DE10116979A1 - Ion storage device for flight time mass spectrometer uses DC potential trough in which ions oscillate for cooling by impact with residual gas atoms - Google Patents

Ion storage device for flight time mass spectrometer uses DC potential trough in which ions oscillate for cooling by impact with residual gas atoms

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Abstract

The ion storage device receives ions continuously in a given direction, for storage of the ions over a limited interval of at least 10 microseconds, with extraction of the ions at defined points via voltage pulses. The storage device is provided by a DC voltage potential trough in which the ions oscillate, having a residual gas pressure of greater than 0.001 mbar and a potential distribution in both directions perpendicular to the oscillation direction allowing the ions to be held for several microseconds.

Description

Für ein Flugzeit-Massenspektrometer ist es notwendig eine Wolke von Ionen gleichzeitig in eine Richtung, die z-Richtung, zu starten, aber es ist auch wichtig, dass man eine hohe Ionenintensität in dieser Wolke erhält. Ein effektiver Weg, diese beiden Ziele gleichzeitig zu erreichen, ist es die Ionen über einen längeren Zeitraum hinweg zu erzeugen, für diesen Zeitraum zwischen zu speichern und dann so in z-Richtung zu extrahieren, dass Ionen auch verschiedener Energien gleichzeitig, d. h. zumindest innerhalb weniger nsec, die Startposition erreichen, von wo aus sie in das Flugzeit-Massen­ spektrometer eingeschossen werden. Im Falle einer Elektronenstoss-Ionenquelle für positiv geladene Ionen kann man diese Zwischenspeicherung dadurch erreichen, dass man diese Ionen in dem Potentialtrog des Elektronenstrahl speichert.For a time-of-flight mass spectrometer it is necessary to have a cloud of ions in one at the same time Direction, the z direction, but it is also important that you have a high ion intensity in this cloud receives. An effective way to achieve both of these goals is by using the ions to generate over a longer period of time, for this period to save and then extract in the z direction in such a way that ions of different energies simultaneously, i.e. H. at least within a few nsec, reach the start position from where they crowd into the flight time spectrometer can be shot. In the case of an electron impact ion source for positively charged ones Ions can be achieved by storing these ions in the ion Potential trough of the electron beam stores.

Dieses Prinzip der Ionen-Speicherung durch statische Potential-Mulden kann man nun in soweit erweitern, dass man
This principle of ion storage using static potential wells can now be extended to the extent that

