DE3303400A1 - Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulses - Google Patents
Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulsesInfo
- Publication number
- DE3303400A1 DE3303400A1 DE19833303400 DE3303400A DE3303400A1 DE 3303400 A1 DE3303400 A1 DE 3303400A1 DE 19833303400 DE19833303400 DE 19833303400 DE 3303400 A DE3303400 A DE 3303400A DE 3303400 A1 DE3303400 A1 DE 3303400A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- wire
- ions
- generating ions
- current pulse
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Description
Verfahren zur Erzeugung von Ionen aus nichtflüchtigen Substanzen durchProcess for generating ions from non-volatile substances by
ultrakurze Stromimpulse ultrakurze Stromimpulse Die Erfindung betrifft ein neuartiges einfaches Verfahren zur pulsartigen Erzeugung von Ionen aus nichtflüchtigen Substanzen zur Analyse in Laufzeit-Massenspektrometern durch schnelle Energiedissipation an der Festkörperoberfläche.Ultrashort Current Pulses Ultrashort Current Pulses The invention relates to a novel, simple process for the pulse-like generation of ions from non-volatile ones Substances for analysis in transit time mass spectrometers through rapid energy dissipation on the solid surface.
Verschiedene Verfahren zur Erzeugung von Ionen aus nichtfliichtigen Substanzen sind in der Massenspektrometrie bekannt. Sie sind aber durchweg sehr aufwendig, wenn es gilt, auch aus thermolabilen nichtflüchtigen Substanzen, wie beispielsweise Peptiden, Nucleotiden, Alkaloiden molekulare Ionen und strukturspezifische Fragmentionen in ausreichender Intensität zu erhalten. Der Beschuss der Festkörperoberfläche mit Ionen unterschiedlicher Energie oder aber Atomen vermag solche Sekundärionen auszulösen. Desgleichen erreicht man durch Einstrahlung des Lichtes gütegeschalteter Laser eine ähnliche Wirkung. Da hierbei das Licht gebündelt werden kann und muß, erreicht man eine Ortsauflösung von wenigen wum auf planaren Proben. Diese Verfahren haben durchweg den Nachteil, daß die Ionenerzeugung sehr aufwendig ist.Different methods of generating ions from non-volatile Substances are known in mass spectrometry. But they are consistently very expensive, if it applies, also from thermolabile non-volatile substances, such as for example peptides, nucleotides, alkaloids, molecular ions and structure-specific To obtain fragment ions in sufficient intensity. The bombardment of the solid surface Such secondary ions are capable of using ions of different energies or atoms trigger. The same can be achieved by irradiating the light in a Q-switched manner Lasers have a similar effect. Since the light can and must be focused, a spatial resolution of a few wum is achieved on planar samples. These procedures consistently have the disadvantage that the generation of ions is very expensive.
Dieser Nachteil wird durch die vorliegende Erfindung dadurch vermieden, daß die notwendige Einkopplung von Energie in den zu analysierenden Festkörperoberflächenbereich einfach durch einen sehr kurz, etwa einige Nanosekunden, dauernden starken elektrischen Strom von bis zu hundert Ampere bewerkstelligt wird.This disadvantage is avoided by the present invention in that that the necessary coupling of energy into the solid surface area to be analyzed simply by a very short, about a few nanoseconds, strong electric Current of up to one hundred amperes is accomplished.
Die Erfindung besteht aus zwei Teilerfindungen.The invention consists of two partial inventions.
Einerseits kann mit diesem neuen Verfahren die Ionentildung einer Substanz als solcher untersucht werden, indem sie aus einer Lösung auf die Oberfläche eines Drahtes wie in Beispiel 1, Abbildung 1, verbracht wird.On the one hand, this new process can be used to generate ions Substance as such can be examined by applying it to the surface from a solution a wire as in Example 1, Figure 1, is spent.
Dies kann entweder mit dem dem Stand der Technik entsprechenden Elektrosprayverfahren geschehen oder durch einfaches Auftrocknen der Lösung, die mit einer Mikropipette aufgebracht wurde. Der beschriebene Stromimpuls, der wegen des Skineffektes praktisch nur längs der Oberfläche des Drahtes fließt, bewirkt dann die Erzeugung von molekularen und Fragment- Ionen aus der deponierten Substanzschicht. Zur Erleichterung der Ionenbildung bei sehr schwer flüchtigen aber nicht sehr thermolabilen Substanzen, wie besonders Anorganika, ist wahlweise eine statische Heizung des Drahtes zusätzlich vorgesehen. Mineralogische und petrologische Proben können nach Pulverisierung auf den Draht aufgebracht werden.This can either be done using the state of the art electrospray technique done or by simply drying the solution with a micropipette was applied. The current pulse described, which is practical because of the skin effect flowing only along the surface of the wire then causes the generation of molecular and fragment ions from the deposited substance layer. To facilitate the formation of ions in the case of very poorly volatile but not very thermally unstable substances, such as especially Inorganics, static heating of the wire is also provided as an option. Mineralogical and petrological samples can be put on the wire after pulverization be applied.
Andererseits kann aber das hohe Ortsauflösungsvermögen an planaren Proben, wie es beispielsweise bei dem konkurrierenden LAMMA(31000 Verfahren beobachtet werden kann, auch mit dem einfachen Verfahren dieser Erfindung erreicht werden, wie es im Beispiel 2, Abbildung 2, beschrieben ist. In diesem Fall untersucht man planare Proben wie Metalle, Halbleiter oder aber Metalle mit einer örtlich mehr oder weniger strukturierten Substanzauflage, die, falls sie dünn ist, nicht elektrisch leitfähig zu sein braucht. Statt der außerordentlich aufwendigen Strahlführung eines Laserlichtbündels oder eines Ionen- oder Elektronenstrahles zur genauen und reproduzierbaren Ortsbestimmung des Energieübertrags auf die Oberfläche kann bei dem hier beschriebenen Verfahren über eine verfahrbare Drahtspitze der Stromimpuls örtlich definiert und reproduzierbar auf den für die Ionenbildung ausgewählten Ort gebracht werden.On the other hand, the high spatial resolution of planar Samples as observed, for example, in the competing LAMMA (31000 process can also be achieved with the simple method of this invention, as described in Example 2, Figure 2. In this case one investigates planar samples such as metals, semiconductors or metals with a locally more or less structured substance layer which, if thin, is not electrical needs to be conductive. Instead of the extraordinarily complex beam guidance one Laser light bundle or an ion or electron beam for precise and reproducible Determining the location of the energy transfer to the surface can be done with the method described here The current pulse is locally defined and traversed using a movable wire tip can be reproducibly brought to the location selected for ion formation.
In beiden Fällen werden die Ionen instantan mit dem Verlauf des Stromimpulses gebildet. Zur Analyse eignet sich daher stets die Flugzeit-Massenspektrometrie, die Stand der Technik ist und beispielsweise im LAMMAt-Gerät auf dem Markt erhältlich ist. Durch den Stromimpuls wird der Draht bzw. die der Drahtspitze benachbarte Oberfläche leicht aufgeheizt. Dadurch entsteht noch ein sehr kleiner aber bis zu Millisekunden lang andauernder Thermiionenstrom von Alkaliionen oder auch thermisch erzeugbaren organischen Ionen. Dieser stört aber bei der Aufnahme von Laufzeit-Massenspektren nicht.In both cases the ions become instantaneous with the course of the current pulse educated. Time-of-flight mass spectrometry is therefore always suitable for analysis, the state of the art and available for example in the LAMMAt device on the market is. The wire or the surface adjacent to the wire tip is affected by the current pulse slightly heated. This creates a very small but up to millisecond long-lasting thermionic stream of alkali ions or also thermally producible organic ions. However, this interferes with the recording of transit time mass spectra not.
Belseiel,l In der Abbildung 1 ist ein Ausfiihrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Verfahrensmodus 1, angegeben: Der Probenhalter ist ein, mit zwei leitenden Stiften (1) ( 1 I mm) im Abstand von 5 mm versehener Keramikzylinder (2) (N8 mm), beispielsweise ein Standardfeldionenemitter. Zwischen den Stiften ist ein Wolframdraht von 10 pm Durchmesser (3), der als Probenträger für die Ionenbildung dient, gespannt. Einer der Kontaktstifte (I) ist direkt geerdet. Der andere Kontaktstift ist über einen Kondensator von 5 nF mit dem Hochspannungsausgang eines schnell schaltbaren Hochspannungsgerätes (4) verbunden, Hierzu kann ein Pockelszellen-Versorgungsgerät, 0 - 5 kV, dienen.Belseiel, l In Figure 1 is an embodiment of the invention Procedure, procedure mode 1, indicated: The sample holder is one with two conductive ones Ceramic cylinder (2) (N8 mm) provided with a spacing of 5 mm on pins (1) (1 mm), for example a standard field ion emitter. There is a tungsten wire between the pins of 10 μm diameter (3), which serves as a sample carrier for the formation of ions, clamped. One of the contact pins (I) is directly earthed. The other contact pin is over a capacitor of 5 nF with the high voltage output of a fast switchable High-voltage device (4), for this purpose a Pockels cell supply device, 0 - 5 kV, serve.
Über Schutzinduktivitäten kann mit einer Gleichspannungsquelle (5) wahlweise der Draht (3) vorgeheizt werden. Das vom Hochspannungsgerät (4) abgegriffene Triggersignal (6) ist mit dem Hochspannungsentladevorgang synchronisiert und wird zur Steuerung des Laufzeit-Massenspektrometers benötigt, zum Beispiel zur Ansteuerung eines Biomation Transientenrecorders zwecks Aufzeichnung des zeitabhängigen Ionenstroms.Via protective inductances, a direct voltage source (5) optionally the wire (3) can be preheated. The one tapped from the high-voltage device (4) The trigger signal (6) is synchronized with the high-voltage discharge process and becomes required to control the transit time mass spectrometer, for example to control it a Biomation transient recorder for the purpose of recording the time-dependent ion current.
Beisiel 2 In der Abbildung 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, Verfahrensmodus 2, angegeben: Der Probenhalter ist ein auf einem Keramikstab (7) montierter Metallklotz (8), der direkt geerdet ist. Relativ zu diesem kann eine Wolframdrahtspitze (9) diese in einer Keramikhalterung (10) eingelassen, auf den gewünschten Ort auf der Probe positioniert werden. Dieser Draht wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, über einen Kondensator mit dem Hochspannungsausgang verbunden.Example 2 In Figure 2 is an embodiment of the invention Procedure, procedure mode 2, indicated: The sample holder is on a ceramic rod (7) mounted metal block (8) that is directly earthed. Relative to this, a Tungsten wire tip (9) embedded in a ceramic holder (10) on the desired location on the sample. This wire will, as in example 1, connected to the high-voltage output via a capacitor.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833303400 DE3303400A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833303400 DE3303400A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3303400A1 true DE3303400A1 (en) | 1984-08-09 |
Family
ID=6189788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833303400 Withdrawn DE3303400A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3303400A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9297828B2 (en) | 2014-03-27 | 2016-03-29 | Ut-Battelle, Llc | High heating rate thermal desorption for molecular surface sampling |
-
1983
- 1983-02-02 DE DE19833303400 patent/DE3303400A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-Buch: C.Brunnée, H.Voshage: Massenspektrometrie Verlag Karl Thiemig KG, München 1964, S.91-94 u. 196-198 |
DE-Buch: C.BrunnEe, H.Voshage: MassenspektrometrieVerlag Karl Thiemig KG, München 1964, S.91-94 u. 196-198 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9297828B2 (en) | 2014-03-27 | 2016-03-29 | Ut-Battelle, Llc | High heating rate thermal desorption for molecular surface sampling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4202123C2 (en) | Device for the mass spectrometric analysis of fast organic ions | |
DE69024344T2 (en) | Process for the laser desorption of ions in mass spectrometry | |
DE3887891T2 (en) | Low voltage source for narrow electron / ion beams. | |
DE102007043456B4 (en) | Matrix-assisted laser desorption with high ionization efficiency | |
DE3331136C2 (en) | ||
DE69026541T2 (en) | Method and device for analyzing solid samples | |
DE69822315T2 (en) | ATOM PROBE | |
EP1959476A1 (en) | Mass spectrometer | |
DE102011015517B3 (en) | Process for dielectrically impeded electrospray ionization of liquid samples and subsequent mass spectrometric analysis of the sample ions generated | |
DE102007024857A1 (en) | Imaging mass spectrometry for small molecules in flat samples | |
DE19635645A1 (en) | High-resolution ion detection for linear time-of-flight mass spectrometers | |
Palmer et al. | Experimental demonstration of a Rydberg-atom beam splitter | |
DE3303400A1 (en) | Method for producing ions from non-volatile substances by means of ultra-short current pulses | |
DE2411841C3 (en) | Auger electron spectrometer | |
DE102021105327B3 (en) | Desorption ion source with post-desorption ionization in transmission geometry | |
DE3511141C2 (en) | ||
DE2552832C2 (en) | Circuit arrangement for operating a gas discharge tube serving as an atomic spectrum light source | |
DE4231677C2 (en) | Arrangement for the analysis of electrically non-conductive substances, especially plastics, with regard to their substance proportions | |
EP0433480A1 (en) | Hollow electrode switch | |
JP2999127B2 (en) | Analytical equipment for ultra-fine area surface | |
EP1060399B1 (en) | Device for testing the electromagnetic compatibility of systems having large dimensions | |
DE102005040401A1 (en) | Adjustable ion source pressure ion source combining ESI, FI, FD, LIFDI, and MALDI elements, as well as hybrid interconnections between ionization techniques for mass spectrometry and electron spin resonance spectrometry | |
DE102021119406B4 (en) | DEVICE AND METHOD FOR ELECTRON OPTICAL IMAGING OF FAST TIME DEPENDENT PROCESSES | |
DE2414221A1 (en) | PARTICLE OPTICAL DEVICE FOR ION SCATTERING SPECTROMETRY AND SECONDARY ION MASS SPECTROMETRY | |
Magnusson | The applicability to trace element analysis of laser-enhanced ionization spectroscopy in a graphite furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |