(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された電圧によって形成される電場の作用によりイオンを輸送する又はイオンの挙動を制御するイオン光学素子を複数備える質量分析装置において、
a)所定の試料について分析動作を所定時間実行したのに引き続き、前記複数のイオン光学素子の全て又はそのうちの二以上について順番に、当該イオン光学素子におけるチャージアップを解消させる動作を実行させるように各部を制御する制御部と、
b)前記制御部による制御の下で、各イオン光学素子におけるチャージアップを解消させる動作が実行されたときのイオン強度の変化に基づいて、各イオン光学素子の汚れの程度を推定する汚れ推定部と、
c)前記汚れ推定部によるイオン光学素子毎の汚れ推定結果を表示する表示処理部と、
を備え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であって、
前記制御部によるイオン光学素子のチャージアップを解消させる動作は、分析動作の実行時にそのイオン光学素子に印加される直流電圧とは極性が異なる直流電圧又は分析対象であるイオンの極性と同極性である直流電圧を一時的に印加する動作である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であって、
前記制御部によるイオン光学素子のチャージアップを解消させる動作は、イオン源において分析動作の実行時とは異なる極性のイオンを生成させるとともに、該イオンが、そのイオン光学素子及びそれよりもイオン流の上流側に位置するイオン光学素子を通過するように各イオン光学素子を駆動する動作であ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であって、
前記汚れ推定部は、前記チャージアップを解消させる動作が実行される前と後とにそれぞれ検出されたイオン強度の差又は比を閾値と比較することでイオン光学素子の汚れの有無を判定す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であって、
前記汚れ推定部は、前記所定時間の分析動作の初期に検出されたイオン強度と前記チャージアップを解消させる動作が実行された後に検出されたイオン強度とに基づいてイオン光学素子の汚れの有無を判定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であって、
前記汚れ推定部は、前記チャージアップを解消させる動作が実行された後に検出されたイオン強度と予め記憶しておいた基準値とに基づいてイオン光学素子の汚れの有無を判定することを特徴とする質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、質量分析装置のメンテナンス性を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析装置では一般に、静電レンズ、高周波イオンガイド、四重極マスフィルタといった様々なイオン光学素子が利用される。こうしたイオン光学素子は印加される電圧によって、直流電場、高周波電場、或いは、直流電場と高周波電場とが重畳された電場を生成するものであり、こうした電場の作用によってイオンの挙動を制御するものである。【０００３】
上記イオン光学素子は質量分析装置の使用に伴い、種々の要因により汚染される。イオン光学素子の表面に汚れや異物が付着して絶縁性の皮膜が形成されると、その部分にイオンが衝突したときにチャージアップ（帯電）し易くなる。チャージアップがひどくなるとイオン光学素子により形成される電場に乱れが生じ、イオンに対する所望の制御ができなくなる。その結果、イオン検出器に到達するイオンの量が減少したり不安定になったりして、測定精度や測定感度の低下に繋がる。【０００４】
イオン光学素子のチャージアップを防止したり或いは軽減したりする技術として特許文献１に記載のものが知られている。該特許文献に記載の装置では、例えば分析と分析との間の待ち時間に一時的に、イオン光学素子に印加する直流電圧の極性を分析時とは逆極性になるように反転させる。すると、イオン光学素子の電位はその表面などに蓄積していた電荷と同極性になるので、そうした電荷を静電的な斥力により離散させることができる。【０００５】
上記手法により一時的にイオン光学素子のチャージアップを解消することは可能であるものの、イオン光学素子の汚染がひどくなりすぎると、上記手法でも十分にはチャージアップを解消できず装置の性能の維持が難しい場合がある。そうした場合には、装置の真空排気を停止してチャンバ内を大気圧に戻したあと、イオン光学素子をチャンバから取り出して洗浄する必要がある。通常、質量分析装置は数個以上のイオン光学素子を備えるため、チャンバ内の全てのイオン光学素子を取り出して洗浄すると多大な時間が掛かる。また、洗浄の際にイオン光学素子に傷が付いたり異物が付着したりするというリスクもある。そのため、本当に洗浄が必要である、汚染が進行しているイオン光学素子のみを取り出して洗浄することが望ましい。【０００６】
