DE202020106423U1

DE202020106423U1 - Massenspektrometriegerät

Info

Publication number: DE202020106423U1
Application number: DE202020106423.1U
Authority: DE
Original assignee: Analytik Jena AG
Current assignee: Analytik Jena Gmbh+co Kg De
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-02-08
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: CN214956749U

Abstract

Induktiv gekoppeltes Massenspektrometriegerät, umfassend:
eine Ionenquelle (12), die durch ein induktiv gekoppeltes Plasma bereitgestellt wird, aus dem eine Ionenmenge (22) stammen kann, um einen Ionenstrom bereitzustellen, der sich entlang eines ersten Bewegungspfades (16A) bewegt, der im Wesentlichen auf eine erste, horizontale Ebene ausgerichtet ist, und wobei die Ionenquelle (12) einen Mikrowellengenerator (53) umfasst;
eine Ionenfiltervorrichtung (20), die über der Ionenquelle angeordnet ist und zum Empfang eines Ionenstroms bereitgestellt ist, der sich entlang eines zweiten Bewegungspfades (16B) bewegt, um den Ionenstrom vor der Analyse durch eine Ionenanalysevorrichtung (44) zu filtern; und
eine Ionenführung oder Ionenoptik (26), die so angeordnet ist, dass sie Ionen, die sich entlang des ersten Bewegungspfades (16A) bewegen, so ablenkt, dass sie sich entlang des zweiten Bewegungspfades (16B) bewegen;
wobei die Ionenquelle (12) und die Ionenfiltervorrichtung (20) in Bezug zueinander so angeordnet sind, dass das Profil des Geräts in einer Ebene, die im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, reduziert wird, um die effektive Grundfläche des Geräts zu minimieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein induktiv gekoppeltes Massenspektrometriegerät, das eine Ionenquelle, eine Ionenfiltervorrichtung und eine Ionenführung umfasst.
Massenspektrometriegeräte sind Vorrichtungen zur Messung des Masse-Ladungs-Verhältnisses geladener Teilchen zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung einer Probe oder eines Moleküls. Es gibt viele verschiedene Techniken, die für solche Zwecke verwendet werden. Eine Form der Massenspektrometrie beinhaltet die Verwendung eines induktiv gekoppelten Plasmabrenners (ICP-Brenners) zum Erzeugen eines Plasmafelds, in das eine Messprobe eingeführt wird. Das Plasma verdampft und ionisiert die Probe, so dass Ionen aus der Probe extrahiert und einem Massenspektrometer zugeführt werden können.
Massenspektrometer schließen auch einen Massenfilter oder Massenanalysator ein, in den die Ionen durch ionenoptische Linsen geleitet werden. Massenanalysatoren dienen dazu, Ionen basierend auf ihrem Masse-Ladungs-Verhältniss zu filtern. Üblicherweise umfassen Massenanalysatoren eine Anzahl von Polen. Beispielsweise weisen Quadrupolbasierte Massenanalysatoren vier parallele Stäbe auf. Nachdem die Ionen die Länge des Massenanalysators durchlaufen haben, werden sie von einer Detektoreinheit zur Analyse empfangen.
Übliche Anordnungen solcher Massenspektrometer haben sich insofern als problematisch erwiesen, als herkömmliche Massenspektrometriegeräte aufgrund der Geometrien der jeweiligen Komponenten (insbesondere der jeweiligen Längen der Massenanalysator- und Detektoreinheiten) dazu neigen, sperrig und im Allgemeinen unhandlich zu sein, wenn sie auf herkömmlichen Laborarbeitsplätzen wie Arbeitstischplatten oder Werkbankplatten verwendet oder aufbewahrt werden. Eine Massenspektrometrievorrichtung mit verringerter Grundfläche wurde in WO2012/100299A1 beschrieben, auf die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Massenspektrometrie-Anordnungen bei kompakter Bauweise weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein induktiv gekoppeltes Massenspektrometriegerät gelöst, umfassend:

eine Ionenquelle, die durch ein induktiv gekoppeltes Plasma bereitgestellt wird, aus dem eine Ionenmenge stammen kann, um einen Ionenstrom bereitzustellen, der sich entlang eines ersten Bewegungspfades bewegt, der im Wesentlichen auf eine erste, horizontale Ebene ausgerichtet ist, und wobei die Ionenquelle einen Mikrowellengenerator umfasst;
eine Ionenfiltervorrichtung, die über der Ionenquelle angeordnet ist und zum Empfang eines Ionenstroms bereitgestellt ist, der sich entlang eines zweiten Bewegungspfades bewegt, um den Ionenstrom vor der Analyse durch eine Ionenanalysevorrichtung zu filtern; und,
eine Ionenführung oder Ionenoptik, die so angeordnet ist, dass sie Ionen, die sich entlang des ersten Bewegungspfades bewegen, so ablenkt, dass sie sich entlang des zweiten Bewegungspfades bewegen;
wobei die Ionenquelle und die Ionenfiltervorrichtung in Bezug zueinander so angeordnet sind, dass das Profil des Geräts in einer Ebene, die im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, reduziert wird, um die effektive Grundfläche des Geräts zu minimieren.

Plasmaquellen auf Basis induktiver Spulen nach dem Stand der Technik sind oft ziemlich teuer und sperrig und benötigen eine große Menge an elektrischer Leistung, um das Plasma zu erzeugen. Die Verwendung einer Ionenquelle, die einen Mikrowellengenerator umfasst, hat demgegenüber den Vorteil, dass hohe Feldstärken bei geringer Verlustleistung erreicht werden können. Somit kann auf einfache Weise ein gleichmäßiges und energieeffizientes Plasma erreicht werden. Ein solcher Mikrowellengenerator ermöglicht somit eine weitere Verringerung der Grundfläche der Massenspektrometrie-Anordnung bei gleichzeitiger Erhöhung der Plasmaqualität und Verringerung des Energieverbrauchs.
