(57)【要約】【課題】検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる質量分析用検出装置及び質量分析装置を提供する。【解決手段】質量分析装置１は、イオン化部２と、質量分離部３と、検出装置４と、記憶部５と、制御部６とを備えている。検出装置４は、検出器４２と、電子導入部４３とを備える。検出器４２には、電子導入部４３からの電子が導入される。質量分析装置１では、分析動作とは別に、検出器４２に対する印加電圧を決定するための動作が行われる。このとき、電子導入部４３から検出器４２に電子が導入される。そして、制御部６は、検出器４２からの検出値が閾値よりも小さい場合に、検出器４２に経年劣化などの不具合が生じていると判定することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量分離部において質量分離されたイオンを検出する質量分析用検出装置であって、
電子を検出する検出器と、
前記質量分離部とは別に設けられ、電子を前記検出器に導入する電子導入部とを備えることを特徴とする質量分析用検出装置。
【請求項２】
前記電子導入部は、熱電子を発生させて前記検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載の質量分析用検出装置。
【請求項３】
前記電子導入部は、電界放出により電子を発生させて前記検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載の質量分析用検出装置。
【請求項４】
前記電子導入部は、光電効果により電子を発生させて前記検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載の質量分析用検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の質量分析用検出装置と、
試料から発生するイオンを質量分離し、前記質量分析用検出装置に導入する質量分離部とを備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項６】
前記電子導入部により導入した電子を前記検出器で検出したときの検出値に基づいて、質量分析時の前記検出器に対する印加電圧を決定する印加電圧決定部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分離部において質量分離されたイオンを検出する質量分析用検出装置及び当該質量分析用検出装置を備える質量分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置は、試料をイオン化するためのイオン化部、イオンを分離する質量分離部、及び、質量分離部から排出されたイオンを検出するための検出部などを備えている。
【０００３】
検出部は、例えば、コンバージョンダイノード及び電子増倍管（検出器）などを備えている。電子分離部からのイオンは、コンバージョンダイノードにより電子に変換される。そして、その電子が電子増倍管で検出される。電子増倍管に対しては、所定の電圧が印加されている。そのため、電子増倍管では、電子が増倍されて検出される。
【０００４】
このようにして、検出部において電子が検出される。そして、検出部（電子増倍管）からの検出信号に基づいて、マススペクトルが作成される（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
このように、電子増倍管に対して所定の電圧を印加することで、電子増倍管からの検出信号を十分に得ることができ、その検出信号に基づいてマススペクトルを作成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１２２８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来の質量分析装置では、分析動作を行った際のマススペクトルが示す検出強度値（波高値）に基づいて、電子増倍管に対する印加電圧を決定している。例えば、マススペクトルの検出強度値が小さい場合には、ユーザは、その値を確認し、検出強度値が大きくなるように印加電圧を調整している。
【０００８】
このようにして電子増倍管に対して印加電圧を決定すると、マススペクトルの検出強度値が小さくなる原因が、電子増倍管の個体差や経年劣化によるものなのか、イオン化部や質量分離部の不具合によるものなのかを判断することができないという不具合が生じる。具体的には、電子増倍管において個体差や経年劣化が生じている場合であっても、イオン化部や質量分離部において不具合が生じている場合であっても、同様にマススペクトルの検出強度値が小さくなるため、その原因を特定することができないという不具合が生じる。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる質量分析用検出装置及び質量分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る質量分析用検出装置は、質量分離部において質量分離されたイオンを検出する質量分析用検出装置である。前記質量分析用検出装置は、検出器と、電子導入部とを備える。前記検出器は、電子を検出する。前記電子導入部は、前記質量分離部とは別に設けられ、電子を前記検出器に導入する。
【００１１】
このような構成によれば、質量分析用検出装置では、電子導入部からの電子が検出器に導入される。そして、そのときの検出器からの検出信号の強度（検出値）に基づいて不具合を判定すれば、検出器自体の不具合を確実に判定できる。
【００１２】
