DE10351010B4 - mass spectrometry - Google Patents
mass spectrometry Download PDFInfo
- Publication number
- DE10351010B4 DE10351010B4 DE2003151010 DE10351010A DE10351010B4 DE 10351010 B4 DE10351010 B4 DE 10351010B4 DE 2003151010 DE2003151010 DE 2003151010 DE 10351010 A DE10351010 A DE 10351010A DE 10351010 B4 DE10351010 B4 DE 10351010B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- detector
- magnetic sector
- ion beam
- mass spectrometer
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
- H01J49/30—Static spectrometers using magnetic analysers, e.g. Dempster spectrometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Magnetsektor-Massenspektrometer mit:
– einem Magnetsektor-Massenanalysator;
– einem Kollektorschlitz (3), der stromabwärts des Magnetsektor-Massenanalysators angeordnet ist;
– einer Vorrichtung (13), die stromabwärts des Kollektorschlitzes (3) angeordnet ist, um einen vom Kollektorschlitz (3) durchgelassenen Ionenstrahl in zumindest einen ersten und einen zweiten Ionenstrahl zu zerlegen;
– wenigstens einem ersten Detektor (14a, 14c) zum Messen der Intensität wenigstens eines Teils des ersten Ionenstrahls;
– wenigstens einem zweiten Detektor (14b, 14d) zum Messen der Intensität wenigstens eines Teils des zweiten Ionenstrahls;
wobei der Kollektorschlitz (3) so angeordnet ist, dass interessierende Analytionen in dem Ionenstrahl gleichmäßig über den Kollektorschlitz (3) verteilt werden und/oder symmetrisch um das Zentrum des Kollektorschlitzes (3) verteilt werden;
wobei die Vorrichtung (13) so angeordnet ist, dass im wesentlichen die Hälfte der Analytionen in dem Ionenstrahl auf den wenigstens einen ersten Detektor (14a, 14c) fällt und die andere Hälfte der Analytionen in dem Ionenstrahl auf...Magnetic sector mass spectrometer with:
A magnetic sector mass analyzer;
A collector slot (3) located downstream of the magnetic sector mass analyzer;
- A device (13) which is arranged downstream of the collector slot (3) to disassemble a collector of the slot (3) transmitted ion beam in at least a first and a second ion beam;
- at least one first detector (14a, 14c) for measuring the intensity of at least part of the first ion beam;
- at least one second detector (14b, 14d) for measuring the intensity of at least part of the second ion beam;
the collector slot (3) being arranged so that analyte ions of interest in the ion beam are evenly distributed over the collector slot (3) and / or distributed symmetrically about the center of the collector slot (3);
wherein the device (13) is arranged so that substantially half of the analyte ions in the ion beam fall on the at least one first detector (14a, 14c) and the other half of the analyte ions in the ion beam on the ion beam.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetsektor-Massenspektrometer und ein Verfahren zur Massenspektrometrie.The The present invention relates to a magnetic sector mass spectrometer and a method for mass spectrometry.
Magnetsektor-Massenspektrometer werden gemeinhin zur Zielkomponenten-Spurenanalyse, für genaue Massenmessungen, für Isotopenverhältnismessungen und für grundlegende Ionenchemieuntersuchungen verwendet. Magnetsektor-Massenspektrometer sind dafür eingerichtet, Ionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis zu einem Ionendetektor durchzulassen. Wie nachstehend in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, laufen Ionen auf einer im wesentlichen kreisförmigen Flugbahn durch den Magnetsektor-Massenanalysator. Ein Magnetsektor-Massenanalysator kann genauer als ein Ionenimpulsanalysator beschrieben werden, falls die Anfangsenergien der Ionen jedoch im wesentlichen gleich sind, werden die Ionen nach ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis getrennt.Magnetic sector mass spectrometer are commonly used for target component trace analysis, for accurate Mass measurements, for Isotope ratio measurements and for used basic ion chemistry studies. Magnetic Sector Mass Spectrometer are for it set up ions with a certain mass-to-charge ratio too to pass an ion detector. As further details below is described, ions travel in a substantially circular trajectory through the magnetic sector mass analyzer. A magnetic sector mass analyzer can be described in more detail as an ion impulse analyzer if however, the initial energies of the ions are substantially the same, the ions are separated according to their mass-to-charge ratio.
Wenn
Ionen mit einer Masse m und einer Ladung ze durch eine elektrische
Potentialdifferenz V beschleunigt werden, erreichen sie eine Geschwindigkeit
v und besitzen eine kinetische Energie ε, wobei gilt: und daher:
Ionen mit einer Ladung ze, die sich mit einer Geschwindigkeit v durch ein Magnetfeld B bewegen, unterliegen in einer Richtung orthogonal zur Richtung des Magnetfelds und auch zur Bewegungsrichtung der Ionen einer Lorentzkraft F. Die Lorentzkraft F übt eine Zentripetalkraft auf die Ionen aus, wodurch sie veranlasst werden, auf einer kreisförmigen Flugbahn mit einem Radius rm zu laufen. Die Lorentzkraft F ist: Ions with a charge ze moving through a magnetic field B at a velocity v undergo a Lorentz force F in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field and also to the direction of movement of the ions. The Lorentz force F exerts a centripetal force on the ions, causing them are caused to run on a circular trajectory with a radius r m . The Lorentz force F is:
Dementsprechend ist das Masse-Ladungs-Verhältnis der durch das Magnetfeld laufenden Ionen gegeben durch: und es gilt daher: Accordingly, the mass-to-charge ratio of the ions passing through the magnetic field is given by: and it therefore applies:
Daher ergibt sich durch Beseitigen von v2 aus der vorstehenden Gleichung für das Masse-Ladungs-Verhältnis: Therefore, by eliminating v 2 from the above equation for mass-to-charge ratio:
Es ist hierdurch ersichtlich, dass die Werte des Magnetfelds B und der Potentialdifferenz V so festgelegt werden können, dass Ionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis, die von einer Ionenquelle empfangen werden, von dem Magnetsektor zum Ionendetektor durchgelassen werden. Auf diese Weise wirkt der Magnetsektor als ein Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter. Dementsprechend kann ein Massenspektrum durch Scannen entweder des Magnetfelds B und/oder der Potentialdifferenz V aufgezeichnet werden.It Thus, it can be seen that the values of the magnetic field B and the potential difference V can be set so that ions with a certain mass-to-charge ratio, the from an ion source, from the magnetic sector to the Ion detector are allowed to pass. In this way the magnetic sector works as a mass-to-charge ratio filter. Accordingly, a mass spectrum can be obtained by scanning either the Magnetic field B and / or the potential difference V are recorded.
Für manche Anwendungen können mehrere Ionendetektoren bereitgestellt werden, so dass Ionen mit verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnissen gleichzeitig aufgezeichnet werden können, wobei jedes Ion eine andere Flugbahn durch den Magnetsektor annimmt. Alternativ kann ein Feld von Detektoren verwendet werden, um gleichzeitig einen Teil des Massenspektrums aufzuzeichnen.For some Applications can Several ion detectors are provided so that ions with different mass-to-charge ratios simultaneously can be recorded wherein each ion assumes a different trajectory through the magnetic sector. Alternatively, a field of detectors can be used to simultaneously to record part of the mass spectrum.
Gemäß einer
anderen Anordnung kann das Magnetfeld im wesentlichen konstant gehalten
werden, so dass Ionen entsprechend ihrem Impuls dispergiert werden.
Der Impuls ρ eines
Ions mit einer Masse m, einer Geschwindigkeit v und einer kinetischen
Energie ε ist
gegeben durch:
Daher werden Ionen mit einer konstanten kinetischen Energie ε effektiv entsprechend ihrer Masse dispergiert.Therefore become ions with a constant kinetic energy ε effectively dispersed according to their mass.
Die Form eines Magnetsektors kann so ausgelegt werden, dass sie Ionenrichtungs-Fokussiereigenschaften aufweist. Ein Magnetsektor-Massenanalysator kann so ausgelegt werden, dass er eine bestimmte Kombination von Massendispersions- und Richtungsfokussiereigenschaften in Richtung der Massendispersion aufweist.The Shape of a magnetic sector can be designed to have ion-direction focusing characteristics having. A magnetic sector mass analyzer can be designed to that he has a certain combination of mass dispersion and directional focusing properties in the direction of mass dispersion.
Ein herkömmliches einfach fokussierendes Magnetsektor-Massenspektrometer weist eine Ionenquelle, einen Magnetsektor-Massenanalysator und einen Kollektorschlitz auf. Die Ionenquelle weist einen begrenzten Emissionsbereich oder eine begrenzte Schlitzbreite auf, welche die Breite des von der Ionenquelle emittierten Ionenstrahls festlegt. Der Magnetsektor-Massenanalysator kann konvergente Richtungsfokussiereigenschaften aufweisen, um die Ionen auf einen Bildpunkt in einer Brennebene stromabwärts des Magnetsektor-Massenanalysators zu fokussieren. Bei einem einfach fokussierenden Magnetsektor-Massenspektrometer ist ein Ionenkollektorschlitz am Bildpunkt des Ionenquellenschlitzes angeordnet. Die Richtungsfokussiereigenschaften des Magnetsektor-Massenanalysators können in sehr hohem Maße eingerichtet werden. Die Abbildungseigenschaften des Magnetsektor-Massenanalysators sind jedoch durch die Breite der Anfangsenergie der Ionen begrenzt.A conventional single-focus magnetic sector mass spectrometer has an ion source, a magnetic sector mass analyzer, and a collector slot. The ion source has a limited emission range or width, which defines the width of the ion beam emitted by the ion source. The magnetic sector mass analyzer may have convergent directional focusing characteristics to provide the Focus ions on a pixel in a focal plane downstream of the magnetic sector mass analyzer. In a single focusing magnetic sector mass spectrometer, an ion collector slot is located at the pixel of the ion source slot. The direction focusing properties of the magnetic sector mass analyzer can be set to a very high degree. However, the imaging characteristics of the magnetic sector mass analyzer are limited by the width of the initial energy of the ions.
