JP5953153B2 - Mass spectrometer - Google Patents
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Description
本発明は、試料分離手段と質量分析手段とを備えた質量分析装置に関するものである。 The present invention relates to a mass spectrometer provided with a sample separation means and a mass analysis means.
質量分析装置は、試料分子をイオン化し、生成したイオンを電場または磁場により質量電荷比に分離し、その量を検出器にて計測する機器である。そして検出された質量スペクトルから化合物を分析する方法である。 A mass spectrometer is an instrument that ionizes sample molecules, separates the generated ions into a mass-to-charge ratio by an electric field or a magnetic field, and measures the amount with a detector. And it is the method of analyzing a compound from the detected mass spectrum.
質量分析の測定の一つに、MS/MS分析という手法が知られている。これは、特定のイオンを選択し、選択されたイオンをガスとの衝突等によってフラグメント化し、フラグメント化されたイオンから再度特定のイオンを選択することでバックグラウンドの少ないデータを得る方法である。MS/MS型質量分析装置として、質量分離部に四重極電場を生成し、この電場内でイオンを振動運動させることによりイオンを検出する3連四重極型と呼ばれる装置がある。 One of the mass spectrometry measurements is known as MS / MS analysis. In this method, specific ions are selected, the selected ions are fragmented by collision with a gas or the like, and specific ions are selected again from the fragmented ions to obtain data with less background. As an MS / MS type mass spectrometer, there is an apparatus called a triple quadrupole type that detects a ion by generating a quadrupole electric field in a mass separator and vibrating the ion in the electric field.
この3連四重極質量分析装置を図1に示す。3連四重極質量分析装置は、試料導入部1、イオン源部2、質量分離部3、検出器4で構成され、液体クロマトグラフ(LC)やガスクロマトグラフ(GC)等から試料導入部1に測定試料を導入し、測定試料をイオン源部2にてイオン化する。質量分離部3は、それぞれ4本の相対する円柱(ポール)状電極から成る3段の四重極電極で構成される。一段目四重極電極(Q1)11、三段目四重極電極(Q3)13はイオンを選択するマスフィルタとして機能し、二段目四重極電極(Q2)12は衝突室5(コリジョンセル)内に配置される。そして、検出器4にてイオン量に応じた検出信号を出力する。 This triple quadrupole mass spectrometer is shown in FIG. The triple quadrupole mass spectrometer is composed of a sample introduction unit 1, an ion source unit 2, a mass separation unit 3, and a detector 4, and the sample introduction unit 1 from a liquid chromatograph (LC), gas chromatograph (GC), etc. A measurement sample is introduced into the ion source, and the measurement sample is ionized by the ion source unit 2. The mass separation unit 3 is composed of three stages of quadrupole electrodes each composed of four opposing cylindrical electrodes. The first-stage quadrupole electrode (Q1) 11 and the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 function as mass filters for selecting ions, and the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 is the collision chamber 5 (collision). Cell). Then, the detector 4 outputs a detection signal corresponding to the ion amount.
使用者は、入力部101より測定条件を設定し、測定対象イオンを設定する。測定対象イオンは制御部102にて設定電圧に変換され、高周波電圧/直流電圧発生部103を制御して各電極に直流電圧Uと高周波電圧Vを印加する。検出部4にて測定された検出信号は制御部102に送られ、入力部101に測定結果が表示される。 The user sets measurement conditions from the input unit 101 and sets measurement target ions. The measurement target ions are converted into a set voltage by the control unit 102, and the high frequency voltage / DC voltage generation unit 103 is controlled to apply the DC voltage U and the high frequency voltage V to each electrode. The detection signal measured by the detection unit 4 is sent to the control unit 102, and the measurement result is displayed on the input unit 101.
一段目四重極電極(Q1) 11には、直流電圧と高周波電圧が印加される。発生する電場の作用により、イオン源2で生成された各種イオンの中で測定対象とする特定の質量電荷比を有するイオンのみプリカーサイオン(Precursor ion)として通過する。 A DC voltage and a high-frequency voltage are applied to the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11. Due to the action of the generated electric field, only ions having a specific mass-to-charge ratio to be measured among various ions generated in the ion source 2 pass as precursor ions.
