特許 5780355 質量分析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5780355

(24)【登録日】2015年7月24日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】質量分析装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/06 20060101AFI20150827BHJP

   H01J 49/42 20060101ALI20150827BHJP

   G01N 27/62 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   H01J49/06

   H01J49/42

   G01N27/62 B

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-505888(P2014-505888)

(86)(22)【出願日】2012年3月22日

(86)【国際出願番号】JP2012057272

(87)【国際公開番号】WO2013140558

(87)【国際公開日】20130926

【審査請求日】2014年4月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】特許業務法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】向畑 和男

【審査官】 桐畑 幸▲廣▼

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１９２３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０２７５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１４７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 GUZOWSKI J P. et al，Characteristics of a rf-only hexapole ion-guide interface for plasma-source time-of-flight mass spectrometry，Journal of Analytical Atomic Spectrometry，英国，The Royal Society of Chemistry，２００１年 ８月，Vol.16, No.8，pp.781-792

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ４９／０６

Ｈ０１Ｊ ４９／４２

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イオン源と検出器との間にイオン輸送光学素子を具備し、試料中の所定成分を質量分析した結果に基づいて前記イオン輸送光学素子に印加する電圧を最適化する調整機能を有する質量分析装置において、
a)前記イオン輸送光学素子への印加電圧の電圧値を所定ステップ幅で段階的に変化させる手段であって、その電圧値に応じて前記ステップ幅を変更する電圧印加手段と、
b)前記電圧印加手段により印加電圧が変化される毎に、所定成分由来のイオンに対するイオン強度情報を取得し、該イオン強度情報に基づいて最大のイオン強度を与える電圧値を求める最適電圧探索手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。

【請求項2】

請求項１に記載の質量分析装置であって、
前記電圧印加手段は、印加電圧の絶対値における電圧値が大きくなるに従いステップ幅が広くなるように連続的又は段階的に該ステップ幅を変更することを特徴とする質量分析装置。

【請求項3】

イオン源と検出器との間にイオン輸送光学素子を具備し、試料中の所定成分を質量分析した結果に基づいて前記イオン輸送光学素子に印加する電圧を最適化する調整機能を有する質量分析装置において、
a)前記イオン輸送光学素子への印加電圧の電圧値を所定ステップ幅で段階的に変化させる手段であって、分析対象であるイオンの質量電荷比に応じて前記ステップ幅を変更する電圧印加手段と、
b)前記電圧印加手段により印加電圧が変化される毎に、所定成分由来のイオンに対するイオン強度情報を取得し、該イオン強度情報に基づいて最大のイオン強度を与える電圧値を求める最適電圧探索手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。

【請求項4】

請求項３に記載の質量分析装置であって、
前記電圧印加手段は、分析対象であるイオンの質量電荷比が大きくなるに従いステップ幅が広くなるように連続的又は段階的に該ステップ幅を変更することを特徴とする質量分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は質量分析装置に関し、さらに詳しくは、質量分析装置においてイオンを後段に輸送するためのイオン輸送光学系へ印加する電圧を自動的に調整する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、質量分析装置では、試料由来のイオンの発散を抑えつつ後段に輸送するために、複数のイオン輸送光学素子が利用されている。例えば特許文献１に記載の液体クロマトグラフ質量分析装置（ＬＣ／ＭＳ）では、イオン源と質量分析器である四重極マスフィルタとの間に配設された、脱溶媒管、Ｑアレイと呼ばれるイオンガイド、スキマー、八重極型イオンガイド、入口レンズ電極、プリロッド電極などが全てイオン輸送光学素子である。

【0003】

また、タンデム四重極型質量分析装置（三連四重極型質量分析装置とも呼ばれる）では、コリジョンセルの内部で衝突誘起解離（ＣＩＤ＝Collision Induced Dissociation）によりイオンを開裂させるが、その開裂による所望のプロダクトイオンの生成効率はコリジョンセルに入射するイオンが持つコリジョンエネルギに依存する。コリジョンエネルギはコリジョンセルやその前段のイオン輸送光学素子に印加される電圧で決まり、この電圧を調整することでイオン強度は変化するから、コリジョンセルも広義のイオン輸送光学素子であるといえる。

