DE4018923A1 - Verfahren und vorrichtung zum massenspektrometrischen nachweis von molekuelionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vor­ richtung zum massenspektrometrischen Nachweis von Mole­ külionen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 12.

Durch die sogenannte matrix-assistierte Laserdesorption ist es möglich, vorzugsweise einfach positiv oder negativ geladene Molekülionen von Peptiden, Proteinen, aber auch Polynucleotiden aus geeigneten festen oder flüssigen Matrices heraus zu erzeugen. Damit wird nicht nur ein bisher unzugänglicher Massenbereich für die Massenspektrometrie eröffnet, sondern es lassen sich hiermit auch Stoffklassen, z. B. Proteine, Polynucleoti­ de, von besonders zentraler Bedeutung in der Molekular­ biologie massenspektrometrisch erfassen und charakteri­ sieren.

Die massenspektrometrische Analyse extrem schwerer und einfach geladener Teilchen erfolgt durch Flugzeit- Massenspektrometrie, bei der die laserinduzierte Ionen­ bildung gepulst erfolgt.

Während die Nachweisempfindlichkeit in den bisher be­ kannt gewordenen Anordnungen zur matrix-assistierten Laserdesorption von Proteinen und Polynucleotiden in vielen Fällen bereits weit über dem für praktische Be­ lange notwendigen Maß liegt (einige 10 fentomolar), läßt die Massenauflösung noch zu wünschen übrig. Sie liegt in günstigen Fällen bei Molekulargewichten von M < 10 000 Dalton bei 400-500 M/ΔM, und erreicht - insbesondere bei Ionenmassen über 50 000 Dalton - jedoch typischerweise nur 20-40 M/ΔM. Die damit erreichbaren Genauigkeiten etwa bei der Molekulargewichtsbestimmung unbekannter Proteine übertrifft zwar bei weitem die mit Standard-Verfahren der Proteinchemie erreichbaren Ge­ nauigkeiten, bleibt aber weit hinter den auch für Flugzeit-Massenspektrometrie mit Reflektron eigentlich zu fordernden Massenauflösungen von 1000-2000 M/ΔM zurück.

Messungen zur Anfangsenergieverteilung laserinduzierter Ionen schwerer Masse haben zwar eine auffällig breite Anfangsenergieverteilung von ca. 50-250 eV bei hohen Energiedefiziten bis zu 600 eV, bezogen auf eine Be­ schleunigungsenergie von 3 keV, ergeben, aber die Ver­ wendung eines zweistufigen Reflektors zur Laufzeitkom­ pensation von Ionen mit unterschiedlicher Anfangsener­ gie bringt bei Ionen schwerer Masse jedoch so gut wie keine Verbesserung der Peakhalbwertsbreite und damit der Massenauflösung im Vergleich zu einem linearen Flugzeit-Massenspektrometer im Geradeausbetrieb.

In den bisher bekanntgewordenen Anlagen zur Flugzeit- Massenspektrometrie von Ionen wird zum Ionennachweis ein Sekundärelektronen-Vervielfacher oder ein Mikro­ kanalplatten-Tandem Detektor in Chevron-Anordnung ein­ gesetzt. Die Ionen treffen jedoch im allgemeinen nicht direkt auf die Frontseite (Kathode) des Detektors, wie bei kleineren Ionenmassen üblich, sondern prallen zu­ nächst auf eine vor dem Detektor angebrachte Konver­ sionsdynode, die, je nach der benutzten Beschleunigungs­ spannung gleichzeitig auch zur Nachbeschleunigung der im allgemeinen positiven Ionen dient. Üblicherweise läßt man die nachzuweisenden schweren Ionen mit einer Kollisionsenergie von um die 20 keV auf die im allge­ meinen auf negativem Potential liegende Konversions­ dynode auftreffen. Dabei entstehen Sekundärelektronen. Ist die Konversionsdynode wie üblich in Form einer Reihe von sogenannten venetian-blind Lamellen ausgebil­ det, so können die Sekundärelektronen bei geeigneten Feldverhältnissen zum Detektor hin abgesogen und auf eine für den Teilchennachweis ausreichende hohe kine­ tische Energie (2-3 keV) beschleunigt werden.