二段目四重極電極(Q2) 12は衝突誘起解離(CID:Collision-induced dissociation)を起こすことを目的とし、コリジョンセル5内に収納されており、前記コリジョンセル5内には例えば窒素(N2)等のCIDガス6が導入されている。通常、二段目四重極電極 (Q2) 12では、一般的に高周波電圧のみが印加され、イオンの解離に必要なエネルギーをイオンに与える。二段目四重極電極(Q2)12に入射したプリカーサイオンは、CIDガス6との衝突によりプロダクトイオン(Production ion)となる。プリカーサイオンから質量電荷比の異なる複数種のプロダクトイオンが生成され、三段目四重極電極 (Q3) 13へ導入される。 The second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 is housed in the collision cell 5 for the purpose of causing collision-induced dissociation (CID), and for example, nitrogen ( CID gas 6 such as N2) has been introduced. Usually, in the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12, only a high-frequency voltage is generally applied, and energy necessary for ion dissociation is given to the ions. Precursor ions incident on the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 become product ions due to collision with the CID gas 6. Plural types of product ions with different mass-to-charge ratios are generated from the precursor ions and introduced into the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13.
三段目四重極電極 (Q3) 13には一段目四重極電極 (Q1) 11と同様に、直流電圧と高周波電圧が印加され、発生する電場の作用により、コリジョンセル5で生成された各種イオンの中で測定対象とする特定の質量電荷比を有するプロダクトイオンのみが検出器に到達する。 Like the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11, the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 is applied with a DC voltage and a high-frequency voltage, and is generated in the collision cell 5 by the action of the generated electric field. Of the various ions, only product ions having a specific mass-to-charge ratio to be measured reach the detector.
上記電極に印加する電圧について説明する。四重極型質量分析装置は一段目四重極電極(Q1)11、三段目四重極電極(Q3)13の相対するポール状電極にそれぞれ、(1)式を印加することで、入射イオンの内、特定のイオンのみが通過出来、検出器4へ到達することが可能となる。 The voltage applied to the electrode will be described. The quadrupole mass spectrometer is applied by applying equation (1) to the opposing pole electrodes of the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11 and the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13. Of the ions, only specific ions can pass through and reach the detector 4.
四重極質量分析装置は、特定のイオンに対する±(直流+高周波電圧)の値を、図2に示すマシュー(Mathieu)線図の安定領域をもとに定めることが出来る(特許文献1)。図2の縦軸aと横軸qはそれぞれ(2)(3)式より求められる。 The quadrupole mass spectrometer can determine the value of ± (direct current + high frequency voltage) for specific ions based on the stable region of the Mathieu diagram shown in FIG. 2 (Patent Document 1). The vertical axis a and the horizontal axis q in FIG. 2 are obtained from equations (2) and (3), respectively.
次に、複雑な試料中に含まれる特定成分を特異的に定量する方法としてMRM(Multiple Reaction Monitoring)と呼ばれる手法がある。 Next, there is a technique called MRM (Multiple Reaction Monitoring) as a method for specifically quantifying a specific component contained in a complex sample.
一段目四重極電極(Q1)11を目的のプリカーサイオンの質量電荷比に固定し、さらに二段目四重極電極(Q2)12にてCID反応を行い、CIDにより得られる特徴的なプロダクトイオンを三段目四重極電極(Q3)13で質量固定して測定を行う方法である。CID反応後のイオンを選択するため、MS導入前の試料前処理の簡素化を図ることが可能となる。MRMはSIM(Selected Ion
Monitoring)に比べ、絶対的な感度は低下するが、選択性が飛躍的に向上し、夾雑イオンなどのノイズが非常に小さくすることが可能なため、SIMよりも高感度な測定が可能となる。
A characteristic product obtained by CID by fixing the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11 to the mass-to-charge ratio of the desired precursor ion and further performing the CID reaction with the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 In this method, ions are fixed in mass at the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 for measurement. Since the ions after the CID reaction are selected, it is possible to simplify the sample pretreatment before introducing the MS. MRM is SIM (Selected Ion
Compared to Monitoring, the absolute sensitivity is reduced, but the selectivity is dramatically improved, and noise such as contaminating ions can be made extremely small, enabling measurement with higher sensitivity than SIM. .
MRM測定では、予めユーザが設定した測定項目に基づき、測定対象とするプリカーサイオンとプロダクトイオン毎に順次測定が実施される。 In MRM measurement, measurement is sequentially performed for each precursor ion and product ion to be measured based on measurement items set in advance by the user.
しかし、MRM測定において、コリジョンセル内に現在測定対象とするプリカーサイオンから生成されたプロダクトイオンが残留した状態で、次測定対象とするプリカーサイオンがコリジョンセル内に導入され、現測定と次測定のプロダクトイオンが混在する場合がある。 However, in MRM measurement, the precursor ions to be measured next are introduced into the collision cell with the product ions generated from the precursor ions to be measured currently remaining in the collision cell. Product ions may be mixed.
これが、MS/MS分析においてクロストークと呼ばれる現象であり、クロストークがあると目的成分の定量性が悪化する。 This is a phenomenon called crosstalk in MS / MS analysis, and the presence of crosstalk deteriorates the quantitativeness of the target component.
このクロストークを防止するため、コリジョンセル内のイオンが全て排出される迄測定を実施しない休止期間を設ける方法や、コリジョンセル内の電圧を、例えば0Vのような測定対象外電圧に変化させる等の方法でコリジョンセル内のイオンを強制的に排出するといった方法がある。しかし、測定休止期間を設けた場合、休止期間は測定において無駄な時間であり、測定のスループットを低下させることになる。また、休止期間が短い場合、次にデータの収集を行う検出期間の開始時点において検出器に入射するイオン量が未だ十分には回復していない場合があり、このような状況になると、検出期間の初期に測定感度が低下することになる。また、例えば0Vのような測定対象外電圧に変化させた場合、0V変化後、次の測定対象イオンに対応した電圧を印加した場合、特に高周波電圧は、オーバーシュート(アンダーシュート)やリンギングを発生し、電圧変化後の電圧が安定する迄の待ち時間(セトリング時間)が必要となり、セトリング時間の経過後にその印加電圧に対するイオンの検出を行うことになる。したがって、セトリング時間が長い程、測定の時間間隔が大きくなり、時間分解能が低下することになり、スループットは低下する。 In order to prevent this crosstalk, a method in which a measurement is not performed until all ions in the collision cell are discharged, a voltage in the collision cell is changed to a non-measurement voltage such as 0 V, etc. There is a method of forcibly discharging ions in the collision cell by this method. However, when the measurement suspension period is provided, the suspension period is a wasteful time in measurement, and the measurement throughput is reduced. In addition, if the pause period is short, the amount of ions incident on the detector may not be sufficiently recovered at the start of the next detection period for collecting data. In the early stage of the measurement, the sensitivity of measurement is lowered. Also, for example, when the voltage is changed to a non-measurement voltage such as 0 V, when a voltage corresponding to the next measurement target ion is applied after the change of 0 V, overshoot (undershoot) or ringing occurs particularly in the high-frequency voltage. In addition, a waiting time (settling time) until the voltage after voltage change becomes stable is required, and ions are detected with respect to the applied voltage after the settling time has elapsed. Therefore, the longer the settling time, the longer the measurement time interval, the lower the time resolution, and the lower the throughput.
特許文献2に記載の質量分析装置では、プリカーサイオンの質量電荷比を切り替える休止期間中に、コリジョンセルの入口側や出口側のレンズ電極にパルス電圧を印加し、これによりコリジョンセル内に一時的に形成される電場の作用でイオンをレンズ電極に誘引して衝突させるようにしている。 In the mass spectrometer described in Patent Document 2, a pulse voltage is applied to the lens electrodes on the entrance side and the exit side of the collision cell during the pause period in which the mass-to-charge ratio of the precursor ion is switched, thereby temporarily in the collision cell. The ions are attracted to and collide with the lens electrode by the action of the electric field formed on the surface.
ただし、コリジョンセル内に多量のイオンが残留している状態でレンズ電極にイオン除去用のパルス電圧を印加すると、レンズ電極に衝突するイオン量が多く、レンズ電極が汚染される。また、構造が複雑になり、装置価格の増大や制御対象の増加により、制御が複雑化することになる。 However, if a pulse voltage for ion removal is applied to the lens electrode while a large amount of ions remain in the collision cell, the amount of ions that collide with the lens electrode is large, and the lens electrode is contaminated. In addition, the structure becomes complicated, and the control becomes complicated due to the increase in the device price and the increase in the number of objects to be controlled.
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、MRM測定を行う際、スループットを低下させることなく、測定試料切替時のコリジョンセル内に残存するイオンにより発生するクロストークの影響を除去するための質量分析装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to perform ions remaining in the collision cell at the time of switching the measurement sample without reducing the throughput when performing MRM measurement. An object of the present invention is to provide a mass spectrometer for removing the influence of crosstalk generated by the above.
本発明の質量分析装置は、測定対象のイオンに対して所定の電圧を印加する前に、Mathieu線図不安定化領域より算出した不安定化電圧を印加する。 The mass spectrometer of the present invention applies the destabilization voltage calculated from the Mathieu diagram destabilization region before applying a predetermined voltage to the ions to be measured.
本発明により、コリジョンセルで発生するクロストークの影響を除去し、かつセトリング時間の短縮が可能となる。 According to the present invention, the influence of crosstalk generated in the collision cell can be removed and the settling time can be shortened.