  • 1. diese Ionenspeicherung durch ein-dimensionale Harfen-ähnliche Gitter oder aber durch normale Maschen-Gitter bewirkt, die sich auf einem für die Ionen anziehenden Potential befinden. Ionen, die in die Nähe dieses Gitters geraten, werden dann von diesem angezogen, aber im allgemeinen einen der Gitter-Drähte erst dann erreichen, wenn sie mehrfach durch Gitter- Maschen oder Bereiche zwischen Gitterdrähten hindurchgependelt sind (siehe Abb. 1). Beachtenswert ist hierbei, dass
    • 1. 1.1 die Ionen-Speicherzeit dadurch begrenzt ist, dass die Ionen - nach einer gewissen Anzahl von Pendelschwingungen durch Gitter-Maschen oder Bereiche zwischen Gitterdrähten - auf einem der Drähte landen und für eine Extraktion nicht mehr zur Verfüllung stehen (siehe Abb. 2).
    • 2. 1.2 die Ionen während ihrer Speicherzeit durch die Pendelbewegungen bei einem geeignet hohen Restgas-Druck durch Kollisionen mit Restgas-Atomen oder -Molekülen kinetische Energie verlieren, d. h. dass sie gekühlt werden. Hierbei kann man die Ionen relativ leicht auf Energien abkühlen, die nur wenig grösser sind als die Energien der Restgas-Atome und -Moleküle. Diese Kühlung hat auch zue Folge, dass die Amplitude ±Δz der Ionen-Pendel­ schwingungen in z-Richtung kleiner und kleiner wird.
    1. This ion storage by one-dimensional harp-like grids or by normal mesh grids, which are at a potential attractive for the ions. Ions that come close to this grid are then attracted to this grid, but generally only reach one of the grid wires if they have oscillated several times through grid meshes or areas between grid wires (see Fig. 1). It is worth noting that
    • 1.1 the ion storage time is limited by the fact that the ions - after a certain number of oscillations caused by meshes or areas between wire meshes - land on one of the wires and are no longer available for extraction (see Fig. 2) .
    • 2. 1.2 the ions lose kinetic energy during their storage time due to the pendulum movements at a suitably high residual gas pressure due to collisions with residual gas atoms or molecules, ie they are cooled. Here, the ions can be cooled relatively easily to energies that are only slightly larger than the energies of the residual gas atoms and molecules. This cooling also has the consequence that the amplitude ± Δz of the ion pendulum vibrations in the z direction becomes smaller and smaller.
  • 2. die Ionenspeicherung nicht nur für die z-Richtung optimiert wird, in der die Ionen letztlich abgesaugt werden, sondern auch in den zu der z-Richtung senkrechten x- und y-Richtungen in denen die Ionen entweichen können trotz der Pendelschwingungen in z-Richtung. Dies kann erreichen indem man
    • 1. 2.1 vor und nach dem Gitter, das sich auf einem für die Ionen anziehenden Potential befindet, Blenden oder Zylinder anbringt, die sich auf für die Ionen abstossenden Potentialen befinden. Bei dieser Elektrodenanordnung sinken die rücktreibenden Kräfte in den x- und y- Richtung allerdings mit dem Abstand von dem Gitter, d. h. die Rückhaltekräfte sind nur zu Beginn der Speicherphase wirksam, wenn die Pendelamplituden noch gross sind. Andererseits sind diese Rückhaltekräfte gegen Ende der Speicherzeit auch nicht mehr so wichtig, da die Ionenenergie und damit auch die Geschwindigkeit der Ionen in den x- und y- Richtungen dann - durch Stoss-Kühlung - schon deutlich geringer geworden ist.
    • 2. 2.2 Dafür sorgt, dass sich mehrere eng begrenzte Elektronen-Bündel kreuzen.
    2. The ion storage is not only optimized for the z direction in which the ions are ultimately extracted, but also in the x and y directions perpendicular to the z direction in which the ions can escape despite the oscillations in z Direction. This can be done by
    • 1. 2.1 before and after the grid, which is at a potential attractive for the ions, attaches diaphragms or cylinders which are at potentials repelling the ions. In this electrode arrangement, however, the restoring forces in the x and y directions decrease with the distance from the grid, ie the restraining forces are only effective at the beginning of the storage phase when the pendulum amplitudes are still large. On the other hand, these retention forces are no longer so important towards the end of the storage time, since the ion energy and thus the speed of the ions in the x and y directions have then become significantly lower due to shock cooling.
    • 2. 2.2 Ensures that several narrowly limited electron bundles cross.
  • 3. man schon existierende niederenergetische Ionenbündel oder Wolken in die Ionen-Speicher- Einrichtung einbringt. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn diese Ionenwolken nur geringe räumliche und zeitlich Ausdehnungen haben, d. h. auf vielleicht einige mm und einige µsec zusammengedrängt sind.3. one already existing low-energy ion bundles or clouds in the ion storage Institution. This is particularly advantageous if these ion clouds only have a small amount have spatial and temporal dimensions, d. H. maybe a few mm and a few µsec are huddled together.

In solch einer mit Gleichspannung betriebenen Ionen-Speicher-Einrichtung erreicht man so innerhalb weniger 10 µsec, dass die Ionen durch ihre Pendelschwingungen in Kollisionen mit Restgas-Atomen oder Restgas-Molekülen ihre kinetische Energie weitgehend an diese Atome und Moleküle abgeben, also effektiv gekühlt werdenm. Bedenkt man hierbei, dass für eine effektive Ionenkühlung mehrere Stösse zwischen Ionen und Restgas-Atomen oder Molekülen notwendig sind, so sieht man, dass der Restgasdruck doch wenigstens einige 0.001 mbar betragen muss. Dieser Druck ergibt sich daraus, dass die freie Weglänge zwischen Ion-Atom Kollisionen nicht wesentlich grösser sein sollte als die Amplitude der Ionen-Pendelschwingungen, damit überhaupt Stösse zwischen Ionen und Restgasatomen während weniger Ionen-Pendelschwingungen stattfinden können und dass die Pendelamplituden zumindest anfangs mehrere mm betragenIn such an ion storage device operated with direct voltage, one achieves within less than 10 µsec that the ions due to their oscillations in collisions with residual gas atoms or residual gas molecules largely release their kinetic energy to these atoms and molecules, be cooled effectively. Considering that there are several for effective ion cooling If there are collisions between ions and residual gas atoms or molecules, you can see that the Residual gas pressure must be at least a few 0.001 mbar. This pressure results from the fact that the free path length between ion-atom collisions should not be significantly larger than that Amplitude of the ion pendulum vibrations, so there are bumps between ions and Residual gas atoms can take place during less ion oscillations and that the Pendulum amplitudes are at least initially several mm

