DE4316805A1 - Nachweis sehr großer Molekülionen in einem Flugzeitmassenspektrometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von schweren Molekülionen mit Massen < 10000 u und Energien < 8 keV in einem Flugzeitmassenspektrometer, bei dem die zu detektierenden Molekül­ ionen durch Aufprall auf einer Konversionsdynode leichtere Sekundärionen erzeugen, welche in Verstärkerstufen zunächst in Elektronen und dann in ein elektronisches Signal umgewandelt werden.

Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung sind beispielsweise bekannt aus der Druckschrift "Methods of Enzymology", Vol. 193, pp. 280 (1990) von F. Hillenkamp and M. Karas oder auch aus M. Karas and F. Hillenkamp, Anal. Chem. 60, 2299 (1988).

Das Flugzeitmassenspektrometer (TOF = time-of-flight) basiert auf der Messung der Flugzeit der Ionen. Die Massenauflösung für ein solches Gerät wird neben anderen Effekten durch die Zeitverschmierung des Signals durch den Ionendetektor bei der Detektion begrenzt. Deshalb verwendet man üblicherweise sogenannte Mikrokanalplatten-Detektoren. Diese bestehen typisch aus nebeneinanderliegenden Mikrokanälen, mit einem Durchmesser von etwa 10 µm. Diese Kanäle sind in einem Winkel von etwa 10° zur Oberflächennormalen angeordnet. Eine solche Anordnung ergibt eine, bis auf geringe Eindringtiefe plane, senkrecht zum Ionenstrahl ausgerichtete, detektionsempfindliche Oberfläche, so daß praktisch keine Laufzeitun­ terschiede vor dem Nachweis entstehen. Desweiteren ist die Bauart sehr kurz (typisch 0.5 mm), so daß die Gesamtlaufzeit der konvertierten Elektronen extrem kurz, und auch die zeitliche Verschmierung sehr klein ist. Mit solchen Detektoren konnten Peakbreiten von < 2.5 ns in einem Flugzeitmassenspektrometer gemessen werden (K. Walter, U. Boesl and E.W. Schlag, Int. Journ. Mass Spec. Ion Procs. 71 (1986) 309-313).

Der Nachweis der Ionen in einem Mikrokanalplatten-Detektor beruht darauf, daß die Ionen beim Auftreffen auf die Detektoroberfläche in Elektronen "umgewandelt" und diese dann in den Mikrokanälen, wie in einem Sekundärelektronenvervielfacher vervielfacht, also "verstärkt" werden.

Seit der Einführung der matrixunterstützten Laserdesorption (MALD; M. Karas and F. Hillenkamp, Anal. Chem. 60, (1988) 2299; K. Tanaka et. al. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2, (1988) 151, als Technik zur Erzeugung von Ionen mit sehr großem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis m/q ist das Interesse an der effektiven Detektion von Ionen im Massenbereich mit m/q bis zu 500 000 und mehr sehr stark angestiegen.

Für diese Anwendung weist der Mikrokanalplattendetektor jedoch zwei wesentliche Nachteile auf:

• 1. Er läßt sich leicht sättigen. Bei sehr viel Signal im kleinen Massen­ bereich (ca. 20 000 bis 200 000 Ionen/cm²), z. B. von den Matrixionen, bei viel chemischem Untergrund und bei Polymeren, bei denen Ionen über einen sehr weiten Massenbereich verteilt sind, sinkt die Detektions­ empfindlichkeit bei sehr großen Massen bis auf Null.
• 2. Große Moleküle erzeugen bevorzugt Sekundärionen anstelle von Sekundärelektronen. Für größere Massen sinkt nämlich die Umwandlungswahrscheinlichkeit in e⁻ und wird sehr klein, wie z. B. von J Martens, W. Ens und K.G. Standing in "Proceedings of the ASMS 1991" bei Masse 66 000 u gezeigt. Anstelle von e⁻ werden positive, wie negative Sekundärionen bevorzugt erzeugt. Eigene Untersuchungen haben ergeben, daß bei der Detektion von hochmolekularen negativen Polymerionen insbesondere die negativen Sekundärionen von negativen Primärionen deutlich verbesserte Signale geben.