そこで従来は、作業者がそれぞれの経験に基づいて汚染が進行しているイオン光学素子を推測したり、それぞれのイオン光学素子に印加する電圧に対して得られるイオン強度の挙動などを作業者が観測しながら汚染が進行しているイオン光学素子を推測したりすることで、洗浄するイオン光学素子を絞り込むようにしている。しかしながら、こうした方法による作業の効率や精度は、作業者の経験や技量に大きく依存する。そのため、経験の乏しい或いは技量が劣る作業者が作業にあたると、洗浄が必要であるイオン光学素子の特定に時間が掛かり、メンテナンス性が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１８１３９６号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００９／１４１８４７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、作業者の経験や技量に頼ることなく汚染が進行したイオン光学素子を的確に特定することができ、メンテナンス性を向上させることができる質量分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明は、印加された電圧によって形成される電場の作用によりイオンを輸送する又はイオンの挙動を制御するイオン光学素子を複数備える質量分析装置において、
a)所定の試料について分析動作を所定時間実行したのに引き続き、前記複数のイオン光学素子の全て又はそのうちの二以上について順番に、当該イオン光学素子におけるチャージアップを解消させる動作を実行させるように各部を制御する制御部と、
b)前記制御部による制御の下で、各イオン光学素子におけるチャージアップを解消させる動作が実行されたときのイオン強度の変化に基づいて、各イオン光学素子の汚れの程度を推定する汚れ推定部と、
c)前記汚れ推定部によるイオン光学素子毎の汚れ推定結果を表示する表示処理部と、
を備えることを特徴としている。【００１０】
ここでいう「イオン光学素子」は、直流電場、高周波電場又はそれらを重畳した電場の作用により、イオンを収束したり発散したり或いは加速したり減速したり、さらには特定の質量電荷比を有する又は特定の質量電荷比範囲に含まれるイオンに対してそうした操作を行ったりする要素を全て含む。具体的には、例えば、静電レンズやイオンガイドなどと呼ばれる素子、イオン通過孔を有するスキマー、サンプリングコーン或いはアパーチャ電極など、さらには、四重極マスフィルタやその前段や後段に設けられるプレ四重極マスフィルタやポスト四重極マスフィルタなども含むものとする。【００１１】
本発明に係る質量分析装置では、適宜の時点で、当該装置が備える全て又は二以上である複数のイオン光学素子について汚れの状態をチェックする処理を実施する。即ち、制御部は、例えば標準試料などの所定の試料について所定時間だけ分析動作を実行し、それに引き続いて、上記複数のイオン光学素子について順番に、当該イオン光学素子におけるチャージアップを解消させる動作を実行させるように各部を制御する。上記所定時間の分析動作の際には、各イオン光学素子を通常の分析動作のときと同じように動作させるが、必ずしも検出器によりイオン強度を検出しなくてもよい。【００１２】
いずれかのイオン光学素子が汚れている場合、上記所定時間の分析動作の間にその汚れ箇所のチャージアップが進行する。そのため、チャージアップがなければ検出器まで到達するイオンが徐々に通りにくくなり、所定時間の分析動作が終了した時点ではその分析動作の当初に比べて検出器で得られるイオン強度が低下する。その状態で、そのチャージアップしているイオン光学素子についてチャージアップを解消させる動作が実行されると、チャージアップが一時的に解消され、検出器で得られるイオン強度が増加する。一方、チャージアップしていないイオン光学素子についてチャージアップを解消させる動作が実行されても、検出器で得られるイオン強度には変化が生じない。そこで、汚れ推定部は、イオン光学素子毎に、チャージアップを解消させる動作が実行されたときのイオン強度の変化に基づいて例えば汚れの有無を判定する。【００１３】
そして、表示処理部は、イオン光学素子毎の汚れ推定結果を表示する。これにより、作業者は汚れているイオン光学素子があるか否か、或いはどのイオン光学素子が汚れているのか等を知ることができる。【００１４】
本発明の一態様では、前記制御部によるイオン光学素子のチャージアップを解消させる動作は、分析動作の実行時にそのイオン光学素子に印加される直流電圧とは極性が異なる直流電圧又は分析対象であるイオンの極性と同極性である直流電圧を一時的に印加する動作であるものとすることができる。【００１５】