Es ist fraglich, ob die trotz hoher Beschleunigungsspan­ nung geringen Fluggeschwindigkeiten der schweren Ionen überhaupt ausreichen, um an einer Konversionsdynode Sekundärelektronen auszulösen. Es sollte nach allge­ meinem Verständnis bei Aufprallgeschwindigkeiten unter 10 000 ms^-1 (20 keV, Ionen mit Massen 20 000 Dalton) die Sekundärelektronenausbeute gegen Null gehen.

Besonders schwere Molekülionen, z. B. über 20 000 Dalton, können mit dem bekannten Verfahren nicht mit ausrei­ chender Massenauflösung untersucht werden.

Derartige schwere Moleküle können bei dem praktisch verwendbaren Beschleunigungsenergien von ca. 20 bis 30 keV auch nicht mit üblichen Ionendetektoren direkt nachgewiesen werden, da ihre Geschwindigkeit zur Aus­ lösung von Sekundärelektronen nicht ausreicht.

Die bisher bekanntgewordenen Anordnungen in Form typischerweise sog. venetian-blind Dynoden besitzen den Nachteil eines in Z-Achse ausgedehnten, inhomogenen Extraktionsfeldes für die gebildeten Sekundärionen und führen daher zu Zeitunschärfen im vom Detektor regi­ strierten Signal. Dieses Phänomen in Verbindung mit den unterschiedlichen Massen der gebildeten Sekundärionen führt in der Flugzeit-Massenspektrometrie extrem schwe­ rer Molekülionen zu der bekannt schlechten Massenauf­ lösung.

Aus der US-PS 48 51 669 ist ein Tandem-Massenspektro­ meter mit einer Ionenquelle, einem ersten Massenspek­ trometer, einer Mikrokanal-Kollisionsplatte, einem zweiten Massenspektrometer und einem Detektor bekannt. Die Mikrokanal-Kollisionsplatte weist eine Matrix aus zahlreichen Mikrokanälen auf, die im allgemeinen nahezu parallel zu einem aus dem ersten Massenspektrometer austretenden Primärionenstrahl verlaufen. Kollisionen der Primärionen mit den inneren Oberflächen der Mikro­ kanäle bewirken die Fragmentierung der Primärionen in sekundäre Tochterionen. Das zweite Massenspektrometer unterscheidet zwischen verschiedenen Massen der frag­ mentierten Tochterionen, so daß über den Detektor eine Identifizierung dieser fragmentierten Teilchen möglich ist.

Die Mikrokanalplatte dient bei der bekannten Vorrich­ tung als Kollisionselement für die Fragmentierung von Primärionen (surface induced dissociation). Die Ionen haben dabei eine verhältnismäßig geringe Kollisions­ energie (0,1-2,0 keV), da die Erzeugung möglichst großer Fragmentmoleküle erwünscht ist. Hierzu werden die Primärionen vor Eintritt in die Mikrokanalplatte abgebremst. Die Mikrokanalplatte wird als passives Kol­ lisionselement zwischen zwei Massenspektrometern ohne ein Potentialgefälle innerhalb der Kanäle betrieben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Massenauflösung für Molekülionen mit einem Moleku­ largewicht von über 20 000 Dalton verbessert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des An­ spruchs 1 bzw. 12.

An der Elektrodenfläche einer Konversionselektrode wer­ den beim Aufprall von Ionen schwerer Masse vorzugsweise nicht Elektronen sondern sekundäre Sputterionen mit Massen deutlich kleiner als die der auftreffenden Pri­ märionen gebildet. Diese Sputterionen sind es dann, die von der Rückseite einer Konversionselektrode abgesogen, beschleunigt und auf dem Sekundärelektronen-Vervielfäl­ tiger bzw. einem anderen Detektor zum Nachweis gelangen.

Es werden also erfindungsgemäß vor dem Detektor Ionen- Konversionselektroden angebracht zur Bildung von Sekundärionen, die ihrerseits beschleunigt auf dem Detektor zum Nachweis gelangen.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die Primärionen schwerer Masse mit hoher kinetischer Energie auf die Konversionselektrode zu schießen, um dadurch Sputterionen von der Oberfläche der Konver­ sionselektrode zu erhalten. Dabei kommt es darauf an, möglichst kleine Sputterionen zu erzeugen, die schnell und mit der geringstmöglichen Zeitunschärfe auf den unmittelbar danach angeordneten Detektor beschleunigt werden können. Diese Sputterionen haben typischerweise ein sehr geringes Molekulargewicht, z. B. im Bereich zwischen ca. 1 und 250 Dalton.

Die Primärionen werden mit einer hohen Kollisionsener­ gie von über 20 keV auf die Oberfläche der Konversions­ elektrode geschossen, wodurch Sputterionen kleiner Masse und großer Anzahl aus der Oberfläche herausgelöst werden.

Dadurch, daß der Detektor unmittelbar hinter der Kon­ versionselektrode angeordnet wird, ist die durch die Sputterionen mögliche Zeitunschärfe auf Grund unter­ schiedlicher Geschwindigkeiten und unterschiedlicher Massen derart gering gehalten, daß sie für die Massen­ auflösung bezüglich der Primärionen bedeutungslos sind. Der Begriff Zeitunschärfe bedeutet hier die relative Ungenauigkeit in der Zeitmessung auf Grund des zeitlich unterschiedlichen Eintreffens der Sputterionen. Das zeitlich unterschiedliche Auftreffen der Sputterionen auf den Detektor ist wiederum darin begründet, daß die Sputterionen an unterschiedlichen Stellen der Konver­ sionselektrode herausgelöst werden und unterschiedli­ chen Beschleunigungsstrecken ausgesetzt sind. Darüber hinaus ist auch die Masse der Sputterionen innerhalb gewisser Grenzen und in Abhängigkeit von der Oberflä­ chenbelegung der Konversionselektrode verschieden, was ebenfalls zu unterschiedlichen Flugzeiten der Sputter­ ionen führt. Da allerdings der Abstand zwischen der Konversionselektrode und dem Detektor möglichst kurz gehalten wird, kann auch die auf Grund des unterschied­ lichen Eintreffens der Sputterionen entstehende Zeit­ unschärfe bezüglich der Flugzeitbestimmung für die Primärionen äußerst gering gehalten werden.

Die Erfindung ermöglicht es, die Primärionen-Sputter­ ionenkonversion möglichst einheitlich in einer ortho­ gonal zur Flugrichtung der Primärionen verlaufenden Ebene des Spektrometers durchzuführen. Durch die hohe Aufprallenergie der Primärionen ist die Masse der ge­ bildeten Sputterionen klein und in einem engen Massen­ bereich. Die gebildeten Sputterionen werden nach dem Ablösen von der Oberflächenschicht der Konversions­ elektrode zusätzlich mit hoher Feldstärke beschleunigt und über die kürzest mögliche Distanz zum Detektor ge­ leitet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgese­ hen, daß die Konversionselektrode aus einer Mikrokanal­ platte besteht. Die Mikrokanalplatte wird hier als aktives Kollisionselement mit großem Beschleunigungs­ potential für die von der Oberfläche der Mikrokanäle herausgelösten Sputterionen verwendet.

Die Konversionselektrode ist vorzugsweise zur Verringe­ rung der Sekundärelektrodenemission und zur Erhöhung der Sputterionen-Emission beispielsweise mit Borsalzen oder dgl. beschichtet.

Das Konversionselement kann zur Erhöhung der Sputter­ ionen-Emission erhitzt werden. Die Erhöhung der Tempe­ ratur auf mehrere hundert Grad Celsius führt zu einer erheblichen Erhöhung der Sputterionenausbeute.

Die rückseitige Spannung der Mikrokanalplatte kann bei einer Weiterbildung der Erfindung gepulst werden.

Als Konversionselektrode kann auch eine metallische Feinwabenstruktur verwendet werden. Das Längen-/Öff­ nungsverhältnis der Feinwabenstruktur bzw. der Mikro­ kanäle einer Mikrokanalplatte beträgt vorzugsweise 25.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Konversionselektrode um eine orthogonal zur Flugrichtung verlaufende Achse schwenkbar ist. Außer­ halb des Vakuums ist eine Drehvorrichtung vorgesehen, die die Winkelstellung der Konversionselektrode im Be­ zug auf die Flugrichtung der Primärionen ändern kann. Je nach Stellung der Konversionselektrode können die Primärteilchen mehr oder weniger tief bis zum Aufprall auf die Wandstrukturen in die Elektrodenkanäle eindrin­ gen, wobei die Konversionselektrode auch so eingestellt werden kann, daß die Konversionselektrode zumindest für einen Teil der Primärteilchen durchlässig wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Flugzeitspektrometer mit hoher Massenauf­ lösung für Ionen schwerer Masse.