Bisher wurden entweder die oben genannten Nachteile akzeptiert, oder ein Sekundärelektronenvervielfacher mit einer abgesetzten ersten Dynode verwendet, auf der durch Konversion Sekundärionen entstehen, die dann auf die zweite Dynode beschleunigt werden und dort Elektronen erzeugen, welche danach, wie üblich, in einem Multiplier verstärkt werden. Im Gegensatz zu einem standardmäßigen Sekundärelektronenvervielfacher wird zwischen der ersten und der zweiten Dynode eine Spannung von einigen Kilovolt angelegt, damit die an der ersten Dynode entstandenen Sekundärionen genügend Energie erhalten, um beim Auftreffen auf die zweite Dynode Sekundärelektronen erzeugen zu können. Mit einem solchen Detektor wurden die eingangs zitierten ersten Arbeiten zur matrixun­ terstützten Laserdesorption durchgeführt. Er hat eine gute Empfindlichkeit für Moleküle mit großem m/z durch die Konversion in kleine Sekundärionen an der ersten Dynode und ist sättigungsunempfindlicher als ein Mikrokanalplattendetektor. Die Nachteile sind:

• 1. Die Zeitauflösung des Detektors und damit die Massenauflösung des Massenspektrometers ist schlecht. Dies hat zwei Gründe: a) die verwendeten üblichen Dynoden (Typ Venetian blind, "Jalousienblende") haben eine Dicke von typisch 4 mm. Je nachdem an welcher Stelle die Ionen auf die unter ca. 45° angeordneten Dynodenbleche treffen ist die Flugstrecke bis zu 4 mm länger. Bei einer Flugrohrlänge von 1 m ergibt sich daraus eine Zeitungenauigkeit dt von 0,4% der Gesamtzeit T. Da die Auflösung R definiert ist als R=T/2dt ist die Auflösung allein damit auf R < 125 begrenzt. b) Die an der Konversionsdynode erzeugten Sekundärionen werden auf die nächste Dynode beschleunigt, welche ebenfalls eine Dicke von 4mm hat. Wieder ergibt sich eine Zeit­ verschmierung beim Nachweis der Sekundärionen. Zudem haben die Sekundärionen eine Massenverteilung, von Masse 1 (H⁻) bis ca. Masse 100 (B. Spengler et. al., Proceedings of the 38th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, (1990) pp.162. Hierdurch ergibt sich eine weitere Zeitverschmierung, da die kleinen Sekundärionen schneller auf die nächste Dynode beschleunigt werden.
• 2. Der Nachweis negativer Sekundärionen ist nicht möglich, da die obersten Dynoden auf negativer Hochspannung liegen, z. B. auf -3 kV, wenn der Signalausgang und damit die weitere Verstärkerelektronik auf Erdpotential liegen soll.

Die Aufgabe der Erfindung bestand nun darin, ein Detektionsverfahren bzw. einen Detektor der eingangs genannten Art für ein Flugzeitmas­ senspektrometer weiterzuentwickeln, das nach wie vor für große Moleküle (m < 10 000 u) geeignet ist und den Nachweis über positive und negative Sekundärionen ermöglicht.

Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer ersten Verstärkungs-Stufe die Sekundärionen in einer Mikrokanalplatte Elektronen erzeugen, diese in einer zweiten Stufe in einem Szintillator Photonen erzeugen und in einer dritten Stufe die Photonen mit einem Photomultiplier detektiert werden.

Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Primärionen werden nach wie vor zunächst in Sekundärionen umgewandelt, da ein solches Nachweisverfahren verglichen mit der direkten Umwandlung in Elektronen eine erheblich höhere Empfindlichkeit für große Moleküle hat. Dabei muß die Möglichkeit bestehen, anschließend positive oder negative Sekundärionen zu detektieren, da beide Varianten je nach Anwendung entscheidende Vorteile haben. Die Aufgabe wird gelöst durch einen optisch entkoppelten Nachweis der Elektronen, die in der Mikrokanal­ platte verstärkt werden. Dadurch ist es möglich, die Nachweiselektronik für beide Polaritäten der Sekundärionen auf Erdpotential zu halten.

Bevorzugt wird die Konversionsdynode, auf die die Primärionen auftreffen, auf etwa das gleiche Potential gelegt wie die feldfreie Driftstrecke des Flugzeitmassenspektrometers.

Dies hat den Vorteil, daß die Feldfreiheit der Flugstrecke nicht durch Detektorfelder gestört wird. Legt man die Konversionsdynode auf ein Potential, welches sich deutlich von dem Potential der feldfreien Driftstrecke unterscheidet, so muß zwischen Konversionsdynode und feldfreier Flugstrecke ein Gitter angebracht werden, welches auf dem Potential der feldfreien Flugstrecke liegt. Eine solche Anordnung hat den wesentlichen Nachteil, daß am Gitter bereits Sekundärionen entstehen, welche im elektrischen Feld zwischen Gitter und Konversionsdynode sehr schnell auf die Konversionsdynode beschleunigt werden, also zu einer anderen Zeit als die Primärionen auftreffen und damit eine Zeitverschmierung des Signales herbeiführen.

Die an der Konversiondynode entstehenden Sekundärionen werden typisch auf eine Energie von 4 keV zum Nachweis auf die Mikrokanalplatte beschleunigt. Zum Nachweis positiver Sekundärionen wird also ein Potential von -4kV und bei negativen ein Potential von +4 kV auf die obere Fläche der Mikrokanalplatte gelegt. Dies hat den Vorteil, daß die Sekundärionen genügend Energie haben, um effizient beim Auftreffen auf die Mikrokanalplatte Elektronen zu erzeugen.

Die untere Fläche der Mikrokanalplatte wird auf ein etwa 500 V höheres Potential gelegt, also -3.5 kV für positive und +4.5 kV für negative Sekun­ därionen. Dies hat den Vorteil, daß die Verstärkung der Mikrokanalplatte gering ausfällt, der Querstrom über die Mikrokanalplatte nur klein ist und somit Sättigungserscheinungen vermieden werden.

Zum Nachweis der Elektronen, die die Mikrokanalplatte verlassen, ist eine Energie von typisch 10 keV nötig, um genügend Photonen pro Elektron zu erhalten und um die Aluminiumschicht auf dem Szintillator zu durchdringen. Hierdurch ergibt sich für negative Sekundärionen eine Spannung von +15 kV und bei positiven Sekundärionen eine Spannung von +7 kV auf der Oberfläche des Szintillators.

Vorzugsweise läßt sich das an die Mikrokanalplatte und an den Szintillator angelegte elektrische Potential zum Nachweis über positive bzw. negative Sekundärionen umschalten. Dies hat den Vorteil, daß in einfacher Weise für den Nachweis jeder Ionensorte die optimale Konfiguration eingestellt werden kann.

Zur weiteren Vermeidung von Sättigungseffekten ist es vorteilhaft, wenn bei der Signalumwandlung in den Verstärkerstufen für eine begrenzte Zeit mindestens eines der an die Konversionsdynode, die Mikrokanalplatte oder die Oberfläche des Szintillators angelegten elektrischen Potentiale auf einen für die Detektion ungünstigen Wert geschaltet wird, so daß während dieser begrenzten Zeit wesentlich weniger Photonen den Photomultiplier erreichen.

Die Konversionsdynode und die Mikrokanalplatte haben in einer bevorzugten Ausführungsform einen Abstand von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm voneinander und die Konversionsdynode eine Dicke von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm. Dies hat den Vorteil, daß die Flugstreckenlänge der Primärionen nur einen Fehler von 1 mm hat, der Entstehungsort der Sekundärionen auf 1 mm genau definiert ist und die Flugstrecke der Sekundärionen sehr kurz ist und somit der Laufzeitunterschied von Sekundärionen unterschiedlicher Masse gering ist. Folglich wird durch diese Maßnahmen das Zeitverhalten des Detektors deutlich verbessert.

Ebenfalls zur Vermeidung von Sättigungseffekten ist es vorteilhaft, die Mikrokanalplatte mit einem Verstärkungsfaktor zwischen 10 und 100 zu betreiben, was durch die weiteren Verstärkungsstufen auch ausreichend ist. Besonders bevorzugt ist, wenn zu diesem Zweck alle Verstärkungsstufen mit einer Verstärkung betrieben werden, die deutlich unter dem jeweils elektronisch maximal möglichen Wert liegt. Es hat sich gezeigt, daß optimale Betriebsbedingungen erreicht werden, wenn die Verstärkung jeweils etwa einen Faktor 10 bis 100 unter dem Maximalwert bleibt.

Die eingangs genannte Vorrichtung wird durch die Erfindung dadurch weitergebildet, daß die in der Mikrokanalplatte verstärkten Signalelektronen durch eine weitere positive Hochspannungspotentialdifferenz zwischen Mikrokanalplatte und der Oberfläche eines Szintillators auf diesen hin beschleunigt und in diesem in Photonen umgewandelt werden, welche schließlich mit einem Photomultiplier in ein elektrisches Signal näherungs­ weise auf Erdpotential gewandelt wird, das einer Auswerteelektronik zuge­ führt werden kann.

In vorteilhafter Weise besteht die Konversionsdynode aus dünnen Blechen, die unter einem Winkel von etwa 45° zur Flugrichtung der nachzuweisenden schweren Molekülionen angebracht sind, wobei die gesamte Dynode eine Dicke von weniger als 2 mm hat, was eine gute Auflösung gestattet.

Durch die obengenannten Maßnahmen ist der Nachweis schwerer Molekülionen auch bei großer Verstärkung unempfindlich gegen Sättigung durch das Auftreffen kleiner Moleküle und kann eine Totzeit < 1 µs haben. So können mit matrixunterstützter Laserdesorption z. B. Polymere mit breiten Massenverteilungen und großer Masse gemessen werden. Das Zeitver­ halten ermöglicht eine Auflösung von etwa R = 500 bei einer Flugstrecke von 1 m und einer Konversionsdynodendicke von 1 mm.

Die dünne Konversionsdynode, zusammen mit der Mikrokanalplatte, sorgt für optimales Zeitverhalten bei der Konversion und beim Nachweis der Sekun­ därionen. Die optische Entkopplung ermöglicht es, die Mikrokanalplatte auf ein beliebiges Potential zu legen, so daß positive wie negative Sekun­ därionen durch einfaches Umschalten von Potentialen nachgewiesen werden können. Der Detektor beinhaltet drei aufeinanderfolgende Verstärkerstufen, davon zwei innerhalb der optischen Entkopplungseinheit.

Jede dieser Verstärkerstufen muß nur mit geringer Verstärkung gefahren werden (Faktor 10-100 weniger als die maximal mögliche Verstärkung). Hierdurch wird die Gesamtanordnung unempfindlich gegen Sättigung. Das letzte Glied der Kette ist darüber hinaus von Natur aus relativ sättigungsunempfindlich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahmen auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 Die schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Detektors eines Flugzeitmassenspektrometers einschließlich Hochspannungsversorgung und Nachweiselektronik.

Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Detektor 100. Die nachzuweisenden schweren Molekülionen treffen nach Durchlaufen der Flugstrecke im Flugzeitmassenspektrometer (nicht gezeigt) mit einer Energie < 8 kV auf die Konversionsdynode 1 des Detektors 100, die auf einem elektrischen Potential von 0 V liegt. Zur Minimierung der Zeitverschmierung durch unterschiedliche Fluglängen wird nicht, wie in der Literatur üblich, eine Dynode aus einem käuflichen Multiplier genommen, sondern eine für Multiplier uneffektive extrem dünne Konversionsdynode 1 selbst hergestellt. Mit heutiger Laserschneidtechnik ist eine Dicke d von 1 mm ohne Schwierigkeiten möglich und 0.5 mm durchaus denkbar. Die Dynodenbleche 1a, die etwa unter 45° zur Flugrichtung der Ionen stehen, haben dabei eine Dicke von 0.1-0.2 mm oder dünner. Bei einer Dicke von d = 1 mm ist eine Auflösung von R = 500 und bei d = 0.5 mm Dicke sogar eine Auflösung von R = 1000 möglich bei einer typischen Flugrohrlänge des Flugzeitmassen­ spektrometers von 1 m.

Die erzeugten Sekundärionen werden anschließend auf die Mikrokanalplatte 2 beschleunigt, die für den Nachweis über positive Sekundärionen auf etwa -4 kV liegt, beim Nachweis über negative Sekundärionen auf etwa + 4 kV, wobei zwischen Oberseite 20 und Unterseite 21 eine Potentialdifferenz von etwa 500 V besteht, wie in Fig. 1 eingezeichnet. Dabei wird der Abstand zwischen der oberen Fläche 20 der Mikrokanalplatte 2 und der Konversionsdynode 1 so klein wie möglich (ca. 1 mm) gewählt, ohne daß es zu Überschlägen kommt. Hierdurch wird die Zeitverschmierung bei der Beschleunigung von Sekundärionen verschiedener Massen minimiert. Die Mikrokanalplatte 2 wird nur mit einer geringen Verstärkung betrieben (x10-x100), um die Sättigung und damit Totzeit zu vermeiden. Die wesentliche Funktion der Mikrokanalplatte 2 ist die zeitgenaue Konversion der Sekundär­ ionen in Elektronen.

Die Elektronen werden auf eine sehr dünne Aluminiumschicht 3 beschleunigt, die auf etwa 7 kV (Fall positiver Sekundärionen) bzw. etwa 15 kV (Fall negativer Sekundärionen) liegt (Dicke einige 10 µm) und durchdringen diese größtenteils. Die auf den Szintillator 4 aufgedampfte Aluminiumschicht 3 dient nur dazu, klare Potentialverhältnisse herzustellen, denn der darunterliegende Szintillator 4 ist ein Nichtleiter, die Oberfläche würde sich aufladen. Jedes Elektron wird im Szintillator in ca. 1000-3000 Photonen umgewandelt (je nach Energie). Anstelle der Aluminiumschicht 3 ist auch ein feinmaschiges Netz denkbar.

Die an den Oberflächen 20, 21, 3 anliegenden Hochspannungen sind gesteuert von einem Rechner 9 über die Spannungsversorgung 7 einstell­ bar, insbesondere umschaltbar, um je nach Bedarf den Nachweis über positive und negative Sekundärionen zu gestatten. Ebenso ist die Hoch­ spannung für den Photomultiplier 6 einstellbar.

Die Photonen werden in einem Lichtleiter 5 auf einen Photomultiplier 6 geleitet, dort in für Photomultiplier üblicher Weise detektiert und in ein elektrisches Signal S umgewandelt, das über einen ADC 8 dem Rechner 9 zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Der Lichtleiter 5 kann aus demselben Material sein wie der Szintillator 4, so daß einfach ein längerer Szintillator 4, 5 verwendet wird. Die Länge des Szintillators 4, 5 wird nur durch die zur Isolation der 15 bzw. 7 kV nötigen Strecke bestimmt, 10 mm sind i.a. ausreichend. Der Photomultiplier 6 kann mit geringer Verstärkung und damit geringem Rauschen betrieben werden, da durch die vorangegangenen Verstärkungsstufen pro nachzuweisendem Primärion im Mittel mit ca. 10⁵ bis 10⁶ Photonen gerechnet werden kann.

Mit einem solchen Detektor 100 konnten wir Polymerverteilungen bei Masse 170 000 u messen, wie in P.O. Danis et. al., Organic Mass Spectrometry, OMS Letters, Vol. 27, (1992) 843, veröffentlicht (dort Bild 2). In der Veröffentlichung wurde nichts über die Funktionsweise des Detektors erwähnt. Diese Ergebnisse sind bisher einzigartig und konnten mit keinem anderen Massenspektrometer erreicht werden. Der Erfolg ist wesentlich zum einen auf die große Empfindlichkeit und die Sättigungsunempfindlichkeit des hier beschriebenen Detektors zurückzuführen und zum anderen auf die Möglichkeit negative Sekundärionen von negativen Primärionen zu detektieren.

Claims (17)

1. Verfahren zur Detektion von schweren Molekülionen mit Massen < 10 000 u und Energien < 8 keV in einem Flugzeitmassenspektrometer, bei dem die nachzuweisenden Molekülionen durch Aufprall auf einer Konversionsdynode (1) leichtere Sekundärionen erzeugen, welche in Verstärkerstufen zunächst in Elektronen und dann in ein elektronisches Signal umgewandelt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer ersten Stufe die Sekundärionen in einer Mikrokanalplatte (2) Elektronen erzeugen, diese in einer zweiten Stufe in einem Szintillator (4) Photonen erzeugen und in einer dritten Stufe die Photonen mit einem Photomultiplier (6) detektiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konver­ sionsdynode auf etwa das gleiche elektrische Potential (0 V) gelegt wird, wie die feldfreie Driftstrecke des Flugzeitmassenspektrometers.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Mikrokanalplatte (2) und an die Oberfläche des Szintillators (3) angelegte elektrische Potential zum Nachweis über positive und negative Sekundärionen umschaltbar ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Sättigungseffekten bei der Signalumwandlung in den Verstärkerstufen für eine begrenzte Zeit mindestens eines der an die Konversionsdynode (1), die Mikro­ kanalplatte (2) oder die Oberfläche (3) des Szintillators (4) angelegten elektrischen Potentiale auf einen für die Detektion ungünstigen Wert geschaltet wird, so daß während dieser begrenzten Zeit wesentlich weniger Photonen den Photomultiplier erreichen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsdynode (1) und die Mikrokanalplatte einen Abstand von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm voneinander haben.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsdynode (1) eine Dicke von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm hat.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ versionsdynode (1) eine Dicke von etwa 0,5 mm hat.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokanalplatte mit einem Verstärkungsfaktor zwischen 10 und 100 betrieben wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Sättigungseffekten jede Verstärkerstufe mit einem Verstärkungsfaktor betrieben wird, der etwa einen Faktor 10 bis 100 unter dem jeweils maximal möglichen liegt.

10. Vorrichtung (100) zum Nachweis von schweren Molekülionen in einem Flugzeitmassenspektrometer, bestehend aus einer Konversionsdynode (1), die sich näherungsweise auf Erdpotential (0 V) befindet und auf die die Molekülionen treffen und dort zumindest teilweise in leichte Sekun­ därionen konvertiert werden, und einer Mikrokanalplatte (2), die sich auf einem positiven oder negativen elektrischem Hochspannungspotential befindet, zur Wandlung der Sekundärionen in Elektronen und deren Verstärkung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Mikrokanalplatte (2) verstärkten Signalelektronen durch eine weitere positive Hochspannungspotentialdifferenz zwischen Mikro­ kanalplatte (2) und der Oberfläche (3) eines Szintillators (4) auf diesen hin beschleunigt und in diesem in Photonen umgewandelt werden, welche schließlich mit einem Photomultiplier (6) in ein elektrisches Signal näherungsweise auf Erdpotential gewandelt wird, das einer Aus­ werteelektronik (8, 9) zugeführt werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ versionsdynode (1) auf etwa das gleiche elektrische Potential (0 V) liegt wie die feldfreie Driftstrecke des Flugzeitmassenspektrometers.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das an der Mikrokanalplatte (2) anliegende elektrische Hochspannungspotential zwischen einem positiven und einem negativen Wert umschaltbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Oberfläche (3) des Szintillators (4) anliegende elektrische Hochspan­ nungspotential zwischen etwa 7 kV und etwa 15 kV umschaltbar ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Konversionsdynode (1) und die Mikro­ kanalplatte (2) einen Abstand von weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm voneinander haben.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsdynode (1) eine Dicke von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ versionsdynode (1) eine Dicke von etwa 0,5 mm hat.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, ge­ kennzeichnet dadurch, daß die Konversionsdynode (1) aus dünnen Blechen (1a) besteht, welche unter einem Winkel von etwa 45° zur Flugrichtung der nachzuweisenden Molekülionen angebracht sind, wobei die gesamte Konversionsdynode (1) eine Dicke von weniger als 2 mm hat.