(57)【要約】【課題】感度、分解能を損なわずに低質量数の解離生成イオンの検出が可能なイオントラップ質量分析装置を安価に提供する。【解決手段】イオンを蓄積する多重極イオントラップと該イオントラップに蓄積されたイオンに対して、光を照射する装置と、該イオントラップから排出されたイオンを検出する検出装置を有し、前記イオントラップに印加されるトラッピング用ＲＦ電圧振幅を、レーザー照射の前後で、大きな値Ｖ１から小さな値Ｖ２へと変化させる。検出装置として、高質量数精度である飛行時間型質量分析部やフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析部を用いることにより、高質量精度の分析が可能となる。【選択図】  図１
2004349144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを蓄積する多重極イオントラップと、該多重極イオントラップに蓄積された前記イオンに光を照射する光照射装置と、前記多重極イオントラップから排出された前記イオンを検出するイオン検出装置と、前記多重極イオントラップに印加されるトラッピング用ＲＦ電圧の振幅を制御する制御装置とを有し、前記光の照射の前および後に印加される前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅をそれぞれＶ１、Ｖ２とするとき、前記制御装置はＶ１＞Ｖ２とするように前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅を制御し、前記光の照射により生成する前記イオンの解離イオンを前記多重極イオントラップに蓄積することを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅Ｖ１、Ｖ２は、Ｖ１／Ｖ２≧２の関係を満たすことを特徴とする質量分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記光の照射の開始とほぼ同時に前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅が小さくなるように変化させることを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記光照射装置の照射開始のタイミングが前記トラッピング用ＲＦの電圧の振幅の変化のタイミングの１０００μｓ以前から、１００μｓ以降までの間にあることを特徴とする質量分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記多重極イオントラップがエンドキャップ電極およびリング電極よりなる四重極イオントラップであり、前記光照射装置からの前記光を前記四重極イオントラップの四重極中心に集光させる手段を有することを特徴とする質量分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記多重極イオントラップが、４本以上のロッド電極よりなる多重極リニアトラップであり、前記光照射装置からの前記光を前記多重極イオントラップの多重極中心線上に集光する手段を有することを特徴とする質量分析装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の質量分析装置において、イオントラップ中心付近での前記光照射装置からの前記光のスポット半径が０．４ｍｍ以下であることを特徴とする質量分析装置。
【請求項８】
請求項１に記載の質量分析装置において、前記イオン検出装置が、飛行時間型質量分析装置またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置であることを特徴とする質量分析装置。
【請求項９】
イオンを多重極イオントラップに蓄積する工程と、前記多重極イオントラップに蓄積された前記イオンに光を照射する工程と、前記多重極イオントラップから排出された前記イオンを検出する検出工程とを有し、前光の照射の前および照射の後に、前記多重極イオントラップに印加されるトラッピング用ＲＦ電圧の振幅をそれぞれＶ１、Ｖ２とするとき、Ｖ１＞Ｖ２とすることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の質量分析方法において、前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅Ｖ１、Ｖ２は、Ｖ１／Ｖ２≧２の関係を満たすことを特徴とする質量分析方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の質量分析方法において、前記光の照射の開始とほぼ同時に前記トラッピング用ＲＦ電圧の振幅が小さくなるように変化させることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の質量分析方において、前記光の照射開始のタイミングが、前記トラッピング用ＲＦの電圧の振幅の変化のタイミングの１０００μｓ以前から、３０μｓ以降までの間にあることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の質量分析方法において、前記多重極イオントラップがエンドキャップ電極およびリング電極よりなる四重極イオントラップであり、前記光を前記四重極イオントラップの四重極中心に集光させる工程を有することを特徴とする質量分析方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の質量分析方法において、前記多重極イオントラップが、４本以上のロッド電極よりなる多重極リニアトラップであり、前記光を前記多重極リニアトラップの多重極中心線上に集光する工程を有することを特徴とする質量分析方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の質量分析方法において、イオントラップ中心付近での前記光照射装置からの前記光のスポット半径が０．４ｍｍ以下であることを特徴とする質量分析方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の質量分析方法において、前記検出工程は、飛行時間型質量分析またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析により、前記イオンを検出することを特徴とする質量分析方法。
【請求項１７】
イオンを多重極イオントラップに蓄積する工程と、前記多重極イオントラップに蓄積された前記イオンにレーザーを照射する工程と、前記多重極イオントラップから排出された前記イオンを検出する工程と、前記多重極イオントラップに印加されていたトラッピング用ＲＦ電圧の振幅を、前記レーザーの照射の開始とほぼ同時に低下させる制御を行なう工程とを有し、前記レーザーの照射により生じる前記イオンの解離イオンを前記多重極イオントラップに蓄積する工程とを有することを特徴とする質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４重極イオントラップ質量分析計、多重極リニアトラップを含むすべての質量分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンデム質量分析方法の一例として、バッファーガスとの衝突解離を用いたイオントラップ質量分析法がある。この方式は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の方式では、イオン源で生成したイオンをイオントラップ内に蓄積し、所望の質量数を有する前駆体イオンを選択する。イオン選択の後、前駆体イオンに共鳴する補助的な交流電圧をエンドキャップ電極間に印加することによりイオン軌道を拡大させ、イオントラップに満たされた中性ガスと衝突させることによりイオンを解離し（衝突解離）、その後、解離生成イオンを検出する。解離生成イオンは分子構造の違いにより特有なパターンを示すため、イオンのより詳細な構造情報を得ることが可能である。
【０００３】
