[发明专利]四极型质量分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用了四极滤质器(mass filter)作为根据质量电荷比(m/z)分离源自试样的离子的质量分析器的四极型质量分析装置。

背景技术

一般地，在四极型质量分析装置中，将由试样生成的各种离子导入四极滤质器来仅使具有特定的质量电荷比的离子选择性地通过，利用检测器对所通过的离子进行检测来获取与离子的量相应的强度信号。

如公知那样，普通的四极滤质器由被配置成围绕离子光轴且互相平行的四根杆电极构成，对该四根杆电极分别施加将直流电压和高频电压(交流电压)相加得到的电压。能够通过沿着四极滤质器的离子光轴的方向的空间的离子的质量电荷比取决于施加于杆电极的高频电压(振幅)和直流电压。因此，通过根据分析对象的离子的质量电荷比适当地设定高频电压和直流电压，能够使作为目标的离子选择性地通过并对其进行检测。另外，使施加于杆电极的高频电压和直流电压分别在规定范围内变化，由此能够在规定范围内对通过四极滤质器的离子的质量电荷比进行扫描，根据此时由检测器得到的信号来制作质谱。这就是所谓的扫描测量。

更为详细地说明施加于四极滤质器的杆电极的电压，一般使四根杆电极中的隔着离子光轴相对的两根杆电极之间电连接，对其中一个由两根杆电极构成的组施加U+V·cosωt的电压，对另一个由两根杆电极构成的组施加-U-V·cosωt的电压。该±U是直流电压，±V·cosωt是高频电压。也有时对各杆电极还附加共用的直流偏置电压，但该直流偏置电压与能够通过的离子的质量电荷比基本无关，因此在此对其忽略。此外，如上所述，严格地说，U是直流电压的电压值，V是高频电压的振幅值，但在以下说明中简化地记为直流电压U、高频电压V。

当进行上述的扫描测量时，通常进行如下控制：在使直流电压的电压值U与高频电压的振幅值V之比(U/V)保持固定的同时，分别改变U和V(例如参照专利文献1)。例如在如专利文献2中记载的以往的四极型质量分析装置中，利用D/A转换器将从控制用CPU依次提供的电压设定数据转换为模拟电压，由此生成扫描测量时施加于杆电极的直流电压U。因此，相对于质量电荷比的变化的直流电压U的变化为如图6的(b)所示那样的大致直线状。通过调整该直流电压U来对质量分辨率进行调整，该质量分辨率是质量分析装置的重要的性能之一。利用基于图7所示的马提厄(Mathieu：有时也被称为马修)方程式的解的稳定条件的稳定区域图来简单地说明该情况。

在被杆电极围成的四极电场中离子能够稳定地存在(即能够在飞行途中不发散地通过四极滤质器)的稳定区域S是用如图7的(a)和图7的(b)中所示的大致三角形状的框围成的区域。伴随质量电荷比的增加，稳定区域S如图示那样向与该质量电荷比的增加方向相同的方向(右方)移动并且扩大其面积。基本上，只要在进行质量扫描时以使直流电压U连续进入稳定区域S内的方式来改变该电压U，就能够使具有作为目标的质量电荷比的离子依次通过四极滤质器。但是，质量分辨率根据表示直流电压U相对于质量电荷比的变化的直线L横穿稳定区域S内的哪个位置而不同。因而，为了在整个质量范围内大致均匀地维持质量分辨率，需要改变直流电压U，使得直线L横穿形状相似且位置和面积依次变化的稳定区域S内相对相同的部分。因此，以往，能够通过调整“增益”和“偏移”这两个参数来调整直流电压U的线性的变化，进而能够调整质量分辨率。

具体地说，“增益”是能够改变电压U的变化量与质量电荷比的变化量之比的参数，如图7的(b)所示，当改变“增益”时，表示质量电荷比与电压U之间的关系的直线L的斜率发生变化。另一方面，“偏移”是能够改变质量电荷比的变化(扫描)起点处的电压U的绝对值的参数，如图7的(a)所示，当改变“偏移”时，表示质量电荷比与电压U之间的关系的直线L在电压U轴方向上进行平移。在以往的四极型质量分析装置中，在利用标准试样进行校准时，通过自动调整上述两个参数来对表示质量电荷比与电压U之间的关系的直线的斜率、位置进行调整，从而能够调整质量分辨率。