[发明专利]离子输送装置以及使用该装置的质量分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及收集离子并输送的离子输送装置，尤其涉及适用于电喷雾电离质谱装置、大气压化学电离质谱装置、高频电感耦合等离子体电离质谱装置之类的、具备在接近于大气压的较高的气压环境下电离试样的离子源的质量分析装置的离子输送装置以及使用该装置的质量分析装置。

背景技术

在电喷雾电离法(ESI)、大气压化学电离法(APCI)、大气压光电离法(APPI)等使用大气压离子源的质量分析装置中，相对于电离室大致为大气压环境，配置有四极杆质量过滤器等质量分离器、离子检测器的分析室的内部有必要保持在高真空环境。在此一般来说在这样的质量分析装置中，采用在电离室与分析室之间设置1至多个的中间真空室，阶段性地提高真空度那样的多级差动排气系统的结构。在这样的多级差动排气系统的结构的质量分析装置中，在中间真空室的内部配置被称作离子透镜、离子导向装置的离子传输光学系统。离子输送光学系统是，通过直流电场、高频电场或这两者的作用，会聚离子，或一边根据情况加速或减速，一边将离子向后段输送的一种设备。

为了更有效率地收集离子且输送，以往使用了各种各样的构造以及结构的离子输送光学系统。作为被广泛利用的离子输送光学系统的一种方式，在离子光轴的周围或沿着离子光轴具备多个电极，通过在该多个电极中相邻的电极上施加彼此相位相互反转了180°的高频电压，且与其叠加地对各电极施加不同的直流电压，由此，一边使离子远离各电极一边进行收集以及输送。作为此方式的离子输送光学系统的代表例，有将4根或4根以上的偶数根的棒电极配置在离子光轴周围的多极高频离子导向装置、取代棒电极而使用由在离子光轴方向上配设的多个电极板形成的假想棒电极的多极高频离子导向装置等。还有，在专利文献1中公开了一种被称作为离子漏斗的离子输送光学系统，其构造为将具有圆形开口的孔电极(Aperture electrode)沿离子光轴多个排列。进一步还有专利文献2中公开了一种被称为高频电子干扰仪的离子输送光学系统，其在印刷基板上大致同心圆状地形成多个环状电极。

在如上述的各种离子输送光学系统中，利用在多个电极上施加高频电压而形成的高频电场来使离子远离该电极的作用能通过基于振荡电场的赝势(Pseudo-potential)的概念来说明。赝势是针对将基于振荡电场的微小振动平均化了的长期运动作用的电势，宏观地来看，离子以从电极承受与赝势的梯度成比例的排斥力的方式运动。因此，在利用高频电场的一般的离子输送光学系统中，一边通过此虚拟的排斥力防止离子向电极的碰撞，一边通过叠加在高频电场的直流电场的作用将离子向希望的方向集聚且输送。

上述现有的离子漏斗、高频电子干扰仪尤其通过高密度地配置微小化了的电极，来实现效率高的离子收集和离子输送。然而，为此有必要以较高的位置精度配置多个微小电极，还有必要在各个微小电极上施加高频电压和电压值不同的直流电压，故有降低成本变得困难，装置成本变高的倾向。还有，因为很多情况下有必要以包围全部的离子通过区域的方式配置电极，所以在装置的小型化、装置构造的变更上伴随着很多困难。综上所述，与现有的离子漏斗、高频电子干扰仪相比能够以较少数量的电极实现与以往相同程度的离子收集效率以及离子输送效率，且构造简单至能够灵活应对装置构造的变更的离子输送光学系统被寄予厚望。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第6107628号说明书

专利文献2：日本特开2010-527095号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的在于，提供一种离子输送装置，其电极数量少、构造简单，且能够高效地收集离子并向后段例如质量分离器、其他的离子输送装置等输送。

还有，本发明的其他目的在于，通过利用上述的离子输送装置，能够进行较高灵敏度的质量分析，向微量分析提供适合的质量分析装置。

解决问题的手段

为了解决上述的问题而做出的本发明的第1方式的离子输送装置是通过电场的作用收集离子并将该离子向后段输送的离子输送装置，其特征在于，具有：

a)电极组，其由多个环状电极形成，所述多个环状电极以向后段输送离子的开口部为中心被配置为大致同心圆状，各环状电极的径向的截面形状为，至少面向离子到来的一侧的部分为弯曲状或组合多条直线而成的虚拟弯曲状；以及