また、四重極リニアトラップを用いたバッファーガスとの衝突解離については、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２の方式は、イオン源で生成したイオンをリニアトラップ内に蓄積し、所望の質量数を有する前駆体イオンを選択する。イオン選択の後、前駆体イオンに共鳴する補助的な交流電圧を向かい合った一対の四重極ロッド電極間に印加することによりイオン軌道を拡大させ、リニアトラップに満たされた中性ガスと衝突させることによりイオンを解離し（衝突解離）、その後、解離生成イオンを検出する。解離生成イオンは分子構造の違いにより特有なパターンを示すため、イオンのより詳細な構造情報を得ることが可能である。
【０００４】
一方、衝突解離をより効率良く行なうため、連続発振タイプの赤外レーザーを用いて解離を行なう方法が、例えば、非特許文献１に開示されている。これによると、イオン選択の後、リング電極をくり貫いた穴からＣＯ２レーザーを照射しトラップ中心部に照射する。イオンは赤外光を吸収することにより、内部エネルギーが励起されて解離が進行する。非特許文献１の方式により、四重極イオントラップ質量分析計で低質量数の解離生成イオンの検出が可能である。
【０００５】
また照射するレーザーをフォーカスして、連続発振タイプのレーザー出力を低減する方法が、例えば、非特許文献２に記載されている。これによれば、レーザーサイズと同時にイオン広がりを小さくするため四重極トラッピングＲＦ電圧振幅をあげることにより、レーザー出力を低減でき、１０Ｗ以下にできることが示されている。
【０００６】
非特許文献１あるいは非特許文献２に記載されているレーザー照射による解離では、一度解離したイオンが光を吸収して追分解を起すことが知られている。追分解して生成したイオンは元のイオンの推定を困難にする。追分解を回避する方法として、パルス発振レーザーを用いた例が、例えば、非特許文献３に開示されている。これによれば、低質量の解離生成物の検出が可能であり、また、衝突解離とは相補的な情報が得られるため、イオンのより詳細な構造情報を得ることが可能である。
【０００７】
【特許文献１】
米国再発行特許第３４，０００号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，０８９，７０３号明細書
【非特許文献１】
アナリティカルケミストリー、１９９６年、６８巻、４０３３頁
【非特許文献２】
アナリティカルケミストリー、２００３年、７５巻、４２０頁
【非特許文献３】
ラピッドコミュニケーションインマススペクトロメトリー、２００２年１６巻、１８０５−１８１１頁
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１および特許文献２の方法では、イオンを解離するためには、リング電極あるいはロッド電極間の電圧により生じるイオンのトラッピングポテンシャルを大きくする必要がある。以下、説明を簡単にするために特許文献１の方法について述べる。
【０００９】
イオンのトラッピングポテンシャルＤｚは、式（１）で表記される。
【００１０】
【数１】
2004349144.tif 000003
【００１１】
ここで、ｅ：電気素量、ｑｚ：取り込みパラメータ、Ｖ：トラッピング用ＲＦ電圧の振幅、ｍ：イオン質量、ｒ０：リング電極内接円半径、Ω：トラッピング用ＲＦ電圧の各周波数である。
【００１２】
取り込みパラメータｑｚはＲＦ電圧に比例するパラメータで式（２）で定義される。
【００１３】
【数２】
2004349144.tif 000004
【００１４】
式（２）から分かるように、トラッピングポテンシャルを大きくするためにはリング電極の電圧の振幅を高く設定する必要がある。
【００１５】
一方、ｑｚが一定値ｑｅｊ（＝０．９０８）以下のときのみ、イオンはトラッピング安定条件となることから、安定にトラップ可能な解離生成イオンの質量数Ｍｆｒａｇは、親イオンＭｐａｒに対し、式（３）で表記される。
【００１６】
【数３】
2004349144.tif 000005
【００１７】
つまり、解離効率を高めるためにはトラッピングポテンシャルＤｚを上げる必要があるが、このためにはトラッピングＲＦ電圧の振幅Ｖを大きくする必要がある。しかし、トラッピングＲＦ電圧の振幅Ｖを大きくすると低質量の解離生成イオンが安定軌道条件から外れ、トラップできなくなるという問題が生ずる。また、衝突解離ではイオンに与えられる内部エネルギーは、トラッピングポテンシャルで制限されることから、構造が安定な高質量（質量数１００００以上）のイオンの解離は不可能であるという問題もある。