Der Massendispersionskoeffizient Dm eines einfach fokussierenden Magnetsektor-Massenspektrometers ist proportional zum Krümmungsradius rm der Ionenflugbahn im Magnetfeld. Die räumliche Trennung y zweier Ionen mit verschiedenen Massen einer mittleren Masse m und einer Massendifferenz Δm bezieht sich auf den Massendispersionskoeffizienten Dm und beträgt: The mass dispersion coefficient D m of a single-focusing magnetic sector mass spectrometer is proportional to the radius of curvature r m of the ion trajectory in the magnetic field. The spatial separation y of two ions with different masses of a mean mass m and a mass difference Δm refers to the mass dispersion coefficient D m and is:
Die
Ionenstrahlbreite wb an der Bildposition stromabwärts des
Magnetsektor-Massenanalysators steht folgendermaßen in Beziehung zur Schlitzbreite ws der Ionenquelle, der lateralen Vergrößerung M
des Bilds und der Summe der Abbildungsaberrationskoeffizienten Σα:
Das Massenauflösungsvermögen m/Δm für einen Kollektorschlitz mit einer Kollektorschlitzbreite wc ist gegeben durch: The mass resolving power m / Δm for a collector slit having a collector slit width w c is given by:
Demgemäß sind der Massendispersionskoeffizient Dm, die Ionenquellen-Schlitzbreite ws und die Kollektorschlitzbreite wc die wichtigsten Parameter beim Bestimmen der Massenauflösung eines Magnetsektor-Massenspektrometers. Die letztendliche Massenauflösung ist jedoch durch die Summe der Abbildungsaberrationen begrenzt.Accordingly, the mass dispersion coefficient D m , the ion source slit width w s and the collector slit width w c are the most important parameters in determining the mass resolution of a magnetic sector mass spectrometer. However, the final mass resolution is limited by the sum of the image aberrations.
Wie vorstehend erörtert wurde, dispergieren Magnetsektoren, die ein konstantes Magnetfeld verwenden, Ionen in Bezug auf den Ionenimpuls und daher mit Bezug auf die Ionenmasse, falls die Ionen monoenergetisch sind. Ionen sind jedoch normalerweise nicht monoenergetisch und weisen häufig, abhängig vom speziellen Typ der zum Erzeugen der Ionen verwendeten Ionenquelle, einen Bereich kinetischer Energien auf. Die Breite der Ionenenergien bewirkt das Verbreitern der Ionenstrahlbreite wb an der Bildposition, und dies wird typischerweise zum begrenzenden Faktor beim Erreichen einer hohen Auflösung.As discussed above, magnetic sectors that use a constant magnetic field disperse ions with respect to the ion pulse, and therefore with respect to the ion mass, if the ions are monoenergetic. However, ions are usually not monoenergetic and often have a range of kinetic energies, depending on the particular type of ion source used to generate the ions. The width of the ion energies causes the ion beam width w b to widen at the image position, and this typically becomes the limiting factor in achieving high resolution.
Die
Impulsdispersion kann als eine Kombination einer Massendispersion
und einer Energiedispersion aufweisend angesehen werden. Es sind elektrische
Sektoren bekannt, die Ionen entsprechend ihrer Energie dispergieren.
Falls dementsprechend ein elektrischer Sektor mit einem Magnetsektor
kombiniert wird, kann die Gesamtenergiedispersion der Ionen modifiziert
werden. Es sind doppelt fokussierende Magnetsektor-Massenanalysatoren
bekannt, die eine Kombination eines Magnetsektor-Massenanalysators
und eines oder mehrerer elektrischer Sektoren aufweisen, wobei die
Richtungsfokussierung bereitgestellt wird und wobei die Gesamtenergiedispersion
null ist. Falls der doppelt fokussierende Magnetsektor-Massenanalysator
einen elektrischen Sektor mit einer Energiedispersion De1 und
einen magnetischen Sektor mit einer Energiedispersion De2 aufweist,
wobei die Bildvergrößerung M2 ist, beträgt die Gesamtenergiedispersion
De des doppelt fokussierenden Magnetsektor-Massenspektrometers:
Der elektrische Sektor kann dem Magnetsektor vorhergehen oder folgen, oder es können alternativ zwei kleinere elektrische Sektoren bereitgestellt werden, wobei einer stromaufwärts des Magnetsektors und der andere stromabwärts des Magnetsektors bereitgestellt ist. Solange die Gesamt energiedispersion De null ist, kann die Anordnung als ein doppelt fokussierender Magnetsektor-Massenanalysator angesehen werden. Es kann eine Kombination magnetischer und elektrischer Sektoren eingerichtet werden, welche nicht die Bildverbreiterungsprobleme aufweisen, die einem einfach fokussierenden Magnetsektor-Massenspektrometer zugeordnet sind. Dementsprechend sind doppelt fokussierende Magnetsektor-Massenspektrometer in der Lage, viel höhere Auflösungen als einfach fokussierende Magnetsektor-Massenspektrometer zu erreichen.The electrical sector may precede or follow the magnetic sector, or alternatively two smaller electrical sectors may be provided, one provided upstream of the magnetic sector and the other downstream of the magnetic sector. As long as the total energy dispersion D e is zero, the arrangement can be considered as a double focusing magnetic sector mass analyzer. A combination of magnetic and electrical sectors may be established which do not have the image spreading problems associated with a single-focus magnetic sector mass spectrometer. Accordingly, double focus magnetic sector mass spectrometers are capable of achieving much higher resolutions than simple focusing magnetic sector mass spectrometers.
Die Kombination aus einem magnetischen Sektor und einem oder mehreren elektrischen Sektoren zum Bereitstellen eines doppelt fokussierenden Magnetsektor-Massenspektrometers ermöglicht bei der Entwurfswahl ausreichend Freiheitsgrade, um das Erreichen einer Fokussierung verhältnismäßig hoher Ordnung zu ermöglichen. Doppelt fokussierende Magnetsektor-Massenspektrometer, bei denen alle Richtungs- und Energiefokussierungsterme nahezu oder im wesentlichen null sind, sind bekannt, und diese Massenspektrometer können Auflösungsvermögen von mehr als 150000 entsprechend der Taldefinition von 10% (was nachstehend in näheren Einzelheiten beschrieben wird) erreichen.The Combination of a magnetic sector and one or more electrical sectors for providing a double focusing magnetic sector mass spectrometer allows in the design choice enough degrees of freedom to achieve a focus relatively high To allow order. Double focusing magnetic sector mass spectrometers, where all directional and energy focusing terms are close to or substantially zero, are known, and these mass spectrometers can correspond to resolving power of more than 150000 the valley definition of 10% (which will be described in more detail below will reach.
Die Massenauflösung für eine Spitzenbreite in Masseneinheiten von Δm bei der Masse m beträgt m/Δm. Falls die Spitzenbreite wpk an der Basis gemessen wird, ist die Massenauflösung m/Δm für eine Ionenstrahlbreite wb und eine Kollektorschlitzbreite wc theoretisch gegeben durch: The mass resolution for a peak width in mass units of Δm at the mass m is m / Dm. If the peak width w pk at the base is measured, the mass resolution m / Δm for an ion beam width w b and a collector slot width w c is theoretically given by:
Es ist jedoch nicht praktisch, die Spitzenbreite an der Basis zu messen, und die Spitzenbreite wird daher konventionell bei 5% der Spitzenhöhe gemessen. Die bei 5% der Höhe gemessene Spitzenbreite wird verwendet, um die Auflösung zu berechnen. Dies ist als die 10-%-Taldefinition der Auflösung bekannt, weil, falls zwei Spitzen unterschiedlicher Masse, jedoch gleicher Intensität oder Höhe, einander an einem Punkt überlappen oder schneiden, der 5% ihrer Höhe beträgt, das sich ergebende Spitzenprofil zwei Spitzen mit einem dazwischenliegenden Tal aufweist, das 10% der Höhe der Spitzen beträgt. Falls ein Magnetsektor-Massenspektrometer beispielsweise eine Massenauflösung von 1000 entsprechend der Taldefinition von 10% hätte, würden zwei gleiche Intensitätsspitzen mit den Massen 1000 und 1001 so aufgelöst werden, dass das Tal zwischen den Spitzen des sich ergebenden Spitzenprofils 10% der Höhe der beiden Spitzen betragen würde.It however, it is not practical to measure the peak width at the base, and the peak width is therefore conventionally measured at 5% of the peak height. The at 5% of the height measured peak width is used to increase the resolution to calculate. This is known as the 10% thumb definition of the resolution, because, if two peaks of different mass, but the same intensity or height, overlap each other at one point or cut that 5% of their height is, the resulting tip profile has two peaks with an intermediate one Valley, which is 10% of the height the peaks is. If a magnetic sector mass spectrometer for example, a mass resolution of 1000 according to the valley definition of 10% would have two same intensity peaks with the masses 1000 and 1001 being resolved so that the valley between the peaks of the resulting peak profile 10% of the height of the two Peaks would amount.