イオン光学素子に印加される直流電圧の極性が一時的に分析動作時とは異なる極性にされると、その電圧の極性はイオン光学素子の汚れ箇所に溜まっている電荷と同極性である。そのため、その汚れ箇所に溜まっている電荷は静電的な斥力により離散し、チャージアップが一時的に解消又は軽減される。これにより、そのイオン光学素子が汚れているか否かを判定することが可能となる。【００１６】
また本発明の他の態様では、前記制御部によるイオン光学素子のチャージアップを解消させる動作は、イオン源において分析動作の実行時とは異なる極性のイオンを生成させるとともに、該イオンが、そのイオン光学素子及びそれよりもイオン流の上流側に位置するイオン光学素子を通過するように各イオン光学素子を駆動する動作であるものとすることができる。【００１７】
上記のような分析動作中にイオン光学素子の汚れ箇所に溜まる電荷はイオンと同極性である。そのため、イオン源で生成された、分析動作の実行時とは異なる極性のイオンが電荷が溜まっているイオン光学素子まで到達すると、そのイオンの極性は溜まっている電荷と逆極性であるため、溜まっている電荷が中和される。また、該イオンが通過するようにイオン光学素子が駆動されることは、該イオン光学素子に印加される直流電圧の極性が一時的に分析動作時とは異なる極性になるから、上述した静電的な斥力による電荷の離散効果も働く。その結果、チャージアップが一時的に解消又は軽減される。これにより、そのイオン光学素子が汚れているか否かを判定することが可能となる。【００１８】
また本発明において、好ましくは、前記汚れ推定部は、前記チャージアップを解消させる動作が実行される前と後とにそれぞれ検出されたイオン強度の差又は比を閾値と比較することでイオン光学素子の汚れの有無を判定する構成とすることができる。【００１９】
上述したようにチャージアップが一時的に解消されると検出器で検出されるイオン強度が増加するから、チャージアップを解消させる動作が実行される前（好ましくは直前）と後とに検出されたイオン強度の差又は比が所定の閾値以上であれば、そのイオン光学素子のチャージアップが解消された、つまりはそのイオン光学素子がチャージアップするほど汚れている、と推定することができる。なお、この構成では、判定のための閾値を適切に設定することで、複数のイオン光学素子にチャージアップが生じていてもそれを推定することができる。【００２０】
また本発明において、前記汚れ推定部は、前記所定時間の分析動作の初期に検出されたイオン強度と前記チャージアップを解消させる動作が実行された後に検出されたイオン強度とに基づいてイオン光学素子の汚れの有無を判定する構成としてもよい。【００２１】
チャージアップが生じているイオン光学素子が一つのみである場合には、そのイオン光学素子のチャージアップが解消されるとイオン強度は所定時間の分析動作の初期に検出されたイオン強度に近い状態まで戻るため、その状態であるか否かを判定することでイオン光学素子の汚れの有無を推定することができる。【００２２】
また、チャージアップがない状態で所定の試料を分析して得られるイオン強度を基準値として記憶させておけば、この基準値との比較によりイオン光学素子の汚れの有無を判定することもできる。即ち、本発明において、前記汚れ推定部は、前記チャージアップを解消させる動作が実行された後に検出されたイオン強度と予め記憶しておいた基準値とに基づいてイオン光学素子の汚れの有無を判定する構成とすることもできる。【００２３】
なお、上記イオン強度は特定の質量電荷比を有するイオンの強度、つまりは選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）測定や多重反応モニタリング（ＭＲＭ）測定によるイオン強度でもよいし、スキャン測定におけるトータルイオン電流信号でもよい。一般に、高質量のイオンに比べて低質量のイオンのほうがチャージアップの影響を受け易いため、ＳＩＭ測定やＭＲＭ測定を行う場合には低質量のイオンをターゲットとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る質量分析装置によれば、作業者の経験や技量に頼らずに、複数のイオン光学素子の中で汚染が進行しているイオン光学素子を自動的に把握して作業者に知らせることができる。それにより、汚染が進行しているイオン光学素子のみをチャンバから取り出して洗浄すればよく、無駄な作業を行う必要がなくなりメンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施例である四重極型質量分析装置の概略構成図。
【図２】第１実施例の四重極型質量分析装置におけるチャージアップチェック処理のフローチャート。
【図３】第１実施例の四重極型質量分析装置におけるチャージアップの判定方法を説明するための波形図。
【図４】第１実施例の四重極型質量分析装置におけるチャージアップ判定結果表示の一例を示す図。
