】
このＬｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎ測定法は、イオン源からの試料のイオンのエネルギ補正を行う電場（Ｅ）とこのイオンを質量数毎に分離する磁場（Ｂ）とを設け、イオン源によって発生された試料のイオンの質量数を、磁場（Ｂ）と電場（Ｅ）とを所定の関係を保ちながら掃引しながら測定することにより、Ｐｒｏｄｕｃｔイオン、Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒイオンスペクトル等のスペクトルを得、得られたスペクトルにより、物質の構造を分析する１つの測定手法である。その場合、磁場（Ｂ）と電場（Ｅ）との掃引には、ＤＡコンバータ（以下、ＤＡＣともいう）を用いている。すなわち、磁場（Ｂ）と電場（Ｅ）とを所定の関係式が満足するように同時に掃引するため、計算機でＢ，Ｅ用掃引ＤＡＣデータを作成し、作成したＤＡＣデータに基づいて、Ｂ，Ｅ用掃引ＤＡＣがそれぞれ磁場電圧および電場電圧を出力し、これらの磁場電圧および電場電圧によって、磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）がそれぞれ制御されるようになっている。
【０００４】
Ｌｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎ測定法におけるこのような磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）の制御方式としては、従来、次の２つの方式が採用されている。第１の方式は、図３に示すように一定時間毎に計算機ＲＢ，ＲＥで直接Ｂ，Ｅ用掃引ＤＡＣデータを互いに所定の関係を保持するように計算して、それらの値をそれぞれＢ用掃引ＤＡＣＢおよびＥ用掃引ＤＡＣＥに出力設定する方式である。
【０００５】
また、第２の方式は、図４に示すようにＣＰＵはアドレスカウンタＣＢを介してリニアのＢ用掃引ＤＡＣデータα（カウンタ出力データ；以下、カウンタ出力データをαと表記する）をＢ用掃引ＤＡＣＢに出力設定し、またＣＰＵに、リニアのＢ用掃引ＤＡＣデータαと所定の関係式を満足するように予め設定されたＥ用ＤＡＣデータβを格納したＥ用掃引ＤＡＣＥに専用のＥ用ＤＡＣルックアップテーブルのメモリＲＡＭＥを設け、アドレスカウンタＣＢが磁場（Ｂ）にリニアのＢ用掃引ＤＡＣデータαを出力するのに同期して、Ｅ用ＤＡＣルックアップテーブルのデータβ（テーブル出力データ；以下、テーブル出力データをβと表記する）を読み出してその出力データβを、マルチプレクサＭＰＸＥを介してＥ用掃引ＤＡＣＥに出力設定する方式であり、この第２の方式の場合は、前述の第１の方式と同様にカウンタＣＥを介してリニアのＥ用掃引ＤＡＣデータαをマルチプレクサＭＰＸＥを介してＥ用掃引ＤＡＣＥに出力設定することにより、第１の方式と同じ制御方式も可能となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の第１の方式では、計算機がＢ，Ｅ用掃引ＤＡＣデータを直接作成し出力するため、磁場および電場の掃引速度が制限され、その結果掃引時間を短くすることができない。
【０００７】
また、第２の方法では、磁場（Ｂ）がリニアに掃引されるが、例えばＭＳ／ＭＳ構成のタンデム質量分析計によるＰｒｅｃｕｒｓｏｒ  Ｓｃａｎでは、ＭＳ１とＭＳ２の磁場（Ｂ）を同時に掃引する必要があり、その場合、ＭＳ１とＭＳ２の磁場（Ｂ）の非直線性が異なるため、従来のようなリニアに掃引する回路構成だけでは、ＭＳ２の磁場（Ｂ）の非直線性の補正を行うことはできない。このように、第２の方式では、磁場の掃引方法が制限されている。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、磁場と電場のあらゆる掃引方法を行うことができる磁場型質量分析計を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、イオン源によって発生された試料のイオンを、磁場および電場を掃引してエネルギ補正するとともに、そのイオンの質量数毎に分離してイオンのスペクトルを得ることにより、試料を分析する磁場型質量分析計において、磁場を掃引するための磁場電圧を出力する磁場用ＤＡコンバータと、電場を掃引するための電場電圧を出力する電場用ＤＡコンバータと、前記磁場用ＤＡコンバータに入力されるとともに、磁場を掃引するための磁場用掃引データを格納した磁場用掃引テーブルのメモリと、前記電場用ＤＡコンバータに入力されるとともに、前記磁場用掃引データと所定の関係に設定された、電場を掃引するための電場用掃引データを格納した電場用掃引テーブルのメモリと、前記磁場用掃引テーブルのメモリにアクセスしてこの磁場用掃引テーブルの前記磁場用掃引データを直接前記磁場用ＤＡコンバータに出力するとともに、この出力に同期し前記電場用掃引テーブルのメモリにアクセスしてこの電場用掃引テーブルの前記電場用掃引データを直接前記電場用ＤＡコンバータに出力するアドレスカウンタとを備えていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記アドレスカウンタが、前記磁場用ＤＡコンバータに直接磁場用掃引データを出力するようになっているとともに、このアドレスカウンタの出力データと前記磁場用掃引テーブルの出力データとを切替選択して前記磁場用ＤＡコンバータに出力する磁場用掃引データ切替手段が設けられており、更に、前記電場用ＤＡコンバータに直接電場用掃引データを出力するカウンタが設けられているとともに、このカウンタの出力データと前記電場用掃引テーブルの出力データとを切替選択して前記電場用ＤＡコンバータに出力する電場用掃引データ切替手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
更に、請求項３の発明は、請求項２記載の前記磁場用ＤＡコンバータ、前記電場用ＤＡコンバータ、前記磁場用掃引テーブル、前記電場用掃引テーブル、前記磁場用掃引データ切替手段、前記電場用掃引データ切替手段、前記アドレスカウンタ、および前記カウンタを１組として、２組が並設されていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
このような構成をした本発明の質量分析計における高分解能電場掃引装置においては、磁場用掃引ＤＡコンバータの掃引データを格納した磁場用掃引テーブルおよび電場用掃引ＤＡコンバータの掃引データを格納した電場用掃引テーブルが設けられているので、各テーブルのデータの種々の組合せで、磁場および電場に対して、ともに任意の掃引波形が生成されるようになる。これにより、制御場のあらゆる掃引方法が可能となる。
また、アドレスカウンタにより磁場用掃引テーブルのメモリ内の磁場用掃引データを直接磁場用ＤＡコンバータに出力するとともに、この出力に同期し電場用掃引テーブルのメモリ内の電場用掃引データを直接電場用ＤＡコンバータに出力しているので、掃引が開始されると、ＣＰＵは磁場場用掃引データおよび電場用掃引データを計算する必要がなく、磁場および電場がともに高速で掃引されるようになる。
【００１３】
特に、請求項２および３の発明においては、切替手段により、更に一層いろいろな掃引制御モードが切替設定されるようになる。これにより、磁場および電場のあらゆる掃引制御を更に広範囲に行うことができるようになる。
【００１４】
更に、請求項３の発明においては、タンデム分析計が、従来実現できなかったＰｒｅｃｕｒｓｏｒ  Ｉｏｎ掃引が可能となり、しかも２組の磁場の同時掃引でも、両方の磁場の補正が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明にかかる磁場型質量分析計の実施の形態の一例を示す、磁場および電場の掃引のための制御回路図である。
【００１６】
図１に示すように、この例の磁場型質量分析計は、前述の図４に示す第２の方式と同様のＥ用掃引ＤＡＣＥに専用のＥ用ＤＡＣルックアップテーブルのメモリＲＡＭＥを備えているとともに、更に、メモリＲＡＭＥ内のＥ用掃引ＤＡＣデータβと所定の関係式を満足するように予め設定されたＢ用ＤＡＣデータβを格納した、Ｂ用掃引ＤＡＣＢ専用のＢ用ＤＡＣルックアップテーブルのメモリＲＡＭＢを備えている。
【００１７】
また、この例では、前述の第２の方式と同様のアドレスカウンタＣBを備えているが、この例のアドレスカウンタＣBはＢ、Ｅ用ＤＡＣルックアップテーブルにともにアクセスするための共通のアドレスカウンタとされている。しかも、この例のアドレスカウンタＣBは、固定的にＤＡＣデータを設定するレジスタとしても使用されるようになっている。更に、Ｂ用掃引ＤＡＣBおよびＥ用掃引ＤＡＣEの入力側には、それぞれ、「カウンタ出力データα」と「テーブル出力データβ」とを選択するためのマルチプレクサＭＰＸB,ＭＰＸEを備えており、これらのマルチプレクサＭＰＸB,ＭＰＸEを切替制御することにより、マルチプレクサＭＰＸB,ＭＰＸEから、ＤＡＣデータが一定時間間隔毎に出力されて、表１に示すようなリニア（lenear）、エクスポネンシャル（exponetial）等の各種掃引制御モードが設定される。
【００１８】
【表１】
0003618542.tif 000002
【００１９】
すなわち、マルチプレクサＭＰＸＢ，ＭＰＸＥにより、表１に示すにように磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）に対してともにカウンタ出力データαを選択して、磁場リニアおよび電場リニアの掃引制御モードに設定すれば、リニア磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）はともにリニアのＤＡＣデータとなり、前述の第１の方式の制御方式に設定される。また、マルチプレクサＭＰＸＢ，ＭＰＸＥにより、表１に示すにように磁場（Ｂ）に対してカウンタ出力データαを選択し、電場（Ｅ）に対してテーブル出力データβを選択して、磁場リニアＬｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎの掃引制御モードに設定すれば、磁場（Ｂ）はリニアのＤＡＣデータとなり、また電場（Ｅ）はエクスポネンシャルのＤＡＣデータとなり、前述の第２の方式の制御方式に設定される。
【００２０】