【0004】

これらイオン輸送光学素子では、最大のイオン強度が得られるような最適な電圧値は装置毎に微妙に相違する。また、最適な電圧値は分析対象成分の質量電荷比によっても相違する。そのため、高感度及び高精度の分析を行うには、装置毎に且つ質量電荷比毎に、各イオン輸送光学素子への印加電圧の最適値を見出す作業が実際の分析に先立って必要となる。こうした目的のために、特許文献１に記載したように、従来の質量分析装置には、各イオン輸送光学素子への印加電圧の最適値を自動的に求めるオートチューニング機能が搭載されており、印加電圧の最適値を見出す作業を分析者が手動で行う負担を軽減している。なお、ここでいう電圧値とは、印加電圧が高周波電圧である場合にはその振幅値であり、印加電圧が直流電圧である場合にはその電圧値そのものである。

【0005】

従来の一般的なオートチューニング機能によりイオン輸送光学素子への印加電圧を自動調整する際には、所定の電圧値範囲について所定の電圧ステップ幅で以て印加電圧を段階的に変化させながら、各段階で同一成分に対するイオン強度を観測し、イオン強度が最大又はそれに近い状態となるような電圧値を探索する。通常、イオン輸送光学素子への印加電圧を変化させたときにイオン強度は山形状に変化する。そのため、最大のイオン強度を与える電圧値を求めるには、印加電圧の変化幅（電圧ステップ幅）をできるだけ狭くする必要がある。しかしながら、電圧ステップ幅を狭くするほど測定点数が増えるため、自動調整に要する時間が長くなるという問題がある。逆に、自動調整時間を短縮しようとすると電圧ステップ幅を広げざるをえず、最大イオン強度に近い状態を捉えることができずに感度が犠牲になるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１９２３８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、イオン輸送光学素子への印加電圧を自動的に調整する際の所要時間をできるだけ短縮しながらイオン強度が最大となる状態又はそれに近い状態を見出すことで、より適切な電圧調整を実現することができる質量分析装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願発明者の検討によれば、イオンガイド等のイオン輸送光学素子への印加電圧値を変化させたときのイオン強度の変化は上述したように山形状のピークを示すが、分析対象であるイオンの質量電荷比が大きいほど、最大イオン強度を与える電圧値（絶対値）は大きくなり、且つそのピークの幅がブロードになることが判明した。即ち、質量電荷比が大きいほど、そして印加電圧が高いほど、単位電圧変化量に対するイオン強度変化は小さくなる。単位電圧変化量に対するイオン強度変化が小さければ、電圧変化のステップ幅を広げても最大イオン強度からの低下が殆どないイオン強度を与える電圧（最適電圧）を見出すことが可能である。本願発明者はこうした点に着目し、印加電圧の電圧値を段階的に変化させながら最適電圧を探索する際に、その印加電圧や質量電荷比に応じて電圧ステップ幅を変更することに想到した。

【0009】

即ち、上記課題を解決するために成された第１発明は、イオン源と検出器との間にイオン輸送光学素子を具備し、試料中の所定成分を質量分析した結果に基づいて前記イオン輸送光学素子に印加する電圧を最適化する調整機能を有する質量分析装置において、
a)前記イオン輸送光学素子への印加電圧の電圧値を所定ステップ幅で段階的に変化させる手段であって、その電圧値に応じて前記ステップ幅を変更する電圧印加手段と、
b)前記電圧印加手段により印加電圧が変化される毎に、所定成分由来のイオンに対するイオン強度情報を取得し、該イオン強度情報に基づいて最大のイオン強度を与える電圧値を求める最適電圧探索手段と、
を備えることを特徴としている。

【0010】

第１発明に係る質量分析装置の典型的な一態様として、前記電圧印加手段は、印加電圧の絶対値における電圧値が大きくなるに従いステップ幅が広くなるように連続的又は段階的に該ステップ幅を変更する構成とするとよい。

