质量分析装置制造方法及图纸

兼顾减速离子的加速和减速离子的速度分散幅度的降低，来兼顾检测离子灵敏度的提高和分辨率提高。棒状电极(4‑2‑a)～(4‑2‑d)中的至少一组相对的棒状电极间的距离dx在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，使所述至少一组相对的棒状电极间的距离dx从入口部向出口部逐渐减少或者增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质量分析装置
本专利技术涉及一种使用了四极质量分析仪的质量分析系统，尤其涉及在分析生物体内试样时等需要较高灵敏度以及较高分辨率的质量分析。
技术介绍
以往，在由至少4根棒状电极组成，且将多台对所述棒状电极施加直流电压U和高频(RF)电压VRFcos(Ωt+Φ0)的四极电极系统以串联方式连接的质量分析系统中，多台四极电极系统中的一台具有如下功能：填充有缓冲气体，并通过与缓冲气体的碰撞对目标离子进行解离(CollisionInducedDissociation：碰撞诱导解离)的碰撞室。尤其，通过碰撞室内的四极电极系统的离子，因与缓冲气体的碰撞而通过速度减速，因此很可能会碰撞室通过延迟而对作为质量分析结果的质谱带来串扰等不利影响。因此，以使减速离子加速为目的，采用向离子的行进方向生成DC成分的电势梯度的单元。在专利文献1中，作为碰撞室中的离子的加速单元，如图5所示，使棒状电极的直径逐渐变化的4根电极(4-2-a、4-2-b、4-2-c、4-2-d)交替地相反方向地配置，向相对的电极(4-2-a、4-2-c)叠加施加RF电压-VcosΩt和微小DC电压ΔUy，对其他相对的电极(4-2-b、4-2-d)叠加施加RF电压+VcosΩt和微小DC电压ΔUx。由此，在电极系统的中心轴上生成DC成分的电位梯度。在此时的中心轴上生成的DC成分的电位电势的数值分析结果如图6所示。可知，DC成分的电位电势沿着离子的行进方向(z方向)倾斜。由此，通过内部的离子被加速。现有技术文献专利文献专利文献1：US5847386
技术实现思路
专利技术要解决的课题如图6所示，当生成DC成分的电位梯度时，有使通过内部的离子在行进方向上加速的效果。此时，解析通过内部的100个离子的轨道以及速度而得的结果如图7所示。观察z方向的速度的解析结果，可知速度大幅度地振动。如图8所示，在平行地排列电极直径相同的4根电极的正常的电极系统中，如图9所示，虽然z方向的速度由于与缓冲气体的碰撞而减速，但是如图7所示，并没有振动。图10示出了在图5所示的体系与图8所示的体系的情况下，按照离子描绘出电极系统出口中的z方向速度vz的结果。图5所示的体系的情况下的vz的分散幅度与图8所示的体系的情况相比，约宽5倍左右。这与离子的通过时间差、也就是质谱的幅度紧密相关，因此导致分辨率低下的可能性较高。以下表示研究了导致分辨率低下的速度分散的原因的结果。在图8的体系中，相对于离子的Z方向速度不进行振动，在图5的体系中进行振动的原因认为是RF成分的电位电势与DC成分的电位梯度(图6)同样地倾斜。图11表示RF成分的中心轴上的电位电势解析结果。RF成分的电位电势根据z坐标而变化、也就是说在z方向也生成RF电场，因此认为离子在z方向进行振动，离子的速度在出口也进行振动、分散。用于解决课题的手段为了解决上述问题，本专利技术的第1质量分析装置具备2n根棒状电极以及控制部，该控制部对所述棒状电极施加直流电压U和高频电压VRFcosΩt而在所述棒状电极间生成高频的四极以上的多极电场，棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离，在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，所述至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐减少。另外，本专利技术的第2质量分析装置具备2n根棒状电极以及控制部，该控制部对所述棒状电极施加直流电压U和高频电压VRFcosΩt而在所述棒状电极间生成高频的四极以上的多极电场，棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离，在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，所述至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐增加。专利技术效果由于离子的行进方向的RF电场生成被抑制(z方向的离子振动被抑制)，因此能够使减速离子的加速以及速度分散幅度的减小均被兼顾，由此，可以实现高灵敏度、高分辨率分析。附图说明图1是本专利技术的第一实施例的串联(tandem)型四极质量分析装置的各电极配置、结构的概要图。图2是本专利技术的测量质量分析数据的质量分析系统整体的概要图。图3是四极电场内的离子稳定透射区域图。图4是本专利技术的第一实施例的四极电极系统的结构以及电压施加方法的概要图。图5是使相对的电极间距离根据z坐标而变更的、以往的四极电极系统的结构以及以往的电压施加方法的概要图。图6是总结了将图4以及图5体系中的、中心轴上的DC成分的电位电势通过模拟导出的结果的图。图7是通过现有方法对四极电极内的离子轨道和z方向速度进行解析而得的结果。图8是不使相对的电极间距离根据z坐标而变更的类型的、以往的四极电极系统的结构以及以往的电压施加方法的概要图。图9是对图8所示的体系中的、四极电极系统内的离子的z方向速度进行解析而得的结果。图10是对图5所示的体系(以往)的情况和图14所示的体系(第二实施例)中的、出口的z方向速度进行解析而得的结果。图11是求出了图5所示的体系(以往)的情况和图14所示的体系(第二实施例)中的、中心轴上的RF成分纤维电势的z坐标依赖性的结果。图12是四极电极系统和之后的出口电极的概要图。图13是表示将四极系统出口附近的中心轴上的电位电势通过逆相位进行解析而得的结果的图。图14是本专利技术的第一实施例的四极电极系统的结构和电压施加方法的概要图。图15是表示将图5所示的体系(以往)的情况与图14所示的体系(第二实施例)中的、z方向离子速度进行解析而得的结果的图。图16是本专利技术的第三实施例的四极电极系统的结构和电压施加方法的概要图。图17是本专利技术的第三实施例的四极电极系统的结构和电压施加方法的概要图。图18是本专利技术的第三实施例的四极电极系统的结构和电压施加方法的概要图。图19是本专利技术的第四实施例的四极电极系统的结构和电压施加方法的概要图。图20是表示将图5所示的体系(以往)的情况与图14所示的体系(第二实施例)中的、Q2出口的中心轴((x，y)＝(0，0))上的电位电势的时间变化进行解析而得的结果的图。具体实施方式生成用于抑制在出口附近离子在z方向上振动的电位分布。因此，认为需要下面2个手段。第1个是通过在出口附近使RF成分的电位电势相对于z坐标基本固定(变化较小或者没有变化)，来抑制z方向的RF电场生成。另外，当中心轴上的RF成分的电位电势不为零时，如图13所示，中心轴上的电位也根据相位进行正值、负值的振动。图20的(1)示出了将此时出口的中心轴上的电位电势的时间变化进行解析而得的结果。这种情况下，可知振幅为173V左右，并以与RF电压频率相同的频率进行振动。如图12所示，对于出口电极仅施加通常DC成分的电压而不施加RF电压，因此在多极电极系统与出口电极间生成与在中心轴生成的RF电场相等的RF电场。也就是说，在多极电极系统与出口电极间，也会生成离子在z方向进行振动的RF电场。因此，作为第2个手段，如图20的(2)所示，通过电极形状/配置、电压来进行调整，以便在多极电极系统的出口附近的中心轴上的电位电势的RF成分为零。如上所述，在内部生成倾斜状的DC电位电势的多极电极系统中，在多极电极系统的出口附近，使RF成分的电位电势相对于z坐标基本固定，进而使出口附近的中心轴上的RF成分的电位电势成为接近零的值，由此抑制离子的行进方向的RF电场生成(抑制z方向的离子振动)，因此是能够兼顾减速离子的加速以及速度分散幅度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质量分析装置，其具备2n根棒状电极以及控制部，该控制部对所述棒状电极施加直流电压U和高频电压VRFcosΩt而在所述棒状电极间生成高频的四极以上的多极电场，其特征在于，棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离，在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，所述至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐减少。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 JP 2015-2457831.一种质量分析装置，其具备2n根棒状电极以及控制部，该控制部对所述棒状电极施加直流电压U和高频电压VRFcosΩt而在所述棒状电极间生成高频的四极以上的多极电场，其特征在于，棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离，在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，所述至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐减少。2.一种质量分析装置，其具备2n根棒状电极以及控制部，该控制部对所述棒状电极施加直流电压U和高频电压VRFcosΩt而在所述棒状电极间生成高频的四极以上的多极电场，其特征在于，棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离，在离子入射的入口部和离子出射的出口部不同，所述至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐增加。3.根据权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于，所述棒状电极中的至少一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐减少，其他一组相对的棒状电极间的距离从入口部向出口部逐渐增加，各组的电极被配置在彼此旋转了90度的位置。4.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，棒状电极具备多组彼此相对的棒状电极，所述控制部针对各电极组施加高频电压VRFcosΩt，以使高频电压VRFcosΩt的振幅值VRF在电极组间不同。5.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，当出口部附近的、彼此相对的两组电极间的距离分别为dx、dy时，所述控制部根据dx、dy的值进行控制，以使两...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉成清美，照井康，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本,JP