例えば、電子導入部から検出器に電子を導入し、そのときの検出器からの検出信号の強度が閾値よりも小さい場合には、検出器に経年劣化などの不具合が生じていると判定することができる。
このように、本発明に係る質量分析用検出装置によれば、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００１３】
（２）また、前記電子導入部は、熱電子を発生させて前記検出器に導入してもよい。
【００１４】
このような構成によれば、熱電子を発生させるという簡易な構成で、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００１５】
（３）また、前記電子導入部は、電界放出により電子を発生させて前記検出器に導入してもよい。
【００１６】
このような構成によれば、電界放出により電子を発生させるという簡易な構成で、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００１７】
（４）また、前記電子導入部は、光電効果により電子を発生させて前記検出器に導入してもよい。
【００１８】
このような構成によれば、光電効果により電子を発生させるという簡易な構成で、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００１９】
（５）本発明に係る質量分析装置は、前記質量分析用検出装置と、質量分離部とを備える。前記質量分離部は、試料から発生するイオンを質量分離し、前記質量分析用検出装置に導入する。
【００２０】
このような構成によれば、質量分析装置において、検出器自体の不具合を確実に判定することが可能となる。そして、質量分離部（検出器以外の機構）で不具合が生じている場合には、その不具合を判定できる。
【００２１】
例えば、検出器に不具合が生じていないと判定できる場合であって、マススペクトルの検出強度値が小さくなる場合には、質量分離部（検出器以外の機構）で不具合が生じていると判定することができる。
【００２２】
（６）また、前記質量分析装置は、印加電圧決定部をさらに備えてもよい。前記印加電圧決定部は、前記電子導入部により導入した電子を前記検出器で検出したときの検出値に基づいて、質量分析時の前記検出器に対する印加電圧を決定する。
【００２３】
このような構成によれば、検出器における経年劣化などの不具合により検出器の検出値が小さくなった場合に、印加電圧決定部により印加電圧を適切に決定できる。そして、その印加電圧を検出器に対して印加することで、検出器から適切な検出値を出力させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、質量分析用検出装置では、電子導入部からの電子が検出器に導入される。そして、そのときの検出器からの検出信号の強度に基づいて不具合を判定すれば、検出器自体の不具合を確実に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る質量分析装置の構成例を示した概略図である。
【図２】図１の質量分析装置における検出装置の構成例を示した概略図である。
【図３】検出器に対する印加電圧決定の際の動作手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る質量分析装置における検出装置の構成例を示した概略図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る質量分析装置における検出装置の構成例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
１．質量分析装置の全体構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る質量分析装置１の構成例を示した概略図である。
質量分析装置１は、イオン化部２と、質量分離部３と、検出装置（質量分析用検出装置）４と、記憶部５と、制御部６とを備えている。
【００２７】
イオン化部２は、目的試料をイオン化するためのものである。イオン化部２は、例えば、ＭＡＬＤＩ（マトリックス支援レーザ脱離イオン化）イオン源であり、試料が付着されたサンプルプレートや、試料に向けてレーザ光を照射する照射部（図示せず）が設けられている。なお、イオン化部２は、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ）などの他のイオン源の構成を用いてもよい。
【００２８】
質量分離部３は、試料から発生するイオンを質量分離するためのものである。質量分離部３は、例えば、３次元四重極型のイオントラップである。なお、質量分離部３は、３次元四重極型イオントラップ以外のものであってもよい。
【００２９】
検出装置４は、質量分離されたイオンを検出するためものである。検出装置４は、コンバージョンダイノード４１と、検出器４２と、電子導入部４３とを備えてる。
コンバージョンダイノード４１は、イオンを電子に変換する。
検出器４２は、例えば、電子増倍管である。検出器４２は、コンバージョンダイノード４１からの電子を増倍して検出する。
電子導入部４３は、電子を発生させるとともに、その電子を検出器４２に導入する。
【００３０】
記憶部５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスクなどにより構成されている。記憶部５には、設定値５１が記憶されている。設定値５１は、検出器４２に印加する電圧に関する情報である。
【００３１】