【0011】

また上記課題を解決するために成された第２発明は、イオン源と検出器との間にイオン輸送光学素子を具備し、試料中の所定成分を質量分析した結果に基づいて前記イオン輸送光学素子に印加する電圧を最適化する調整機能を有する質量分析装置において、
a)前記イオン輸送光学素子への印加電圧の電圧値を所定ステップ幅で段階的に変化させる手段であって、分析対象であるイオンの質量電荷比に応じて前記ステップ幅を変更する電圧印加手段と、
b)前記電圧印加手段により印加電圧が変化される毎に、所定成分由来のイオンに対するイオン強度情報を取得し、該イオン強度情報に基づいて最大のイオン強度を与える電圧値を求める最適電圧探索手段と、
を備えることを特徴としている。

【0012】

第２発明に係る質量分析装置の典型的な一態様として、前記電圧印加手段は、分析対象であるイオンの質量電荷比が大きくなるに従いステップ幅が広くなるように連続的又は段階的に該ステップ幅を変更する構成とするとよい。

【0013】

なお、第１及び第２発明に係る質量分析装置において、イオン輸送光学素子は、一般的にイオンガイドやイオンレンズと呼ばれるイオン輸送光学素子のほか、略大気圧雰囲気であるイオン化室から次段の真空室へとイオンを輸送する細径の管状体、異なる真空雰囲気である真空室を隔てイオン通過開口を有するスキマー、或いは、コリジョンセルなども含むものとする。

【0014】

第１発明に係る質量分析装置、第２発明に係る質量分析装置のいずれにおいても、単位電圧変化量に対するイオン強度変化が相対的に大きな印加電圧範囲において細かい電圧刻みでイオン強度が調べられる。これにより、最大イオン強度又はそれに近いイオン強度を与える電圧範囲が狭くても、そうした大きなイオン強度を与える電圧値を見逃すことなく的確に捉えることができる。一方、単位電圧変化量に対するイオン強度変化が相対的に小さな印加電圧範囲においては、粗い電圧刻みでイオン強度が調べられる。これにより、探索対象の電圧範囲が広くても、大きなイオン強度を与える電圧値を見逃すことなく、探索点、つまりはイオン強度を取得する測定点の数を抑えることができる。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、第１及び第２発明に係る質量分析装置によれば、大きなイオン強度を与える電圧値を探索するために、必要以上に無駄なイオン強度情報の取得を行うことがなくなるので、イオン輸送光学素子へ印加する電圧を最適化するための調整に要する時間を短縮することができる。また、そのように調整の所要時間を短縮しながら、調整の精度を維持し、高い分析感度や分析精度を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施例による質量分析装置の要部の概略構成図。

【図2】Ｑアレイにおける高周波電圧の電圧値とイオン強度との関係の実測結果を示す図。

【図3】図２の実測結果に基づく質量電荷比と高周波電圧の電圧値との関係を示す図。

【図4】本実施例の質量分析装置における電圧自動調整動作の説明図。

【図5】本実施例の質量分析装置における電圧自動調整動作の説明図。

【図6】本発明の他の実施例による質量分析装置における電圧自動調整動作の説明図。

【図7】本発明の他の実施例による質量分析装置における電圧自動調整動作の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の一実施例である質量分析装置について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施例による質量分析装置の要部の概略構成図である。

【0018】

この質量分析装置は液体試料に含まれる各種成分を質量分析する大気圧イオン化質量分析装置であり、略大気圧雰囲気であるイオン化室１と、図示しない高性能の真空ポンプにより真空排気される高真空雰囲気である分析室４との間に、第１中間真空室２及び第２中間真空室３の２室が設けられた多段差動排気系の構成を有する。イオン化室１と第１中間真空室２との間は細径の脱溶媒管７を介して連通し、第１中間真空室２と第２中間真空室３との間はスキマー９の頂部に設けられた極小径の通過孔（オリフィス）を通して連通している。

【0019】

イオン化室１の内部にはＥＳＩイオン化プローブ５が配設されており、図１中に示すように、試料成分を含む液体試料がＥＳＩイオン化プローブ５に供給され、該プローブ５先端のノズル６に達すると、液体試料は電荷を付与されながらイオン化室１中に噴霧される。噴霧された帯電液滴は周囲のガスに衝突して微細化されるとともに該液滴中の溶媒が気化し、その過程で試料成分はイオン化される。なお、ＥＳＩでなく、ＡＰＣＩなど他の大気圧イオン化法を用いてもイオン化が可能であることは当然である。イオン化室１内で生成されたイオンや未だ完全に溶媒が気化していない微細液滴は差圧によって脱溶媒管７中に引き込まれ、加熱された脱溶媒管７中を通過する間にさらに微細液滴からの溶媒の気化が進んでイオン化が促進される。

【0020】

第１中間真空室２内には、比較的高いガス圧の下でイオンを収束させつつ輸送するために、Ｑアレイと呼ばれる第１イオンガイド８が設けられている。Ｑアレイは、イオン光軸Ｃに直交する面内で該光軸Ｃを取り囲むように配置された４枚の電極板が、イオン光軸Ｃ方向に複数配列されてなる構成を有する。脱溶媒管７を通して第１中間真空室２内に送り込まれたイオンは、第１イオンガイド８で収束されてスキマー９頂部のオリフィスを通過し第２中間真空室３に入る。第２中間真空室３内にはイオン光軸Ｃを取り囲むように配置された８本のロッド電極から成る第２イオンガイド１０が設けられている。イオンはこの第２イオンガイド１０により収束されつつ入口レンズ電極１１の開口を経て分析室４に送り込まれる。分析室４内には、イオン光軸Ｃ方向に延伸する４本のロッド電極から成る四重極マスフィルタ１３と、その前段にあって四重極マスフィルタ１３よりも短い４本のロッド電極から成るプレフィルタ１２と、が配設されている。

【0021】

分析室４に導入された各種イオンの中で、特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極マスフィルタ１３を通り抜けてイオン検出器１４に到達する。イオン検出器１４による検出信号はデータ処理部１５に入力され、デジタルデータに変換された後に例えばマススペクトル、マスクロマトグラム、トータルイオンクロマトグラムの作成などの各種のデータ処理が実行される。

【0022】

本実施例の質量分析装置では、脱溶媒管７、第１イオンガイド８、スキマー９、第２イオンガイド１０、入口レンズ電極１１、プレフィルタ１２が本発明におけるイオン輸送光学素子に相当する。これら各素子には、制御部３０による制御の下に、電源部２０〜２５からそれぞれ、高周波電圧と直流電圧とを重畳した電圧、又は、直流電圧のみが印加される。なお、四重極マスフィルタ１３やイオン化プローブ５、イオン検出器１４などにもそれぞれ電圧が印加されるが、ここではそれら電圧を印加する電源部の記載は省略している。

【0023】

制御部３０は、最適電圧調整制御部３１、電圧ステップ情報記憶部３２、最適電圧情報記憶部３３などを機能ブロックとして含む。これら各部の動作についてはあとで詳述する。なお、データ処理部１５や制御部３０の機能は、所定の制御・処理ソフトウエアを搭載したパーソナルコンピュータにより具現化することができる。

【0024】

本実施例の質量分析装置において高い分析感度、分析精度を実現するには、イオン化室１内（又は一部は脱溶媒管７内や第１中間真空室２内）で生成されたイオンのうち、分析対象であるイオンができるだけ高い効率で四重極マスフィルタ１３に導入されることが必要である。そのためには、上述した各イオン輸送光学素子におけるイオン通過効率をそれぞれ最大又はそれに近い状態にする必要がある。いま一例として、第１イオンガイド８に着目すると、第１イオンガイド８でイオンの通過効率をできるだけ高くするには、電源部２１から第１イオンガイド８に印加される高周波電圧の電圧値と直流バイアス電圧の電圧値とを分析対象であるイオンの質量電荷比に応じて適切に設定することが重要である。そのために、本実施例の質量分析装置は特徴的な電圧自動調整（オートチューニング）機能を有している。次に、この電圧自動調整の動作を説明する。

【0025】

図２は、第１イオンガイド８へ印加する高周波電圧の電圧値とイオン検出器１４で検出されるイオン強度（ここでは規格化されたイオン強度）との関係を、複数の質量電荷比m/zにおいて実測した結果を示す図である。この測定の際には、電圧値を１Ｖステップで変化させている。また、図３は図２の実測結果に基づいて得られた、質量電荷比と最適電圧値（最大イオン強度を与える電圧値）との関係を示す図である。図２の結果から、高周波電圧の電圧値の変化に対するイオン強度変化は略山型のピークを示すが、質量電荷比が大きいほど最適電圧値は高くなり、またピークの幅は質量電荷比が高いほど広くなっていることが分かる。また、図３の結果から、質量電荷比と最適電圧値とはほぼ比例関係であることが分かる。

【0026】

具体的にいうと、実測した中で質量電荷比が最小であるm/z168.1のイオンに対しては高周波電圧の電圧値が１０Ｖ〜４０Ｖ程度である範囲（約３０Ｖの幅）にピークが広がっており、他方、実測した中で質量電荷比が最大であるm/z1048.65のイオンに対しては高周波電圧の電圧値が５０Ｖ〜１５０Ｖ程度である範囲（約１００Ｖの幅）にピークが広がっている。電圧値の変化に対してイオン強度の変化を示すピーク形状はおおよそ、図４に示すようなガウス分布で近似可能である。このようなガウス分布を示すピークにおいて、ピークトップを適切に捉えるには、ピーク開始点からピーク終了点までのピーク全範囲に対して２０点程度の測定点を採る必要がある。これを上記実測によるピーク電圧幅に当てはめると、m/z168.1の場合には、３０Ｖ／２０＝１．５Ｖ、m/z1048.65の場合には１００Ｖ／２０＝５Ｖ、が適切な電圧ステップ幅（以下、最適電圧ステップ幅という）として求まる。

【0027】

即ち、ピーク幅が狭い図４（ａ）においてＭ１＝161.8である場合、最適電圧ステップ幅ΔＶ₁は１．５Ｖである。一方、ピーク幅が相対的に広い図４（ｂ）においてＭ２＝1048.65である場合、最適電圧ステップ幅ΔＶ₂は５Ｖである。これは、実測結果に基づいて或る２つの質量電荷比に対してそれぞれ得られた最適電圧ステップ幅であるが、図３に示したように質量電荷比と最適電圧値とはほぼ比例関係にあるから、任意の質量電荷比における最適電圧ステップ幅は、上記の２つの質量電荷比における最適電圧ステップ幅から直線補間により求めることができる。即ち、図５中にＰで示す直線から、任意の質量電荷比に対する最適電圧ステップ幅を求めることが可能である。

【0028】

そこで本実施例の質量分析装置では、図５に示した直線Ｐを表す関係式を予め電圧ステップ情報記憶部３２に格納しておく。この関係式は、初期的には装置メーカが実測結果に基づいて算出することができるが、例えば第１イオンガイド８の汚れを除去する等の目的で分解・再組立が実行されたり該イオンガイド８が新品に交換されたりした場合には、電極板の配置等が微妙に変わって上記関係式が変化するおそれがある。そうした場合のために、上記関係式を新たに求めるための測定及びデータ処理を実行するモードを用意しておき、ユーザが該モードの実行を指示することで、新たな関係式が得られるようにしてもよい。なお、関係式を表すデータの代わりに、質量電荷比と最適電圧ステップ幅との対応関係を示すテーブルを利用してもよい。

【0029】

第１イオンガイド８に対する電圧自動調整の実行時には、最適電圧調整制御部３１はまず電圧ステップ情報記憶部３２に格納されている上記のような関係式を参照して、調整したい質量電荷比に対応する最適電圧ステップ幅を求める。例えば図５に示す関係式においては、調整したい質量電荷比がＭ１であれば最適電圧ステップ幅としてΔＶ₁が求まる。そこで、第１イオンガイド８へ印加される高周波電圧の電圧値が、所定の電圧範囲について最適電圧ステップ幅ΔＶ₁ずつ段階的に変化するように電源部２１を制御する。なお、電圧値を走査する電圧範囲についても、質量電荷比に対応して電圧ステップ情報記憶部３２に記憶させておくようにすればよい。