【００１８】
この衝突解離の問題を解決するために、非特許文献１のレーザー光を用いた解離が提案された。しかし、５０Ｗ程度の出力のＣＯ２レーザーで５００ｍｓで解離を進行するのに必要なイオントラップ内のバッファーガスガス圧（０．００２Ｐａ（０．２ｍＴｏｒｒ）以下）と、イオンの取り込みの効率、イオンの検出感度を維持するために最適な真空度（０．０５〜０．２Ｐａ（５〜２０ｍＴｏｒｒ）程度）とが一致しない。そのため、非特許文献１のレーザー光を用いた解離では、四重極イオントラップへのイオンの蓄積、解離を最適な真空度で行なうことができなかった。すなわち、イオントラップ効率、イオンの検出感度が低下する問題があった。
【００１９】
非特許文献２の方式では、レーザー出力を１０Ｗ以下に抑えられることが示されているが、特許文献１あるいは２で提案される衝突解離で起こる問題、すなわち、低質量の解離生成イオンが安定軌道条件から外れ、トラップできなくなるという別の問題が生ずる。
【００２０】
非特許文献３に開示されているパルス発振レーザによる解離では、レーザーの時間幅が、イオン解離が進行する数１００μｓの時間幅より短いため、追分解が抑えられる。しかし、解離には１００ｍＪ／ｐｕｌｓｅ程度のＣＯ２レーザーまたは紫外レーザーが用いられている。いずれの場合も、レーザー装置が大型かつ高価であるという問題が生じる。
【００２１】
本発明の課題は、感度、分解能を損なわずに低質量数の解離生成イオンの検出が可能なイオントラップ質量分析装置を安価に提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
イオンを蓄積する多重極イオントラップと、該イオントラップに蓄積されたイオンに対してレーザー光を照射する装置と、該イオントラップから排出されたイオンを検出するイオン検出装置を有し、前記イオントラップに印加されるトラッピング用ＲＦ電圧振幅を、レーザー光照射の前後で、大きな値Ｖ１から小さな値Ｖ２へと変化させる。すなわち、レーザー光照射による解離イオンが生成される状況では、トラッピングＲＦ電圧の振幅Ｖを十分小さくして低質量の解離生成イオンが安定軌道条件から外れることを防止する。イオン検出装置として、高質量数精度である飛行時間型質量分析やフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析を用いることにより、高質量精度の分析が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明を四重極イオントラップ質量分析計に適用した装置の構成の概要を図１に示す。図１は、四重極イオントラップ質量分析計の主要部の四重極イオントラップを主体として示す図である。四重極イオントラップはエンドキャップ電極２ａおよび２ｂ、リング電極４および絶縁スペーサー５からなり、イオントラップ内には０．０１〜０．２Ｐａ（１〜２０ｍＴｏｒｒ）程度のヘリウムガスが導入されている。イオン源（図示しない）で生成されたイオンはゲート電極１を介して導入され、キャップ電極２ａの開口３ａを通過して、四重極イオントラップに導入される。リング電極４にはトラッピング用ＲＦ電圧供給電源１３から周波数５００〜１０００ｋＨｚ、振幅０〜１０ｋＶ（Ｐ．Ｐ）の高周波電圧が印加される。イオン蓄積の後、エンドキャップ電極２ａ，２ｂ間に補助交流電圧供給電源１２から１〜５００ｋＨｚの高周波電圧を発生させ、そのうちの単一周波数の電圧あるいは、いくつかの高周波電圧を重畳した電圧が印加される。これにより、特定質量数イオンの単離が行われる。四重極イオントラップの単離の対象とならなかったイオンは、エンドキャップ電極２ａ，２ｂの開口３ａおよび３ｂから排出される。なお、トラッピング用ＲＦ電圧供給電源１３および補助交流電圧供給電源１２は制御装置１１により制御される。
【００２４】
イオン単離後、解離が行われる。イオン解離はレーザービームの照射により行なう衝突解離である。２１は光照射装置であり、これより発したレーザー光が集光レンズ２２を通過し、ミラー２３で曲げられエンドキャップ電極２ｂの開口３ｂから四重極イオントラップに導入される。ミラー２３の位置と角度を適切にすることにより、精度良く四重極の四重極中心へレーザー光を入射することができる。レーザービーム２４は四重極の四重極中心部付近で収束する。