In einer solchen mit statischen Spannungen betriebenen Ionen-Speicher-Einrichtung erreicht man, dass
In such an ion storage device operated with static voltages, one achieves that

  • 1. die maximale kinetische Energie der Ionen bei Ihren Pendelschwingungen durch Stösse mit Restgas-Atomen oder -Molekülen sehr klein wird, d. h. dass diese Energie am Ende nur einige Male höher ist als die thermische der Restgas-Atome oder -Moleküle, d. h. Kth ≈ 0.02 eV im Falle eines Kühlgases von 0°C.1. The maximum kinetic energy of the ions during their oscillations due to collisions with residual gas atoms or molecules becomes very small, ie that this energy is only a few times higher than the thermal of the residual gas atoms or molecules, ie K th ≈ 0.02 eV in the case of a cooling gas of 0 ° C.
  • 2. bei gegebener Tiefe der Potential-Mulde wird damit die maximale Ausdehnung "Δz" der Ionenwolke in z-Richtung sehr klein; in den meisten Fällen deutlich kleiner als der Abstand zweier Drähte des Gitters. Dies bewirkt dass
    • 1. 2.1 die "Umkehrzeit ΔTU = √(2Δzm/E)" der Ionen der Masse m bei Ihrer Extraktion sehr klein wird. Bei Extraktionen mit Feldstärken von E ≧ 100 V/mm erreicht man so im "Einholpunkt" Ionenwolken von nur wenigen nsec Dauer für die beschriebene Ionen-Speicher- Einrichtung.
    • 2. 2.2 die Energiebreite ΔK = EΔz der extrahierten Ionen klein ist. Auf diesem Wege erreicht man so relativ leicht Energiebreiten ΔK von wenigen eV für die beschriebene Ionen-Speicher- Einrichtung.
    2. With a given depth of the potential well, the maximum extent “Δz” of the ion cloud in the z direction is very small; in most cases significantly smaller than the distance between two wires of the grid. This causes that
    • 1. 2.1 the "inversion time ΔT U = √ (2Δzm / E)" of the ions of mass m becomes very small during their extraction. In the case of extractions with field strengths of E ≧ 100 V / mm, ion clouds of only a few nsec in duration are obtained in the "overtaking point" for the ion storage device described.
    • 2. 2.2 the energy width ΔK = EΔz of the extracted ions is small. In this way it is relatively easy to achieve energy widths ΔK of a few eV for the ion storage device described.
  • 3. die meisten der in die Ionen-Speicher-Einrichtung eingebrachten Ionen noch für eine Extraktion zur Verfügung stehen, wenn man die Ionenspeicherzeit auf nicht viel mehr als 10 µsec ausdehnt3. most of the ions introduced into the ion storage device are still for one Extraction will be available if you look at not much more than the ion storage time Extends 10 µsec

Diese Art der Ionenspeicherung kann man hervorragend kombinieren mit der Ionenspeicherung in einer Paul'schen Hochfrequenz-Ionenfalle oder mit der Speicherung in einer linearen Potential-Mulde in einem gas-gefüllten Hochfrequenz-Quadrupol, -Hexapol, -Octupol, etc. In beiden Fällen kann man nämlich Ionen relativ gut über msec aufsammeln, erreicht jedoch nach einer Extraktion nur Ionenbündel von einigen µsec Dauer mit Energiebreiten von einigen eV oder von einigen 100 nsec mit Energiebreiten von einigen eV. Solche Ionenbündel kann man in eine der oben beschriebenen gitterbehafteten Gleichspannungs-Ionen-Speicher-Einrichtungen einbringen, dort während einiger µsec oder einiger 10 µsec weiter kühlen und dann als Ionenbündel von wenigen nsec Dauer extrahieren mit Energiebreiten von einigen eV oder doch nur wenig mehr als 10 eV.This type of ion storage can be perfectly combined with ion storage in a Paul high-frequency ion trap or with storage in a linear potential well in a gas-filled high-frequency quadrupole, hexapole, octupole, etc. In both cases you can  namely collecting ions relatively well over msec, but only achieved after extraction Ion bundles of a few µsec in duration with energy widths of a few eV or of some 100 nsec Energy widths of a few eV. Such ion beams can be placed in one of those described above Introduce latticed DC voltage ion storage devices, there for a few µsec or continue cooling for a few 10 µsec and then extract as ion bundles with a duration of a few nsec Energy widths of a few eV or just a little more than 10 eV.