本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described.
図3に示すように、予め装置使用者は測定を行う際にグラフィックユーザインターフェース(GUI)より、各測定条件を決定するファイルを作成する。測定条件の設定内容としては、測定スケジュール、装置条件の設定、チャンネル数の設定、チャンネル条件項目の設定、スキャンモード条件の決定、キャリブレーションファイル指定等である。 As shown in FIG. 3, the apparatus user previously creates a file for determining each measurement condition from a graphic user interface (GUI) when performing measurement. The measurement condition settings include measurement schedule, device condition setting, channel number setting, channel condition item setting, scan mode condition determination, calibration file designation, and the like.
設定項目が多岐に及ぶことから、ファイル構造を以下の4種類に分割する。Sample Table File(301)、Data Acquisition File(302)、Method File(303)、Calibration File(304)の4種類のファイルである。 Since there are various setting items, the file structure is divided into the following four types. There are four types of files: Sample Table File (301), Data Acquisition File (302), Method File (303), and Calibration File (304).
Sample Table File(301)は測定対象イオンをリスト化したファイルであり、一段目四重極電極(Q1)11、三段目四重極電極(Q3)13のMSフィルタにおいて実施する質量分離のリストである。すなわち、Sample Table File(301)は測定スケジュールを決定するファイルであり、複数のサンプルの連続測定に対応するために、測定シーケンスの設定を行うファイルである。 Sample Table File (301) is a file that lists the ions to be measured, and is a list of mass separations performed in the MS filter of the first quadrupole electrode (Q1) 11 and the third quadrupole electrode (Q3) 13. It is. That is, the Sample Table File (301) is a file for determining a measurement schedule, and is a file for setting a measurement sequence in order to support continuous measurement of a plurality of samples.
Sample Table File(301)の各サンプルの測定条件を指定するファイルがData Acquisition File(302)である。 A file for specifying measurement conditions for each sample in the Sample Table File (301) is a Data Acquisition File (302).
Data Acquisition File(302)内には各チャンネルの条件ファイルとしてMethod File(303)と各チャンネルの質量補正を行うCalibration File(304)が存在する。各チャンネル内で指定するスキャンモードの内容及び極性内容をCalibration File(304)が参照し、一段目四重極電極(Q1)11及び三段目四重極電極(Q3)13に最適なキャリブレーション内容を使用する。 In the Data Acquisition File (302), there are a Method File (303) and a Calibration File (304) for performing mass correction of each channel as condition files for each channel. The calibration file (304) refers to the scan mode contents and polarity contents specified in each channel, and calibration is optimal for the first quadrupole electrode (Q1) 11 and the third quadrupole electrode (Q3) 13. Use content.
以上の各ファイルより、全電極に印加する電圧のスケジュールファイル(Voltage Schedule File(305))が作成される。3連四重極質量分析装置は、このVoltage Schedule File(305)を読み込み、各電極に電圧を随時印加する。 From the above files, a schedule file (Voltage Schedule File (305)) of voltages to be applied to all electrodes is created. The triple quadrupole mass spectrometer reads this Voltage Schedule File (305) and applies a voltage to each electrode as needed.
次に、測定対象イオンを切り替える際に、第一の測定対象イオン電圧と第二の測定対象イオンの間に挿入され、コリジョンセル内からプロダクトイオンを排出するExhaust Voltage(Ve)について説明する。 Next, the Exhaust Voltage (Ve) that is inserted between the first measurement target ion voltage and the second measurement target ion and discharges the product ions from the collision cell when switching the measurement target ions will be described.
一般的に、3連四重極質量分析装置において三段目四重極電極(Q3)13に印加される直流電圧及び高周波電圧から直流電圧を除去した高周波電圧のみが二段目四重極電極(Q2)12に印加される。これは、二段目四重極電極(Q2)12と三段目四重極電極(Q3)13間の電圧の振幅ズレがなくなること、Q2内のイオン捕捉ポテンシャルが最適化出来ること、また必要とされる電源数を減らすことが出来るからである。測定はマシュー線図の頂点付近に該当するように実施するため、前記マシュー線図よりq=0.706の高周波電圧が二段目四重極電極12(Q2)に印加される。高周波電圧は、q=0.908を超えると直流電圧aの値に関わらずイオンは通過することが出来なくなる。この通過出来なくなる高周波電圧は、Cutoff電圧と呼ばれる。 Generally, in the triple quadrupole mass spectrometer, only the high-frequency voltage applied to the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 and the high-frequency voltage obtained by removing the DC voltage from the high-frequency voltage is the second-stage quadrupole electrode. (Q2) Applied to 12. This is because the voltage deviation between the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 and the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 is eliminated, and the ion trapping potential in Q2 can be optimized. This is because the number of power supplies can be reduced. Since the measurement is performed so as to correspond to the vicinity of the top of the Matthew diagram, a high-frequency voltage of q = 0.706 is applied to the second-stage quadrupole electrode 12 (Q2) from the Matthew diagram. If the high-frequency voltage exceeds q = 0.908, ions cannot pass through regardless of the value of the DC voltage a. The high-frequency voltage that cannot pass through is called a cut-off voltage.
