DE3249414T1

DE3249414T1 - Massenspektrometrisches Analysierverfahren

Info

Publication number: DE3249414T1
Application number: DE19823249414
Authority: DE
Inventors: Pertti Kuopio Puumalainen
Original assignee: Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy, Kuopio
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1984-07-12
Also published as: WO1983003498A1; GB8331114D0; GB2128398A

Description

Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy, Likolararaentie 4, SF-7O46O Kuopio 46, Finnland

Massenspektrornetrisches Analysierverfahren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein massenspektrometrisches Analysierverfahren, in dem eine Mehrzahl von Proben nacheinander durch einmaliges Einsetzen der Proben in eine Ionisierungskammer gemessen werden, die zwischen einem Eintrittskanal oder -rohr und dem ionenoptischen System eines Massenspektrometer angeordnet ist.

Es ist bekannt, in der Ionenquelle eines Massenspektrometer eine vergleichsweise offene Ionisierungskammer zu verwenden, bei der beispielswesie zwei gegenüberliegende Seitenwände vollkommen fehlen. Man vermeidet hierdurch sogar bei schnell aufeinanderfolgenden Analysen das nachteilige Hintergrundspektrum, das als Folge der Verunreinigung der Ionisierungskammer durch die vorangehende Probe entsteht. Der Schwachpunkt einer Ionenquelle, die mit offener Geometrie ausgebildet ist, ist jedoch, daß die Analyseempfindlichkeit ganz beträchtlich leidet, weil ein großer Teil der zu analysierenden Moleküle aus der Ionisierungskammer in das sie umgebende Vakuumvolumen entweichen kann. Deshalb ist es bei der Konstruktion derartiger Ionenquellen, die bisher verwendet wurden, immer notwendig gewesen, einen Kompromiß zwischen erheblicher Verunreinigung und Analysiereinpfindiichkeit zu suchen. Diese Situation ist besonders dann augenfällig, wenn Gas-

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Chromatographen mit langen/KapiIIarsaulen/oaer -Kolonnen als Eingabeeinheiten zum Einführen der Massenspektrometerprobe verwendet werden, und zwar in den Fällen, in denen die Proben klein sind. Bei derartigen Gaschromatograph/Massenspektrometerkombinationen treten die Probenkomponenten in die Ionisierungskammer in Intervallen ein, die sogar nur 10 see. betragen können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem schnell aufeinanderfolgende Analysen durchgeführt werden können, wobei die Ionisierungskammer der Ionenquelle

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während der Analyse so geschlossen wie möglich ist, um eine zusätzliche Analysierempfindlichkeit zu erhalten, und wobei die gleiche Kammer andererseits so frei bzw. rein wie möglich von Verunreinigungen ist, die durch die vorangehende Probe hervorgerufen werden, wenn eine andere Analyse beginnt, wodurch die Interferenz des Hintergrundspektrums durch Verunreinigungen bei der Analyse auf ein Minimum herabgedrückt wird.

Die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen dargelegt

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Ionisierungskammer eines Massenspektrometers mit einem Eintrittskanal und das ionenoptische System des Massenspektrometer,

Fig. 2 bis 8 Teile der scheibenähnlichen Einrichtung, die die Ionisierungskammer bildet und zwar:

Fig. 2 das oberste Teil der scheibenähnlichen Einrichtung in der Draufsicht,

Fig. 3 das Teil von Fig. 2 in der Seitenansicht,

Fig. 4 das mittlere Teil der scheibenähnlichen Einrichtung in der Draufsicht,

Fig. 5 das Teil von der Fig. in der Seitenansicht im Schnitt,

Fig. 6 das unterste Teil der scheibenähnlichen Einrichtung in der Draufsicht,

Fig. 7 das Teil von Fig. 6 in der Ansicht von unten und Fig. 8 das Teil von Fig. 6 in der Seitenansicht im Schnitt.

In Fig. 1 ist eine drehbare scheibenähnliche Einrichtung 1 dargestellt, die vier gesonderte Ionisierungskammern 2 umfaßt. Mit der scheibenähnlichen Einrichtung 1 ist eine vakuumdichte Welle 3 verbunden, die vom Äußeren des Massenspektrometer aus steuerbar ist. Durch Drehen dieser Achse kann jede der Ionisierungskammern 2 in eine mit dem Ende des Eintrittskanals oder -rohres 4 übereinstimmende Stellung gebracht werden, der/das für die zu analysierenden Proben vorgesehen ist. Auf einer Seite der scheibenförmigen Einrichtung 1 ist eine elektronenemittierende Glühkathode (Glüh- oder Heizfaden) 5 angebracht, und das andere Ende der Welle 3, die vom Ionisierungskammersystem elektrisch isoliert ist, dient als Kollektor für den Elektronenstrahl. Das für Elektronenführung erforderliche System ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet, und das ionenoptische System des Masserispektrometers mit 7.

Die in Fig. 1 dargestellte scheibenförmige Einrichtung 1 ist aus drei gesonderten Teilen aus rostfreiem Stahl zusammengesetzt, wobei die Figuren 2 bis 8 die Ausgestaltung dieser Teile erläutern. Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte oberste Teil 8 weist für die austretenden Ionen vier Schlitze 9 auf, die radial zueinander derart angeordnet sind, daß der Winkel zwischen jeweils zwei Schlitzen 90 beträgt. Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte mittlere Teil 10 umfaßt fünf öffnungen, wobei in der öffnung im Zentrum 11 die Welle 3 zur Drehung der Kammern 2 befestigt ist, während die übrigen öffnungen die inneren Räume der Kammern bilden. Das Teil 10 ist darüber hinaus mit Löchern 13 für den Eintritt und den Austritt der Elektronen versehen, die die Probenmoleküle ionisieren. Das in den Fig. 6 bis 8 dargestellte unterste Teil 14 umfaßt eine öffnung 15 für die Welle 3 sowie vier Probeneintrittslöcher 16. Die Löcher 16 sind auf dem Boden einer Vertiefung bzw. Ausnehmung 17 an der Unterseite des Teiles 14 angeordnet, und das Ende des Probeneiritrittsrohres 4 ist in dieser Vertiefung angeordnet, wie es

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in Fig. 1 ersichtlich ist. Die Teile 8, 10 und 14 sind in der Einrichtung 1 mittels Nieten zusammengefügt.

Beim erfindungsgemäßen Analysierverfahren werden zu messende Proben über das Rohr 4 zu einem Zeitpunkt in die Ionisierungskammer 2 eingesetzt, die sich in einer übereinstimmenden Stellung mit dem Rohrende befindet. Zwischen jeder zweier aufeinanderfolgender Messungen wird ein Wechsel der Ionisierungskammer 2 durch Drehen der Welle 3 ausgeführt, wodurch die bei der Messung der vorangegangenen Probe verwendete Kammer zu ihrer Säuberung in den Vakuumraum des Massenspektrometer bewegt wird und eine neue, saubere Kammer für die Messung der nächsten Probe bereitgestellt wird. Der Interferenzeffekt der von der vorangehenden Probe bewirkten Verunreinigung wird dadurch ausgeschlossen, und es wird somit durch dieses Verfahren möglich, Proben zu messen, die in schneller Reihenfolge aufeinander folgen können, oder derartiger Proben, bei denen Massenpeaks mit geringer Intensität gemessen werden, nachdem Massenpeaks mit hoher Intensität mit den gleichen Massenzahlen in der vorangehenden Probe aufgetreten sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Probeneintrittsrohr 4 kann aus einem Gaschromatographen bestehen, wobei in diesem Falle die Messungen und die Wechsel der Ionisierungskammern 2 in überstimmung mit der Fraktionierung des Probenmaterials in die zu messenden Komponenten unternommen wird, was in der Gaschromatographenvorrichtung stattfindet.

Es ist durch ein Ionenguellenmittel, das gemäß dem hier offenbarten Prinzip arbeitet, möglich, die Analyseempfindlichkeit um eine Größenordnung im Vergleich zu konventionellen Ionenquellen zu verbessern. Darüber hinaus kann der störende, nachteilige Hinterbzw. Untergrund (Rauschen) bei der Analyse nahezu auf dem gleichen Pegel gehalten werden, auf dem er war, als die erste Probenkomponente in das Massenspektrometer gelangte.

Claims

Puumalaisen Tutkimusläitos 0y_;, LiJcolaihiHeritie 4, SF-7O46O Kuopio 46, Finnland

Massenspektroraetrisches Analysierverfahren

Patentansprüche:

\ Massenspektrometrisches Analysierverfähren, in dem eine Mehrzahl von Proben nacheinander durch einmaliges Einsetzen der Proben in eine lonisierungskammer (2) gemessen werden, die zwischen einem Probeneintrittskanal (4) und dem ionenoptischen System (7) eines Massenspektrometers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verfahren eine Mehrzahl bewegbarer lonisierungskammern (2) verwendet wird, von denen jede zwischen dem Probeneintrittskanal (4) und dem ionenoptischen System (7) plazierbar ist, und daß zwischen den Messungen an aufeinanderfolgenden Proben ein Wechsel von Ionisierungskammern ausgeführt wird, wodurch für die Messung der neuen Probe eine saubere Kammer erhalten wird, während zur gleichen Zeit die in der Messung der vorangegangenen Probe benutzte Kammer sich in einen im Massenspektrometer vorgesehenen Vakuumraum bewegt, um gereinigt zu werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionisierungskammern in einer drehbaren scheibenförmigen Einrichtung (1) angeordnet sind, die mit einer vakuumdichten Welle (3), die vom Äußeren des Massenspektrometers aus steuerbar ist, versehen ist, so daß der Wechsel der Ionisierungskammern zwischen den Messungen durch Drehen der Welle vonstatten geht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Probeneintrittskanal (4) als Gaschromatograph verwendet wird und daß die Messungen und die Wechsel der lonisierungskammer (2) in Übereinstimmung mit der iin Chromatographen stattfindenden Fraktionierung des Probenmaterials in die zu messenden Komponenten ausgeführt werden.

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