Die Ionen aus der Ionenquelle werden extrahiert und so angeordnet, dass sie entlang eines ersten beabsichtigten Bewegungspfades fließen, die im Wesentlichen auf eine horizontale Ebene ausgerichtet ist. Dementsprechend kann das induktiv gekoppelte Plasma (ICP) so ausgerichtet sein, dass der erste beabsichtigte Bewegungspfad im Wesentlichen auf eine horizontale Ebene ausgerichtet ist. Die Ionen werden dann von der Ionenfiltervorrichtung empfangen und so angeordnet, dass sie entlang eines zweiten beabsichtigten Bewegungspfades strömen, um von einer Ionenanalysevorrichtung empfangen zu werden. Die Ionenführung oder Ionenoptik ist daher so angeordnet, dass sie die Ionen von dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad ablenkt oder führt, damit sie entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfads strömen, wobei die Anordnung derart ist, dass das Gerät eine verringerte Grundfläche aufweist, wenn sie auf einer üblichen Auflagefläche, wie einer Werkbank- oder einer Tischplatte, getragen wird. Dementsprechend kann daher das Profil des Gehäuses in der horizontalen Ebene reduziert werden, um die effektive Grundfläche des Gehäuses zu minimieren.
Das Massenspektrometriegerät kann ein Gehäuse umfassen, das dafür konfiguriert ist, um alle relevanten internen Komponenten, wie mindestens die Ionenquelle, die Ionenanalysevorrichtung und die Ionenführung oder Ionenoptik zu umschließen. Dementsprechend sind der erste und der zweite beabsichtigte Bewegungspfad in Bezug zueinander so angeordnet, dass das Profil des Gehäuses in einer Ebene, die im Wesentlichen parallel zu dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad ist, verringert wird, um die effektive Grundfläche des Gehäuses zu minimieren.
In einer Ausführungsform sind der erste und der zweite beabsichtigte Bewegungspfad im Allgemeinen linear, wobei der erste beabsichtigte Bewegungspfad ein Pfad mit einer gewünschten Richtung innerhalb der ersten Ebene ist und der zweite beabsichtigte Bewegungspfad ein Pfad mit einer gewünschten Richtung in einer zweiten Ebene ist.
In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Ebene so ausgerichtet, dass sie im Wesentlichen orthogonal zueinander sind. Die erste Ebene kann so ausgerichtet sein, dass sie im Wesentlichen parallel zu einer horizontalen Ebene ist, und die zweite Ebene kann so ausgerichtet sein, dass sie im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene ist.
In einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer so angeordnet sein, dass der Ionenstrom, der sich entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene bewegt, in einer Richtung im Wesentlichen nach unten in Bezug zu der vertikalen Ebene verläuft (d. h., sich unter der Wirkung der Schwerkraft bewegt). Andererseits ist in einer Ausführungsform der zweite Bewegungspfad im Wesentlichen auf eine vertikale Ebene ausgerichtet, wodurch sich der Ionenstrom, der sich entlang des zweiten Bewegungspfades bewegt, in einer Richtung im Wesentlichen nach oben in Bezug zu der vertikalen Ebene bewegt (d. h., sich gegen die Wirkung der Schwerkraft bewegt). Wenn also der zweite beabsichtigte Bewegungspfad im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist, kann das Massenspektrometer so angeordnet sein, dass der Ionenstrom in Bezug zur vertikalen Ebene entweder nach oben oder nach unten strömt. Es versteht sich, dass in solchen Anordnungen die Position der Ionenquelle unterschiedlich sein wird. Für Anordnungen, bei denen die Ionen entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades nach unten strömen, wird die Ionenquelle oberhalb der Ionenanalysevorrichtung positioniert und vorzugsweise im oberen Bereich des Gehäuses des Geräts angeordnet. Weiterhin wird für Anordnungen, bei denen die Ionen entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades nach oben strömen, die Ionenquelle unterhalb der Ionenanalysevorrichtung positioniert und vorzugsweise im unteren Bereich des Gehäuses des Geräts angeordnet.
In einer Ausführungsform ist die von Ionen entlang des ersten beabsichtigten Bewegungspfades zurückgelegte Strecke im Wesentlichen kleiner als die von Ionen entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades zurückgelegte Strecke.
Die Ionenanalysevorrichtung kann eine Massenspektrometrie-Ionendetektoreinheit einschließen.
In einer Ausführungsform umfasst die Ionenfiltervorrichtung einen Massenfilter oder Massenanalysator, der dafür angeordnet ist, um einen Ionenstrom von der Ionenführung oder Ionenoptik zu Filterzwecken zu empfangen.
In dieser Hinsicht ist es von Vorteil, wenn der Massenanalysator dafür angeordnet ist, Ionen zu empfangen, die sich entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades in Richtung der Ionenanalysevorrichtung bewegen. Dementsprechend kann die Ionenfiltervorrichtung benachbart zu der Ionenanalysevorrichtung positioniert sein, so dass Ionen, die die Ionenfiltervorrichtung passieren, unmittelbar anschließend zu der Ionenanalysevorrichtung oder Ionendetektoreinheit direkt weitergehen.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Massenanalysator ein Quadrupol-Massenanalysator mit vier beabstandeten, aber parallelen metallischen Stäben ist. Die in der Ionenfiltervorrichtung verwendeten metallischen Stäbe können so geformt sein, dass sie im Wesentlichen einen kreisförmigen oder hyperbolischen Querschnitt aufweisen. Es versteht sich jedoch, dass die Stäbe aus jeder Querschnittsform ausgebildet sein können, die für den Betrieb geeignet ist.
In einer Ausführungsform umfasst die Ionenfiltervorrichtung zwei oder mehr Polelemente, wie metallische Stäbe, die in einer beabstandeten, aber parallelen Beziehung zueinander angeordnet sind.