本質量分析システムは図4に示すように、予め使用者が設定した各ファイルより測定情報を読出し、第一の測定対象イオンと第二の測定対象イオンの間に、このExhaust VoltageをVoltage Schedule File(305)に自動的に挿入する。 As shown in FIG. 4, this mass spectrometry system reads measurement information from each file set in advance by the user, and sets this Exhaust Voltage between the first measurement target ion and the second measurement target ion to the Voltage Schedule File. Insert automatically at (305).
ステップS401で、本質量分析システムは第一の測定対象イオン(M1)を読み出す。次に、ステップS402で第一の測定対象イオンに対応する電圧(V1)を装置設定値より算出し、Voltage Schedule File(305)に記載する(ステップS403)。 In step S401, the mass spectrometry system reads the first measurement target ion (M1). Next, in step S402, the voltage (V1) corresponding to the first measurement target ion is calculated from the apparatus setting value and described in the Voltage Schedule File (305) (step S403).
次にステップS404として、第二の測定対象イオン(M2)を読み出し、ステップS405で、第二の測定対象イオンに対応する電圧(V2)を装置設定値より算出する。そして、ステップS406で第二の測定対象イオンの不安定化電圧(Ve2)を算出し、ステップS407でVoltage Schedule File(305)に記載する。ステップS408で、ステップS405で算出した測定電圧をVoltage Schedule File(305)に記載する。以降の測定対象イオンが設定されている場合、ステップ404からステップS408の動作を順次繰り返し、同様にVoltage Schedule File(305)に記載する。 Next, in step S404, the second measurement target ion (M2) is read, and in step S405, the voltage (V2) corresponding to the second measurement target ion is calculated from the apparatus setting value. In step S406, the destabilization voltage (Ve2) of the second measurement target ion is calculated, and in step S407, it is written in the Voltage Schedule File (305). In step S408, the measurement voltage calculated in step S405 is described in the Voltage Schedule File (305). When subsequent measurement target ions are set, the operations from step 404 to step S408 are sequentially repeated, and similarly described in the Voltage Schedule File (305).
図5、図6記載の電圧は二段目四重極電極(Q2)12に印加される電圧の時間変化である。MRM測定において、一段目四重極電極(Q1)11にて第一の測定対象イオン(M1’)から第二の測定対象イオン(M2’)に設定を切り替え、三段目四重極電極13(Q3)における質量分離対象イオンをM1に固定した場合、二段目四重極電極12(Q2)には、M1に該当する電圧値V1が印加される。 The voltage shown in FIGS. 5 and 6 is the time change of the voltage applied to the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12. In MRM measurement, the first stage quadrupole electrode (Q1) 11 switches the setting from the first measurement target ion (M1 ′) to the second measurement target ion (M2 ′), and the third stage quadrupole electrode 13 When the mass separation target ion in (Q3) is fixed to M1, the voltage value V1 corresponding to M1 is applied to the second-stage quadrupole electrode 12 (Q2).
時間t1迄、第一の測定対象イオン(M1’)から生成されるプロダクトイオンM1を測定し、時間t2から第二の測定対象イオン(M2’)より生成される同プロダクトイオンM1を測定する。 The product ion M1 generated from the first measurement target ion (M1 ') is measured until time t1, and the product ion M1 generated from the second measurement target ion (M2') is measured from time t2.
図5は、本発明の比較例であり、クロストーク除去のため二段目四重極電極に0Vを印加し、コリジョンセル(衝突室)内に残留するイオンを排出した場合である。二段目四重極電極印加電圧は0Vに変動し、その後再度測定対象とするプロダクトイオンの電圧値V1へ変化させる。この時、電圧変動はΔV1であり、その電圧変動幅に比例したオーバーシュート及びリンギングが発生する。この時のセトリング時間をts1とする。 FIG. 5 shows a comparative example of the present invention, in which 0 V is applied to the second-stage quadrupole electrode to eliminate crosstalk, and ions remaining in the collision cell (collision chamber) are discharged. The voltage applied to the second-stage quadrupole electrode changes to 0V, and then changes again to the product ion voltage value V1 to be measured. At this time, the voltage fluctuation is ΔV1, and overshoot and ringing proportional to the voltage fluctuation width occur. The settling time at this time is ts1.
図6は、クロストーク除去のため、二段目四重極電極(Q2)12にExhaust Voltageを印加した場合である。Exhaust Voltageは図2のマシュー線図の測定対象電圧V1の約1.3倍(=0.908/0.706)であり、電圧変動はΔV2になる。 FIG. 6 shows a case where an exhaust voltage is applied to the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 in order to eliminate crosstalk. The Exhaust Voltage is about 1.3 times (= 0.908 / 0.706) the voltage to be measured V1 in the Matthew diagram of FIG. 2, and the voltage fluctuation is ΔV2.
ΔV2はΔV1の約0.3倍であることから、電圧変動幅が0Vに変化させた場合(図5に示す比較例)に比べ、相対的に小さくなる。一般的に、電圧を変動させた場合、変動電圧幅(ΔV)が小さくなるほど、オーバーシュート(アンダーシュート)及びリンギングは小さくなるため、セトリング時間を短縮出来る。すなわち、セトリング時間は、ts1>ts2となることから、Exhaust Voltageを用いてクロストークを除去した場合の方が、0Vに変動させた場合よりもスループットを向上できる。 Since ΔV2 is about 0.3 times ΔV1, it is relatively smaller than when the voltage fluctuation range is changed to 0 V (comparative example shown in FIG. 5). In general, when the voltage is varied, the smaller the variation voltage width (ΔV), the smaller the overshoot (undershoot) and ringing, so that the settling time can be shortened. That is, since the settling time satisfies ts1> ts2, the throughput can be improved when crosstalk is removed using the exhaust voltage than when the crosstalk is changed to 0V.
また、三段目四重極電極(Q3)13における質量分離対象イオン(プロダクトイオン)をM1からM2に変更した場合も同様に、プロダクトイオン(M2)のCutoff電圧値以上を印加することで影響を除去することが出来る。 Similarly, when the mass separation target ion (product ion) at the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 is changed from M1 to M2, it is also affected by applying a cut-off voltage value higher than the product ion (M2). Can be removed.
Exhaust VoltageはCutoff電圧値以上であれば、コリジョンセル内から残留イオンを除去することが可能であるが、2.0倍を超えた場合、0Vへ変化させた場合と電圧変動が同等となるため、Exhaust Voltageは1.3倍以上かつ2.0倍未満とした方が良い。 If the Exhaust Voltage is equal to or higher than the Cutoff voltage value, residual ions can be removed from the collision cell. However, if the Exhaust Voltage exceeds 2.0 times, the voltage fluctuation will be the same as when the voltage is changed to 0 V. Voltage should be 1.3 times or more and less than 2.0 times.
Exhaust Voltageは、自動的にVoltage Schedule File(305)に記載されるが、使用者から直接確認出来るようにしても良く、セトリング時間の最適化を目的に、使用者が設定値を変更しても良い。 The Exhaust Voltage is automatically described in the Voltage Schedule File (305), but it may be able to be confirmed directly by the user, even if the user changes the set value for the purpose of optimizing the settling time. good.
実施例1において、二段目四重極電極(Q2) 12に印加する電圧を高周波電圧としたが、直流電圧も併せて印加可能な構造とした場合、マシュー線図の不安定化領域にすることで、同様にプロダクトイオンを排除することが出来る。 In Example 1, the voltage applied to the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 is a high-frequency voltage. However, when a DC voltage can also be applied, the Matthew diagram shows an unstable region. Thus, product ions can be eliminated in the same manner.
共振回路等を用いて高周波電圧を発生させた場合、一般的に高周波電圧を変動させる場合の方が直流電圧を変動させる場合よりもセトリング時間が長くなる。また、高周波電圧を上昇させることが技術的に困難な場合もある。このような場合、直流電圧によるa値を変化させる方が容易であり、セトリング時間を短縮出来る。 When a high frequency voltage is generated using a resonance circuit or the like, generally, the settling time is longer when the high frequency voltage is varied than when the DC voltage is varied. In some cases, it is technically difficult to increase the high-frequency voltage. In such a case, it is easier to change the a value by the DC voltage, and the settling time can be shortened.
前記マシュー線図より、高周波電圧の値をq=0.706で一定とした場合、直流電圧の値aを0.237以上とすることで、コリジョンセル(衝突室)内から残留イオンを排除することが可能である。 From the above-mentioned Matthew diagram, when the value of the high-frequency voltage is constant at q = 0.706, the residual ions can be eliminated from the collision cell (collision chamber) by setting the DC voltage value a to 0.237 or more. is there.
これは、高周波電圧と組み合わせて変化させても良く、セトリング時間短縮の最適化のために、印加される直流電圧と高周波電圧をマシュー線図不安定領域に変化させれば良い。 This may be changed in combination with the high-frequency voltage, and the applied DC voltage and high-frequency voltage may be changed to the Matthew diagram unstable region in order to optimize the settling time.
実施例2に示す二段目四重極電極(Q2) 12に直流電圧と高周波電圧を印加した場合と同様に、一段目四重極電極(Q1) 11の直流電圧と高周波電圧を不安定領域に変動させることで、一段目四重極電極(Q1) 11を通過してコリジョンセル(衝突室)に導入されるプリカーサイオンが排除されるため、クロストークの影響を低減することが出来る。 Similar to the case where the DC voltage and the high frequency voltage are applied to the second stage quadrupole electrode (Q2) 12 shown in Example 2, the DC voltage and the high frequency voltage of the first stage quadrupole electrode (Q1) 11 are unstable regions. Since the precursor ions introduced through the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11 and introduced into the collision cell (collision chamber) are eliminated, the influence of crosstalk can be reduced.
これは、二段目四重極電極(Q2) 12に導入されるプリカーサイオンがなくなることで、プロダクトイオンが生成出来なくなり、クロストークの影響を除去することが可能となる。 This is because the precursor ions introduced into the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12 are eliminated, so that product ions cannot be generated, and the influence of crosstalk can be eliminated.
実施例1、2と同様に、直流電圧、高周波電圧単体でも良く、組み合わせてマシュー線図不安定領域に変動させても良い。 Similarly to the first and second embodiments, a single DC voltage or high-frequency voltage may be used alone or may be combined and changed to the Matthew diagram unstable region.
実施例1に示したコリジョンセル内のイオンを排出する方法として、二段目四重極電極(Q2) 12後段に例えば四重極電極のような別電極を配置しても良い。また、コリジョンセル外の、三段目四重極電極(Q3) 13前段に例えば四重極電極のような別電極を配置して電圧を印加しても良い。 As a method for discharging the ions in the collision cell shown in the first embodiment, another electrode such as a quadrupole electrode may be disposed after the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12. Alternatively, a voltage may be applied by arranging another electrode such as a quadrupole electrode, for example, before the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13 outside the collision cell.
また、実施例3に示すコリジョンセルに導入されるプリカーサイオンを排除するために、一段目四重極電極(Q1) 11後段に、例えば四重極電極のような別電極を配置しても良く、二段目四重極電極(Q2) 12前段に、例えば四重極電極のような別電極を配置しても良い。 In order to eliminate the precursor ions introduced into the collision cell shown in Example 3, another electrode such as a quadrupole electrode may be disposed after the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11. Second stage quadrupole electrode (Q2) 12 Another electrode such as a quadrupole electrode may be arranged in the preceding stage.
上記、別電極に印加する電圧は、一段目四重極電極(Q1) 11、二段目四重極電極(Q2) 12、三段目四重極電極(Q3) 13とは別個の電源により、不安定化電圧値の電圧を一時的に印加しても良い。 The voltage applied to the above-mentioned separate electrodes is supplied from a power source separate from the first-stage quadrupole electrode (Q1) 11, the second-stage quadrupole electrode (Q2) 12, and the third-stage quadrupole electrode (Q3) 13. Alternatively, a voltage having an unstable voltage value may be temporarily applied.
1 試料導入部
2 イオン源部
3 質量分離部
4 検出部
5 衝突室
6 CIDガス
11 一段目四重極電極(Q1)
12 二段目四重極電極(Q2)
13 三段目四重極電極(Q3)
101 入力部
102 制御部
103 高周波電圧/直流電圧発生部
301 Sample Table File
302 Data Acquisition File
303 Method File
304 Calibration File
305 Voltage Schedule File
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample introduction part 2 Ion source part 3 Mass separation part 4 Detection part 5 Collision chamber 6 CID gas
11 First stage quadrupole electrode (Q1)
12 Second stage quadrupole electrode (Q2)
13 Third stage quadrupole electrode (Q3)
101 Input section
102 Control unit
103 High-frequency / DC voltage generator
301 Sample Table File
302 Data Acquisition File
303 Method File
304 Calibration File
305 Voltage Schedule File
Claims (15)
第1の測定対象イオンから第2の測定対象イオンへと切り替えるタイミングであって前記第2の測定対象のイオンに対して所定の電圧を印加する前に、Mathieu線図不安定化領域より算出した不安定化電圧を印加することを特徴とする、質量分析装置。 A plurality of products generated by the dissociation of the precursor ions, a first mass analysis unit that applies a DC voltage and a high-frequency voltage to select specific precursor ions, a collision chamber having an electrode for dissociating the precursor ions, and In a mass spectrometer having a second mass analyzer that selects only desired ions from ions, and a detector that detects product ions selected by the second mass analyzer,
Calculated from the Mathieu diagram destabilized region at the timing of switching from the first measurement target ion to the second measurement target ion and before applying a predetermined voltage to the second measurement target ion A mass spectrometer characterized by applying an unstable voltage.