【図５】本発明の第２実施例である四重極型質量分析装置におけるチャージアップチェック処理の一部のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施例］
以下、本発明の第１実施例である四重極型質量分析装置について、添付図面を参照して説明する。
図１は本実施例の四重極型質量分析装置の要部の構成図である。
【００２７】
本実施例の四重極型質量分析装置は、チャンバ１の内部に、略大気圧雰囲気の下で試料中の化合物をイオン化するためのイオン化室１０１と、イオンを質量分析して検出するための高真空雰囲気に維持される分析室１０４とを有し、さらにイオン化室１０１と分析室１０４との間に、段階的に真空度が高まる第１中間真空室１０２及び第２中間真空室１０３を有する。イオン化室１０１と第１中間真空室１０２の間は適度な温度に加熱される加熱キャピラリ１２を通して連通している。第１中間真空室１０２と第２中間真空室１０３との間は略円錐状であるスキマー１４の頂部に形成された微小なイオン通過孔を通して連通している。また、第２中間真空室１０３と分析室１０４との間はアパーチャ電極１６に形成された微小なイオン通過孔を通して連通している。
【００２８】
そして、イオン化室１０１内には、液体状の試料を静電噴霧することで該試料中の化合物をイオン化するエレクトロスプレイイオン化（ＥＳＩ）プローブ１１が配置されている。第１中間真空室１０２及び第２中間真空室１０３内にはそれぞれ高周波電場の作用によりイオンを収束しつつ輸送するイオンレンズ１３及び多重極イオンガイド１５が配置されている。また、分析室１０４内には、イオン光軸Ｃに沿って、プレ四重極マスフィルタ１７、主四重極マスフィルタ１８、及びイオン検出器１９が配置されている。
【００２９】
ここで、イオンレンズ１３は、イオン光軸Ｃ方向に所定間隔離して複数並べた仮想的なロッド電極をイオン光軸Ｃの周りに複数（例えば４本）配置した構成である。また、多重極イオンガイド１５は、イオン光軸Ｃ方向に延伸するロッド電極をイオン光軸Ｃの周りに複数（例えば８本）配置した構成である。プレ四重極マスフィルタ１７及び主四重極マスフィルタ１８はいずれも、イオン光軸Ｃ方向に延伸するロッド電極をイオン光軸Ｃの周りに４本平行に配置した構成である。
【００３０】
イオン光軸Ｃに沿って配列されている加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４、多重極イオンガイド１５、アパーチャ電極１６、プレ四重極マスフィルタ１７、主四重極マスフィルタ１８にはそれぞれ、第１乃至第７なる電源部３１〜３７から直流電圧、又は高周波電圧と直流電圧とを加算した電圧が印加される。これらはいずれも、電場（高周波電場又は直流電場）の作用によってイオンを収束又は発散させたりイオンを加速又は減速させたりする、つまりイオンの挙動を制御しつつイオンを輸送するものである。これらが本発明におけるイオン光学素子に相当する。
【００３１】
各電源部３１〜２７はそれぞれ分析制御部４によりその動作が制御される。分析制御部４は本実施例の装置に特徴的な動作を担う機能ブロックとして、チャージアップチェック制御部４１を備える。データ処理部５はイオン検出器１９により得られた検出信号を受けて、例えばマススペクトル、マスクロマトグラム、トータルイオンクロマトグラムなどを作成したり、未知化合物の定性や目的化合物の定量などを実施したりするものであるが、本実施例の装置に特徴的な動作を担う機能ブロックとして、イオン強度データ取得部５１及びチャージアップ判定部５２を備える。また、制御部６は分析制御部４よりも上位のシステム制御や入力部７、表示部８を通したユーザインターフェイスを担うものであるが、本実施例の装置に特徴的な動作を担う機能ブロックとして、チャージアップチェック結果表示処理部６１を備える。なお、一般的に、制御部６、データ処理部５、及び分析制御部４は、パーソナルコンピュータをハードウエア資源とし、該コンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウェアをコンピュータで実行することにより、それぞれの機能を実現する構成とすることができる。
【００３２】
また、図１中に記載の試料供給部２は、窒素ガス供給源２１、バルブ２２、及び試料貯留部２３を含む。試料供給部２は、特許文献２等に開示されているガス加圧送液方式によるものである。なお、この試料供給部２は、通常、後述するチャージアップチェックの実行時に使用されるものであり、目的試料をＬＣ／ＭＳ分析する際には、試料供給部２に代えて、液体クロマトグラフ（ＬＣ）のカラムから溶出する試料液がＥＳＩプローブ１１に接続される。
【００３３】
本実施例の四重極型質量分析装置における一般的な分析動作を簡単に説明する。
例えば図示しないＬＣのカラムから溶出した試料液がＥＳＩプローブ１１に導入されると、該プローブ１１の先端で試料液に電荷が付与され、微細な液滴としてイオン化室１０１内に噴霧される。帯電液滴は周囲の空気に接触して微細化されるとともに液滴中の溶媒は蒸発する。その過程で液滴中の試料成分は電荷を付与され、イオンが発生する。加熱キャピラリ１２の両端面の間の差圧により、イオン化室１０１側から第１中間真空室１０２へと流れるガス流が形成されている。そのため、発生したイオンは加熱キャピラリ１２に吸い込まれ、第１中間真空室１０２内へと送られる。試料由来のイオンはイオンレンズ１３で収束されてスキマー１４頂部のイオン通過孔を通して第２中間真空室１０３へと送られる。さらに多重極イオンガイド１５で収束されてアパーチャ電極１６に形成されたイオン通過孔を通して分析室１０４へと送られる。
【００３４】
分析室１０４において試料由来のイオンはプレ四重極マスフィルタ１７を経て主四重極マスフィルタ１８へと導入される。主四重極マスフィルタ１８のロッド電極には第７電源部３７から直流電圧に高周波電圧を重畳した電圧が印加されており、その電圧に応じた特定の質量電荷比を有するイオンのみが主四重極マスフィルタ１８を通過してイオン検出器１９に到達する。イオン検出器１９は到達したイオンの量に応じたイオン強度信号を生成し、データ処理部５はこのイオン強度信号をデジタル化した検出データを処理する。
【００３５】
上記のような分析において、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４等には溶媒が十分に気化してない帯電液滴や成分分子などの中性粒子が付着するため、徐々に汚染が進行する。そうした汚染により絶縁性の皮膜が形成され、その皮膜にイオンが衝突すると該イオンの電荷によるチャージアップが生じる。本実施例の装置は、こうしたチャージアップの有無をチェックし、チャージアップが生じている箇所（イオン光学素子）をユーザに提示するチャージアップチェック機能を有している。次に、チャージアップチェック処理について詳しく説明する。
【００３６】
図２はチャージアップチェック処理のフローチャート、図３はチャージアップの判定方法の説明図である。本実施例の装置では、作業者が入力部７で所定の操作を行うことでチャージアップチェック処理を実行させることができる。また、所定のタイミングで自動的にチャージアップチェック処理が実行されるようにしてもよい。具体的には、装置が起動され十分な真空排気が行われたあとに自動的にチャージアップチェック処理が実行されるようにしてもよい。或いは、各部のパラメータが自動的に調整されるオートチューニングの実行時に、チャージアップチェック処理が併せて実行されるようにしてもよい。
【００３７】
ここでは、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４、多重極イオンガイド１５、アパーチャ電極１６、プレ四重極マスフィルタ１７、及び主四重極マスフィルタ１８の７個のイオン光学素子のチャージアップをチェックするものとするが、必ずしもその全てのチャージアップをチェックする必要があるとは限らないから、作業者がチェック対象のイオン光学素子を指定できるようにしてもよい。
【００３８】
チャージアップチェック処理が開始されると、チャージアップチェック制御部４１は試料供給部２のバルブ２２を開放する。すると、窒素ガス供給源２１から窒素ガスが試料貯留部２３の上部空間に導入され、この窒素ガスの圧力によって貯留されている標準試料溶液がＥＳＩプローブ１１に向かう流路に送給される（ステップＳ１）。標準試料溶液としてはＰＥＧ（ポリエチレングリコール）溶液などを用いることができる。
【００３９】
試料送液開始後にチャージアップチェック制御部４１は、所定の質量電荷比をターゲットとする選択イオンモニタリング（ＳＩＭ）測定を繰り返し行うように、電源部３１〜３７を含む各部を制御する。これにより、分析が開始され、データ処理部５においてイオン強度データ取得部５１はイオン強度データの収集を開始する（ステップＳ２）。標準試料溶液としてはＰＥＧ溶液が用いられる場合、ＳＩＭ測定のターゲットはm/z 168.1である正イオンとすればよい。
【００４０】
分析開始時点から所定時間が経過する（ステップＳ３でＹｅｓと判定される）まで待つ。この所定時間は、試料供給部２からの標準試料の送給が十分に安定し、且つ、いずれかのイオン光学素子が汚染されていたときにその汚染部位がチャージアップすることによるイオン強度の低下が十分に観測できる程度の時間とするとよい。具体的には、この時間は通常、５〜１０分程度である。
【００４１】