In einer Ausführungsform kann die Ionenfiltervorrichtung im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene ausgerichtet angeordnet sein, wobei eine Längsachse der Ionenfiltervorrichtung im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene angeordnet ist. Üblicherweise sind Ionenfiltervorrichtungsanordnungen in ihrer Längsabmessung größer als in ihrer Höhen- und Breitenabmessung. Daher kann, wenn die Ionenfiltervorrichtung in der vertikalen Ebene ausgerichtet ist, eine wesentliche Platzersparnis (wie beispielsweise Bankfläche oder Bodenfläche) erreicht werden, und die effektive Grundfläche des Geräts kann reduziert werden. Dementsprechend können Benutzer solcher Ausstattung dahingehend profitieren, dass weniger Stauraum benötigt wird und/oder mehr Arbeitsraum verfügbar ist, wenn das Gerät auf einer Arbeitsfläche, wie einer übliche Laborwerkbank/Tischplatte, aufbewahrt oder getragen wird.
In einer Ausführungsform umfasst die Ionenführung oder Ionenoptik eine beliebige Anordnung, die in der Lage ist, einen Strahl oder Strom von Ionen zwischen dem ersten und dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad zu lenken, umzulenken oder abzulenken, z. b. mittels einer Ablenkung und/oder Reflexion.
In einer Ausführungsform ist die Ionenführung oder Ionenoptik ein Ionenspiegel, ein ionenoptischer Deflektor oder ein orionenoptisches Prisma oder wobei die Ionenführung eine ionenoptische Linsenanordnung umfasst, die in der Lage ist, den Ionenstrom von dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad zu dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad zu lenken, oder gekrümmte Elemente, die so angeordnet sind, dass sie den Ionenstrom zwischen dem ersten und dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad führen oder lenken.
Ionenführungen oder Ionenoptik gemäß der vorliegenden Erfindung können Anordnungen wie Ionenspiegel, Reflektoren, Deflektoren, Quadrupol-Ionendeflektoren, elektrostatische Energieanalysatoren, magnetische Ionenoptik, Ionenmehrfachführungen und dergleichen einschließen. Es versteht sich, dass die letztgenannten Beispiele nicht vollständig sind, sondern dass jede Anordnung eingesetzt werden kann, die in der Lage ist, eine Menge von Ionen zwischen zwei nicht parallelen Ebenen abzulenken. Zum Beispiel kann die Ionenführung eine Anordnung einer ionenoptischen „IonMirror“ -Vorrichtung oder eine geeignete Variation davon umfassen, wie in US-Patent Nr. 6,614,021 (hierin durch Bezugnahme eingeschlossen) beschrieben. Weiterhin können Anordnungen, wie die in den folgenden US-Patenten beschriebenen, so angeordnet sein, dass sie mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung arbeiten: US 5,559,337 , US 5,773,823 , US 5,804,821 , US 6,031,579 , US 6,815,667 , US 6,630,665 , US 6,6306,651 . Wenn die Ionenführung gekrümmte Elemente umfasst, können sie in einer Weise geformt sein, die einem Abschnitt oder Segment des beabsichtigten Pfades des Ionenstroms entspricht.
In einer Ausführungsform umfasst das Gerät ferner eine oder mehrere Kollisionszellen, die zum Filtern von Störpartikeln aus dem Ionenstrom angeordnet sind, wodurch sie dazu dienen, die Signalstärke des Ionenstroms an der Ionenanalysevorrichtung oder Ionendetektoreinheit zu verbessern.
Die oder jede Kollisionszelle kann so angeordnet sein, dass sie ein oder mehrere Reaktions- oder Kollisionsgase wie Ammoniak, Methan, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Neon, Krypton, Xenon, Helium oder Wasserstoff oder Mischungen von beliebigen zwei oder mehr davon aufnimmt, um mit Ionen zu reagieren, die aus dem Plasma extrahiert werden. Es versteht sich, dass die letztgenannten Beispiele nicht vollständig sind und dass viele andere Gase oder Kombinationen davon zur Verwendung in solchen Kollisionszellen geeignet sein können.
Die oder jede Kollisionszelle kann an einer beliebigen gewünschten Stelle entlang des ersten und/oder zweiten beabsichtigten Bewegungspfads des Ionenstroms platziert werden, um unerwünschte Partikel aus dem Ionenstrom zu entfernen.
In einer Anordnung ist die mindestens eine Kollisionszelle zwischen der Ionenquelle und der Ionenanalysevorrichtung platziert. In einer Ausführungsform ist die Kollisionszelle zwischen der Ionenführung oder Ionenoptik und der Ionenfiltervorrichtung positioniert. In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Ionenführung und der Ionenanalysevorrichtung mindestens eine Kollisionszelle platziert.
In einer Ausführungsform ist das induktiv gekoppelte Plasma so angeordnet, dass es in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene ausgerichtet ist.
In einer Ausführungsform umfasst der Mikrowellengenerator einen dielektrischen Resonator. Durch die Verwendung eines dielektrischen Resonators werden Energieverluste stark verringert, was zu sehr großen elektrischen Feldstärken während der Plasmazündphase führt. Darüber hinaus sind dielektrische Resonatoren eigenresonante Vorrichtungen und vereinfachen somit die Anordnung, da weniger oder kein externes Impedanzanpassungsnetzwerk zwischen dem Resonator und der Stromversorgung benötigt wird. In diesem Zusammenhang umfasst eine Ausführungsform, dass der dielektrische Resonator ein Ringresonator ist. Eine andere Ausführungsform umfasst, dass der dielektrische Resonator aus einer Keramik, insbesondere aus einer Aluminiumoxid-/Perowskit-Keramik hergestellt ist. Keramische Materialien zeigen auch bei hohen Temperaturen gute mechanische und elektrische Eigenschaften. Im Zusammenhang mit dem dielektrischen Resonator wird auf US2016/0026747A1 verwiesen.