Das in Fig. 1 gezeigte lineare Flugzeitspektrometer 1 weist eine Primärionenquelle 2 auf, in der laserindu­ ziert Primärionen, nämlich Molekülionen im Massenbe­ reich über 10 000 Dalton aus einem Probenmaterial herausge­ löst werden. Die laserinduzierte Ionenbildung erfolgt gepulst. Die Primärionen 15 werden mit einer Spannung von über 20 keV über eine Flugstrecke 7 auf eine Kon­ versionselektrode 4 geschossen, wobei je nach Stellung der Konversionselektrode 4 relativ zur Flugrichtung auch ein Teil der Primärionen 15 ohne Kollision mit den Wänden der Kanalstruktur 6 weiterfliegt bis zu einem Detektor 14. Im Falle der Kollision mit der Kanalstruk­ tur 6 werden Sputterionen 16 aus der Oberfläche der Konversionselektrode 4 herausgelöst. Außerdem können negativ geladene Sekundärelektronen 18 entstehen, die jedoch unerwünscht sind und deren Entstehung soweit wie möglich verhindert werden soll. Die Sekundärelektronen 18 sind für die Flugzeitbestimmung von Primärionen schwerer Masse irrelevant. Die Sputterionen 16 werden mit Hilfe eines zwischen Vorder- und Rückseite der Konversionselektrode 4 an den Anschlüssen 10 angelegten Spannung von vorzugsweise 5 bis 10 keV, innerhalb der Kanalstruktur 8 rasch auf eine möglichst hohe Geschwin­ digkeit beschleunigt und treffen nach Durchlaufen der sich anschließenden möglichst kurzen Driftstrecke 12 auf den Detektor 14 auf.

Das Sputterionensignal kann im Gegensatz zu dem Primär­ ionensignal wegen der hohen Nachweisempfindlichkeit des Detektors für Ionen kleiner Masse einwandfrei gemessen werden. Die Driftstrecke 12 sollte so kurz wie möglich gewählt werden, um die relative Unschärfe des Sputter­ ionensignals infolge der unterschiedlichen Geschwin­ digkeit der Sputterionen möglichst gering zu halten.

Mit einem orthogonal zur Flugrichtung der Primärionen 15 angeordneten Magnetfeld ist es darüber hinaus mög­ lich, Sekundärionen außer Sputterionen eines bestimmten Massenbereiches herauszufiltern, so daß nur Sputter­ ionen des vorbestimmten Massenbereiches den Detektor 14 erreichen.

Bei den zum Nachweis kommenden Sekundärteilchen spielen die Sekundärelektronen 18 keine Rolle, es werden viel­ mehr Sputterionen 16 kleiner bis mittlerer Masse von ca. 1-250 Dalton gebildet. Masseninhomogenität der Sekundärteilchen sowie durch die Feldgeometrie an der Konversionselektrode, z. B. einer venetian-blind Dynode, bedingte Laufzeitinhomogenitäten bewirken, daß das Se­ kundärteilchensignal am Detektor, z. B. im Falle des Insulins, um etwa eine Größenordnung breiter ist als das auslösende Primärionensignal. Hiermit wird die Spektrometeranordnung zum limitierenden Faktor für die Massenauflösung.

Das Ziel des beschriebenen Flugzeitspektrometers 1 und seiner verschiedenen Varianten ist dementsprechend:
Die Unterschiede der Flugzeiten von an einer Konver­ sionselektrode 4 entstandenen Sputterionen 16 bis zum Auftreffen auf die Detektoroberfläche wird so gering wie möglich gehalten. Damit wird die bisher begrenzte Massenauflösung in der Flugzeit-Massenspektrometrie von Ionen schwerer Masse wesentlich verbessert.

Dies wird beispielsweise durch eine sogenannte Mikro­ kanalplattenstruktur als Konversionselektrode 4 er­ reicht, wie sie typischerweise als Sekundärelektro­ nendetektor in der Massenspektrometrie zum Einsatz kommt.

Daß sich derartige Mikrokanalplatten-Anordnungen vor­ teilhaft zur Fragmentierung (surface induced dissoci­ ation) organischer Moleküle eignen, ist aus der US-PS 48 51 669 bekannt. Im Gegensatz zu der dort beschrie­ benen Anordnung, wo die Mikrokanalplatte als passives Element, d. h. ohne angelegtes Potential betrieben wird, liegt in der beschriebenen Anordnung eine möglichst hohe positive oder negative Potentialdifferenz, z. B. im Bereich zwischen 1 und 5 kV, zwischen Vorder- und Rückseite der Mikrokanalplatte an. Dies hat zur Folge, daß die innerhalb eines einzelnen Kanals entstehenden Sputterionen mit positiver oder negativer Ladung so rasch auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, daß die verbleibende geringe Zeitverzögerung bzw. Zeitunschärfe bis zum Austritt auf der Rückseite der Mikrokanalplatte (Extraktionszeit) für die Massenauf­ lösung bedeutungslos wird.

Nun dringen allerdings die zur Sputterionenbildung füh­ renden Primärionen unterschiedlich tief in die einzel­ nen Kanäle der Mikrokanalplatte ein. Dementsprechend erfahren die entstehenden Sputterionen einen unter­ schiedlichen Anteil des über der Kanallänge liegenden Potentials und besitzen beim Austritt aus der Konver­ sionselektrode unterschiedliche kinetische Energien. Diesem an sich unerwünschten Effekt kann dadurch entgegengewirkt werden, daß die Eindringtiefe durch Neigung der Kanalachse gegenüber der Flugrichtung der Primärteilchen begrenzt wird.

Die verbleibende Inhomogenität in der kinetischen Energie der Sputterionen kann nun teilweise dadurch kompensiert werden, daß früher entstehende Sputter- Ionen bei geringer Eindringtiefe der Primärionen auf höhere Geschwindigkeiten beschleunigt werden als solche Sekundärteilchen, die bei großer Eindringtiefe der Primärionen nur einen kleineren Teil des beschleuni­ genden Feldes ausgesetzt sind. Entsprechend dem Prinzip der zeitlichen Fokussierung werden die früher entste­ henden schnelleren Sekundärteilchen (Sputterionen) den Ortsvorsprung der später entstandenen langsameren Sputterionen aufholen, vorausgesetzt, es handelt sich um Teilchen gleicher Masse. Der so entstehende Zeit­ fokus kann in Abhängigkeit von der Höhe des Beschleu­ nigungsfeldes innerhalb der Mikrokanalplatte und der nachfolgenden Beschleunigung zur Detektorfrontfläche so eingestellt werden, daß er in etwa auf die Detektor­ frontfläche zu liegen kommt.

Damit werden feld- und ortsbedingte Laufzeitinhomoge­ nitäten der in der Konversionselektrode entstandenen Sputterionen weitgehend eliminiert. Es verbleiben je­ doch die durch unterschiedliche Massen bedingten Laufzeitunterschiede der Sputterionen bestehen. Diese können nun dadurch verringert werden, daß die Nachbe­ schleunigung der Sekundärteilchen auf Grund der Poten­ tialdifferenz zwischen der Austrittsseite der Mikro­ kanalplatte und der Vorderseite des Detektors besonders hoch, z. B. 5-10 kV und der Abstand zwischen beiden Flächen besonders kurz, z. B. ca. 5-10 mm eingestellt wird. Für Teilchenmassen zwischen 10 und 100 Dalton, 5 kV Extraktionsspannung an der Konversionselektrode und 5 kV Nachbeschleunigung zum Detektor bei 10 mm Abstand läßt sich eine Zeitdispersion der Sekundärteilchen von ca. 60-70 ns berechnen.

