[發明專利]離子輸送裝置以及使用該裝置的質量分析裝置

有效

• 申請號: 201380077511.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN105308714B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 西口克;今津亞季子;榮歐樹
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: H01J49/06
• 分類號: H01J49/06;H01J49/42
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 徐樂樂

技術領域

本發明涉及收集離子并輸送的離子輸送裝置，尤其涉及適用于電噴霧電離質譜裝置、大氣壓化學電離質譜裝置、高頻電感耦合等離子體電離質譜裝置之類的、具備在接近于大氣壓的較高的氣壓環境下電離試樣的離子源的質量分析裝置的離子輸送裝置以及使用該裝置的質量分析裝置。

背景技術

在電噴霧電離法(ESI)、大氣壓化學電離法(APCI)、大氣壓光電離法(APPI)等使用大氣壓離子源的質量分析裝置中，相對于電離室大致為大氣壓環境，配置有四極桿質量過濾器等質量分離器、離子檢測器的分析室的內部有必要保持在高真空環境。在此一般來說在這樣的質量分析裝置中，采用在電離室與分析室之間設置1至多個的中間真空室，階段性地提高真空度那樣的多級差動排氣系統的結構。在這樣的多級差動排氣系統的結構的質量分析裝置中，在中間真空室的內部配置被稱作離子透鏡、離子導向裝置的離子傳輸光學系統。離子輸送光學系統是，通過直流電場、高頻電場或這兩者的作用，會聚離子，或一邊根據情況加速或減速，一邊將離子向后段輸送的一種設備。

為了更有效率地收集離子且輸送，以往使用了各種各樣的構造以及結構的離子輸送光學系統。作為被廣泛利用的離子輸送光學系統的一種方式，在離子光軸的周圍或沿著離子光軸具備多個電極，通過在該多個電極中相鄰的電極上施加彼此相位相互反轉了180°的高頻電壓，且與其疊加地對各電極施加不同的直流電壓，由此，一邊使離子遠離各電極一邊進行收集以及輸送。作為此方式的離子輸送光學系統的代表例，有將4根或4根以上的偶數根的棒電極配置在離子光軸周圍的多極高頻離子導向裝置、取代棒電極而使用由在離子光軸方向上配設的多個電極板形成的假想棒電極的多極高頻離子導向裝置等。還有，在專利文獻1中公開了一種被稱作為離子漏斗的離子輸送光學系統，其構造為將具有圓形開口的孔電極(Aperture electrode)沿離子光軸多個排列。進一步還有專利文獻2中公開了一種被稱為高頻電子干擾儀的離子輸送光學系統，其在印刷基板上大致同心圓狀地形成多個環狀電極。

在如上述的各種離子輸送光學系統中，利用在多個電極上施加高頻電壓而形成的高頻電場來使離子遠離該電極的作用能通過基于振蕩電場的贗勢(Pseudo-potential)的概念來說明。贗勢是針對將基于振蕩電場的微小振動平均化了的長期運動作用的電勢，宏觀地來看，離子以從電極承受與贗勢的梯度成比例的排斥力的方式運動。因此，在利用高頻電場的一般的離子輸送光學系統中，一邊通過此虛擬的排斥力防止離子向電極的碰撞，一邊通過疊加在高頻電場的直流電場的作用將離子向希望的方向集聚且輸送。

上述現有的離子漏斗、高頻電子干擾儀尤其通過高密度地配置微小化了的電極，來實現效率高的離子收集和離子輸送。然而，為此有必要以較高的位置精度配置多個微小電極，還有必要在各個微小電極上施加高頻電壓和電壓值不同的直流電壓，故有降低成本變得困難，裝置成本變高的傾向。還有，因為很多情況下有必要以包圍全部的離子通過區域的方式配置電極，所以在裝置的小型化、裝置構造的變更上伴隨著很多困難。綜上所述，與現有的離子漏斗、高頻電子干擾儀相比能夠以較少數量的電極實現與以往相同程度的離子收集效率以及離子輸送效率，且構造簡單至能夠靈活應對裝置構造的變更的離子輸送光學系統被寄予厚望。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第6107628號說明書

專利文獻2：日本特開2010-527095號公報

發明內容

發明要解決的問題

本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的在于，提供一種離子輸送裝置，其電極數量少、構造簡單，且能夠高效地收集離子并向后段例如質量分離器、其他的離子輸送裝置等輸送。

還有，本發明的其他目的在于，通過利用上述的離子輸送裝置，能夠進行較高靈敏度的質量分析，向微量分析提供適合的質量分析裝置。

解決問題的手段

為了解決上述的問題而做出的本發明的第1方式的離子輸送裝置是通過電場的作用收集離子并將該離子向后段輸送的離子輸送裝置，其特征在于，具有：

a)電極組，其由多個環狀電極形成，所述多個環狀電極以向后段輸送離子的開口部為中心被配置為大致同心圓狀，各環狀電極的徑向的截面形狀為，至少面向離子到來的一側的部分為彎曲狀或組合多條直線而成的虛擬彎曲狀；以及