制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部６には、検出器４２及び記憶部５などが電気的に接続されている。制御部６は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、印加電圧決定部６１及び電圧制御部６２などとして機能する。
【００３２】
印加電圧決定部６１は、検出器４２からの検出信号（検出値）に基づいて、検出器４２に対する印加電圧を決定する。決定した印加電圧は、設定値５１として記憶部５に記憶される。
電圧制御部６２は、記憶部５の設定値５１を読み出すとともに、設定値５１が示す電圧値で検出器４２に対して電圧を印加する。
【００３３】
質量分析装置１を用いてサンプルの分析を行う場合には、まず、試料がイオン化部２にセットされる。そして、イオン化部２で試料がイオン化される。得られたイオンは、質量分離部３に導入されて質量分離される。質量分離されたイオンは、検出装置４に導入される。
【００３４】
検出装置４に導入したイオンは、コンバージョンダイノード４１で電子に変換される。そして、コンバージョンダイノード４１からの電子が検出器４２に導入される。また、検出器４２には、所定の電圧値で電圧が印加されている。そのため、検出器４２では、電子が増倍されて検出される。そして、制御部６は、検出器４２からの検出信号に基づいて、マススペクトルを作成する。
【００３５】
質量分析装置１では、上記したような分析動作とは別に、検出器４２に対する印加電圧を決定するための動作を行っている。この際には、後述するように、電子導入部４３で電子が発生させられるとともに、その電子が検出器４２に導入される。
【００３６】
なお、電子導入部４３は、後述する構成に限らず、質量分析装置１に通常設けられている部材を電子導入部４３として用いることも可能である。例えば、質量分析装置１に設けられる真空ゲージを電子導入部４３として用いることも可能である。この場合は、真空ゲージで発生する電子を検出器４２に導入するように、真空ゲージと検出器４２との相対位置を調整する。また、この場合は、分析動作の際には、真空ゲージがオフになっていることが好ましい。
【００３７】
２．検出装置の構成
図２は、検出装置４の構成例を示した概略図である。
この例では、検出装置４では、電子導入部４３として、フィラメント４３１が設けられている。具体的には、フィラメント４３１は、中空状に形成される筐体４４に設けられている。フィラメント４３１の一部は、筐体４４の内部に配置されている。筐体４４内に位置するフィラメント４３１の部分は、検出器４２の近傍に配置されている。フィラメント４３１には、所定の電流値で電流が流される。
【００３８】
３．印加電圧決定のための動作
図３は、検出器４２に対する印加電圧決定の際の動作手順を示したフローチャートである。
質量分析装置１では、上記した分析動作とは別に、検出器４２に対する印加電圧を決定するための動作（印加電圧決定動作）が行われる。この動作は、例えば、分析動作に先立って行われる。
【００３９】
具体的には、この例では、まず、フィラメント４３１に対して所定の電流値で電流が流される。そして、熱電子放出によりフィラメント４３１から熱電子が発生する（ステップＳ１０１）。フィラメント４３１で発生した熱電子は、検出器４２に導入される。検出器４２は、フィラメント４３１からの熱電子（電子）を検出するとともに（ステップＳ１０２）、検出信号を出力する。
【００４０】
印加電圧決定部６１は、検出器４２からの検出信号（検出値）に基づいて、質量分析時の検出器４２に対する印加電圧を決定する（ステップＳ１０３）。例えば、印加電圧決定部６１は、検出器４２からの検出信号（検出値）が閾値よりも小さい場合には、この検出信号（検出値）が閾値以上となるように、検出器４２に対する印加電圧を決定する。
【００４１】
このとき、制御部６は、検出器４２からの検出信号（検出値）が閾値よりも小さい場合に、検出器４２に経年劣化などの不具合が生じていると判定することができる。なお、検出器４２に不具合が生じていると判定するときの閾値は、検出器４２に対する印加電圧を決定するときの閾値とは異なる値であってもよい。
そして、印加電圧決定部６１により決定された印加電圧は、設定値５１として記憶部５に記憶される（ステップＳ１０４）。
このようにして、検出器４２に対する印加電圧を決定するための動作（印加電圧決定動作）が完了する。
【００４２】
質量分析装置１で質量分析が行われる際には、電圧制御部６２が、記憶部５から設定値５１を読み出すとともに、設定値５１が示す値の電圧を検出器４２に印加する。これにより、検出器４２からの検出信号の検出値が適切な値となる。そして、質量分析装置１で作成されるマススペクトルにおいて、十分な強度値（波高値）を得ることができる。
【００４３】
また、このとき質量分析装置１で作成されるマススペクトルの検出強度値が小さくなる場合には、質量分離部３（質量分離部３又はイオン化部２）で不具合が生じていると判定することができる。
【００４４】
３．作用効果
（１）本実施形態によれば、図１に示すように、質量分析装置１において、検出装置４は、検出器４２と、電子導入部４３とを備える。検出器４２には、電子導入部４３からの電子が導入される。
具体的には、質量分析装置１では、分析動作とは別に、検出器４２に対する印加電圧を決定するための動作（印加電圧決定動作）が行われる。
【００４５】
このとき、電子導入部４３から検出器４２に電子が導入される。そして、制御部６は、検出器４２からの検出信号（検出値）が閾値よりも小さい場合に、検出器４２に経年劣化などの不具合が生じていると判定することができる。
すなわち、質量分析装置１によれば、検出器４２自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００４６】