Wie vorstehend erörtert wurde, steht die räumliche Trennung y von zwei Ionen mit unterschiedlichen Massen bei einer mittleren Masse m und einer Massendifferenz Δm in Beziehung zum Dispersionskoeffizienten Dm. Diese Beziehung kann verwendet werden, um die reale Breite eines Ionenstrahls wb am Kollektorschlitz in Bezug auf die fraktionelle Massendifferenz der Ionen Δm/m folgendermaßen auszudrücken: As discussed above, the spatial separation y of two ions of different masses at a mean mass m and a mass difference Δm is related to the dispersion coefficient D m . This relationship can be used to the real width of an ion beam b w on collector slit in terms of the fractional mass difference of the ions Dm / m expressed as follows:
Der Term für die fraktionelle Massendifferenz der Ionen Δm/m ist dimensionslos und wird typischerweise in Teilen je Million (ppm) ausgedrückt, wobei: The term for the fractional mass difference of ions Δm / m is dimensionless and is typically expressed in parts per million (ppm) where:
Dementsprechend kann die Strahlbreite wb in ppm der Masse ausgedrückt werden, wenn der Dispersionskoeffizient Dm des Massenspektrometers bekannt ist. Die Kollektorschlitzbreite wc kann auch folgendermaßen in ppm der Masse ausgedrückt werden: Accordingly, the beam width w b can be expressed in ppm of mass when the dispersion coefficient D m of the mass spectrometer is known. The collector slot width wc can also be expressed in ppm by mass as follows:
Wenn
ein Ionenstrahl mit der Breite wb über einen
Kollektorschlitz mit der Breite wc abgelenkt
wird und die durchgelassenen Ionen detektiert und aufgezeichnet
werden, weist das aufgezeichnete Spitzenprofil eine Breite wpk auf, wobei gilt:
Die Spitzenbreite wpk kann auch als ppm der Masse ausgedrückt werden: The peak width w pk can also be expressed as ppm of mass:
Der Kehrwert der Massenauflösung m/Δm des Massenanalysators ergibt das Massenauflösungsvermögen Δm/m. Daher kann das Massenauflösungsvermögen als die in ppm der Masse ausgedrückte Spitzenbreite angesehen werden.Of the Inverse of the mass resolution m / Δm of the Mass analyzer gives the mass resolution Δm / m. Therefore, the mass resolution as expressed in ppm of the mass Peak width can be viewed.
Die Kapazität doppelt fokussierender Magnetsektor-Massen spektrometer für eine hohe Auflösung führt zu ihrer Verwendung für genaue Massenmessungen und für eine hochspezifische Zielverbindungs-Spurenanalyse durch eine als hochauflösende selektive Ionenaufzeichnung (High Resolution Selective Ion Recording – HR-SIR) bekannte Technik. Bei herkömmlichen hochauflösenden selektiven Ionenaufzeichnungstechniken wird ein doppelt fokussierendes Magnetsektor-Massenspektrometer verwendet, um das Ansprechen von Zielverbindungen bei einer hohen Auflösung und mit einer hohen Empfindlichkeit auszuwählen und aufzuzeichnen. Die hohe Auflösung ermöglicht, dass chemische Hintergrundmassen wirksam beseitigt werden, und sie ermöglicht folglich das Erreichen eines niedrigeren Detektionsniveaus. Die hochauflösende selektive Ionenaufzeichnung bietet daher ein höheres Tastverhältnis als andere herkömmliche Techniken und damit gegenüber diesen eine verbesserte Empfindlichkeit.The capacity double focusing magnetic sector mass spectrometer for a high resolution leads to their use for exact mass measurements and for a highly specific target link trace analysis by a high-resolution selective ion recording (High Resolution Selective Ion Recording - HR-SIR) known technique. In conventional high-resolution selective ion recording techniques becomes a double-focusing Magnetic sector mass spectrometer used to address the response of Target connections at a high resolution and with a high sensitivity select and record. The high resolution allows that chemical background masses are effectively eliminated, and they allows thus achieving a lower detection level. The high-resolution selective ion recording therefore offers a higher duty cycle than other conventional Techniques and with that this an improved sensitivity.
Die
Di
Die Detektion und die Quantifizierung polychlorierter Dibenzo-p-dioxine und insbesondere von 2,3,7,8-tetrachloriertem Dibenzo-p-dioxin (”2,3,7,8-TCDD”) ist eine besonders wichtige Anwendung doppelt fokussierender Magnetsektor-Massenspektrometer. Trotz kostspieliger Reinigungsprozeduren enthalten Proben noch Verbindungen, wie polychlorierte Biphenyle und Benzylphenylether, die die gleichen nominalen Massen wie die interessierenden Verbindungen aufweisen. Proben weisen herkömmlicherweise Spitzen mit einer bekannten Menge einer als 13C-Isotop markierten Form von 2,3,7,8-tetrachloriertem Dibenzo-p-dioxin auf, das durch Gaschromatographie eingeleitet wurde und durch hochauflösende Massenspektrometrie aufgezeichnet wird. Die Messung wird durch Vergleich des Ansprechens nativen Dioxins mit demjenigen der als 13C markierten Form quantifiziert und durch Bestätigen des Verhältnisses zwischen den Hauptisotopen sowohl des nativen als auch des als 13C markierten Dioxins überprüft. Bei einem Auflösungsvermögen von 10000 (10% Taldefinition) beträgt das herkömmliche Detektionsniveau für 2,3,7,8-tetrachloriertes Dibenzo-p-dioxin bei Abwesenheit anderer störender Komponenten in etwa 1 Femtogramm oder 3 Attomol.The detection and quantification of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and in particular of 2,3,7,8-tetrachlorinated dibenzo-p-dioxin ("2,3,7,8-TCDD") is a particularly important application of double-focusing magnetic sector mass spectrometers. Despite costly purification procedures, samples still contain compounds such as polychlorinated biphenyls and benzyl phenyl ethers which have the same nominal masses as the compounds of interest. Samples are conventionally spiked with a known amount of a 13 C isotope-labeled form of 2,3,7,8-tetrachlorinated dibenzo-p-dioxin which has been gas chromatographed and recorded by high resolution mass spectrometry. The measurement is quantified by comparing the response of native dioxin with that of the 13 C labeled form and checked by confirming the ratio between the major isotopes of both native and 13 C-labeled dioxin. At a resolution of 10,000 (10% valley definition), the conventional detection level for 2,3,7,8-tetrachlorinated dibenzo-p-dioxin in the absence of other interfering components is about 1 femtogram or 3 attomoles.
Ein Magnetsektor-Massenspektrometer mit einem einzigen Ionendetektor kann zum Aufzeichnen eines Massenspektrums durch Scannen und nachfolgendes Detektieren verschiedener Massenspitzen verwendet werden. Das Tastverhältnis für das Aufzeichnen jeder Masse in dem Massenspektrum ist im allgemeinen verhältnismäßig gering, und je höher die Auflösung oder je breiter der Massenbereich wird, desto geringer wird das Tastverhältnis. Anders als Quadrupol-Massenfilter kann ein Magnetsektor-Massenanalysator dafür ausgelegt werden, das Signal von Ionen mit mehreren verschiedenen Massen gleichzeitig aufzuzeichnen. Dies wird gemeinhin als eine Paralleldetektion bezeichnet.One Magnetic sector mass spectrometer with a single ion detector can be used to record a mass spectrum by scanning and subsequent Detecting different mass peaks are used. The duty cycle for recording mass in the mass spectrum is generally relatively small, and the higher the resolution or the wider the mass range becomes, the lower the duty cycle becomes. Different As a quadrupole mass filter, a magnetic sector mass analyzer designed for it be the signal from ions with several different masses at the same time record. This is commonly referred to as a parallel detection.
Mehrere Detektoren bilden ein Mittel zum genauen Aufzeichnen der relativen Häufigkeit von zwei oder mehr verschiedenen Massen gleichzeitig. Die gleichzeitige genaue Aufzeichnung der relativen Häufigkeiten von beispielsweise zwei Isotopen ist besonders genau, weil diese Technik im wesentlichen nicht durch Schwankungen oder eine Drift der Ionisationsquelle oder durch sich schnell ändernde Probenkonzentrationen, die häufig beispielsweise bei der Chromatographie auftreten, beeinflusst wird. Magnetsektor-Massenspektrometer, die mehrere Kollektorschlitze aufweisen, und entsprechende getrennte diskrete Ionendetektoren können daher verwendet werden, um genaue Isotopenverhältnisbestimmungen vorzunehmen. Es sind verschiedene Ionendetektoren erforderlich, um verschiedene Massen aufzuzeichnen, jedoch nur bei einer niedrigen Auflösung von beispielsweise 200–300 (10% Taldefinition).Several Detectors provide a means for accurately recording the relative frequency of two or more different masses at the same time. The simultaneous accurate recording of the relative frequencies of, for example two isotopes is particularly accurate because this technique is essentially not by fluctuations or drift of the ionization source or by changing fast Sample concentrations, often For example, in the chromatography, is affected. Magnetic sector mass spectrometer, which have a plurality of collector slots, and corresponding separate discrete ones Ion detectors can therefore, be used to make accurate isotope ratio determinations. Different ion detectors are needed to get different ones Record masses, but only at a low resolution of for example 200-300 (10% valley definition).
Gemäß einer anderen herkömmlichen Anordnung ermöglicht ein Felddetektor eine gleichzeitige Erfassung über einen Massenbereich, wodurch das Tastverhältnis verbessert wird, wenn sie zum Aufzeichnen eines Massenspektrums verwendet wird. Felddetektoren, bei denen Felder hoher Dichte diskreter ladungsempfindlicher Detektoren oder einzelne für die Ionenposition empfindliche Detektoren verwendet werden, sind sehr empfindlich, sie sind jedoch gewöhnlich in der Größe beschränkt. Solche Felddetektoren werden entlang der Brennebene des Massenspektrometers angeordnet und ersetzen daher den Kollektorschlitz, der andernfalls normalerweise in Zusammenhang mit einem Ionendetektor in einem Magnetsektor-Massenspektrometer verwendet wird. Jeder getrennte Detektor in dem Feld ersetzt daher den Kollektorschlitz, und diese getrennten Detektoren bestimmen die Auflösung des Massenspektrometers. Weil der Detektor mehrere Massen gleichzeitig aufzeichnen muß, kann er in der Praxis nur bis zu einer mittleren Auflösung, beispielsweise bis zu einer Auflösung von etwa 2000 (10% Taldefinition) betrieben werden. Diese Auflösung ist für die Analyse polychlorierter Dibenzo-p-dioxine noch viel zu niedrig.According to one other conventional Arrangement allows a field detector a simultaneous detection over a mass range, whereby the duty cycle improves when recording a mass spectrum is used. Field detectors where high density fields are more discrete Charge-sensitive detectors or single sensitive for the ion position Detectors are very sensitive, but they are usually limited in size. Such field detectors are arranged along the focal plane of the mass spectrometer and therefore replace the collector slot, which would otherwise normally in connection with an ion detector in a magnetic sector mass spectrometer is used. Each separate detector in the field therefore replaces determine the collector slot, and these separate detectors the resolution of the mass spectrometer. Because the detector has several masses at the same time must record he can in practice only up to a medium resolution, for example up to a resolution of about 2000 (10% valley definition). This resolution is for the Analysis of polychlorinated dibenzo-p-dioxins is still too low.