【0030】

第１イオンガイド８へ印加される高周波電圧の電圧値が変化する毎に、データ処理部１５は、質量電荷比がＭ１である試料成分由来のイオンに対するイオン強度データを取得する。最適電圧調整制御部３１は、第１イオンガイド８への印加電圧が変化する毎に得られるイオン強度の大小関係を順次判定し、イオン強度が最大となる電圧値を求め、その質量電荷比Ｍ１に対する最適電圧値として最適電圧情報記憶部３３に保存する。複数の質量電荷比において最適電圧値を探索する場合には、それら質量電荷比に対応した試料成分を含む液体試料を導入して、上記と同様の測定及び処理を繰り返せばよい。

【0031】

調整対象である質量電荷比が大きい場合には質量電荷比が小さい場合に比べて電圧ステップ幅が広がるが、図２に示したように電圧変化に対するイオン強度の変化が小さくなるため、電圧ステップ幅を広くしても最大イオン強度又はそれに近い状態を与える電圧値を見出すことが可能である。一方、質量電荷比が大きい場合に電圧ステップ幅が広がることで、イオン強度データを取得する測定点が少なくて済むから、測定回数を減らすことで電圧自動調整に要する時間を短縮することができる。

【0032】

なお、第１イオンガイド８に印加される直流電圧についても、同様の手法により、対象とする質量電荷比に応じて電圧ステップ幅を変更して段階的に電圧値を変化させ、最適電圧値を求めるようにすることができる。また、第１イオンガイド８以外の各イオン輸送光学素子についても同様にして、対象とする質量電荷比に応じて電圧ステップ幅を変更して段階的に高周波電圧の電圧値又は直流電圧の電圧値を変化させ、最適電圧値を求めるようにすることができる。ただし、イオン輸送光学素子によっては、電圧ステップ幅の質量電荷比依存性がない又は無視できる程度に小さい場合があり得る。そうした場合には、質量電荷比に応じて電圧ステップ幅を変更する意味は実質的にないから、従来通り、質量電荷比に依らず一定の電圧ステップ幅で電圧値を変化させながら最適電圧値を探索するようにすればよい。

【0033】

また上記実施例では、図５中に直線Ｐで示す関係式に従って質量電荷比から最適電圧ステップ幅を求めていたが、図５中に折れ線Ｑで示すような階段状の関係をデータ化して（例えばテーブル化して）これを電圧ステップ情報記憶部３２に記憶させておき、これに従って質量電荷比から最適電圧ステップ幅を算出するようにしてもよい。また、上記実施例では、質量電荷比と最適電圧ステップ幅との関係がほぼ線形であるので線形補間を用いたが、イオン輸送光学素子によっては、質量電荷比と最適電圧ステップ幅との関係を曲線近似したほうが適切な場合もあり得る。その場合には、１次式でなく２次以上の多次式で以て質量電荷比と電圧ステップ幅との関係を規定するようにすればよい。また、式で規定することが困難である場合には、テーブル等を利用すればよいことも明白である。

【0034】

次に、本発明の他の実施例による質量分析装置について説明する。この実施例の質量分析装置の構成は上記実施例と基本的に同じであるので説明を略す。上記実施例では、図２において、質量電荷比によってピークの位置や広がりが相違することに着目し、質量電荷比が大きい場合に最適電圧ステップ幅を広げるような制御を行っていた。そのため、或る１つの質量電荷比に対して最適電圧値を探索する際には電圧ステップ幅は一定である。即ち、図４（ａ）又は（ｂ）において、高周波電圧の電圧値に拘わらず電圧ステップ幅ΔＶ₁又はΔＶ₂は一定である。