Da die Gesamtflugzeit von typischen schweren Primär­ teilchen im Bereich von 20 000 bis 100 000 Dalton in einem linearen Flugzeit-Spektrometer mit einer Länge zwischen 1,5 und 2,5 m bei etwa 200-800 µs liegt, wird die durch die Laufzeitunterschiede der Sputter­ ionen bedingte Begrenzung der Massenauflösung nur noch bei ca. 5000-10 000 M/ΔM liegen, d. h. nicht mehr zum limitierenden Faktor für die praktisch erreichbare Massenauflösung werden.

Claims (23)

1. Verfahren zum massenspektrometrischen Nachweis von Molekülionen mit hohen Molekulargewichten durch Erzeugen eines Primärionenstrahls aus einer Probe und Messen der Flugzeit der Primärionen, gekennzeichnet durch

• - das Erzeugen von Sputterionen aus Oberflä­ chenschichten einer Konversionselektrode durch Beschuß der Konversionselektrode mit Primärionen mit hoher Kollisionsenergie,
• - durch zusätzliches Beschleunigen der Sputter­ ionen innerhalb der Konversionselektrode und
• - durch Detektion des Sputterionensignals un­ mittelbar hinter der Konversionselektrode.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sputterionen in einem in Flugrichtung eng begrenzten Bereich erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konversionselektrode zur Verrin­ gerung der Sekundärelektronenemission und zur gleichzeitigen Erhöhung der Sputterionen-Emission von Sputterionen kleiner und weitgehend einheitli­ cher Masse mit hierfür geeigneten Materialien, z. B. Borsalzen oder dgl., beschichtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konversionselektrode zur Erhö­ hung der Sputterionen-Emission erhitzt wird.

5. Verfahren nach Anpruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Konversionselektrode eine Mikro­ kanalplatte verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mikrokanalplatte eine Beschleunigungs­ spannung angelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Spannung der Mikrokanalplatte gepulst wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß als Konversionselektrode eine metallische Feinwabenstruktur verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß als Konversionselement eine Mikrokanalplatte mit einem Längen-/Öffnungs­ verhältnis von 25 verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß als Konversionselektrode eine in Sandwichform hintereinander angeordnete Reihe von Feingittern verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Feingittern unterschiedliche Poten­ tiale angelegt werden.

12. Vorrichtung zum massenspektrometrischen Nachweis von Molekülionen hoher Masse durch Messen der Flugzeit, mit einer gepulsten Ionenquelle, einer Konversionselektrode, einer Hochspannungsquelle, einem Detektor zum Nachweis der an der Konversions­ elektrode entstehenden Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselektrode (4) aus nichtleitfä­ higem Glas besteht und daß die Konversionselek­ trode (4) bezogen auf die Flugrichtung der Primär­ ionen eingangs- bzw. ausgangsseitig mit einer elektrisch leitfähigen Schicht sehr geringer Sekun­ därelektronen-Emissivität bedampft ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Detektor (14) nach einer möglichst kurzen Beschleunigungsstrecke vorzugsweise von ca. 5 bis 10 mm in Flugrichtung der Primärionen hinter der Konversionselektrode (4) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode (4) um eine orthogonal zur Flugrichtung ver­ laufende Achse schwenkbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode (4) beheizbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Eingang und Ausgang der Konversionselektrode (4) eine Poten­ tialdifferenz angelegt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Potentialdifferenz ca. 3 bis 30 kV, vorzugsweise 5 bis 10 kV beträgt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Flugrichtung der Molekülionen ein Magnetfeld angeordnet ist, das Sputterionen eines vorbestimmten Massenbe­ reichs ausfiltert.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode aus einer metallischen, z. B. photolitogra­ phisch geätzten Wabenstruktur besteht.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode aus einer Mikrokanalplatte besteht.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Längen-/Öffnungsverhältnis der Wabenstruktur bzw. der Mikrokanäle der Mikro­ kanalplatte 25 ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode (4) zur Erhöhung der Sputterionen-Emission von Sputterionen (16) kleiner und weitgehend ein­ heitlicher Masse mit geeigneten Materialien, z. B. Borsalzen oder dgl., beschichtet ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionselek­ trode aus einer Anordnung mehrerer, hintereinander geschalteter Gitterstrukturen besteht, die jeweils an einem unterschiedlichen Potential liegen.