ステップＳ３で所定時間が経過したならば、チャージアップチェック制御部４１はチェック対象であるイオン光学素子を一つ選択し（ステップＳ４）、そのイオン光学素子に印加している直流電圧を所定の時間だけ、その直前とは異なる極性の所定の電圧とするように電源部３１〜３７のいずれかを制御する（ステップＳ５）。ここでは上述した、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４、多重極イオンガイド１５、アパーチャ電極１６、プレ四重極マスフィルタ１７、及び主四重極マスフィルタ１８という７個のイオン光学素子を、その順序で一つずつチェックするものとする。したがって、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４、Ｓ５の処理が始めて実行されるときには、第１電源部３１から加熱キャピラリ１２に印加される直流電圧が所定の時間だけ変更される。
【００４２】
ここで、直流電圧の極性を反転させるのは、特許文献１に記載の方法と同じように、イオン光学素子の汚染箇所に溜まっている電荷と同じ極性の電圧をイオン光学素子に一時的に印加することで、その電荷を離散させてチャージアップの解消を図るためである。したがって、印加している直流電圧を変更させる時間はチャージアップが一時的に解消できるような適当な時間とするとよい。もちろん、時間を長くすればチャージアップの解消がより確実に行われるものの、長すぎるとチャージアップチェック処理自体に時間が掛かりすぎることになる。したがって、一般的には数秒〜十秒程度にしておくとよい。また、一時的に変更される直流電圧の電圧値（電圧の絶対値）はチャージアップが一時的に解消できる程度の電圧値である必要があり、通常、１０〜５０Ｖ程度とするとよい。
【００４３】
上記ステップＳ４で選択されたイオン光学素子へ印加している直流電圧を所定時間だけ変更したあと、チャージアップチェック制御部４１はチェック対象とされている全てのイオン光学素子について上記ステップＳ５の処理を実施したか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ５の処理を実施していないイオン光学素子があれば、所定時間待機したあと（ステップＳ７）にステップＳ４へと戻る。ステップＳ７からステップＳ４に戻った場合、チャージアップチェック制御部４１はすでに選択したイオン光学素子を除く残りのチェック対象であるイオン光学素子の中から一つを選択する。したがって、ここでは、ステップＳ４〜Ｓ７の処理が繰り返される毎に、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４、多重極イオンガイド１５、アパーチャ電極１６、プレ四重極マスフィルタ１７、及び主四重極マスフィルタ１８へそれぞれ印加されている直流電圧が順番に一時的に変更される。
【００４４】
そして、第７電源部３７から主四重極マスフィルタ１８へ印加されている直流電圧が一時的に変更されたあと、ステップＳ６でＮｏと判定されてステップＳ８へと進み、試料供給部２による標準試料の送液及び分析動作が終了される。
【００４５】
上記分析動作により、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、スキマー１４、多重極イオンガイド１５、アパーチャ電極１６、プレ四重極マスフィルタ１７、及び主四重極マスフィルタ１８へ印加される直流電圧がそれぞれ一時的に変更される状況の下でのイオン強度データがイオン強度データ取得部５１により連続的に収集され保存される。
【００４６】
チャージアップ判定部５２はその保存されたイオン強度データに基づいて、次のようにしてチャージアップの発生箇所、つまりは汚れの箇所を特定する。
図３はチャージアップチェック処理における分析動作中に観測されるイオン強度の実測例である。図３中、ＤＣ１〜ＤＣ７は第１電源部３１〜第７電源部３７からそれぞれイオン光学素子に印加される直流電圧である。図３中の期間Ｔ1はステップＳ３の処理を繰り返している期間であり、この期間の初めには高いイオン強度が観測されるが、時間が経過するに伴いチャージアップのためにイオン強度が徐々に低下している。そのあと、加熱キャピラリ１２から順に、その直前とは極性が反転した直流電圧を一時的に印加する。この電圧が印加されている期間Ｔ2にはそのイオン光学素子をイオンが通過し得ないため、イオン強度はほぼゼロに下がる。そして、そのイオン光学素子へ印加される直流電圧が元に戻されるとイオン強度も上がる。
【００４７】
上述したように一つのイオン光学素子に印加されている直流電圧の極性が反転されると、そのイオン光学素子にチャージアップが生じていた場合には、その汚染部位に溜まっていた電荷の少なくとも一部が離散してチャージアップが解消される又は軽減される。そのため、そのチャージアップのためにイオン強度が低下していた場合には、チャージアップが解消される又は軽減されることで、イオン強度が増加する筈である。一方、そのイオン光学素子にチャージアップが生じていない場合には、該イオン光学素子へ印加される直流電圧の極性を反転してもイオン強度には変化は生じない筈である。
【００４８】