更に、この例では、表１に示すようにマルチプレクサＭＰＸＢ，ＭＰＸＥにより磁場（Ｂ）に対してテーブル出力データβを選択し、電場（Ｅ）に対してカウンタ出力データαを選択して、磁場ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌの掃引制御モードに設定すれば、磁場（Ｂ）はエクスポネンシャルのＤＡＣデータとなり、また電場（Ｅ）はリニアのＤＡＣデータとなる制御方式に設定される。更に、表１に示すようにマルチプレクサＭＰＸＢ，ＭＰＸＥにより磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）に対してともにテーブル出力データβを選択して、磁場ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｌｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎの掃引制御モードに設定すれば、磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）はともにエクスポネンシャルのＤＡＣデータとなる制御方式に設定される。
【００２１】
このように、この例の磁場型質量分析計によれば、電場用のＤＡＣルックアップテーブルに加えて、磁場用のＤＡＣルックアップテーブルを設けることにより、磁場（Ｂ）の任意の掃引波形を生成することができるとともに、この磁場（Ｂ）の掃引波形に同期した電場（Ｅ）の任意の掃引波形を生成することができ、種々の掃引制御ができるようになる。これにより、磁場型質量分析計に求められている「制御場のあるゆる掃引方法」が可能となる。
【００２２】
また、このように制御場のあるゆる掃引方法が可能となることから、磁場（Ｂ）および電場（Ｅ）がタンデムに配置されたＭＳ／ＭＳ構成のタンデム分析計の場合にも、Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒイオンスペクトルを得るための掃引にも利用できる。この場合は図２に示すように図１に示す制御回路を１組として、第１のＭＳ１用の１組と第２のＭＳ２用の１組との２組を並設するようにする。そして、例えば、ＭＳ／ＭＳ構成の分析計によるＰｒｅｃｕｒｓｏｒ  Ｓｃａｎでは、ＭＳ１とＭＳ２の磁場（Ｂ）を同時に掃引する必要があり、その場合、ＭＳ１とＭＳ２の磁場（Ｂ）の非直線性が異なるため、従来のようなリニアに掃引する回路構成だけでは、ＭＳ２の磁場（Ｂ）の非直線性の補正を行うことはできないが、この例では、磁場用のＤＡＣルックアップテーブルを設けることにより、ＭＳ２の磁場補正のデータをこのＤＡＣルックアップテーブルに入れることにより、ＭＳ２の磁場（Ｂ）の非直線性の補正を容易に行うことができるようになる。
【００２３】
更に、この例の質量分析計はＣＣＤ検出システムに必要な磁場ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｌｉｎｋｅｄ  Ｓｃａｎの掃引モードにも適用することができる等、特定の磁場（Ｂ）の掃引モードを必要とする種々のシステムに適用することができる。
【００２４】
更にＣＰＵは、ＤＡＣルックアップテーブルに生成したデータをメモリに格納するだけであるので、掃引が開始されたら、データを計算することなく、メモリのデータが直接ＤＡＣに出力されるので、高速な掃引速度が実現できるようになる。
この例の磁場型質量分析計の他の構成および他の作用効果は、前述の第２の方式と同じである。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の磁場型質量分析計によれば、磁場用掃引ＤＡコンバータの掃引データを格納した磁場用テーブルおよび電場用掃引ＤＡコンバータの掃引データを格納した電場用テーブルを設けているので、磁場および電場のあらゆる掃引制御を行うことができるようになる。
【００２６】
また、例えばタンデム分析計では、従来実現できなかったＰｒｅｃｕｒｓｏｒ  Ｉｏｎ掃引が可能となり、しかも両磁場の同時掃引でも、磁場補正をすることができるようになる。
更に、掃引中のＣＰＵのデータ計算の負荷がなくなるので、どのような複雑な掃引波形でも高速に掃引することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる磁場型質量分析計の実施の形態の一例を示す、磁場および電場の掃引のための制御回路図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の例を示す、磁場および電場の掃引のための制御回路図である。
【図３】従来の磁場および電場の掃引のための制御回路の一例を示す図である。
【図４】従来の磁場および電場の掃引のための制御回路の他の例を示す図である。
【符号の説明】
ＤＡＣＢ…磁場用ＤＡコンバータ、ＤＡＣＥ…電場用ＤＡコンバータ、ＲＡＭＢ…磁場用掃引ルックアップテーブルのメモリ、ＲＡＭＥ…電場用掃引ルックアップテーブルのメモリ、ＣＢ…アドレスカウンタ、ＣＥ…カウンタ、ＭＰＸＢ…マルチプレクサ（磁場用掃引データ切替手段）、ＭＰＸＥ…マルチプレクサ（電場用掃引データ切替手段）
【図１】
0003618542.tif 000003
【図２】
0003618542.tif 000004
【図３】
0003618542.tif 000005
【図４】
0003618542.tif 000006