(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源で発生したイオンを質量分離部へ輸送するためのイオン輸送光学系を備えた質量分析装置において、該イオン輸送光学系は、それぞれ螺旋状に巻回した二個の電極をイオン光軸方向に各電極の巻きが交互に存在し且つ互いに分離するように遊嵌して成り、該二個の電極にそれぞれ位相の異なる高周波電圧を印加することを特徴とする質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）や液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）に利用される質量分析装置に関し、更に詳しくは、イオン源で発生したイオンを四重極フィルタなどの質量分離部まで輸送するためのイオン輸送光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は一般的な質量分析装置の基本的構成を示す図である。イオン源１０は電子衝撃イオン化法、化学イオン化法などの各種イオン化法を用いて試料分子をイオン化し、そこで発生したイオンを四重極フィルタなどの質量分離部１１へ導入して質量数（質量／電荷）毎にイオンを分離した後に検出器１２にて検出している。イオン源１０から質量分離部１１へ至るまでの間にイオンが光軸Ｃを大きく外れてしまうと検出感度や精度が低下することになるから、イオン源１０で発生したイオンをできるだけ漏れなく質量分離部１１へ送るために、いわゆるイオン輸送光学系が利用されることが多い。
【０００３】
図５は従来のイオン輸送光学系の構成図である。円環状（又はドーナツ板状、扁平円筒状）の電極１３がイオン光軸Ｃに沿って多数並べて配設され、隣接する電極間１３に電圧源１４より位相が１８０度異なる高周波電圧が印加される。この電圧により電極１３の内側には略円筒状の擬似的な電位壁を有するイオン通過路１５が形成されるため、その一端面側から導入されたイオンはイオン通過路１５からはみ出ないように進んで反対側端面に到達する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のイオン輸送光学系では多数の電極１３をそれぞれ所定間隔離間させて固定しなければならず、電極１３の保持機構の構造が複雑になる。また、各電極１３にそれぞれ電圧を印加しなければならず、配線も複雑になる。
【０００５】
本発明はこのような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、保持構造や配線が簡単であるイオン輸送光学系を備えた質量分析装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、イオン源で発生したイオンを質量分離部へ輸送するためのイオン輸送光学系を備えた質量分析装置において、該イオン輸送光学系は、それぞれ螺旋状に巻回した二個の電極をイオン光軸方向に各電極の巻きが交互に存在し且つ互いに分離するように遊嵌して成り、該二個の電極にそれぞれ位相の異なる高周波電圧を印加することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明に係るイオン輸送光学系では、二個の電極にはそれぞれ互いに位相が１８０度異なる高周波電圧を印加するのが最も好ましい。このような電圧を印加すると二個の電極の螺旋状の巻きの内側にはイオン光軸方向に略円筒形状の擬似的な電位壁を有するイオン通過路が形成される。したがって、電極の一開放端面からイオン通過路内に導入されたイオンは外側に発散することなく電極の他開放端面まで通り抜ける。
【０００８】
【発明の効果】
この発明に係るイオン輸送光学系では、各電極毎に一箇所ずつ電圧の印加ポイントを設ければよいので、配線が非常に簡単になる。また、電極として或る程度剛性の高い材料を使用しさえすれば各巻き毎に保持する必要はなく、例えば各電極毎にその両縁端部でのみ保持すればよい。このようなことから、従来のイオン輸送光学系よりもコストを下げることができる。
【０００９】
【実施例】
本発明の質量分析装置におけるイオン輸送光学系の一実施例を図１、図２により説明する。図１はこのイオン輸送光学系の斜視図、図２はこのイオン輸送光学系側面図である。図１では１組の電極のうちの一方は両端部のみを示している。
【００１０】
このイオン輸送光学系は、細長い金属棒体を螺旋状に巻回して成形した電極を二個（符号をそれぞれ１ａ、１ｂとする）有しており、各電極１ａ、１ｂの巻きがイオン光軸Ｃ方向に交互に所定間隔離間して存在するように配設されている。各電極１ａ、１ｂは高い剛性を有していて撓みは殆ど無いので、図２に示すように絶縁体から成るホルダ２でもって両端部の巻きの適宜箇所を保持することによって安定的に固定することができる。また、各電極の１ａ、１ｂは所定箇所（各一箇所）でそれぞれ電圧源３に接続されており、それぞれ同一振幅、同一周波数であって位相のみが互いに１８０度相違する高周波電圧が印加されるようになっている。
【００１１】
このような電圧が各電極１ａ、１ｂに印加されると、螺旋状の電極１ａ、１ｂの内側には上記従来技術とほぼ同様の、略円筒形状の擬似的な電位壁を有するイオン通過路４が形成される。このイオン通過路４の一端面に導入されたイオンは、イオン通過路４から外側にはみ出ないように進み、他の開放端面に到達して抜け出る。したがって、イオン源にて発生したイオンをこのイオン輸送光学系に導入することにより、効率良く後段（例えば質量分離部）へ送ることができる。
【００１２】
なお、電極１ａ、１ｂは、棒体でなく所定の幅を有する帯状の金属板を螺旋状に巻回したものでもよい。
【００１３】
図３は、本発明に係るイオン輸送光学系の他の実施例を示す斜視図である。上記実施例では電極１ａ、１ｂは各巻きが略同一径の円状に巻回されていたが、この実施例では、電極１ａ、１ｂの各巻きの径はイオンの進行方向に対して徐々に小さくなるように形成されている。
【００１４】
このような形状の電極１ａ、１ｂに上述のような位相の逆転した高周波電圧が印加されると、円錐体の頂部を円断面で切り取った形状のイオン通過路４が形成される。すなわち、イオン通過路４の一端面（上記円錐体の底面側端面）に導入されたイオンは進むに伴いイオン光軸Ｃ近傍に収束される。したがって、図３に示すようにイオン輸送光学系の後段に小径のオリフェスを有するスキマー５を配置するような場合に、イオンを収束して効率良くオリフェスを通過させることができる。
【００１５】
また、電極１ａ、１ｂの隣接する巻きの間に生じる電界強度はその巻きの離間間隔（つまりピッチ）が狭いほど大きくなる。したがって、図１の実施例のように電極１ａ、１ｂの各巻きを略同一径に巻回する場合でも、イオンの進行方向に対して徐々にピッチを狭くすることによりイオン通過路４を図３に示したような形状とすることができる。
【００１６】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行なえることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の質量分析装置におけるイオン輸送光学系の一実施例の斜視図。
【図２】  図１の実施例の側面図。
【図３】  本発明の質量分析装置におけるイオン輸送光学系の他の実施例の斜視図。
【図４】  一般的な質量分析装置の基本構成図。
【図５】  従来のイオン輸送光学系の構成図。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…電極
２…ホルダ
３…電圧源
４…イオン通過路
【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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