In einer weiteren Ausführungsform und bezugnehmend auf WO2017/176131A1 , auf die ebenfalls Bezug genommen wird, umfasst der Mikrowellengenerator ein Adapter-Mikrowellenformungsfeld, das eine toroidale Plasmaentladung erwärmt, umfassend mindestens zwei elektromagnetische Feldformungselemente, die zwischen der oberen Buchse der Mikrowellenverbindung und der unteren Buchse der Mikrowellenverbindung gespannt sind, wobei ein Element, das ein elektromagnetisches Feld formt, in einem Winkel im Bereich von 0 bis 90 Grad zum Oberflächen-Pitch-Generator der Buchse positioniert ist.
Die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsformen werden detaillierter anhand der Figuren 1 bis 8 näher erläutert:

1A zeigt eine schematische Darstellung eines induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometriegeräts (inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS-Gerät), das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
1B zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines ICP-MS-Geräts, das gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
1C zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines ICP-MS-Geräts, das gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
2A zeigt eine Variation der Ausführungsform des in 1A gezeigten ICP-MS-Geräts;
2B zeigt eine Variation der Ausführungsform des in 1B gezeigten ICP-MS-Geräts;
2C zeigt eine Variation der Ausführungsform des in 1C gezeigten ICP-MS-Geräts;
3A zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines ICP-MS-Geräts, das gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
3B zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines ICP-MS-Geräts, das gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
4A zeigt eine Variation der Ausführungsform des in 3A gezeigten ICP-MS-Geräts;
4B zeigt eine Variation der Ausführungsform des in 3B gezeigten ICP-MS-Geräts;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des in 1C gezeigten ICP-MS-Geräts;
6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des in 1B gezeigten ICP-MS-Geräts;
7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des in 3B gezeigten ICP-MS-Geräts;
8 zeigt eine schematische Darstellung der Ausführungsform des in 1C gezeigten ICP-MS-Geräts; und
9 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Ionenquelle.

Aus Gründen der Konsistenz und der Einfachheit der Erläuterung beziehen sich die in den beigefügten Figuren gezeigten Ausführungsformen der Erfindung auf eine Konfiguration der Plasmaprobennahmeschnittstelle vom „Campargue“-Typ, die häufig verwendet wird, um die Produktion und Übertragung von Ionen aus einer Testprobe zu einem Massenspektrometer bereitzustellen. Eine Schnittstelle dieser Konfiguration besteht im Allgemeinen aus zwei elektrisch geerdeten Komponenten: einer ersten Komponente, die im Allgemeinen als Probennehmer (oder Probennehmerkonus) bezeichnet wird, die angrenzend an das Plasma platziert ist, um als Einlass zum Empfangen von Ionen zu dienen, die durch das Plasma erzeugt werden; und einer zweiten Komponente, die allgemein als Skimmer (oder Skimmerkonus) bekannt ist, die dem Probennehmer nachgelagert positioniert ist, so dass Ionen dort hindurch auf dem Weg zum Massenspektrometer laufen. Der Skimmer schließt im Allgemeinen eine Öffnung ein, durch die die Ionen hindurchlaufen. Der Zweck der Probennehmer- und Skimmeranordnung besteht darin, das Durchlaufen der Ionen (über entsprechende Öffnungen) in eine Vakuumumgebung zu ermöglichen, die für den Betrieb durch das Massenspektrometer erforderlich ist. Das Vakuum wird im Allgemeinen durch eine mehrstufige Pumpenanordnung erzeugt und aufrechterhalten, bei der die erste Stufe versucht, den größten Teil des mit dem Plasma verbundenen Gases zu entfernen. Eine oder mehrere weitere Vakuumstufen können verwendet werden, um die Atmosphäre weiter zu reinigen, bevor die Ionen die Massenspektrometer-Detektoreinheit erreichen. Bei den meisten Systemen ist eine Ionenoptik oder Extraktionslinsenanordnung bereitgestellt und unmittelbar nachgelagert dem Skimmer positioniert, um die Ionen von UV-Photonen, energetischen Neutronen und weiteren Feststoffpartikeln, die aus dem Plasma in das Instrument befördert werden können, zu trennen.
Unter Bezugnahme auf 1A ist eine Ausführungsform eines Massenspektrometriegeräts 2A gezeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Das Massenspektrometer 2A umfasst: eine Ionenquelle 12, von der eine Ionenmenge stammen kann, um einen Ionenstrom 22 bereitzustellen, der sich entlang eines ersten beabsichtigten Bewegungspfades 16A bewegt; eine Ionenfiltervorrichtung 20, die zum Empfangen eines Ionenstroms bereitgestellt ist, der sich entlang eines zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B auf dem Weg zu einer Ionenanalysevorrichtung 44 bewegt; und eine Ionenführung oder Ionenoptik 26, die so angeordnet ist, dass sie Ionen, die sich entlang des ersten beabsichtigten Bewegungspfades 16A bewegen, so ablenkt, dass sie sich entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades A16B bewegen. Die Ionenquelle 12 und die Ionenfiltervorrichtung 20 sind so in Bezug zueinander angeordnet, dass das Profil des Massenspektrometers 2A reduziert wird, um die effektive Grundfläche des Massenspektrometers 2A zu minimieren.