【００２５】
集光レンズ２２の焦点２５におけるレーザースポット半径Ｒは、元のレーザービーム直径Ｄ，レーザー波長λ、焦点距離Ｆとすると、式（４）で表される。
【００２６】
【数４】
2004349144.tif 000006
【００２７】
例えば、レーザービーム直径Ｄ＝８ｍｍφ、焦点距離Ｆ＝４００ｍｍ、レーザー波長λ＝１０．８μｍであった場合には、スポット半径は約０．５４ｍｍとなる。このスポットサイズは、後述する効果を得るには大きすぎ、この場合にはできるだけ焦点距離を近づけるか、ビームエクスパンダー２６により、初期のビーム径を広げることが有効である。上記構成において、初期のビーム直径を５倍に拡大するビームエクスパンダー２６を用いることにより、０．１ｍｍ程度のスポット半径を得ることが可能である。
【００２８】
図２は、四重極イオントラップに取り込まれたイオンの、取り込みパラメータｑｚとイオン広がりの関係を説明するための特性図である。初期条件をランダムに発生させた質量数５５６のイオンをモンテカルロシミュレーションによりイオン軌道計算を行った結果である。横軸に取り込みパラメータｑｚを、縦軸にイオン広がりを示す。イオン広がりＷＮ２は、イオンのｒ座標の２乗の平均値に比例し、式（５）で表される。
【００２９】
【数５】
2004349144.tif 000007
【００３０】
図２から、取り込みパラメータｑｚが大きくなるほどイオン広がりは小さくなることが分かる。イオントラップ中心付近でのレーザービームの半径がレーザースポット半径ＲＬに一致すると仮定すると、レーザー解離に必要なレーザーパワーの閾値Ｌ０は式（６）で表される。式（６）の導出については、前述した非特許文献２に詳細に記載されている。
【００３１】
【数６】
2004349144.tif 000008
【００３２】
図３は、式（６）および図２のシミュレーション結果を元に、レーザー解離に必要なレーザーパワーを計算した結果を示す図である。横軸に取り込みパラメータｑｚを、縦軸には、解離に必要なレーザーパワーの相対値を示す。レーザースポット半径ＲＬを小さくし、なおかつ取り込みパラメータｑｚを高く設定することにより、少ないレーザーパワーにおいても十分な解離を進行させることができることが分かる。
【００３３】
一方、取り込みパラメータｑｚ値を高く設定することには、別の問題がある。図４は、取り込みパラメータｑｚ値を高く設定することの問題点を説明する図である。横軸にｑｚを、縦軸に解離生成イオンの親イオン対する質量数比Ｍｆｒａｇ／Ｍｐａｒを示す。斜線部で示された領域のみがトラッピング可能な領域である。この斜線部は、式（３）に示した四重極安定条件とトラッピングポテンシャルを確保するのに必要なｑｚ≧０．０３の条件から決定される。取り込みパラメータｑｚ値を高く設定することは、低質量数の解離生成イオンのトラッピングができなくなるという新たな問題が生じる。
【００３４】
図５は、本発明のイオン解離時の測定シーケンスを示す図である。図５にはリング電極４に印加されるトラッピングＲＦ電圧、イオンの広がり、レーザー照射のタイミングが示されている。イオンの蓄積および単離の後、取り込みパラメータｑｚ＝０．７〜０．９０８になるよう、ＲＦ電圧を高めの値Ｖ１に設定する（解離Ａ）。その後、ＲＦ電圧を低めの値Ｖ２に設定する（解離Ｂ）。Ｖ２は取り込みパラメータｑｚ＝０．０３〜０．３５程度となるように選択される。結果として２≦Ｖ１／Ｖ２≦３０の範囲で、ＲＦ電圧振幅を変化させる。
【００３５】
図６は、取り込みパラメータｑｚを０．８５から０．０９０８へ変化させた後のイオン広がりＷＮ２の時間変化のシミュレーション結果を示す図である。横軸に振幅変化からの時間、縦軸にイオン広がりを示す。すなわち、時間０でｑｚが０．８５から０．０９０８へ変化するようにＲＦ電圧がＶ１からＶ２に変化させられている。イオンの広がりＷＮ２は、ＲＦ電圧が高いときには小さく、ＲＦ電圧を小さくした直後からほぼ３０μｓの時間で広がる。この広がり時間は質量数により異なるが、質量数が大きなイオンでも１００μｓ程度の時間内にイオン軌道の広がりは終了する。
【００３６】