図３を見ると、ＤＣ５、つまり第５電源部３５からアパーチャ電極１６へ印加している直流電圧を一時的に変更したときにのみ、その前後でイオン強度が顕著に高くなっていることが分かる。これはアパーチャ電極１６にチャージアップが生じており、その直前とは極性が異なる直流電圧が一時的に印加されたことでチャージアップが解消されたことを示している。即ち、直流電圧が一時的に変更された期間Ｔ2の前後でのイオン強度の大きさの関係から、チャージアップが生じていた、つまりは汚染が進行しているイオン光学素子を特定できることが分かる。ただし、図３中のＡに示すように、期間Ｔ2の直後に、ごく短時間だけイオン強度が高くなる現象が見られる場合があるが、これは空間的なイオンの蓄積の影響によるものであってチャージアップとは無関係である。したがって、期間Ｔ2の直後の一時的なイオン強度の増加を避けて、期間Ｔ2の前後でのイオン強度の大きさの関係に基づいてチャージアップの有無を判定するとよい。
【００４９】
そこでチャージアップ判定部５２はイオン強度データから、チェック対象のイオン光学素子毎に、直流電圧を変更する期間Ｔ2の直前におけるイオン強度値Ｉ1と期間Ｔ2の終了時点から所定時間（例えば１秒）後の時点におけるイオン強度値Ｉ2とを求め、その強度比Ｐ＝Ｉ2／Ｉ1を計算する（ステップＳ９）。この所定時間は期間Ｔ2直後の一時的なイオン強度の増加を避けるための時間である。そして、イオン強度比Ｐを予め定めた閾値と比較し、閾値を超えていればチャージアップ有りと推断する（ステップＳ１０）。この判定のための閾値は、イオン強度のばらつきを実験的に調べた結果等に基づいて予め決めておけばよいが、例えば１．５程度とするとよい。こうした判定により、図３に示したイオン強度ではアパーチャ電極１６にチャージアップがあると推定することができる。もちろん、複数のイオン光学素子にチャージアップが生じている場合もあり得る。
【００５０】
チャージアップ判定部５２によりチャージアップチェック結果が得られると、この結果を受けたチャージアップチェック結果表示処理部６１は汚染されていると推定される箇所を示す表示画面を作成して表示部８の画面上に表示する（ステップＳ１１）。
【００５１】
図４はチャージアップチェック結果表示の一例である。表示画面９内には、装置本体内部を模擬的に示す模擬図形９１と、推定される汚染箇所とそのメンテナンス方法とを示すチェック結果テーブル９２とが並べて配置されている。そして、模擬図形９１の下に記された上向き矢印マーク９３により、汚染箇所が指し示されている。チェック結果テーブル９２中の「メンテナンス方法」は、メンテナンス方法が記載された文書、具体的にはソフトウェアの一部としてインストールされている取扱説明書の電子ファイルへのリンク先である。したがって、作業者が図４に示されている表示画面９を見れば、汚染箇所がアパーチャ電極１６（図４中では「lens2」）であることを直ぐに把握することができる。また、チェック結果テーブル９２中の「lens2のメンテナンス方法（リンク）」との表示箇所をマウス等でクリックすることにより、メンテナンス方法が記載された文書が画面上に開き、それを参照してメンテナンスを実施することができる。
【００５２】
以上のようにして本実施例の四重極型質量分析装置では、作業者の経験や技量によらず、確実に汚染が進行している箇所を自動的に推定して作業者に知らせることができる。そのため、作業者は汚染されているイオン光学素子のみをチャンバ１から取り出して洗浄すればよく、無駄な作業を行う必要がなくなる。また、不必要な洗浄作業によって、イオン光学素子に傷が付いたり異物が付着したりする不具合の発生を減らすことができる。
【００５３】
なお、上記説明では、ステップＳ９、Ｓ１０において、直流電圧を変更する期間Ｔ2の直前におけるイオン強度値と期間Ｔ2の終了後のイオン強度値との強度比を閾値と比較してチャージアップの有無を判定していたが、異なる方法で判定を行うこともできる。
【００５４】
図３で分かるように、イオン光学素子にその直前とは極性が逆である直流電圧を一時的に印加してチャージアップを解消させると、イオン強度はほぼ分析開始当初のレベルに戻る。したがって、この分析開始当初のイオン強度値と期間Ｔ2の終了後のイオン強度値との強度比や強度差を計算し、それを閾値と比較することでチャージアップの有無を判定してもよい。また、分析開始当初のイオン強度値は同じ分析条件の下では概ね再現性があるから、チャージアップが生じていない状態で同じ標準試料について実測されたイオン強度値をリファレンスとしてメモリに記憶させておき、そのリファレンス値と期間Ｔ2の終了後のイオン強度値との強度比や強度差を計算し、それを閾値と比較することでチャージアップの有無を判定してもよい。但し、これら判定方法により判定可能であるは、いずれか一つのイオン光学素子がチャージアップしている場合に限られる。
【００５５】
［第２実施例］
次に本発明の第２実施例である四重極型質量分析装置について、添付図面を参照して説明する。この第２実施例の四重極型質量分析装置の構成は上述した第１実施例の装置と同じであるので、構成についての説明を略す。
【００５６】
上記第１実施例の四重極型質量分析装置では、イオン光学素子に印加する直流電圧を、その直前とは逆の極性である電圧とすることで、チャージアップを解消するようにしていた。しかしながら、汚染の程度がひどい等の理由により、極性が逆である直流電圧を印加してもチャージアップが十分に解消されないことがある。そうした場合に特にこの方法は有効である。図５にこの第２実施例におけるチャージアップチェック処理の一部のフローチャートを示す。図２に示した第１実施例におけるチャージアップチェック処理と異なるのは図２中のステップＳ５の処理のみであるので、そのステップＳ５に相当する処理を図５ではステップＳ５Ａ、Ｓ５Ｂで示している。
【００５７】
即ち、チャージアップチェック制御部４１はチェック対象であるイオン光学素子を一つ選択した後（ステップＳ４）、ＥＳＩプローブ１１で生成されるイオンが逆極性になるようにイオン化モードの極性を一時的に反転させる（ステップＳ５Ａ）。具体的には、試料液を帯電させるためにスプレー先端部に配置されている電極に印加する高電圧の極性を所定時間だけ正から負に反転させる。これにより、一時的に正イオン化モードから負イオン化モードに切り替わり、負イオンが生成される。また、ステップＳ４で選択されたイオン光学素子及びそれよりも前段に配置されている全てのイオン光学素子に印加している直流電圧の極性を、所定の時間だけ反転させるように電源部３１〜３７を制御する（ステップＳ５Ｂ）。例えばスキマー１４がチェック対象として選択されている場合には、加熱キャピラリ１２、イオンレンズ１３、及びスキマー１４という三つのイオン光学素子に印加されている直流電圧の極性が反転される。
【００５８】
イオン化モードの極性が反転されるとともに、イオンの入口側から（つまりは加熱キャピラリ１２側から）選択されたイオン光学素子までのイオン通過経路の直流電場の状態が逆極性になるので、ＥＳＩプローブ１１で生成された負イオンは選択されたイオン光学素子まで到達する。そのため、選択されたイオン光学素子がチャージアップしている場合、到達したイオンによってチャージアップしていた電荷が中和される。即ち、第１実施例のように、そのイオン光学素子に逆極性の直流電圧が印加されることによる電荷の離散効果に加え、蓄積されていた電荷とは逆極性のイオンが接触することによる中和効果によって、より効果的にチャージアップが解消される。それにより、チャージアンプが解消されにくい状態であっても、チャージアップの有無を的確に判定することが可能である。
【００５９】
なお、上記実施例ではＳＩＭ測定を繰り返し行うことで、所定の質量電荷比を有するイオンの強度を連続的に測定していたが、その際には、チャージアップの影響を受け易い低質量のイオンをターゲットとすることが好ましい。ここでいう低質量のイオンとは好ましくはm/zが１０００未満、さらに好ましくは５００未満、さらにまた好ましくは２００未満とするとよい。また、ＳＩＭ測定ではなくスキャン測定を繰り返し行い、それにより得られたトータルイオン電流値をイオン強度としてもよい。
【００６０】
また、上記第１、第２実施例はいずれも本発明を通常の四重極型質量分析装置に適用した例であるが、本発明はコリジョンセルを挟んでその前後に四重極マスフィルタを備えたタンデム四重極型質量分析装置にも適用することができる。また、四重極型質量分析装置やタンデム四重極型質量分析装置のみならず、例えば四重極−飛行時間型（Ｑ−ＴＯＦ型）質量分析装置にも本発明を適用することが可能である。
【００６１】
さらにまた、上記実施例はいずれも本発明の一例であるから、上記記載以外の点について、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形、追加、修正を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。
【符号の説明】
【００６２】
１…チャンバ
１０１…イオン化室
１０２…第１中間真空室
１０３…第２中間真空室
１０４…分析室
１１…ＥＳＩプローブ
１２…加熱キャピラリ
１３…イオンレンズ
１４…スキマー
１５…多重極イオンガイド
１６…アパーチャ電極
１７…プレ四重極マスフィルタ
１８…主四重極マスフィルタ
１９…イオン検出器
２…試料供給部
２１…窒素ガス供給源
２２…バルブ
２３…試料貯留部
３１〜３７…電源部
４…分析制御部
４１…チャージアップチェック制御部
５…データ処理部
５１…イオン強度データ取得部
５２…チャージアップ判定部
６…制御部
６１…チャージアップチェック結果表示処理部
７…入力部
８…表示部
９…表示画面
９１…模擬図形
９２…チェック結果テーブル
９３…矢印マーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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