Für kommerzielle Ausführungsformen umfasst das Massenspektrometer 2A ein Gehäuse 52, in dem mindestens die Ionenquelle 12, die Ionenfiltervorrichtung 20 und die Ionenführung oder Ionenoptik 26 untergebracht sind. Somit wird durch die Anordnung der Ionenquelle 12 und der Ionenfiltervorrichtung 20 das Profil des Gehäuses in einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Ebene 55 reduziert, um die effektive Grundfläche des Massenspektrometers 2A auf einer Auflagefläche (wie zum Beispiel der Oberfläche 52, auf die nachstehend Bezug genommen wird) zu minimieren. Dementsprechend können Anordnungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den 1-8 gezeigt sind, beim Bereitstellen einer einzigartigen Massenspektrometrieanordnung mit einer reduzierten Werkbank-Grundfläche vorteilhaft sein, die dazu dienen kann, zum Beispiel verfügbaren Arbeitsraum in Laboratorien und dergleichen zu vergrößern, in denen solche Ausstattungen üblicherweise aufbewahrt und verwendet werden.
Für die gezeigte Ausführungsform des Massenspektrometers 2A sind jeder der ersten 16A und zweiten 16B beabsichtigten Bewegungspfade im Allgemeinen linear. Die Ionen werden aus der Ionenquelle 12 extrahiert und durchlaufen eine Schnittstellenanordnung, die einen Probennehmerkonus und einen Skimmerkonus (beide nicht gezeigt, aber allgemein mit einem Schnittstellenbereich 18 bezeichnet) umfasst. Im Falle einer herkömmlichen „Campargue“ -Probennehmeranordnung wird eine Menge von Ionen aus der Ionenquelle 12 extrahiert und durchläuft den Schnittstellenbereich 18 (Probennehmer- und Skimmerkonus) entlang eines Pfades gemäß eines ersten beabsichtigten Bewegungspfades 16A mit einer allgemeinen Richtung, die innerhalb einer horizontalen Ebene liegt.
Beim Durchlaufen durch den Schnittstellenbereich 18 laufen die Ionen durch eine Öffnung 34 in eine ionenoptische Linse 25. Die ionenoptische Linse 25 schließt eine Ionenführung oder Ionenoptik 26 ein, die dazu dient, die Ionen um einen Winkel von etwa 90 Grad abzulenken, wodurch ihr Bewegungspfad von dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad 16A zu dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad 16B geändert wird. Der zweite beabsichtigte Bewegungspfad 16B hat eine allgemein gewünschte Richtung innerhalb einer vertikalen Ebene.
Die Ionen verlassen die Ionenführung oder die Ionenoptik 26 durch die Öffnung 28 und gelangen in die Ionenfiltervorrichtung 20, die einen Quadrupol-Massenanalysator 36 umfasst. In der gezeigten Ausführungsform schließt der Quadrupol-Massenanalysator 36 einen Satz vorläufiger Randstäbe 38, gefolgt von einem Satz Hauptfilterstäbe 40 ein. Es versteht sich für Fachleute ohne weiteres, dass die Funktion des Quadrupol-Massenanalysators 36 darin besteht, den Ionenstrom von unerwünschten Partikeln basierend auf dem Masse-Ladungs-Verhältnis der Targetionen in dem Ionenstrom zu filtern. Weiterhin ist die spezifische Anordnung des Quadrupol-Massenanalysators 36 für das hier beschriebene Prinzip der Erfindung überhaupt nicht wesentlich und kann in jeder geeigneten, den vorliegenden Gegebenheiten entsprechenden Anordnung konfiguriert werden.
Der Fachmann wird auch verstehen, dass Variationen der Anordnung des gezeigten Quadrupol-Massenanalysators 36 ebenfalls realisiert werden können. Geeignete Massenanalysatorvorrichtungen können einen oder mehrere Pole umfassen, die in einer beabstandeten, aber parallelen Beziehung zueinander angeordnet sind. Weiterhin können die im Massenanalysator verwendeten Pole, wie metallische Stäbe, so geformt sein, dass sie im Wesentlichen einen kreisförmigen oder hyperbolischen Querschnitt aufweisen. In anderen Ausführungsformen können die Stäbe jedoch aus jeder Querschnittsform ausgebildet sein, die für den Betrieb in einer gegebenen Anwendung geeignet ist.
Wie in den Ausführungsformen in den gesamten Figuren gezeigt, ist der Quadrupol-Massenanalysator 36 so angeordnet, dass er sich im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene befindet. In dieser Ausführungsform ist eine Längsachse 41 (oder eine Achse, um welche die Stäbe des Quadrupol-Massenanalysators 36 beabstandet sind) des Quadrupol-Massenanalysators 36 so angeordnet, dass sie im Wesentlichen innerhalb oder im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene und im Wesentlichen konzentrisch zu dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad 16B der Ionen ausgerichtet ist. Üblicherweise sind Quadrupol-Massenanalysatorvorrichtungen in ihrer Längsabmessung (Längsrichtung) länger als in ihrer Querabmessung.
Nachdem die Ionen den Quadrupol-Massenanalysator 36 durchlaufen haben, werden sie zur Ionenanalysevorrichtung 44 geleitet, wo die Ionen analysiert werden.
Wenn der Quadrupol-Massenanalysator 36 in einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist, kann eine wesentliche Platzersparnis (wie Bankfläche oder Bodenfläche) erreicht werden. Derartige Einheiten werden im Allgemeinen betriebsbereit auf einem Labortisch oder einer Werkbankplatte gelagert. Dementsprechend können Benutzer solcher Ausstattungen von den Massenspektrometrieanordnungen der vorliegenden Erfindung dahingehend profitieren, dass weniger Stauraum benötigt wird, wodurch mehr verfügbarer Arbeitsraum bereitgestellt wird. Daher ist zu erwähnen, dass das Profil des Gehäuses 32 viel kleiner als bei herkömmlichen Massenspektrometervorrichtungen ist, bei denen die Massenfiltervorrichtungen in der horizontalen Ebene angeordnet sind.