レーザーはイオン広がりが小さいときに照射すると解離の効果が大きいことから、電圧振幅が大きいとき（解離Ａ）か、電圧振幅を小さくしてから、３０μｓまでの間に照射する。一方、ＲＦ電圧振幅が大きいとき（解離Ａ）にイオン解離が起こってしまうと解離生成したイオンはトラップ外に放出され検出できない。このため、レーザー照射による解離イオンの大半がトラップされるためには、レーザー照射開始はほぼＲＦ振幅の変化とほぼ同時であることが最も望ましい。光解離によるイオン解離の時定数として典型的には１μｓ〜１ｍｓが報告されている。このことから、イオンの種類によっては、１０００μｓ程度の範囲内なら、レーザー照射の開始タイミングがＲＦ振幅の変化より早く行われても不利益を受けない場合もある。
【００３７】
以上の説明より、レーザー照射開始のタイミングがＲＦ電圧の振幅変化から１０００μｓ以前から３０μｓ以降までの間であれば、本発明は有効である。解離生成したイオンはイオントラップより排出され、引き出し電極６を介して導出され、図示しないイオン検出装置により検出される。
【００３８】
ロイシンエンケファリンの擬分子正イオン（質量数５５６）のレーザー解離において、ＲＬ＝０．２ｍｍとした場合、ｑｚ＝０．０９０８に固定した場合には、解離に１００ｍＪのレーザーパワーが必要であった。一方、本発明を用いてパルス幅１２５ｎｓ（ＦＷＨＭ）のＣＯ２レーザーをＲＦ振幅変化の１００ｎｓ前から照射開始した結果、１／１４以下の７ｍＪで解離が進行した。また、この場合の解離イオンの捕捉効率は、取り込みパラメータｑｚを０．０９０８に固定した場合と比べ、９５％以上の捕捉効率であった。
【００３９】
本発明を用いることにより、従来方式に比べ１／１０以下の少ないレーザー出力で、低マスを含むイオンの解離および解離生成イオンのトラップが可能となった。
【００４０】
（実施例２）
図７は、リング電極４に開口４１を設けて、ｒ方向からレーザー照射した場合の実施例の構成を示す図である。図７において、リング電極４に開口４１ａ、４１ｂが設けられて、この開口を介してレーザー源２１より発したレーザービーム２４が集光レンズ２２を通過して四重極イオントラップに導入される点を除けば、実施例１の図１に示す構成と同じである。ここで、２５は集光レンズ２２の焦点である。なお、レーザー照射の方向が逆であっても同じである。リング電極４に開口４１ａ、４１ｂを設けてレーザー光を照射する方法とすると、実施例１と比較して、レーザー光の光学系を構成するのが簡単である。また、光学系と四重極イオントラップとのアライメントの面でも簡便にできるメリットがある。
【００４１】
実施例２の場合も、実施例１と同様の制御を行なうことにより低マスを含むイオンの解離および解離生成イオンのトラップに効果がある。
【００４２】
（実施例３）
図８は、本発明を四重極リニアイオントラップ質量分析計に適用した場合の実施例の構成を示す図である。図示しないイオン源で生成されたイオンは入口側エンドキャップ電極９を通過して、４本の四重極ロッド電極７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄよりなる四重極リニアトラップに導入される。ここで、ロッド電極７ｂに対向するロッド電極７ｃは図示されていない。
【００４３】
図９は、四重極ロッド電極７ａ−７ｄの配置と各ロッド電極７ａ−７ｄへの電圧印加の説明のための図である。向かい合ったロッド電極７ａ，７ｄおよび７ｂ，７ｃにはトラッピング用ＲＦ電源１４により逆位相の高周波電圧が印加される。このトラッピングＲＦ電圧は周波数５００〜１０００ｋＨｚ、振幅０〜１０ｋＶ（Ｐ．Ｐ）程度である。このトラッピングＲＦ電圧には、直流電源８１によりオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔが加えられている。
【００４４】
四重極ロッド電極７ａ−７ｄの領域に、図示しないイオン源から導入されたイオンため込みの後、一対の向かい合った四重極ロッド電極７ａ，７ｄ間に補助交流電源１５から１〜５００ｋＨｚの高周波電圧を発生させ、そのうちの単一周波数の電圧あるいは、いくつかの高周波電圧を重畳した電圧が印加される。これは、実施例１における補助交流電源１２と同じである。これにより、特定質量数イオンの単離が行われる。単離の対象外となった質量数のイオンはロッド電極の間から放出される。
【００４５】
その後、レーザー２１源より発したレーザー光が集光レンズ２２を通過し、ミラー２３で曲げられ四重極イオントラップに導入される。レーザービーム２４は四重極の四重極中心線上の集光レンズ２２の焦点２５で収束する。
【００４６】
解離時のシーケンスに関しては、実施例１と同じである。
【００４７】
その後、解離生成イオンは出口側エンドキャップ電極１０を通り、イオン検出装置３０へ導入され、質量分離および検出が行われる。イオン検出装置３０は飛行時間型質量分析装置あるいはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析装置とするのが、高質量精度の分析および解析の精度上有利である。
【００４８】
四重極リニアトラップからイオンを排出してイオン検出装置３０に導入する方法としては、例えば入口側エンドキャップ電極９にリニアトラップオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔに対して＋１００Ｖ、出口側エンドキャップ電極１０に−３０Ｖ程度の直流電圧を印加することにより可能である。なお、図８では、レーザービーム２４が入口側エンドキャップ９の方向より照射されているが、逆に、出口側エンドキャップ電極１０から入射することも可能である。
【００４９】
また、これ以外にも、６本、８本のロッド電極よりなる６重極リニアトラップ、８重極リニアトラップにおいても本発明は効果がある。しかし、同一のトラッピング電圧では四重極イオントラップまたは四重極リニアトラップが最もイオン広がりを小さくすることができると言う点を考慮すると、本発明は四重極イオントラップまたは四重極リニアトラップにおいて最も効果的であると言うことができる。
【００５０】
なお、実施例２および３では、実施例１で使用したビームエクスパンダー２６については言及しなかったが、使用することにより、ビーム径を絞ることができるので、より効果的な解離を行なうことができるのは、当然である。
【００５１】
【発明の効果】
感度、分解能を損なわずに低質量数の解離生成イオンの検出が可能なイオントラップ質量分析装置を安価に提供可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を四重極イオントラップ質量分析計に適用した実施例１の構成の概要を、主要部の四重極イオントラップを主体として示す図。
【図２】図１に示す四重極イオントラップに導入されたイオンの広がりの様子をイオン軌道シミュレーションの結果で示す図。
【図３】式（６）および図２のシミュレーション結果を元に、レーザー解離に必要なレーザーパワーを計算した結果を示す図。
【図４】実施例１のトラップ可能な解離生成イオンの質量数比と取り込みパラメータｑｚ値との関係を示す図。
【図５】実施例１のレーザー解離を行なう場合の測定シーケンスを示す図。
【図６】実施例１において、トラッピング電圧を変化させた後のイオン広がりの時間変化を示す図。
【図７】本発明の実施例２の四重極イオントラップの構成を示す図。
【図８】本発明の実施例３の四重極リニアトラップの構成を示す図。
【図９】本発明の実施例３の四重極リニアトラップの電圧印加の回路を示す図。
【符号の説明】
１…ゲート電極、２ａ…入口側エンドキャップ電極、２ｂ…出口側エンドキャップ電極、３ａ…入口側エンドキャップ電極の穴、３ｂ…出口側エンドキャップ電極の穴、４…リング電極、５…絶縁スペーサー、６…イオンストップ電極、７ａ−７ｄ…四重極ロッド電極、９…入口側エンドキャップ電極、１０…出口側エンドキャップ電極、１１…制御装置、１２…補助交流電圧供給電源、１３…トラップ用ＲＦ電圧供給電源、１４…トラップ用ＲＦ電圧供給電源、１５…補助交流電圧供給電源、２１…レーザー、２２…集束レンズ、２３…ミラー、２４…レーザービーム、２５…レーザービームの焦点、２６…ビームエクスパンダー、３０…イオン検出装置、８１…直流電源。
【図１】
2004349144.tif 000009
【図２】
2004349144.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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