また、質量分析装置１では、質量分離部３で不具合が生じている場合には、その不具合を判定できる。例えば、検出器４２に対して設定値５１で示す値の印加電圧が印加されている場合であって、マススペクトルの検出強度値が小さくなる場合には、質量分離部３（質量分離部３又はイオン化部２）で不具合が生じていると判定することができる。
【００４７】
（２）また、本実施形態によれば、図２に示すように、電子導入部４３は、フィラメント４３１を備えている。検出装置４では、フィラメント４３１に対して所定の電流値で電流が流され、熱電子放出によりフィラメント４３１から熱電子が発生する。そして、フィラメント４３１で発生した熱電子が、検出器４２に導入される。
【００４８】
このように、質量分析装置１では、検出装置４にフィラメント４３１を設けて、フィラメント４３１で熱電子を発生させるという簡易な構成で、検出器４２自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００４９】
（３）また、本実施形態によれば、質量分析装置１は、制御部６を備えている。制御部６は、印加電圧決定部６１としても機能する。印加電圧決定部６１は、電子導入部４３（フィラメント４３１）により導入した電子を検出器４２で検出したときの検出値に基づいて、質量分析時の検出器４２に対する印加電圧を決定する。
【００５０】
そのため、検出器４２における経年劣化などの不具合により検出器４２の検出値が小さくなった場合に、印加電圧決定部６１により印加電圧を適切に決定できる。そして、その印加電圧を検出器４２に対して印加することで、検出器４２から適切な検出値を出力させることができる。
【００５１】
４．第２実施形態
以下では、図４及び図５を用いて、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を用いることにより説明を省略する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る質量分析装置１における検出装置４の構成例を示した概略図である。
第２実施形態では、検出装置４において、電子導入部４３として、配線４３２及び配線４３２に接続される電極４３３が設けられている。
【００５２】
配線４３２の一部は、筐体４４の内部に配置されている。配線４３２の先端部に電極４３３が設けられている。電極４３３は、検出器４２の近傍に配置されている。
【００５３】
この例では、配線４３２を介して電極４３３に高電圧が印加される。これにより、電界放出により電極４３３で電子が発生する。電極４３３で発生した電子は、検出器４２に導入される。
このように、第２実施形態によれば、検出装置４では、電界放出により電極４３３で電子を発生させ、その電子を検出器４２に導入する。
【００５４】
そのため、検出装置４に、配線４３２及び電極４３３を設けて、電界放出により電子を発生させるという簡易な構成で、検出器４２自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００５５】
また、検出装置４に配線４３２及び電極４３３を設けて、電界放出により電子を発生させる構成であるため、電子を発生させるオン状態と、電子を発生させないオフ状態との切替えの時間を短くできる。
【００５６】
５．第３実施形態
図５は、本発明の第３実施形態に係る質量分析装置１における検出装置４の構成例を示した概略図である。
第３実施形態では、検出装置４において、電子導入部４３として、光源４３４が設けられている。
光源４３４は、例えば、紫外線ＬＥＤであって、筐体４４の内部に配置されている。
【００５７】
この例では、光源４３４からの光がコンバージョンダイノード４１に照射される。これにより、光電効果によりコンバージョンダイノード４１で電子が発生する。コンバージョンダイノード４１で発生した電子は、検出器４２に導入される。なお、光源４３４は、コンバージョンダイノード４１以外の金属部品に光を照射することにより電子を発生させてもよい。
このように、第３実施形態によれば、検出装置４では、光電効果により電子を発生させ、その電子を検出器４２に導入する。
【００５８】
そのため、検出装置４に光源４３４を設けて、光電効果により電子を発生させるという簡易な構成で、検出器４２自体の不具合を確実に判定することが可能となる。
【００５９】
なお、光源４３４を筐体４４の外方に設けて、筐体４４に窓板を設けてもよい。そして、筐体４４の外方に配置される光源４３４からの光を窓板を介して筐体４４内に入射させ、その光をコンバージョンダイノード４１に照射してもよい。
このようにすれば、光源４３４を筐体４４の外方に配置することができる。
【００６０】
また、光源４３４に代えて、コンバージョンダイノード４１の近傍にイオン源を設けてもよい。この場合、このイオン源で発生するイオンがコンバージョンダイノード４１で変換されることで電子が発生する。そして、その電子を検出器４２に導入することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１        質量分析装置
３        質量分離部
４        検出装置
６        制御部
４２      検出器
４３      電子導入部
６１      印加電圧決定部
４３１    フィラメント
４３２    配線
４３３    電極
４３４    光源
【図１】
2019204708.tif 000003
【図２】
2019204708.tif 000004
【図３】
2019204708.tif 000005
【図４】
2019204708.tif 000006
【図５】
2019204708.tif 000007