Claims (20)

1. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer, in die Ionen kontinuierlich in z- Richtung eingeschleust jedoch nur zu definierten Zeiten mit Puls-Spannungen extrahiert und auf wenige nsec zusammengedrängt in ein Flugzeit-Massenspektrometer eingebracht werden dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung aus einer Gleichspannungs- Potential-Mulde besteht in der die Ionen in z-Richtung hin und her pendeln, d. h. in der Richtung in der sie letztlich auch abgesaugt werden, wobei der Restgasdruck, in dem die Ionen pendeln, grösser sein soll als ≈ 0.001 mbar, so dass Ion-Atom Stösse in - für eine Ionenkühlung - ausreichender Zahl während weniger Pendelschwingungen stattfinden können, und dass die Potentialverteilung in den zu der z-Richtung senkrechten x- und y-Richtungen so gestaltet sind, dass die gekühlten Ionen die Ionen-Speicher-Einrichtung wenigstens für einige Mikrosekunden nicht verlassen können.1. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers, into which ions are continuously introduced in the z-direction, but only extracted at defined times with pulse voltages and compressed to a few nsec into a time-of-flight mass spectrometer, characterized in that the storage device consists of There is a direct voltage potential trough in which the ions oscillate back and forth in the z direction, ie in the direction in which they are ultimately also extracted, the residual gas pressure in which the ions oscillate should be greater than ≈ 0.001 mbar, so that ion-atom collisions in - for ion cooling - sufficient numbers can take place during fewer oscillations, and that the potential distribution in the x and y directions perpendicular to the z direction are designed so that the cooled ions store the ions -The device cannot leave at least for a few microseconds. 2. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Speicher-Einrichtung aus einer auf positiv geladene Ionen in x-, y- und z-Richtung wirkenden Potential-Mulde besteht, die durch die negative Raumladung von wenigstens zwei in der xy-Ebene verlaufenden, sich kreuzenden Elektronen- Strahlen entsteht.2. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claim 1 characterized in that the ion storage device from one to positive charged ions in the x-, y- and z-direction potential well exists, which is due to the negative Space charge of at least two intersecting electrons running in the xy-plane Rays arise. 3. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Speicher-Einrichtung 1 aus einer im wesentlichen in z-Richtung wirkenden Potential-Mulde besteht, die durch ein in etwa senkrecht zur z-Richtung angeordnetes Gitter bewirkt wird, das sich auf einem für die Ionen anziehend wirkenden Potential befindet, wobei die Potentiale aller anderen in der Nähe des Gitters befindlichen Elektroden so gewählt sein sollen, dass die gekühlten Ionen wenigstens in Gitternähe nur geringe Geschwindigkeiten parallel zu diesem Gitter haben, was dazu führt, dass sie, wenn sie nach einigen oder wenigen 10 Mikrosekunden in z-Richtung abgesaugt werden, sich in x- und in y- Richtung nur wenig von dem Ort entfernt haben, an dem sie das Gitter erreicht hatten.3. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claim 1, characterized in that the ion storage device 1 consists of an essentially acting in the z-direction potential well, which is arranged by an approximately perpendicular to the z-direction Grid is caused, which is at a potential for the ions to attract, the potentials of all the other electrodes located in the vicinity of the grid should be selected so that the cooled ions have at least near the grid only low speeds parallel to this grid, what As a result, if they are aspirated in the z direction after a few or a few 10 microseconds, they have moved only a little in the x and y directions from where they had reached the grating. 4. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen-Speicher-Einrichtung aus einer in x-, y- und z-Richtung wirkenden Potential-Mulde besteht, die durch ein in etwa senkrecht zur z-Richtung angeordnetes Gitter bewirkt wird, das sich auf einem für die Ionen anziehend wirkenden Potential befindet, wobei in z-Richtung vor und nach diesem Gitter Zylinderelektroden oder Aperturblenden angeordnet sind, deren Rotations-Achsen in etwa mit der z-Achse zusammenfallen und deren Potentiale für die Ionen abstossend wirkt, sodas für die Ionen rücktreibende Kräfte nicht nur in z- Richtung sondern auch in x- und y-Richtung gegeben sind.4. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claim 1 characterized in that the ion storage device consists of an x-, y- and z-direction acting potential trough, which is due to an approximately perpendicular to the z-direction arranged lattice is caused, which is at a potential attracting ions is located, in the z-direction before and after this grid cylinder electrodes or aperture diaphragms are arranged, whose axes of rotation coincide approximately with the z-axis and whose Potentials for the ions has a repulsive effect, so that the forces driving back the ions not only in z Direction but also in the x and y directions. 5. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinder-Elektroden zu einem einzigen Zylinder kombiniert sind, wobei das Gitter durch wenige Gitterparallel angeordneten Drähten besteht, die durch Löcher in der Zylinderelektrode führen. 5. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claim 4 characterized in that the two cylinder electrodes into one Cylinder are combined, the grid by a few grid parallel wires consists of holes in the cylinder electrode.   6. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter nur aus einer ein-dimensional Struktur aus parallel gespannten Drähten Drähten und aus und einem Halterahmen besteht.6. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 3, 4 and 5 characterized in that the lattice consists only of a one-dimensional structure wires stretched in parallel and consisting of and a holding frame. 7. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einer zwei-dimensionalen Struktur aus Draht-Maschen und einem Halterahmen besteht.7. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 3, 4 and 5 characterized in that the grid consists of a two-dimensional structure Wire mesh and a holding frame. 8. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 3 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einer einzigen oder aber aus sehr wenigen 10 Maschen besteht.8. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 3 to 9 characterized in that the lattice from a single or from very a few 10 stitches. 9. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 6, 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einzelnen Drähten besteht, deren Oberfläche die des Grundmaterials sein kann oder aber die einer extra aufgebrachten Schicht.9. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 6, 7 and 8 characterized in that the grid consists of individual wires whose Surface that can be the base material or that of an extra layer. 10. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 6, 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter aus einer geätzten Struktur besteht, deren Oberfläche die des Grundmaterials sein kann oder aber die einer extra aufgebrachten Schicht.10. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 6, 7 and 8 characterized in that the grid consists of an etched structure, the Surface that can be the base material or that of an extra layer. 11. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 9 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass das die extra aufgebrachte Schicht aus Gold ist oder aus Platin.11. ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 9 and 10 characterized in that this is the extra applied layer of gold or made of platinum. 12. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas in der Ionen-Speicher-Einrichtung aus dem zu untersuchenden Gasgemisch besteht.12. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 12 characterized in that the residual gas in the ion storage device the gas mixture to be examined. 13. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas in der Ionen-Speicher-Einrichtung aus dem zu untersuchenden Gasgemisch besteht sowie einem Zusatzgas.13. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 12 characterized in that the residual gas in the ion storage device the gas mixture to be examined and an additional gas. 14. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Anspruchen 13 dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzgas Helium, Neon oder Argon ist.14. Ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 13 characterized in that the additional gas is helium, neon or argon. 15. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Restgasdruck in der Ionen-Speicher- Einrichtung durch Drosselung der Pumpleistung in dem entsprechenden Bereich des Flugzeit- Massenspektrometers geschaffen wird.15. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 14 characterized in that the increased residual gas pressure in the ion storage Set up by throttling the pump power in the corresponding area of the flight time Mass spectrometer is created. 16. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen, die in diese Ionen-Speicher-Einrichtung eingeschleust werden sollen, vorher aus einer Ionenquelle extrahiert und mit einem Potentialunter­ schied von wenigen oder höchstens wenigen 10 Volt beschleunigt worden waren.16. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 15 characterized in that the ions entering this ion storage device are to be introduced, previously extracted from an ion source and with a potential sub were accelerated by a few or at most a few 10 volts. 17. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen, die in diese Ionen-Speicher-Einrichtung eingeschleust werden sollen, vorher in einer gitterfreien drei-dimensionalen Potential-Mulde nach Anspruch 2, gesammelt worden waren.17. Ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 16 characterized in that the ions entering this ion storage device  are to be introduced into a grid-free three-dimensional potential trough beforehand Claim 2 had been collected. 18. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen, die in diese Ionen-Speicher-Einrichtung eingeschleust werden sollen, vorher in einer gitterfreien drei-dimensionalen dynamischen Potential- Mulde - wie etwa einer RE-Ionenfalle - gesammelt worden waren.18. ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 16 characterized in that the ions entering this ion storage device are to be introduced, beforehand in a grid-free three-dimensional dynamic potential Well, such as a RE ion trap. 19. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die Ionen, die in diese Ionen-Speicher-Einrichtung eingeschleust werden sollen, vorher in einer gitterfreien eindimensionalen Gleichspannungs- Potentialmulde, die einem RF-Quadrupol-Feld oder RF-Hexapol-Feld oder RF-Octupol-Feld überlagert war, gesammelt worden waren.19. Ion storage device for time-of-flight mass spectrometer according to claims 1 to 16 characterized in that the ions entering this ion storage device are to be introduced, beforehand in a grid-free, one-dimensional DC voltage Potential well that has an RF quadrupole field or RF hexapole field or RF octupole field was overlaid, had been collected. 20. Ionen-Speicher-Einrichtung für Flugzeit-Massenspektrometer nach Ansprüchen 17, 18 und 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung zwischen der Ionen-Speicher- Einrichtung und den in Ansprüchen 17, 18, 19 genannten, gitterfreien Ionen-Speicher-Einrichtun­ gen so gewählt wird, dass bei der verwendeten Extraktionsfeldstärke aus einer dieser Speicher- Einrichtungen eine auf wenige µsec or wenige 10 µsec zusammengedrängte Ionen-Wolke am Orte der in Anspruch 1 genannten Ionen-Speicher-Einrichtung entsteht in die diese Ionen-Wolke eingeschleust werden soll, wobei diese Ionen-Wolke dann nach einigen 10 µsec oder nach zumindest einigen µsec aus dieser Ione-Speicher-Einrichtung gepulst extrahiert und auf wenige nsec zusammengedrängt in ein Flugzeit-Massenspektrometer eingeschossen wird.20. Ion storage device for time-of-flight mass spectrometers according to claims 17, 18 and 19 characterized in that the distance between the ion storage Device and the grid-free ion storage device mentioned in claims 17, 18, 19 is selected so that the extraction field strength used from one of these storage Establish an ion cloud compressed to a few µsec or a few 10 µsec at the location the ion storage device mentioned in claim 1 is formed in this ion cloud should be introduced, this ion cloud then after a few 10 µsec or after at least a few microseconds extracted from this ion storage device in a pulsed manner and to a few nsec squeezed into a time-of-flight mass spectrometer.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553452A (en) * 1969-02-17 1971-01-05 Us Air Force Time-of-flight mass spectrometer operative at elevated ion source pressures
DE3718244A1 (en) * 1987-05-30 1988-12-08 Grix Raimund STORAGE ION SOURCE FOR FLIGHT-TIME MASS SPECTROMETERS
DE69210496T2 (en) * 1991-02-12 1997-01-09 Nicholas J Kirchner ION TREATMENT: STORAGE, COOLING AND SPECTROMETRY
WO2000050880A2 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Isis Innovation Limited Improvements in or relating to microfluidic sample preparation and mass spectrometry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553452A (en) * 1969-02-17 1971-01-05 Us Air Force Time-of-flight mass spectrometer operative at elevated ion source pressures
DE3718244A1 (en) * 1987-05-30 1988-12-08 Grix Raimund STORAGE ION SOURCE FOR FLIGHT-TIME MASS SPECTROMETERS
DE69210496T2 (en) * 1991-02-12 1997-01-09 Nicholas J Kirchner ION TREATMENT: STORAGE, COOLING AND SPECTROMETRY
WO2000050880A2 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Isis Innovation Limited Improvements in or relating to microfluidic sample preparation and mass spectrometry

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FUTRELL, J.H., u.a.: Modification of a Time-of- Flight Mass Spectrometer for Inverstigation of Ion-Molecules Reactions at Elevated Pressures. In:The Review of Scientific Instruments, Vol. 39, No. 3, 1968, S. 340-345 *
KOSLOVSKY, V., u.a.: Cooling of direct current beams of low mass ions. In: International Journal of Mass Spectrometry, Vol. 181, 1998, S. 27-30 *
STOERMER, C.W., u.a.: A high resolution dual mass gate for ion separation in laser desorption/ion- ization time of flight mass spectrometry. In: Review of Scientific Instruments, Vol. 69, No. 4, 1998, S. 1661-1664 *

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