Weiterhin sind in solchen herkömmlichen Vorrichtungen die Ionenquelle, der Massenanalysator und der Massendetektor in einer In-Line-Konfiguration angeordnet, was zu einer Anordnung mit einer relativ signifikanten Abmessung in der Längsrichtung (ausgerichtet innerhalb der horizontalen Ebene) führt. Dementsprechend bedeckt, wenn solche Komponenten in einem geeigneten Gehäuse untergebracht sind, die resultierende Grundfläche solcher Vorrichtungen eine erhebliche Menge an Fläche (und Volumen), wenn sie auf einer Arbeitsfläche, wie einer übliche Laborwerkbank, getragen werden.
Demgegenüber dienen die in den Figuren gezeigten Anordnungen der Massenspektrometervorrichtungen jeweils dazu, die resultierende Grundfläche der jeweiligen Vorrichtungen beim Aufstellen auf einen Auflagewerkbank oder dergleichen zu reduzieren. Daher kann aufgrund der Orientierung des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B (d.h. des Pfads, entlang dessen die Ionen durch den Quadrupol-Massenanalysator 36 auf dem Weg zur Ionenanalysevorrichtung 44 durchlaufen) in der vertikalen Ebene, der effektive Querschnitt des Gehäuses in der horizontalen Ebene reduziert werden, wodurch die resultierende Grundfläche der Vorrichtung minimiert wird (in den 5-8 gezeigt, die auf der Arbeitsfläche 52 platziert sind). In einem Gesichtspunkt nutzen die in den Figuren gezeigten Anordnungen, wenn die Ionenquelle horizontal ausgerichtet ist, den Vorteil einer Ionenführung oder Ionenoptik 26, die den Ionenstrom 22 von einer Bewegung innerhalb der horizontalen Ebene zu einer Bewegung innerhalb der vertikalen Ebene umlenkt. Daher ermöglicht dies dem Quadrupol-Massenanalysator 36 und den zugehörigen Komponenten (die in einer Linie zueinander angeordnet sind) in der vertikalen Ebene ausgerichtet zu werden, wodurch das effektive Profil des Gehäuses 52 in der Ebene 35 (im Allgemeinen im Wesentlichen auf die horizontale Ebene ausgerichtet) reduziert wird. Für die gezeigten Anordnungen ist die Strecke, die die Ionen entlang des ersten beabsichtigten Bewegungspfades 16A zurücklegen, im Wesentlichen kleiner als die Strecke, die die Ionen entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B zurücklegen.
Durch die weitere Verwendung einer Ionenquelle 12, die einen Mikrowellengenerator umfasst, kann die Grundfläche der massenspektrometrischen Anordnung weiter reduziert werden, während gleichzeitig die Plasmaqualität erhöht und der Energieverbrauch reduziert wird. Beispielsweise kann der Mikrowellengenerator einen dielektrischen Resonator, z. B. in Form eines Ringresonators, oder ein Adapter-Mikrowellenformungsfeld umfassen, das eine toroidale Plasmaentladung erwärmt, umfassend mindestens zwei elektromagnetische Feldformungselemente, die zwischen der oberen Buchse der Mikrowellenverbindung und der unteren Buchse der Mikrowellenverbindung gespannt sind, wobei ein Element, das ein elektromagnetisches Feld formt, in einem Winkel im Bereich von 0 bis 90 Grad zum Oberflächen-Pitch-Generator der Buchse positioniert ist. In diesem Zusammenhang wird der Inhalt der US2016/0026747A1 und der WO2017/176131A1 durch Bezugnahme eingeschlossen.
Alternative Ausführungsformen sind in den 1B und 1C gezeigt, die größtenteils ähnliche Anordnungen wie die in 1A gezeigt umfassen. 1B zeigt ein Massenspektrometer 2B, das so angeordnet ist, dass es eine Kollisionszelle 30 einschließt, die zwischen der Ionenführung oder Ionenoptik 26 und dem Quadrupol-Massenanalysator 36 positioniert ist. Der Ionenstrom 22 wird daher über die Ionenführung oder die Ionenoptik 26 umgelenkt, so dass der Ionenstrom durch die Öffnung 33 in die Kollisionszelle 30 eintritt. Als eine Alternative zeigt 1C ein Massenspektrometer 2C, bei dem die Kollisionszelle 30 zwischen dem Schnittstellenbereich 18 und der Ionenführung oder der Ionenoptik 26 positioniert ist.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass Kollisionszellen 30 dazu dienen, störende Partikel aus dem Ionenstrom 22 zu filtern, wodurch versucht wird, die Signalstärke des Ionenstroms an der Ionenanalysevorrichtung 44 zu verbessern. Jede der Anordnungen des hierin beschriebenen Massenspektrometers kann eine oder mehrere Kollisionszellen einschließen. Die oder jede Kollisionszelle 30 kann so angeordnet sein, dass sie ein oder mehrere Reaktions- oder Kollisionsgase wie Ammoniak, Methan, Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Neon, Krypton, Xenon, Helium oder Wasserstoff oder Mischungen von beliebigen zwei oder mehr davon aufnimmt, um mit Ionen zu reagieren, die aus dem Plasma extrahiert werden. Es versteht sich auch, dass die letztgenannten Beispiele keineswegs vollständig sind und dass viele andere Gase oder Kombinationen davon zur Verwendung in solchen Kollisionszellen geeignet sein können.
Für alle in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Ionenquelle 12 so angeordnet, dass sie im obersten Bereich der Anordnung oberhalb der Ionenanalysevorrichtung 44 positioniert ist, d. h., so, dass der Ionenstrom in Schwerkraftrichtung zur Ionenanalysevorrichtung 44 entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B strömt. Die Positionierung der Ionenquelle 12 und der Ionenanalysevorrichtung 44 kann so geändert werden, dass sich die Ionenquelle 12 unterhalb der Ionenanalysevorrichtung 44 befindet. Solche Anordnungen spiegeln sich in jeder der in den 2A bis 2C gezeigten Ausführungsformen wider. Zum Beispiel zeigt 2A einen Massenspektrometer 4A, bei dem die Ionenquelle 12 (in einer horizontalen Ebene ausgerichtet) am weitesten unten der Vorrichtung positioniert ist und bei dem der Ionenstrom 22, sobald er durch die Ionenführung oder Ionenoptik 26 umgelenkt wird, entgegen der Schwerkraft nach oben zur Ionenanalysevorrichtung 44 strömt. Daher wird bei dieser Anordnung die Richtung des Ionenflusses entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B umgekehrt. Wenn die Ionen entgegen der Schwerkraftrichtung strömen, so haben die Erfinder herausgefunden, wird die Signalempfindlichkeit im Vergleich zu den in den 1A bis 1C gezeigten Anordnungen nicht beeinträchtigt.
Die 2B und 2C zeigen Massenspektrometeranordnungen 4B bzw. 4C, die entsprechende Anordnungen widerspiegeln, die in den 1B und 1C gezeigt sind, in denen die Kollisionszelle 30 enthalten ist.
Die 3A und 3B zeigen Massenspektrometeranordnungen 6A bzw. 6B. Für jede der gezeigten Anordnungen ist die Ionenführung oder Ionenoptik 26 innerhalb des Quadrupol-Massenanalysators 56 eingebaut, bei dem die vorläufigen Randstäbe 58 als gekrümmte Elemente bereitgestellt sind, die dazu dienen, den Ionenstrom 22 von dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad 16A zum zweiten beabsichtigten Bewegungspfad 16B zu führen. Für den Fall des Massenspektrometers 6A ist die ionenoptische Linse 25 angrenzend zum Eingang in den Quadrupol-Massenanalysator 36 positioniert und dient dazu sicherzustellen, dass der Ionenstrom 22 aus dem Schnittstellenbereich 18 extrahiert wird. Im Hinblick auf das Massenspektrometer 6B ist zwischen der ionenoptischen Linse 25 und dem Eingang zu dem Quadrupol-Massenanalysator 36 eine Kollisionszelle 30 positioniert.
Die 4A und 4B stellen Massenspektrometeranordnungen 8A bzw. 8B dar, von denen jede den Fall widerspiegelt, bei dem die Ionenquelle 12 unter der Ionenanalysevorrichtung 44 platziert ist. Wie in Bezug auf die in den 2A bis 2C gezeigten Ausführungsformen erörtert, wird die Richtung des Ionenstroms 22 entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades 16B umgekehrt.
Die 5 bis 7 zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht des Massenspektrometers 2C, 2B bzw. 6B, wie sie jeweils als kommerzielles Produkt erscheinen könnten. In jedem Fall ist das Massenspektrometer 2C auf der Oberfläche 52 gestützt gezeigt, was auf eine übliche Arbeits-/Werkbankoberfläche in einer herkömmlichen Laborumgebung hinweist. Dementsprechend wird aus den 5-7 deutlich, dass durch die Art der Ausrichtung des in der vertikalen Ebene angeordneten Quadrupol-Massenanalysators 36 und Ionenanalysevorrichtung 44 die jeweiligen Grundflächen der gezeigten Massenspektrometeranordnungen im Wesentlichen kleiner sind als herkömmliche Vorrichtungen.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Massenspektrometers 2C (in 1C gezeigt), wie es erscheinen könnte, wenn es unter einer Werkbankoberfläche positioniert wird - wie dies manchmal in Laborumgebungen der Fall ist. Wie aus 8 wiederum deutlich ersichtlich sein wird, spart das reduzierte Profil der Vorrichtung in der horizontalen Ebene eine erhebliche Menge an Platz, unabhängig davon, wo sie positioniert werden könnte. Das Massenspektrometer 2C kann auf dem Boden gestützt werden oder könnte von unterhalb der Werkbank unter Verwendung einer Stützanordnung wie einer geeignet konfigurierten Gurtanordnung gestützt werden (die angeordnet ist, um sicherzustellen, dass die Vorrichtung so ruhig wie möglich bleibt, um nach Bedarf zu arbeiten). Es versteht sich, dass viele Formen von Stützstruktur entwickelt werden können, um solche Vorrichtungen in der gezeigten Weise zu stützen.
Schließlich zeigt 9 bevorzugte Ausführungsformen der Ionenquelle 12. Die in 9a gezeigte Ausführungsform umfasst eine Ionenquelle 12, ähnlich der im Stand der Technik wohlbekannten Okamoto Cavity-Plasmaquelle. Die Probe S in der Form eines Aerosols und eines Plasmaunterstützungsgases wie z. B. N₂ werden in das Entladungsrohr oder den Brenner 48 eingeführt, das bzw. der durch den Halter 50 fixiert ist. Der Mikrowellengenerator 53 umfasst für diese Ausführungsform einen dielektrischen Resonator in der Form eines Ringresonators 54. Die Mikrowellenleistung MP wird über den ebenen Wellenleiter 56 bereitgestellt, so dass das Plasma P in der Nähe des dielektrischen Resonators 54 erzeugt wird. 9b zeigt eine vergrößerte Zeichnung des dielektrischen Resonators 54. Es sind jedoch auch zahlreiche andere Ausführungsformen möglich und diese fallen auch unter den Schutzumfang, z. B. solche, die in E. Reszke „Split energy delivery to material heating at RF and Microwave frequencies", Przeglas Elektrotechniszny 88(8):354-358, 2012, vorgestellt sind, die durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012/100299 A1 [0004]
US 6614021 [0022]
US 5559337 [0022]
US 5773823 [0022]
US 5804821 [0022]
US 6031579 [0022]
US 6815667 [0022]
US 6630665 [0022]
US 66306651 [0022]
US 2016/0026747 A1 [0028, 0043]
WO 2017/176131 A1 [0029, 0043]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

E. Reszke „Split energy delivery to material heating at RF and Microwave frequencies“, Przeglas Elektrotechniszny 88(8):354-358, 2012 [0052]

Claims

Induktiv gekoppeltes Massenspektrometriegerät, umfassend: eine Ionenquelle (12), die durch ein induktiv gekoppeltes Plasma bereitgestellt wird, aus dem eine Ionenmenge (22) stammen kann, um einen Ionenstrom bereitzustellen, der sich entlang eines ersten Bewegungspfades (16A) bewegt, der im Wesentlichen auf eine erste, horizontale Ebene ausgerichtet ist, und wobei die Ionenquelle (12) einen Mikrowellengenerator (53) umfasst; eine Ionenfiltervorrichtung (20), die über der Ionenquelle angeordnet ist und zum Empfang eines Ionenstroms bereitgestellt ist, der sich entlang eines zweiten Bewegungspfades (16B) bewegt, um den Ionenstrom vor der Analyse durch eine Ionenanalysevorrichtung (44) zu filtern; und eine Ionenführung oder Ionenoptik (26), die so angeordnet ist, dass sie Ionen, die sich entlang des ersten Bewegungspfades (16A) bewegen, so ablenkt, dass sie sich entlang des zweiten Bewegungspfades (16B) bewegen; wobei die Ionenquelle (12) und die Ionenfiltervorrichtung (20) in Bezug zueinander so angeordnet sind, dass das Profil des Geräts in einer Ebene, die im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, reduziert wird, um die effektive Grundfläche des Geräts zu minimieren.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 1, wobei der erste (16A) und der zweite beabsichtigte Bewegungspfad (16B) im Allgemeinen linear sind, wobei der erste beabsichtigte Bewegungspfad (16A) ein Pfad mit einer gewünschten Richtung innerhalb der ersten Ebene ist und der zweite beabsichtigte Bewegungspfad (16B) ein Pfad mit einer gewünschten Richtung in einer zweiten Ebene ist.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Ebene so ausgerichtet sind, dass sie im Wesentlichen orthogonal zueinander sind.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bewegungspfad (16B) im Wesentlichen auf eine vertikale Ebene ausgerichtet ist, wodurch sich der Ionenstrom (22), der sich entlang des zweiten Bewegungspfades (16B) bewegt, in einer Richtung im Wesentlichen nach oben in Bezug zu der vertikalen Ebene bewegt.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strecke, die die Ionen (22) entlang des ersten beabsichtigten Bewegungspfades (16A) zurücklegen, im Wesentlichen kleiner ist als die Strecke, die die Ionen entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades (16B) zurücklegen.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ionenfiltervorrichtung (20) einen Massenfilter oder Massenanalysator (36) umfasst, der dafür angeordnet ist, um einen Ionenstrom von der Ionenführung oder Ionenoptik (26) zu Filterzwecken zu empfangen.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 6, wobei der Massenanalysator (36) dafür angeordnet ist, um Ionen (22) zu empfangen, die sich entlang des zweiten beabsichtigten Bewegungspfades (16B) in Richtung der Ionenanalysevorrichtung (44) bewegen.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Massenanalysator (36) ein Quadrupol-Massenanalysator mit vier beabstandeten, aber parallelen metallischen Stäben ist.
Massenspektrometriegerät nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Ionenfiltervorrichtung (20) zwei oder mehr Polelemente wie metallische Stäbe umfasst, die in einer beabstandeten, aber parallelen Beziehung zueinander angeordnet sind.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ionenfiltervorrichtung (20) so angeordnet sein kann, dass sie im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist, wobei eine Längsachse der Ionenfiltervorrichtung (20) so angeordnet ist, dass sie im Wesentlichen parallel zu einer vertikalen Ebene ist.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ionenführung oder Ionenoptik (26) eine beliebige Anordnung umfasst, die in der Lage ist, einen Strahl oder Strom von Ionen (22) zwischen dem ersten (16A) und dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad (16B) zu lenken.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ionenführung oder Ionenoptik (26) ein Ionenspiegel, ein ionenoptischer Deflektor, oder ionenoptisches Prisma ist oder wobei die Ionenführung eine ionenoptische Linsenanordnung, die in der Lage ist, den Ionenstrom (22) von dem ersten beabsichtigten Bewegungspfad (16A) zu dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad (16B) zu leiten, oder gekrümmte Elemente umfasst, die so angeordnet sind, dass sie den Ionenstrom (22) zwischen dem ersten (16A) und dem zweiten beabsichtigten Bewegungspfad (16B) führen oder leiten.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerät ferner eine oder mehrere Kollisionszellen (30) umfasst, die zum Filtern von Störpartikeln aus dem Ionenstrom (22) angeordnet sind, wodurch sie dazu dienen, die Signalstärke des Ionenstroms (22) an der Ionenanalysevorrichtung (44) zu verbessern.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kollisionszelle (30) zwischen der Ionenführung oder Ionenoptik (26) und der Ionenfiltervorrichtung (20) positioniert ist.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das induktiv gekoppelte Plasma so angeordnet ist, dass es in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene ausgerichtet ist.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Mikrowellengenerator (53) einen dielektrischen Resonator (54) umfasst.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 16, wobei der dielektrische Resonator (54) ein Ringresonator ist.
Massenspektrometriegerät nach Anspruch 16 oder 17, wobei der dielektrische Resonator (54) aus einer Keramik, insbesondere aus einer Aluminiumoxid-/Perowskit-Keramik, hergestellt ist.
Massenspektrometriegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Mikrowellengenerator (53) ein Adapter-Mikrowellenformungsfeld umfasst, das eine toroidale Plasmaentladung erwärmt, umfassend mindestens zwei elektromagnetische Feldformungselemente, die zwischen der oberen Buchse der Mikrowellenverbindung und der unteren Buchse der Mikrowellenverbindung gespannt sind, wobei ein Element, das ein elektromagnetisches Feld formt, in einem Winkel im Bereich von 0 bis 90 Grad zum Oberflächen-Pitch-Generator der Buchse positioniert ist.