前記第1の質量分析部、前記衝突室、前記第2の質量分析部はそれぞれ4本のポール状の電極備えていることを特徴とする質量分析装置。 In claim 1,
The first mass analyzer, the collision chamber, and the second mass analyzer are each provided with four pole-shaped electrodes.
前記衝突室内電極に印加される高周波電圧を前記プロダクトイオンのCutoff電圧値以上とすることを特徴とする質量分析装置。 In claim 2 ,
A mass spectrometer characterized in that a high-frequency voltage applied to the collision chamber electrode is equal to or higher than a Cutoff voltage value of the product ion.
前記衝突室内電極に印加される直流電圧を、前記プロダクトイオンの不安定化電圧とすることを特徴とする質量分析装置。 In claim 2 ,
A mass spectrometer characterized in that a DC voltage applied to the collision chamber electrode is an unstable voltage of the product ion.
前記第1の質量分析部に印加される高周波電圧を、プリカーサイオンの不安定化電圧値とすることを特徴とする質量分析装置。 In claim 2 ,
A high-frequency voltage applied to the first mass analyzer is a destabilizing voltage value of a precursor ion.
第1の質量分析部に印加される直流電圧を、プリカーサイオンの不安定化電圧値以上とすることで、衝突室内への前記プリカーサイオンの混入を防止することを特徴とする質量分析装置。 In claim 2 ,
A mass spectrometer that prevents the precursor ions from being mixed into the collision chamber by setting the DC voltage applied to the first mass spectrometer to a value equal to or higher than the destabilization voltage value of the precursor ions.
前記衝突室内電極後段にさらに別電極を配置し、該別電極に不安定化電圧を印加することを特徴とする質量分析装置。 In claim 3 ,
A mass spectrometer, further comprising another electrode disposed behind the collision chamber electrode, and applying a destabilizing voltage to the other electrode.
前記別電極は、4本のポール状電極であることを特徴とする質量分析装置。 In claim 7 ,
The mass spectrometer is characterized in that the separate electrodes are four pole-shaped electrodes.
第2の質量分析部の前段に別電極を配置し、該別電極に不安定化電圧を印加することを特徴とする質量分析装置。 In claim 3 ,
A mass spectrometer characterized in that another electrode is arranged in front of the second mass spectrometer and an instability voltage is applied to the other electrode.
前記別電極は、4本のポール状電極であることを特徴とする質量分析装置。 In Claim 9 , The said another electrode is four pole-shaped electrodes, The mass spectrometer characterized by the above-mentioned .
第1の質量分析部の後段に別電極を配置し、該別電極に不安定化電圧を印加することを特徴とする質量分析装置。 In claim 5 ,
A mass spectrometer characterized in that another electrode is disposed after the first mass spectrometer and an instability voltage is applied to the other electrode.
前記別電極は、4本のポール状電極であることを特徴とする質量分析装置。 In claim 11 ,
The mass spectrometer is characterized in that the separate electrodes are four pole-shaped electrodes.
第2の質量分析部の前段に別電極を配置し、該別電極に不安定化電圧を印加することを特徴とする質量分析装置。 In claim 5 ,
A mass spectrometer characterized in that another electrode is arranged in front of the second mass spectrometer and an instability voltage is applied to the other electrode.
前記別電極は、4本のポール状電極であることを特徴とする質量分析装置。 In claim 13 ,
The mass spectrometer is characterized in that the separate electrodes are four pole-shaped electrodes.
前記高周波電圧は、プロダクトイオンのCutoff電圧の1.3倍以上であり、2.0倍未満とすることを特徴とする質量分析装置。 In claim 3 ,
The mass spectrometer is characterized in that the high-frequency voltage is 1.3 times or more and less than 2.0 times the Cutoff voltage of product ions.
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