Herkömmliche hochauflösende Aufzeichnungstechniken ausgewählter Ionen für die Detektion von Spuren von 2,3,7,8-tetrachloriertem Dibenzo-p-dioxin weisen ein wiederholtes schnelles Umschalten zu wenigstens vier verschiedenen Massen bei hoher Auflösung und einer Aufzeichnung des Signalansprechens für alle vier Massen auf. Dies wird gemeinhin bei einer Massenauflösung von etwa 10000 (10% Taldefinition) ausgeführt, um zu gewährleisten, dass andere isobare Komponenten, die aus der Gaschromatographiesäule eluieren, herausgetrennt werden. In der Praxis wird gewöhnlich ein zusätzliches Referenzmaterial kontinuierlich in die Ionenquelle des Massenspektrometers eingebracht, so dass eine zusätzliche Referenzmassenspitze, die in der Nähe der Masse der zu analysierenden Spurverbindung liegt, kontinuierlich vorhanden ist. Die zusätzliche Referenzmasse ist in der Schaltsequenz enthalten, so dass jede Drift auf der Massenskala überwacht und korrigiert werden kann. Die Drift auf der Massenskala kann durch Scannen über die Referenzspitze überwacht werden, um jede Verschiebung im Spitzenzentrum zu bestimmen. Falls eine Drift auf der Massenskala nicht überwacht wird, könnte das Umschalten auf die oberste Spitze von jeder der vier interessierenden Massen nicht mit dem erforderlichen Genauigkeitsgrad ausgeführt werden. Es ist auch bekannt, zu einer zweiten Zeit in jeder Sequenz auf die Referenzspitze umzuschalten, um zu bestätigen, dass der Schaltvorgang richtig und genau arbeitet. Diese Prozedur gewährleistet ein genaues Schalten bei einer Auflösung von 10000 (10% Taldefinition). Wenngleich diese Prozedur empfindlich ist, gewährleistet sie jedoch nicht, dass alle detektierten Ionen tatsächlich ausschließlich Ionen der interessierenden Zielverbindung sind. Dementsprechend können Interferenzionen auch unbeabsichtigt detektiert werden.Conventional high resolution selective ion recording techniques for the detection of traces of 2,3,7,8-tetrachlorinated dibenzo-p-dioxin exhibit repeated rapid switching to at least four different masses at high resolution and recording the signal response for all four masses. This is commonly done at a mass resolution of about 10,000 (10% valley definition) to ensure that other isobaric components that elute from the gas chromatographic column are separated out. In practice, an additional reference material is usually introduced continuously into the ion source of the mass spectrometer so that an additional reference mass peak, which is in the vicinity of the mass of the track compound to be analyzed, is continuously present. The additional reference ground is included in the switching sequence so that any drift on the mass scale can be monitored and corrected. The mass scale drift can be monitored by scanning over the reference peak to determine any shift in the peak center. If drift on the mass scale is not monitored, switching to the top of each of the four masses of interest could not be done with the degree of accuracy required. It is also known to switch to the reference peak at a second time in each sequence to confirm that the switching operation is correct and accurate. This procedure ensures accurate switching at a resolution of 10000 (10% valley definition). However, while this procedure is sensitive, it does not ensure that all detected ions are actually only ions of the target compound of interest. Accordingly Kings NEN interference ions are also detected unintentionally.
Interferenzionen können beispielsweise infolge von Verunreinigungsmaterialien in der Ionenquelle, Referenzmaterial, herausleckendem Material aus der Gaschromatographensäule oder anderen gemeinsam eluierenden Komponenten aus dem Gaschromatographen, die sehr ähnliche Masse-Ladungs-Verhältnisse wie die vorgesehenen Analytionen aufweisen, detektiert werden. Diese Interferenzionen können detektiert werden, weil sie selbst bei einer Auflösung von 10000 (10% Taldefinition) nicht vollständig von den Analytionen getrennt werden können. Interferenzionen können sich auch durch Streuung infolge von Ionen von anderen Komponenten ergeben, die mit höherer Häufigkeit vorhanden sind und mit Restgasmolekülen kollidieren.interference ions can for example due to contaminant materials in the ion source, Reference material, leaking material from the gas chromatography column or other co-eluting components from the gas chromatograph, the very similar Mass-to-charge ratios as the intended analyte ions have detected. These Interference ions can be detected because they themselves at a resolution of 10000 (10% valley definition) not completely separated from the analyte ions can be. Interference ions can also by scattering due to ions from other components that with higher frequency are present and collide with residual gas molecules.
Der Haupthinweis auf das Vorhandensein einer erheblichen Interferenz besteht in einer Verzerrung des Isotopenverhältnisses. Eine solche Verzerrung wird normalerweise als Teil einer Standardprüfprozedur geprüft. Selbst wenn jedoch bekannt ist, dass Interferenzionen vorhanden sind, indem erkannt wird, dass das bestimmte Isotopenverhältnis verzerrt ist, trägt das Vorhandensein der Interferenzionen weiter ein Hintergrundsignal bei, das die Detektion der interessierenden Spuren-Analytionen überdecken kann. Das Umschalten von Spitze zu Spitze bietet an sich keinen Weg zum Überprüfen, ob die detektierten Ionen tatsächlich die interessierenden Ionen sind, und es hilft auch nicht dabei, eine Feststellung zu treffen, dass das gemessene Ionensignal infolge eines erheblichen Vorhandenseins von Interferenzionen zurückgewiesen werden sollte.Of the Main note on the presence of significant interference consists in a distortion of the isotope ratio. Such a distortion is usually checked as part of a standard test procedure. Even however, if it is known that interference ions are present by it is recognized that the particular isotope ratio is distorted, the presence carries the interference ions continue to provide a background signal indicating the detection can cover the trace analyte ions of interest. Switching From tip to tip, there is no way to check whether the detected ions actually the ions of interest are, and it does not help make a determination that the measured ion signal due to a significant presence of interference ions rejected should be.
Es ist daher erwünscht, ein verbessertes Magnetsektor-Massenspektrometer bereitzustellen.It is therefore desirable an improved magnetic sector mass spectrometer provide.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Magnetsektor-Massenspektrometer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.According to the present Invention is a magnetic sector mass spectrometer provided with the features of claim 1.
Der Ionenstrahl hat eine erste und eine zweite Richtung, die orthogonal zueinander sind. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die Ionen in dem Ionenstrahl entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis in der ersten Richtung dispergiert, so dass sich das Masse-Ladungs-Verhältnis von Ionen in dem Ionenstrahl entlang der ersten Richtung ändert. Vorzugsweise werden die Ionen in dem Ionenstrahl im wesentlichen nicht entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis in der zweiten Richtung dispergiert, so dass das Masse-Ladungs-Verhältnis der Ionen in dem Ionen strahl entlang der zweiten Richtung im wesentlichen konstant ist.Of the Ion beam has a first and a second direction that are orthogonal to each other. According to the preferred embodiment The ions in the ion beam are converted according to their mass-to-charge ratio the first direction dispersed so that the mass-to-charge ratio of Changes ions in the ion beam along the first direction. Preferably the ions in the ion beam do not substantially become corresponding their mass-to-charge ratio in dispersed in the second direction, so that the mass-to-charge ratio of the Ions in the ion beam along the second direction substantially is constant.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform messen der erste und der zweite Detektor die Intensitäten wenigstens eines Teils des ersten und des zweiten Ionenstrahls im wesentlichen zur gleichen Zeit.According to the preferred Measure embodiment the first and the second detector detect the intensities of at least one part of the first and second ion beams at substantially the same time.
Das Massenspektrometer kann ein einfach fokussierendes Magnetsektor-Massenspektrometer oder ein doppelt fokussierendes Magnetsektor-Massenspektrometer einschließen.The Mass spectrometer may be a single-focusing magnetic sector mass spectrometer or a double focusing magnetic sector mass spectrometer.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Teilen des vom Kollektorschlitz durchgelassenen Ionenstrahls eine Elektrode auf. Die Elektrode wird auf einem solchen Potential gehalten, dass Ionen auf den ersten und den zweiten Detektor reflektiert oder abgelenkt werden. Die Elektrode schließt vorzugsweise ein Blatt mit einer feinen Kante oder eine keilförmige Elektrode ein, und es kann bei der Verwendung dafür gesorgt werden, dass Analytionen in dem Ionenstrahl, die sich der Kante nähern, im wesentlichen gleichmäßig und/oder symmetrisch in Bezug auf die Kante angeordnet werden. Interferenzionen in dem Ionenstrahl, die sich der Kante der Elektrode nähern, können im wesentlichen ungleichmäßig und/oder asymmetrisch in Bezug auf die Kante angeordnet werden.According to the preferred Embodiment has the device for dividing the permeated by the collector slot Ion beam on an electrode. The electrode will be on one Potential kept that ions on the first and the second detector reflected or distracted. The electrode preferably closes a sheet with a fine edge or a wedge-shaped electrode, and it can when using for it be ensured that analyte ions in the ion beam, the Approach edge, substantially uniform and / or be arranged symmetrically with respect to the edge. interference ions in the ion beam, which approach the edge of the electrode, can in essentially uneven and / or be arranged asymmetrically with respect to the edge.