【0035】

一方、図２に示した実測結果を単にピーク幅と電圧値との関係から捉えると、全体として電圧値（絶対値）が大きいほどピーク幅が広いことが分かる。そこで、この実測結果に基づいて、質量電荷比とは無関係に、高周波電圧の電圧値と最適電圧ステップ幅との関係を直線式等で表すようにすることもできる。具体的には、例えば質量電荷比Ｍ１における最適電圧値Ｖ₁と最適電圧ステップ幅ΔＶ₁との関係と、質量電荷比Ｍ２における最適電圧値Ｖ₂と最適電圧ステップ幅ΔＶ₂との関係とから、任意の電圧値と最適電圧ステップ幅との関係を直線補間により求めるようにすることができる。即ち、図６中にＰ’で示す直線を求めれば、この直線に基づいて、任意の高周波電圧の電圧値に対する最適電圧ステップ幅を求めることが可能である。

【0036】

そこでこの実施例の質量分析装置では、図６に示した直線Ｐ’の関係式を予め電圧ステップ情報記憶部３２に格納しておく。上記実施例と同様に、この関係式は、初期的には装置メーカが実測結果に基づいて求めておけばよいが、上記関係式を新たに求めるための測定及びデータ処理を実行するモードを用意しておき、ユーザが該モードの実行を指示することで新たな関係式が得られるようにしてもよい。

【0037】

第１イオンガイド８に対する電圧自動調整の実行時には、最適電圧調整制御部３１は電圧ステップ情報記憶部３２に格納されている上記のような関係式を参照して、第１イオンガイド８に印加しようとする高周波電圧の電圧値に対応する最適電圧ステップ幅を求める。この場合には、印加電圧の電圧値が増加する毎に最適電圧ステップ幅も徐々に広がるから、実際に電圧を印加する前に、電圧ステップ情報記憶部３２に格納されている上記のような関係式を参照して、所定の電圧範囲内で段階的に印加する電圧値を全て計算しておくとよい。

【0038】

具体的には、図６に示す関係式において、電圧値Ｖ₁に対しては最適電圧ステップ幅ΔＶ₁が求まり、該ステップ幅だけ電圧を増加させた電圧値Ｖ₁＋ΔＶ₁に対してはΔＶ₁よりも広いΔＶ₁’が最適電圧ステップ幅として求まる。これを繰り返すことで、所望の電圧範囲において第１イオンガイド８に印加すべき全ての電圧値を求めることができる。
なお、第１イオンガイド８に印加する電圧値を変化させる毎にイオン強度を検出し、イオン強度が最大となる電圧値を見出し、求まった電圧値を最適電圧値として最適電圧情報記憶部３３に保存することは上記実施例と同じである。

【0039】

図７は或る質量電荷比における電圧自動調整の際の電圧変化とイオン強度との関係を示す図である。図７で明らかなように、上記実施例では、或る１つの質量電荷比に対して最適電圧値を探索する際には電圧ステップ幅は一定である（図４参照）が、この実施例では、或る１つの質量電荷比に対して最適電圧値を探索する際に電圧ステップ幅が徐々に拡大されることになる。この実施例においても上記実施例と同様に、最大イオン強度を与える最適電圧値を見落とすことなく、電圧自動調整に要する時間を短縮することができる。

【0040】

この実施例においても上記実施例と同様の各種の変形が可能である。例えば、図６中に直線Ｐ’で示す関係式に代えて、同図中に折れ線Ｑ’で示すような階段状の関係をデータ化し、これに従って電圧値から最適電圧ステップ幅を算出するようにしてもよい。

【0041】

また、上記実施例はいずれも本発明の一例にすぎないから、上記説明以外の点について、本発明の趣旨の範囲で適宜変形や修正、追加を行っても本願請求の範囲に包含されることは当然である。

【符号の説明】

【0042】

１…イオン化室
２…第１中間真空室
３…第２中間真空室
４…分析室
５…ＥＳＩイオン化プローブ
６…ノズル
７…脱溶媒管
８…第１イオンガイド
９…スキマー
１０…第２イオンガイド
１１…入口レンズ電極
１２…プレフィルタ
１３…四重極マスフィルタ
１４…イオン検出器
１５…データ処理部
２０〜２５…電源部
３０…制御部
３１…最適電圧調整制御部
３２…電圧ステップ情報記憶部
３３…最適電圧情報記憶部
Ｃ…イオン光軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】