Das Magnetsektor-Massenspektrometer weist vorzugsweise eine Elektronenstoß-Ionenquelle (”EI-Ionenquelle”) oder eine Ionenquelle mit chemischer Ionisation (”CI-Ionenquelle”) auf. Alternativ kann die Ionenquelle eine Elektrospray-Ionenquelle (”ESI-Ionenquelle”), eine Atmosphärendruck- Ionenquelle mit chemischer Ionisation (”APCI-Ionenquelle”), eine Atmosphärendruck-Photoionisations-Ionenquelle (”APPI-Ionenquelle”), eine matrixunterstützten Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle (”MALDI-Ionenquelle”), eine Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle (”LDI-Ionenquelle”), eine induktiv gekoppelte Plasma-Ionenquelle (”ICP-Ionenquelle”), eine Ionenquelle mit schnellem Atombeschuß (”FAB-Ionenquelle”), eine Flüssig-Sekundärionen-Massenspektrometrie-Ionenquelle (”LSIMS-Ionenquelle”), eine Feldionisations-Ionenquelle (”FI-Ionenquelle”) und eine Felddesorptions-Ionenquelle (”FD-Ionenquelle”) einschließen. Die Ionenquelle kann eine kontinuierliche oder eine gepulste Ionenquelle sein.The Magnetic sector mass spectrometer preferably has an electron impact ion source ("EI ion source") or an ion source with chemical ionization ("CI ion source") on. Alternatively, the ion source may be an electrospray ion source ("ESI ion source") Atmospheric pressure ion source with chemical Ionization ("APCI ion source"), a Atmospheric pressure photoionization ion source ("APPI ion source"), a Matrix Assisted Laser desorption ionization ion source ("MALDI ion source"), a Laser desorption ionization ion source ("LDI ion source"), a inductively coupled plasma ion source ("ICP ion source"), a Fast atom bombardment ion source ("FAB ion source"), a liquid secondary ion mass spectrometry ion source ("LSIMS ion source"), a Field ionization ion source ("FI ion source") and a Field desorption ion source ("FD ion source"). The Ion source can be a continuous or a pulsed ion source be.
Vorzugsweise wird zwischen der Vorrichtung zum Teilen des Ionenstrahls und der Ionenquelle eine Spannungsdifferenz aufrechterhalten. Die Spannungsdifferenz kann 0–100 V, 100–200 V, 200–300 V, 300–400 V, 400–500 V, 500–600 V, 600–700 V, 700–800 V, 800–900 V, 900–1000 V oder mehr als 1000 V betragen.Preferably is between the device for splitting the ion beam and the Ion source maintain a voltage difference. The voltage difference can 0-100 V, 100-200 V, 200-300 V, 300-400 V, 400-500 V, 500-600 V, 600-700 V, 700-800 V, 800-900 V, 900-1000 V or more than 1000 V.
Das bevorzugte Magnetsektor-Massenspektrometer kann weiter einen Prozessor zum Bestimmen der Intensität wenigstens eines Teils des ersten Ionenstrahls in Bezug auf die Intensität wenigstens eines Teils des zweiten Ionenstrahls aufweisen. Falls die Intensität wenigstens eines Teils des ersten und/oder des zweiten Ionenstrahls von der Intensität wenigstens eines Teils des zweiten und/oder des ersten Ionenstrahls um mindestens x Prozent abweicht, kann festgestellt werden, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist. Vorzugsweise ist der Prozentsatz x aus der aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 oder mehr als 100 bestehenden Gruppe ausgewählt. Alternativ oder zusätzlich kann, falls innerhalb einer Zeit t die Anzahl der vom ersten Detektor detektierten Ionen von der Anzahl der vom zweiten Detektor detektierten Ionen um mindestens y Standardabweichungen der Gesamtzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor während der Zeit t detektierten Ionen abweicht, festgestellt werden, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist. Vorzugsweise ist die Anzahl der Standardabweichungen y aus der Gruppe ausgewählt, die aus 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5, 1,75, 2,0, 2,25, 2,5, 2,75, 3,0, 3,25, 3,5, 3,75, 4,0 oder mehr als 4,0 besteht.The preferred magnetic sector mass spectrometer may further include a processor for determining the intensity of at least a portion of the first ion beam with respect to the intensity at least a portion of the second ion beam. If the intensity of at least a part of the first and / or the second ion beam deviates from the intensity of at least a part of the second and / or the first ion beam by at least x percent, it can be determined that the ion beam has a considerable amount of interference ions. Preferably, the percentage x is selected from among 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 or more than 100 existing group selected. Alternatively or additionally, if within a time t the number of ions detected by the first detector deviates from the number of ions detected by the second detector by at least y standard deviations of the total number of ions detected by the first and second detectors during the time t in that the ion beam has a considerable amount of interference ions. Preferably, the number of standard deviations y is selected from the group consisting of 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0 or more than 4.0.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Signale vom ersten und vom zweiten Detektor summiert, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, und das kombinierte Signal kann mit einem Gewichtsfaktor multipliziert werden. Vorzugsweise schwächt der Gewichtsfaktor das kombinierte Signal nicht in erheblichem Maße ab, wenn das Signal vom ersten Detektor dem Signal vom zweiten Detektor im wesentlichen gleicht. Zusätzlich oder alternativ kann der Gewichtsfaktor das kombinierte Signal erheblich abschwächen, wenn sich das Signal vom ersten Detektor erheblich vom Signal vom zweiten Detektor unterscheidet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Gewichtsfaktor von der Form exp(–kyn), wobei k und n Konstanten sind und sich innerhalb einer Zeit t die Anzahl der vom ersten Detektor detektierten Ionen um y Standardabweichungen der Gesamtzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor während der Zeit t detektierten Ionen von der Anzahl der vom zweiten Detektor detektierten Ionen unterscheidet. Gemäß dieser Ausführungs form wird die Differenz zwischen der Anzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor detektierten Ionen als ein positiver Wert, d. h. der Modulus der Differenz zwischen der Anzahl der detektierten Ionen, angenommen. Vorzugsweise beträgt die Konstante k 0,5–2,0, 0,6–1,8, 0,7–1,6, 0,8–1,4, 0,9–1,2, 0,95–1,1 oder 1. Vorzugsweise beträgt die Konstante n 1,0–3,0, 1,2–2,8, 1,4–2,6, 1,6–2,4, 1,8–2,2, 1,9–2,1 oder 2.According to a preferred embodiment, the signals from the first and second detectors are summed to produce a combined signal, and the combined signal can be multiplied by a weighting factor. Preferably, the weighting factor does not significantly attenuate the combined signal when the signal from the first detector is substantially equal to the signal from the second detector. Additionally or alternatively, the weighting factor can significantly attenuate the combined signal if the signal from the first detector differs significantly from the signal from the second detector. According to one embodiment, the weighting factor is of the form exp (-ky n ), where k and n are constants and within a time t the number of ions detected by the first detector is y standard deviations of the total number of the first and second detectors during the time period Time t detected ions differs from the number of ions detected by the second detector. According to this embodiment, the difference between the number of ions detected by the first and second detectors is assumed to be a positive value, ie, the modulus of the difference between the number of detected ions. Preferably, the constant k is 0.5-2.0, 0.6-1.8, 0.7-1.6, 0.8-1.4, 0.9-1.2, 0.95-1 , 1 or 1. Preferably, the constant n is 1.0-3.0, 1.2-2.8, 1.4-2.6, 1.6-2.4, 1.8-2.2, 1.9-2.1 or 2.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden, falls festgestellt wird, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist, Signale vom ersten und/oder vom zweiten Detektor verworfen oder auf andere Weise als verhältnismäßig ungenau angesehen. Falls alternativ festgestellt wird, dass der Ionenstrahl keinen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist, werden Signale vom ersten und vom zweiten Detektor summiert oder auf andere Weise als verhältnismäßig genau angesehen.According to the preferred Embodiment, if it is determined that the ion beam has a significant Share of interference ions, signals from the first and / or rejected by the second detector or otherwise than relatively inaccurate considered. Alternatively, if it is determined that the ion beam does not show a significant proportion of interference ions Signals from the first and second detectors are summed or added to others Way as relatively accurate considered.
Vorzugsweise weist das Magnetsektor-Massenspektrometer weiter eine stromabwärts des Kollektorschlitzes angeordnete Linse auf. Die Linse kann das Bild des Kollektorschlitzes auf die Vorrichtung zum Zerlegen des Ionenstrahls refokussieren oder den Ionenstrahl im wesentlichen kollimieren.Preferably The magnetic sector mass spectrometer further has a downstream of Collector slot arranged lens. The lens can be the picture of the collector slot on the device for disassembling the ion beam refocus or substantially collimate the ion beam.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist ein Abschirmungsrohr zum Führen von Ionen zur Vorrichtung vorgesehen, um den Ionenstrahl aufzuteilen. Das Abschirmungsrohr ist vorzugsweise zwischen dem Kollektorschlitz und der Vorrichtung zum Zerlegen des Ionenstrahls angeordnet und kann den Ionenstrahl von den an den ersten und/oder den zweiten Detektor angelegten Spannungen abschirmen. Vorzugsweise weisen der erste und/oder der zweite Detektor einen, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn Mikrokanalplatten-Detektoren auf. Zusätzlich oder alternativ können der erste und/oder der zweite Detektor eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr als zehn Konversionsdynoden zum Erzeugen von Elektronen ansprechend darauf, dass Ionen auf die Konversionsdynode(n) fallen, aufweisen. Das Massenspektrometer kann zusätzlich einen oder mehrere Elektronenvervielfacher und/oder einen oder mehrere Mikrokanalplatten-Detektoren zum Empfangen von den Konversionsdynoden erzeugter Elektronen aufweisen. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Massenspektrometer weiter einen oder mehrere Szintillatoren und/oder einen oder mehrere Leuchtstoffe auf, von denen die von der Konversionsdynode bzw. den Konversionsdynoden erzeugten Elektronen empfangen werden, so dass der eine oder die mehreren Szintillatoren und/oder der eine oder die mehreren Leuchtstoffe ansprechend auf das Empfangen von Elektronen Photonen erzeugen. Das Massenspektrometer kann auch eine oder mehrere Photoelektronenvervielfacherröhren und/oder einen oder mehrere photoempfindliche Festkörperdetektoren zum Detektieren der Photonen aufweisen.According to one another embodiment is a shield tube for guiding of ions to the device to split the ion beam. The shielding tube is preferably between the collector slot and the apparatus for disassembling the ion beam are arranged and can the ion beam of the at the first and / or the second Shield detector applied voltages. Preferably, the first and / or the second detector one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more than ten microchannel plate detectors on. additionally or alternatively the first and / or the second detector one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more than ten conversion dynodes to generate of electrons in response to ions on the conversion dynode (s) fall. The mass spectrometer may additionally include one or a plurality of electron multipliers and / or one or more microchannel plate detectors for receiving electrons generated from the conversion dynodes. According to one another embodiment the mass spectrometer further comprises one or more scintillators and / or one or more phosphors, of which those of the Conversion dynode or the conversion dynodes generated electrons so that the one or more scintillators and / or the one or more phosphors in response to receiving of electrons generate photons. The mass spectrometer can also one or more photomultiplier tubes and / or one or more Photosensitive solid-state detectors for detecting the photons.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist das Magnetsektor-Massenspektrometer weiter einen stromaufwärts des ersten und des zweiten Detektors angeordneten zusätzlichen Detektor auf. Dieser zusätzliche Detektor kann eine Konversionsdynode aufweisen, und in einem Betriebsmodus wird wenigstens ein Teil eines Ionenstrahls auf die Konversionsdynode des zusätzlichen Detektors abgelenkt, so dass die Konversionsdynode ansprechend darauf Elektronen erzeugt. Der zusätzliche Detektor kann weiter einen oder mehrere Elektronenvervielfacher und/oder einen oder mehrere Mikrokanalplatten-Detektoren zum Empfangen der von den Konversionsdynode erzeugten Elektronen aufweisen. Ein oder mehrere Szintillatoren und/oder ein oder mehrere Leuchtstoffe können auch bereitgestellt sein, um von der Konversionsdynode erzeugte Elektronen zu empfangen und ansprechend darauf Photonen zu erzeugen. Diese Photonen können durch eine oder mehrere Photoelektronenvervielfacherröhren und/oder einen oder mehrere photoempfindliche Festkörperdetektoren detektiert werden.In accordance with the preferred embodiment, the magnetic sector mass spectrometer further includes an additional detector disposed upstream of the first and second detectors. This additional detector may have a conversion dynode, and in one mode of operation, at least a portion of an ion beam is deflected to the conversion dynode of the additional detector so that the conversion dynode generates electrons in response thereto. The additional detector may further include one or more electron multipliers and / or one or more microchannel plate detectors for receiving the electrons generated by the conversion dynode. One or more scintillators and / or one or more phosphors may also be provided to receive electrons generated by the conversion dynode and generate photons in response thereto. These photons can be detected by one or more photomultiplier tubes and / or one or more photosensitive solid state detectors.
Vorzugsweise kann die Verstärkung des ersten und/oder des zweiten Detektors unabhängig eingestellt werden, und gemäß einer Ausführungsform werden der erste und der zweite Detektor durch unabhängig einstellbare Leistungsversorgungen gespeist. Der erste und der zweite Detektor können weiter einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler und/oder einen oder mehrere Ionenzähldetektoren aufweisen.Preferably can the reinforcement the first and / or the second detector are set independently, and according to a Embodiment will be the first and second detectors by independently adjustable power supplies fed. The first and second detectors may further include one or more Analog-to-digital converter and / or have one or more Ionenzähldetektoren.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das Magnetsektor-Massenspektrometer weiter Einstellmittel zum Zentrieren des Ionenstrahls auf die Vorrichtung zum Zerlegen des Ionenstrahls auf. Die Einstellmittel weisen vorzugsweise wenigstens eine stromabwärts des Kollektorschlitzes angeordnete Ablenkelektrode auf, die dafür eingerichtet ist, den Ionenstrahl in Bezug auf die Vorrichtung zum Zerlegen des Ionenstrahls zu bewegen.According to one another preferred embodiment the magnetic sector mass spectrometer continues to provide adjustment means for centering the ion beam on the device for disassembly of the ion beam. The adjusting means preferably have at least one downstream arranged on the collector slot deflecting electrode, which is set up for is the ion beam with respect to the device for disassembling the To move ion beam.
Das Magnetsektor-Massenspektrometer gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist besonders geeignet zur Zielverbindungs-Spurenanalyse.The Magnetic sector mass spectrometer according to the preferred embodiment is particularly suitable for target compound trace analysis.
Gemäß einem anderen Aspekt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Massenspektrometrie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 30 vor.According to one In another aspect, the present invention provides a method for Mass spectrometry with the features of claim 30 before.
Der Ionenstrahl weist eine erste Richtung und eine zweite orthogonale Richtung auf. Gemäß dem bevorzugten Verfahren werden die Ionen in dem Ionenstrahl entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis in der ersten Richtung dispergiert, so dass sich das Masse-Ladungs-Verhältnis von Ionen in dem Ionenstrahl entlang der ersten Richtung ändert. Vorzugsweise werden die Ionen in dem Ionenstrahl im wesentlichen nicht entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis in der zweiten Richtung dispergiert, so dass das Masse-Ladungs-Verhältnis von Ionen in dem Ionenstrahl entlang der zweiten Richtung im wesentlichen konstant ist.Of the Ion beam has a first direction and a second orthogonal Direction up. According to the preferred Processes are the ions in the ion beam according to their Mass-to-charge ratio dispersed in the first direction, so that the mass-to-charge ratio of Changes ions in the ion beam along the first direction. Preferably the ions in the ion beam do not substantially become corresponding their mass-to-charge ratio in dispersed in the second direction, so that the mass-to-charge ratio of Ions in the ion beam along the second direction substantially is constant.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform messen der erste und der zweite Detektor die Intensitäten wenigstens eines Teils des ersten und des zweiten Ionenstrahls im wesentlichen gleichzeitig. Bei dem Verfahren wird weiterhin die Intensität wenigstens eines Teils des ersten Ionenstrahls in Bezug auf die Intensität wenigstens eines Teils des zweiten Ionenstrahls bestimmt. Falls die Intensität wenigstens eines Teils des ersten und/oder des zweiten Ionenstrahls von der Intensität wenigstens eines Teils des zweiten und/oder des ersten Ionenstrahls um mindestens einen Prozentsatz x abweicht, kann festgestellt werden, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist. Der Prozentsatz x kann 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 oder größer als 50 sein. Alternativ oder zusätzlich kann, falls innerhalb einer Zeit t die Anzahl der vom ersten Detektor detektierten Ionen von der Anzahl der vom zweiten Detektor detektierten Ionen um mindestens y Standardabweichungen der Gesamtzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor während der Zeit t detektierten Ionen abweicht, festgestellt werden, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist. Vorzugsweise ist die Anzahl der Standardabweichungen y 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5, 1,75, 2,0, 2,25, 2,5, 2,75, 3,0, 3,25, 3,5, 3,75, 4,0 oder größer als 4,0.According to the preferred Measure embodiment the first and the second detector detect the intensities of at least one part the first and second ion beams substantially simultaneously. at the method is further the intensity of at least a portion of first ion beam with respect to the intensity of at least a part of the second ion beam determined. If the intensity is at least a portion of the first and / or second ion beam from the intensity at least a portion of the second and / or the first ion beam can differ by at least a percentage x, it can be stated that the ion beam contains a significant amount of interference ions having. The percentage x can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100 or greater than 50 be. Alternatively or in addition if, within a time t, the number of times from the first detector detected ions from the number of detected by the second detector Ions by at least y standard deviations of the total number of first and detected by the second detector during the time t Ion deviates, it can be determined that the ion beam one significant proportion of interference ions. Preferably the number of standard deviations y 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0 or greater than 4.0.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden bei dem Verfahren weiter Signale vom ersten und vom zweiten Detektor summiert, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, und wird das kombinierte Signal mit einem Gewichtsfaktor multipliziert. Vorzugsweise schwächt der Gewichtsfaktor das kombinierte Signal nicht erheblich ab, wenn das Signal vom ersten Detektor im wesentlichen dem Signal vom zweiten Detektor gleicht. Zusätzlich oder alternativ kann der Gewichtsfaktor das kombinierte Signal erheblich abschwächen, wenn sich das Signal vom ersten Detektor erheblich von dem Signal vom zweiten Detektor unterscheidet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Gewichtsfaktor von der Form exp(–kyn), wobei k und n Konstanten sind und innerhalb einer Zeit t die Anzahl der vom ersten Detektor detektierten Ionen von der Anzahl der vom zweiten Detektor detektierten Ionen um y Standardabweichungen von der Gesamtzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor während der Zeit t detektierten Ionen abweicht. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Differenz zwischen der Anzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor detektierten Ionen als ein positiver Wert angenommen. Vorzugsweise ist die Konstante k 0,5–2,0, 0,6–1,8, 0,7–1,6, 0,8–1,4, 0,9–1,2, 0,95–1,1 oder 1. Vorzugsweise ist die Konstante n 1,0–3,0, 1,2–2,8, 1,4–2,6, 1,6–2,4, 1,8–2,2, 1,9–2,1 oder 2.In a preferred embodiment, the method further sums signals from the first and second detectors to produce a combined signal, and multiplies the combined signal by a weighting factor. Preferably, the weighting factor does not significantly attenuate the combined signal when the signal from the first detector is substantially equal to the signal from the second detector. Additionally or alternatively, the weighting factor can significantly attenuate the combined signal if the signal from the first detector differs significantly from the signal from the second detector. In one embodiment, the weighting factor is of the form exp (-ky n ), where k and n are constants, and within a time t, the number of ions detected by the first detector from the number of ions detected by the second detector are y standard deviations from the total differs from the first and the second detector detected during the time t ions. According to this embodiment, the difference between the number of ions detected by the first and second detectors is assumed to be a positive value. Preferably, the constant k is 0.5-2.0, 0.6-1.8, 0.7-1.6, 0.8-1.4, 0.9-1.2, 0.95-1 , 1 or 1. Preferably, the constant n is 1.0-3.0, 1.2-2.8, 1.4-2.6, 1.6-2.4, 1.8-2.2, 1.9-2.1 or 2.
Falls gemäß dem bevorzugten Verfahren festgestellt wird, dass der Ionenstrahl einen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist, können die Signale vom ersten und/oder vom zweiten Detektor verworfen werden oder auf andere Weise als verhältnismäßig ungenau angesehen werden. Falls alternativ festgestellt wird, dass der Ionenstrahl keinen erheblichen Anteil von Interferenzionen aufweist, können Signale vom ersten und vom zweiten Detektor summiert oder auf andere Weise als verhältnismäßig genau angesehen werden.If it is determined in accordance with the preferred method that the ion beam has a significant amount of interference ions, the signals from the first and / or second detectors may be discarded or otherwise considered to be relatively inaccurate. Alternatively, if it is found that the ion beam does not have a significant amount of interference ions, For example, signals from the first and second detectors may be summed or otherwise considered to be relatively accurate.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun zusammen mit anderen Anordnungen, die nur Erläuterungszwecken dienen, nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:Various embodiments of the present invention will now be described together with other arrangements, for explanatory purposes only serve as an example with reference to the attached drawings described, wherein:
Ein
herkömmliches
einfach fokussierendes Magnetsektor-Massenspektrometer ist in
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die
Ein
Ionenstrahl, der gleichmäßig über den Kollektorschlitz
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform ist
der Kollektorschlitz
Die
reflektierende Elektrode
Ionen
treten vorzugsweise durch ein Abschirmungsrohr
Gemäß einer
anderen weniger bevorzugten Ausführungsform
können
Ionen von den Konversionsdynoden
Gemäß dieser
Ausführungsform
weist der stromaufwärts
gelegene Ionendetektor vorzugsweise eine Konversionsdynode
Gemäß einer
alternativen Ausführungsform können der
bevorzugte geteilte Ionendetektor
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform können in
einem Betriebsmodus im wesentlichen alle Ionen durch ein elektrisches
und/oder magnetisches Feld auf einen der Detektoren
Wenn
ein Ionenstrahl, der Ionen mit einem spezifischen Masse-Ladungs-Verhältnis aufweist, über den
Kollektorschlitz
Hochauflösende Aufzeichnungsmessungen ausgewählter Ionen,
wie sie vorstehend für
die Detektion von Spuren von 2,3,7,8-tetrachloriertem Dibenzo-p-dioxin
beschrieben wurden, werden gemeinhin bei einer Massenauflösung von
10000 (10% Taldefinition) ausgeführt.
Eine Massenspitze mit einer Breite von 100 ppm der Masse, wenn sie
bei 5% der maximalen Intensität
gemessen wird, weist eine Massenauflösung von 10000 (10% Taldefinition)
auf. Eine Massenspitze, die 100 ppm breit ist, weist gewöhnlich eine
maximale Transmission auf, wenn die Kollektorschlitzbreite wc gerade gleich derjenigen der Ionenstrahlbreite
wb ist, d. h. wenn der Kollektorschlitz
Bei
hochauflösenden
Aufzeichnungsexperimenten ausgewählter
Ionen wird der Ionenstrahl zu einer zentralen Position geschaltet,
an der im wesentlichen 100% des Ionenstrahls von einem Kollektorschlitz
des Massenspektrometers durchgelassen werden. Weil der Ionenstrahl
nicht über
den Kollektorschlitz gescannt wird, ermöglicht es dieses Verfahren
nicht, dass Wissen über
das Spitzenprofil gewonnen wird. Es kann nur angenommen werden,
dass das Spitzenprofil dasjenige ist, das beispielsweise durch P
in
Bei
einem hochauflösenden
Aufzeichnungsexperiment ausgewählter
Ionen, bei dem der Ionenstrahl zur zentralen Position geschaltet
wird, ist das auf jedem der zwei Detektoren des bevorzugten geteilten
Ionendetektors
Es
wird anhand
Der
Effekt einer kleinen Verschiebung der Position des Ionenstrahls
wird weiter mit Bezug auf
In
Spalte 1 von
In
Spalte 4 ist die Gesamtzahl der vom ersten und vom zweiten Detektor
detektierten Ionen, d. h. die Summe aus den Spalten 2 und 3, tabellarisch angeordnet.
Es ist ersichtlich, dass die Gesamtzahl der detektierten Ionen abnimmt,
wenn die Position des Ionenstrahls zunehmend gegenüber dem
Zentrum verschoben wird. Dies liegt daran, dass der Ionenstrahl
und der Kollektorschlitz
In Spalte 5 ist die durchschnittliche Anzahl der Ionen tabellarisch angeordnet, von der erwartet worden wäre, dass sie auf jedem von dem ersten und dem zweiten Detektor detektiert wird, falls sich der Ionenstrahl angesichts der in Spalte 4 angegebenen Gesamtionenanzahl im Zentrum befunden hätte. Mit anderen Worten gibt Spalte 5 für jeden Wert der Ionenstrahlverschiebung einfach die Hälfte der Gesamtzahl der Ionen an, die in Spalte 4 angegeben sind. In Spalte 6 ist eine Standardabweichung für den erwarteten Ionenzählwert für jeden von dem ersten und dem zweiten Detektor tabellarisch angeordnet, welche in Spalte 5 angegeben ist.Column 5 tabulates the average number of ions that would have been expected to be detected on each of the first and second detectors if the ion beam were in the center given the total number of ions indicated in column 4. In other words, column 5 simply gives half of the Ge for each value of ion beam shift total number of ions indicated in column 4. In column 6, a standard deviation for the expected ion count is tabulated for each of the first and second detectors indicated in column 5.
In Spalte 7 ist die Differenz zwischen der in Spalte 2 angegebenen tatsächlichen Ionenanzahl für den ersten Detektor und der Ionenanzahl, die nach Spalte 5 erwartet worden wäre, ausgedrückt durch die Anzahl der Standardabweichungen der in Spalte 6 tabellarisch angeordneten erwarteten Ionenanzahl, tabellarisch angeordnet. In Spalte 8 ist in ähnlicher Weise die Differenz, ausgedrückt in Standardabweichungen, zwischen der in Spalte 3 angegebenen tatsächlichen Ionenanzahl für den zweiten Detektor, und der in Spalte 5 angegebenen erwarteten Anzahl, wiederum ausgedrückt durch die in Spalte 6 tabellarisch angeordnete Anzahl der Standardabweichungen der erwarteten Ionenanzahl, tabellarisch angeordnet.In Column 7 is the difference between that given in column 2 actual Number of ions for the first detector and the number of ions expected by column 5 would have been expressed by the number of standard deviations of those in column 6 in tabular form arranged expected number of ions, arranged in tabular form. In Column 8 is similar the difference, expressed in standard deviations, between the actual values given in column 3 Number of ions for the second detector and that expected in column 5 Number, again expressed by the number of standard deviations arranged in tabular form in column 6 the expected number of ions, arranged in tabular form.
In Spalte 9 ist die prozentuale Wahrscheinlichkeit P1 für die Differenz der Ionenanzahl vom erwarteten Durchschnitt tabellarisch angeordnet, die kleiner oder gleich der tatsächlichen Differenz der für den ersten Detektor in Spalte 7 angegebenen Ionenanzahl unter Annahme einer natürlichen Verteilung oder Gaussverteilung ist. Ebenso ist in Spalte 10 die gleiche prozentuale Wahrscheinlichkeit P2 für die Differenz der für den zweiten Detektor in Spalte 8 angegeben Ionenanzahl tabellarisch angeordnet. Daher sind in den Spalten 9 und 10 die prozentualen Wahrscheinlichkeiten für das Beobachten von Messungen innerhalb der in den Spalten 7 bzw. 8 angegebenen relativen Standardabweichungen angegeben, wobei ein Ionenstrahl mit der in Spalte 4 angegebenen Elektronenanzahl am Kollektorschlitz zentriert ist. Schließlich ist in Spalte 11 die kombinierte prozentuale Wahrscheinlichkeit P sowohl für das Beobachten einer Messung außerhalb der in Spalte 7 angegebenen relativen Standardabweichung als auch einer Messung außerhalb der in Spalte 8 angegebenen relativen Standardabweichung tabellarisch angeordnet. Mit anderen Worten ist in Spalte 11 die prozentuale Wahrscheinlichkeit des Beobachtens der am ersten Detektor und am zweiten Detektor für eine Spitze mit einer Gesamtionenanzahl, die der Summe der zwei getrennten Ionenanzahlen gleicht, welche zentral positioniert ist, aufgezeichneten zwei Ionenanzahlen angegeben.In Column 9 is the percentage probability P1 for the difference the number of ions from the expected average arranged in tabular form, the smaller or equal to the actual Difference of for the first detector in column 7, assuming the number of ions a natural one Distribution or Gauss distribution is. Similarly, column 10 is the same percentage probability P2 for the difference that for the second Detector in column 8 indicated number of ions arranged in tabular form. Therefore, in columns 9 and 10, the percent probabilities are for the Observing measurements within the relative ranges given in columns 7 and 8, respectively Standard deviations given, with an ion beam with the in Column 4 indicated number of electrons centered on the collector slot is. After all in column 11 is the combined percentage probability P for both watching a measurement outside the relative standard deviation given in column 7 as well a measurement outside the relative standard deviation given in column 8 in tabular form arranged. In other words, in column 11, the percentage Probability of observing at the first detector and at the second detector for a peak with a total ion number that is the sum of the two is equal to separate ion numbers, which is centrally positioned, recorded two ion numbers.
Wie
aus
Es ist in diesem Beispiel offensichtlich, dass der Vorteil der Verwendung eines geteilten Ionendetektors gemäß der bevorzugten Ausführungsform darin besteht, dass für die Messung eines lediglich 20 Ionen aufweisenden Ionenstrahls mit einer Sicherheit von 99% gewährleistet werden konnte, dass die beobachtete Massenspitze keine störende Spitze ist, die darauf zurückzuführen ist, dass der Ionenstrahl um nur 10 ppm verschoben ist. Es konnte alternativ mit einer Sicherheit von 99,9% gewährleistet werden, dass die beobachtete Massenspitze keine störende Massenspitze ist, die darauf zurückzuführen ist, dass der Ionenstrahl um 15 ppm verschoben ist.It is obvious in this example that the advantage of using a split ion detector according to the preferred embodiment is that for the measurement of an ion beam having only 20 ions a security of 99% guaranteed could be that the mass tip observed no disturbing peak which is due to that the ion beam is shifted by only 10 ppm. It could alternatively with a 99.9% certainty that the observed mass tip is not a disturbing mass peak, the is due to that the ion beam is shifted by 15 ppm.
Dagegen wäre es bei Verwendung eines herkömmlichen Ionendetektors erforderlich, mit einer Massenspitzenbreite bei 5% der Höhe von etwa 20 ppm zu arbeiten, um die gleiche Spezifizierung zu erhalten. Dies würde einer sehr hohen Auflösung von etwa 50000 (10% Taldefinition) im Gegensatz zu 10000 gemäß der bevorzugten Ausführungsform entsprechen. Es ist daher in diesem Beispiel ersichtlich, dass der geteilte Ionendetektor gemäß der bevorzugten Ausführungsform, verglichen mit einem vergleichbaren herkömmlichen Ionendetektor, in etwa eine fünffache Erhöhung der Spezifität bereitstellt.On the other hand would it be when using a conventional Ion detector required, with a mass peak width at 5% the height of about 20 ppm to get the same specification. This would a very high resolution of about 50,000 (10% valley definition) as opposed to 10,000 in the preferred one embodiment correspond. It is therefore apparent in this example that the divided ion detector according to the preferred embodiment, compared with a comparable conventional ion detector, in about a fivefold increase of specificity provides.
Alternativ kann der bevorzugte geteilte Ionendetektor als die gleiche Spezifität bereitstellend angesehen werden, wobei er jedoch zwischen 5 und 25 Mal empfindlicher ist, weil dies der wahrscheinliche Empfindlichkeitsverlust ist, der sich aus einer fünffachen Erhöhung der Auflösung des Massenspektrometers von 10000 auf 50000 ergibt (10% Taldefinition).alternative For example, the preferred shared ion detector may be considered to provide the same specificity but being more sensitive between 5 and 25 times, because this is the likely sensitivity loss that is from a fivefold increase the resolution of the mass spectrometer from 10,000 to 50,000 (10% valley definition).
Es wurde gezeigt, dass der geteilte Ionendetektor gemäß der bevorzugten Ausführungsform entweder die Spezifität der Massenanalyse ohne einen Empfindlichkeitsverlust verbessern kann oder eine verbesserte Empfindlichkeit ohne einen Spezifitätsverlust bereitstellen kann oder tatsächlich sowohl eine verbesserte Empfindlichkeit als auch eine verbesserte Spezifität bereitstellen kann. Weiterhin können zufällig gestreute Ionen, die Hintergrundrauschen darstellen, zumindest teilweise, falls nicht in erheblichem Maße beseitigt werden.It It has been shown that the split ion detector according to the preferred embodiment either the specificity improve the mass analysis without a loss of sensitivity or improved sensitivity without loss of specificity can provide or actually both improved sensitivity and improved specificity can provide. Furthermore you can fortuitously scattered ions representing background noise, at least in part, if not to a considerable extent be eliminated.
Claims (40)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0226715.1 | 2002-11-15 | ||
GB0226715A GB0226715D0 (en) | 2002-11-15 | 2002-11-15 | Mass spectrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10351010A1 DE10351010A1 (en) | 2004-05-27 |
DE10351010B4 true DE10351010B4 (en) | 2009-09-24 |
Family
ID=9947924
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20316798U Expired - Lifetime DE20316798U1 (en) | 2002-11-15 | 2003-10-31 | mass spectrometry |
DE2003151010 Expired - Fee Related DE10351010B4 (en) | 2002-11-15 | 2003-10-31 | mass spectrometry |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20316798U Expired - Lifetime DE20316798U1 (en) | 2002-11-15 | 2003-10-31 | mass spectrometry |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE20316798U1 (en) |
GB (2) | GB0226715D0 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008046139B4 (en) * | 2008-09-05 | 2024-03-28 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Method for the quantitative determination of a substance by mass spectrometry |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4524275A (en) * | 1981-12-07 | 1985-06-18 | Cottrell John S | Multiple collector mass spectrometers |
US4896035A (en) * | 1987-08-06 | 1990-01-23 | Phrasor Scientific, Inc. | High mass ion detection system and method |
US5202561A (en) * | 1990-06-13 | 1993-04-13 | Finnigan Gmbh | Device and method for analyzing ions of high mass |
EP0551999A1 (en) * | 1992-01-16 | 1993-07-21 | Kratos Analytical Limited | Mass spectrometry systems |
DE19953300A1 (en) * | 1998-11-19 | 2000-05-25 | Schlumberger Technologies Inc | Instrument for detecting charged particles; has high energy particle detector that deflects low energy particles to low energy particle detector using negatively biased casing |
DE19635645C2 (en) * | 1996-09-03 | 2000-12-28 | Bruker Daltonik Gmbh | Method for the high-resolution spectral recording of analyte ions in a linear time-of-flight mass spectrometer |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9302886D0 (en) * | 1993-02-12 | 1993-03-31 | Fisons Plc | Multiple-detector system for detecting charged particles |
GB9808319D0 (en) * | 1998-04-20 | 1998-06-17 | Micromass Ltd | Simultaneous detection isotopic ratio mass spectrometer |
FR2829287A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-07 | David Scigocki | Tandem mass spectrometry involves positioning dissociation system after ion source and before magnetic sector and using multichannel ion detector for simultaneously detecting ions reaching its detection surface at different positions |
-
2002
- 2002-11-15 GB GB0226715A patent/GB0226715D0/en not_active Ceased
-
2003
- 2003-10-28 GB GB0325167A patent/GB2396960B8/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-31 DE DE20316798U patent/DE20316798U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-10-31 DE DE2003151010 patent/DE10351010B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4524275A (en) * | 1981-12-07 | 1985-06-18 | Cottrell John S | Multiple collector mass spectrometers |
US4896035A (en) * | 1987-08-06 | 1990-01-23 | Phrasor Scientific, Inc. | High mass ion detection system and method |
US5202561A (en) * | 1990-06-13 | 1993-04-13 | Finnigan Gmbh | Device and method for analyzing ions of high mass |
EP0551999A1 (en) * | 1992-01-16 | 1993-07-21 | Kratos Analytical Limited | Mass spectrometry systems |
DE19635645C2 (en) * | 1996-09-03 | 2000-12-28 | Bruker Daltonik Gmbh | Method for the high-resolution spectral recording of analyte ions in a linear time-of-flight mass spectrometer |
DE19953300A1 (en) * | 1998-11-19 | 2000-05-25 | Schlumberger Technologies Inc | Instrument for detecting charged particles; has high energy particle detector that deflects low energy particles to low energy particle detector using negatively biased casing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2396960B (en) | 2005-04-06 |
GB2396960A (en) | 2004-07-07 |
DE10351010A1 (en) | 2004-05-27 |
GB2396960A8 (en) | 2005-09-26 |
GB0325167D0 (en) | 2003-12-03 |
GB2396960B8 (en) | 2005-09-26 |
GB0226715D0 (en) | 2002-12-24 |
DE20316798U1 (en) | 2004-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69230174T2 (en) | FLIGHT TIME MASS SPECTROMETER WITH AN OPENING TO COMPENSATE TRANSMISSION CAPACITY AND RESOLUTION | |
DE102016121522B4 (en) | Method of passing ions through an aperture | |
DE102010032823B4 (en) | Method and a mass spectrometer for the detection of ions or nachionisierten neutral particles from samples | |
DE10296885B4 (en) | Time of flight mass spectrometer and method for detecting the time of flight of ions | |
DE112011102323B4 (en) | Ion detection arrangement | |
DE112014004157B4 (en) | Targeted mass analysis | |
DE69118492T2 (en) | Mass spectrometer with electrostatic energy filter | |
DE112010002579B4 (en) | MASS SPECTROMETERS AND METHOD FOR ISOTOPE ANALYSIS | |
DE69936800T2 (en) | mass spectrometry | |
EP1063676B1 (en) | Device and procedure for energy and angle selected electron spectroscopy | |
DE102020119770A1 (en) | SPECTROSCOPY AND IMAGING SYSTEM | |
DE112016003713T5 (en) | Axial field collision cell | |
DE102016009643B4 (en) | Improving the dynamic range for isotope ratio mass spectrometry | |
DE19635645C2 (en) | Method for the high-resolution spectral recording of analyte ions in a linear time-of-flight mass spectrometer | |
DE69115589T2 (en) | Multi-channel charged particle analyzer | |
DE10324839B4 (en) | mass spectrometry | |
DE60126048T2 (en) | Mass spectrometer and mass spectrometric method | |
DE19701192C2 (en) | Device and method for operating a spectrometer with energy and angular resolution | |
DE4041297A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SELECTING THE RESOLUTION OF A CHARGED PARTICLE BEAM ANALYZER | |
DE69121463T2 (en) | Ion beam device | |
DE2705430C3 (en) | Electrostatic analyzer for charged particles | |
DE10351010B4 (en) | mass spectrometry | |
EP0172477A2 (en) | Method and apparatus for recording particles or quantums using a detector | |
JP4426458B2 (en) | Mass spectrometer | |
DE102016009789B4 (en) | Mirror lens for directing an ion beam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: GARETH, RHYS JONES, ALTRINCHAM, CHESHIRE, GB Inventor name: BATEMAN, ROBERT HAROLD, KNUTSFORD, CHESHIRE, GB |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: KUDLEK & GRUNERT PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, 803 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KUDLEK & GRUNERT PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MICROMASS UK LIMITED, GB Free format text: FORMER OWNER: MICROMASS UK LTD., MANCHESTER, GB Effective date: 20140606 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KUDLEK & GRUNERT PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE Effective date: 20140606 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |