EP1474820A1 - Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant - Google Patents

Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant

Info

Publication number
EP1474820A1
EP1474820A1 EP03709859A EP03709859A EP1474820A1 EP 1474820 A1 EP1474820 A1 EP 1474820A1 EP 03709859 A EP03709859 A EP 03709859A EP 03709859 A EP03709859 A EP 03709859A EP 1474820 A1 EP1474820 A1 EP 1474820A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ion trap
electrodes
trap according
magnetic field
cell
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.)
Granted
Application number
EP03709859A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1474820B1 (fr
Inventor
Gérard Bellec
Pierre Boissel
Michel Heninger
Joel Lemaire
Gérard MAUCLAIRE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Pierre et Marie Curie
Universite Paris Sud
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1474820A1 publication Critical patent/EP1474820A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1474820B1 publication Critical patent/EP1474820B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
    • H01F7/0278—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation for generating uniform fields, focusing, deflecting electrically charged particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34—Dynamic spectrometers
    • H01J49/36—Radio frequency spectrometers, e.g. Bennett-type spectrometers, Redhead-type spectrometers
    • H01J49/38—Omegatrons ; using ion cyclotron resonance

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic ion trap and a mass spectrometer using such a trap.
  • Ion traps are used in many applications of molecular physics and particularly in ion cyclone ion resonance phenomena implemented, for example, in Fourier transform mass spectrometers or FTICR.
  • magnetic ion traps maintain captive ions in a defined volume in order to perform various measurements such as the detection of cyclotronic movements.
  • the magnetic ion traps implement means for generating a homogeneous magnetic field of high intensity comprising resistive solenoids or superconductors.
  • the qualities of an ion trap are related to the homogeneity and intensity of the magnetic field to which it is subjected. Indeed, some trap performance varies with the square of the intensity of the magnetic field and a minimum value of about 1 tesla is recommended for a successful application to FTICR-type mass spectrometry.
  • the Siemens "Advance Quantra" mass spectrometer uses a permanent magnet generating a magnetic field of the tesla order but requires a closed geometry that is very restrictive.
  • the object of the present invention is to overcome this problem by defining a magnetic ion trap, compactness and reduced weight, while maintaining good performance and practical geometry.
  • the subject of the invention is a vacuum ion trap comprising a sealed treatment chamber and a permanent magnet delimiting a cavity and creating a magnetic field oriented in said cavity, said chamber being disposed in said cavity and enclosing a cell.
  • containment device comprising at least two trapping electrodes parallel to each other and perpendicular to said oriented magnetic field, said trapping electrodes being connectable to a voltage generator, characterized in that it comprises at least one permanent magnet in the form of a hollow cylinder, structured according to a Halbach-type structure, to generate said permanent magnetic field oriented perpendicular to the longitudinal axis of the cavity of said magnet.
  • the dimensions and the composition of the or each magnet are adapted to generate a homogeneous permanent magnetic field with an intensity of at least 0.8 tesla;
  • the ion trap comprises two permanent magnets in the form of hollow cylinders, both structured according to Halbach-type cylinder structures, of identical dimensions and composition, arranged coaxially along the same longitudinal axis and oriented in such a way as to coincide with each other; orientation of the magnetic fields they generate;
  • the two permanent magnets are spaced apart, along their longitudinal axis, by a predetermined non-zero interval in order to increase the homogeneity of said magnetic field; said gap is less than 1 mm;
  • the or each permanent magnet has an internal diameter of between 45 and 55 mm, an outside diameter of between 180 and 220 mm and a length of between 90 and 110 mm;
  • the or each permanent magnet (30) is composed of elementary segments in Nd-Fe-B;
  • said confinement cell further comprises two detection electrodes parallel to each other and perpendicular to said trapping electrodes, said measuring electrodes being connectable to measuring means in order to transmit information relating to the movements of the ions contained in said cell of confinement;
  • said confinement cell furthermore comprises two excitation electrodes parallel to each other and perpendicular to said trapping electrodes, said excitation electrodes being connectable to an excitation signal generator in order to excite the ions contained in said cell containment;
  • said trapping, excitation and detection electrodes are planar and rectangular in shape so that said confinement cell has a generally rectangular parallelepipedal shape
  • said excitation electrodes each consist of four plates, arranged in the general shape of a rectangular parallelepiped opened by two opposite faces, said excitation electrodes being arranged along the same axis, on either side of said electrodes of said trapping, said open faces facing each other so that said confinement cell has a general tunnel shape;
  • said confinement cell in the general tunnel form is placed along the longitudinal axis of said magnet;
  • said treatment chamber comprises, at at least one end, a window disposed in the axis of the cell in the general tunnel form, and allowing the passage of photons;
  • the treatment chamber comprises means of connection to pumping and gas injection means in order to control the density and / or the nature of the atmosphere in the treatment chamber; and it is associated with means for emitting electrons towards said enclosure in order to generate ions at least in said confinement cell.
  • the subject of the invention is also a mass spectrometer comprising a magnetic ion trap, a pumping device, a trapping voltage generator, and measuring means suitable for carrying out an analysis.
  • a mass spectrometer comprising a magnetic ion trap, a pumping device, a trapping voltage generator, and measuring means suitable for carrying out an analysis.
  • - Fig.1 is a block diagram of a mass spectrometer equipped with an ion trap according to the invention shown in a partial sectional view;
  • - Figs. 2 and 3 are cross sections of the permanent magnets used in the invention;
  • FIG. 4 is a block diagram of the movement of an ion in a uniform magnetic field
  • FIG. 5 is a partial perspective representation of trapping electrodes contained in an ion trap according to the invention.
  • FIG. 6 and 7 are top views of the confinement cell of the ion trap of the invention.
  • FIG. 8 is a partial sectional view of a second embodiment of the ion trap of the invention.
  • the Fourier transform or FTICR mass spectrometer illustrated in FIG. 1 is equipped with a magnetic ion trap 2 according to the invention.
  • This magnetic ion trap 2 comprises a sealed treatment chamber 4, of generally cylindrical shape with a longitudinal axis XX ', connected to a device 6 for pumping.
  • the pumping device 6 comprises, for example, an assembly of turbo molecular pumps, diaphragm pumps and injection and gas extraction pipes in order to control the density and the nature of the atmosphere inside the pump. the enclosure 4.
  • the device 6 ensures the creation, in the chamber 4, an ultrahigh vacuum whose pressure is of the order of 10 "8 millibars.
  • This mass spectrometer comprises, in the chamber 4, a filament 7 for generating electrons, which makes it possible in particular to emit electrons in order to create ions in the chamber 4.
  • a confinement cell 8 defining a treatment volume in which the movement of the ions can be analyzed is provided in the chamber 4.
  • the cell 8 comprises two trapping electrodes 10 of planar and square shape extending parallel to each other and parallel to the longitudinal axis XX 'of the enclosure 4.
  • Each electrode 10 has an opening 11 at its center and the electrodes 10 are arranged so that their openings are aligned with the electron emission axis of the filament 7.
  • the electrodes 10 are further electrically connected to a trapping DC voltage generator 12, to be electrically charged to a predetermined potential.
  • the cell 8 also comprises two planar and square shaped excitation electrodes 14 extending parallel to each other, perpendicular to the trapping electrodes 10 and perpendicular to the longitudinal axis XX 'of the enclosure 4.
  • the excitation electrodes 14 are electrically connected to an excitation signal generator 16.
  • the cell 8 comprises two detection electrodes 18, of planar and square shape extending parallel to each other and perpendicularly to the trapping electrodes 10 and the electrodes 14 of excitation.
  • the measurement electrodes 18 are connected to a measuring device 20 constituted, for example, by a microcomputer equipped with electronic acquisition cards and appropriate analysis software.
  • the trapping electrodes 10, excitation 14 and measurement 18 are arranged so that the cell 8 has the general shape of a cube or more generally of a rectangular parallelepiped.
  • the electrodes used are 20 mm square plates on the side, made from ARCAP AP4 material mounted on a MACOR insulating support and electrically connected using silver wires.
  • the ion trap 2 further comprises two identical permanent magnets 30, cylindrical in shape and recessed so as to have cavities along their longitudinal axes.
  • the magnets 30, described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3, are permanent magnets structured according to a so-called Halbach-type cylinder structure. Such magnets are described in particular in the document WO-A-00 62313.
  • Each magnet 30 generates due to its structure, a magnetic field B homogeneous and oriented transversely to its longitudinal axis.
  • the magnets 30 have annular sections as shown in the sectional views illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • They comprise a plurality of elementary segments magnetized in different directions, angularly distributed about the axis and extending generally along a longitudinal generatrix of the magnet 30.
  • the Halbach cylinder represents a symmetrical structure with respect to a plane of symmetry defined by the longitudinal axis of the cylinder and the homogeneous magnetic field direction B created by this cylinder.
  • the elementary segments constituting the cylinder thus correspond two by two symmetrically on either side of this plane of symmetry and are magnetized in symmetrical directions with respect to this plane.
  • the elementary segments disposed on the same side of the plane of symmetry are magnetized in directions gradually varying over a range of 360 ° depending on the angular position of the segment on the half-cylinder defined on the same side of the plane of symmetry.
  • the segments are arranged in a ring in a sequence such that the segments symmetrical with respect to the longitudinal axis of the cylinder, are magnetized with the same orientation.
  • the angular variation between the orientations of the magnetizations of two adjacent segments is constant.
  • This variation of orientation of the magnetizations differs from one segment to another by an angle corresponding to 360 ° divided by half the number of segments.
  • the magnet 30 has eight segments, so that the orientation of the magnetization of each segment is shifted 90 ° relative to those of the adjacent segments.
  • the sixteen segments have magnetizations whose orientations are offset from one another by 45 °.
  • Each hollow cylinder-shaped magnet 30 generates, inside its cavity and perpendicularly to its longitudinal axis, a homogeneous magnetic field B, permanent and high intensity.
  • B r is the remanent magnetic field due to the materials used
  • ro is the outside diameter of the rolls 30
  • n is the inside diameter.
  • the length of the cylinder intervenes on the real intensity of the field as well as on its homogeneity.
  • these magnets 30 consist of Nd-Fe-B, or Neodymium Iron Boron, have an outside diameter of 20 cm, inside of 5 cm and a length of 10 cm. They then each generate a permanent magnetic field of 1 Tesla with a homogeneity of the order of 1 to 100 in a central volume of about 1 cm 3 .
  • the two magnets 30 are arranged coaxially and axially separated from an interval ⁇ . In addition, they are arranged so that their polar structures are oriented identically to generate homogeneous magnetic fields oriented in the same direction.
  • the interval ⁇ is typically less than 1 mm, advantageously between 0.3 and 0.7 mm and preferably equal to 0.5 mm.
  • the magnets 30 form in their center a cavity 32 and thanks to their structures and their arrangement, they generate, throughout the cavity 32, a homogeneous magnetic field of high intensity.
  • the magnetic field created by the magnets 30 in the cell 8 is at least equal to the field of each magnet 30 so that the cell 8 is subjected to a field at least equal to 1 Tesla.
  • the interval ⁇ is adjusted to obtain a magnetic field of maximum homogeneity in the cell 8.
  • the dimensions of the magnets 30 are adjusted to ⁇ 10%.
  • the treatment chamber 4 is arranged coaxially within the cavity 32 defined by the magnets 30, so that the axis XX 'represents the longitudinal axis of the enclosure 4 and the magnets 30. .
  • the chamber 4 is oriented so that the trapping electrodes 10 are perpendicular to the magnetic field B generated by the magnets 30. Subsequently, gas samples are injected into the chamber 4 by the pumping device 6.
  • the filament 7 then emits electrons that enter the cell 8 through the openings 11 of the trapping electrodes 10. These electrons ionize gas molecules contained inside the chamber 4 and in particular inside the cell 8.
  • the ions produced are then trapped in the confinement cell 8 and can be excited so as to obtain a mass spectrum by so-called Fast Fourier Transform analysis.
  • the ion trap 2 has a cell 8 with a volume of 8 cm 3 and a magnetic field of the order of 1.25 tesla.
  • the magnetic ion trap 2 is of reduced size while allowing the creation of a homogeneous magnetic field of high intensity in a cell of sufficient size to conduct experiments.
  • the pumping device 6, the generators 12 and 16 and the analysis means 20 are of reduced size, so that the mass spectrometer described with reference to FIG. 1 constitutes an installation of a bulk of the order cubic meter and a weight of the order of one hundred kilos.
  • a mass spectrometer requires only a standard power supply and may possibly operate on battery so that it is easily transportable.
  • the device 6 creates in the chamber 4 an ultrahigh vacuum in which are injected, in gaseous form, samples to be analyzed. These injections are, for example, implemented by a pulsed valve operating with opening periods of the order of ten milliseconds. Under the effect of an excitation, the filament 7 generates electrons emitted in the direction of the chamber 4 of treatment in order to the molecules contained therein.
  • these ions 40 are subjected to the magnetic field B and describe trajectories of general helical shapes.
  • the trapping electrodes 10 are charged to a constant potential V by the DC voltage generator 12.
  • the ions 40 are held in the cell 8 between the trapping electrodes 10.
  • the other electrodes not shown in FIG. 5 also participate in this trapping by generating a potential well between the electrodes 10.
  • the generator 16 delivers to the excitation electrodes 14 excitation signals phase shifted by 180 °.
  • the circular motion of the ions 40 held in the cell 8 is modified and in particular the radii of their trajectories vary.
  • the ions come into resonance and can be ejected from the cell 8 by widening their trajectories or can be excited in a coherent manner, so as to describe stable trajectories of large radii.
  • ions are generated with a large amplitude cyclotron movement. It is then possible, as is shown with reference to FIG. 7, to carry out various measurements on these ions.
  • This electrical signal is introduced into the measuring means 20 which amplify it by means of an amplifier 42 before processing it in processing means 44.
  • the latter make it possible, for example, to sample the induced signal before digitizing it, then to perform a Fast Fourier Transform to obtain a frequency spectrum of cyclotron resonance.
  • this frequency spectrum allows an accurate determination of the mass of the ions 40 contained in the cell 8.
  • This figure shows a partial sectional view of the magnetic ion trap 2 along the axis XX '.
  • the ion trap 2 comprises the chamber 4 integrated in the cavity 32 of the structured cylindrical magnets 30.
  • the confinement cell 8 disposed inside the treatment chamber 4 comprises two flat and square trapping electrodes 10 parallel to one another and extending perpendicular to the magnetic field B.
  • the two detection electrodes 18 are arranged perpendicularly to the electrodes 10 and parallel to the longitudinal axis of the magnets 30.
  • the excitation electrodes 14 each consist of four square plates, electrically interconnected and each defining a cube structure open by two opposite faces.
  • the openings of the two cubes constituting the electrodes 14 are oriented toward each other along the longitudinal axis of the magnets 30.
  • the set of electrodes thus defines inside the enclosure 4, a containment cell 50 in the general tunnel shape oriented along the longitudinal axis XX 'of the magnets 30.
  • Such a structure can be defined as an open structure and has many advantages of implementation in particular for the ionization of the molecules present in the chamber 4 and for the characterization of ions through the interaction with photon beams or with other molecules.
  • the enclosure 4 comprises means of connection to means 51 for injecting gas and has at its ends portholes 52, so that it is possible to directly project gases into the cell 50 or to make it through the portholes 52 pass through photons emitted, for example, by a laser beam.
  • the magnetic ion trap 2 of the invention has small dimensions and a small footprint while allowing quality processing of a large quantity of samples.
  • the structured cylindrical magnets made of Halbach cylinders are integrated inside the treatment chamber.
  • an ion trap according to the invention from a single magnet and with other forms of electrodes such as for example cylindrical or rectangular electrodes.
  • the generators of excitation voltage, trapping voltage and the measuring means can be combined into a single device, such as a microcomputer equipped with electronic input-output cards adapted for the generation of signals. excitation and trapping voltages.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

Piège à ions à aimant permanent et spectromètre de masse utilisant un tel aimant.
La présente invention concerne un piège à ions magnétique et un spectromètre de masse utilisant un tel piège.
Les pièges à ions sont utilisés dans de nombreuses applications de la physique moléculaire et notamment dans les phénomènes de résonance cyclo- tronique ioniques mis en œuvre, par exemple, dans les spectrometres de masse à transformée de Fourier ou FTICR.
Ces pièges à ions magnétiques permettent de maintenir des ions captifs dans un volume délimité afin d'effectuer différentes mesures telles que la détection de mouvements cyclotroniques. De manière classique, les pièges à ions magnétiques mettent en œuvre des moyens de génération d'un champ magnétique homogène de forte intensité comprenant des solénoïdes résistifs ou supraconducteurs.
Ces moyens de génération permettent en effet d'obtenir des champs magnétiques de forte intensité pouvant atteindre jusqu'à 9,4 tesla et présentant une grande stabilité temporelle.
Cependant, ces composants sont d'un encombrement très important et peuvent atteindre des poids de plusieurs tonnes. En outre ils nécessitent des installations complexes d'alimentation et de refroidissement et sont donc réservés à des installations fixes. Afin de permettre le développement de dispositifs mobiles, certains pièges à ions magnétiques mettent en œuvre des aimants permanents (Zeller LC, Kennady J.M, Campana J.E., Kenttamaa H.l, Anal. Chem. 1993, 65, 2116- 2118, brevet US-A-5451 781 DIETRICH).
Cependant, ces aimants permanents génèrent des champs limités gé- néralement à environ 0,4 tesla et/ou sur des volumes trop faibles.
Les qualités d'un piège à ions sont liées à l'homogénéité et l'intensité du champ magnétique auquel il est soumis. En effet, certaines performances de piège varient en fonction du carré de l'intensité du champ magnétique et une valeur minimum de l'ordre de 1 tesla est recommandée pour une application per- formante à la spectrométrie de masse de type FTICR. Le spectromètre de masse « Advance Quantra de Siemens », utilise un aimant permanent générant un champ magnétique de l'ordre du tesla mais requiert pour cela une géométrie fermée très contraignante.
Le but de la présente invention est de remédier à ce problème en défi- nissant un piège à ions magnétique, d'encombrement et de poids réduits, tout en préservant de bonnes performances et une géométrie pratique.
A cet effet, l'invention a pour objet un piège à ions sous vide comportant une enceinte de traitement étanche et un aimant permanent délimitant une cavité et créant un champ magnétique orienté dans ladite cavité, ladite enceinte étant disposée dans ladite cavité et renfermant une cellule de confinement comprenant au moins deux électrodes de piégeage parallèles entre elles et perpendiculaires audit champ magnétique orienté, lesdites électrodes de piégeage étant connectables à un générateur de tension, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un aimant permanent en forme de cylindre creux, structuré selon une structure de type cylindre de Halbach, afin de générer ledit champ magnétique permanent orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal de la cavité dudit aimant.
Suivant d'autres caractéristiques :
- les dimensions et la composition du ou de chaque aimant sont adap- tées pour engendrer un champ magnétique permanent homogène d'une intensité au moins de 0,8 tesla ;
- le piège à ions comporte deux aimants permanents en forme de cylindres creux, tous deux structurés selon des structures de type cylindre de Halbach, de dimensions et de composition identique, disposés coaxialement suivant un même axe longitudinal et orientés de manière à faire coïncider l'orientation des champs magnétiques qu'ils génèrent ;
- les deux aimants permanents sont espacés entre eux, selon leur axe longitudinal, par un intervalle prédéterminé non nul afin d'accroître l'homogénéité dudit champ magnétique ; - ledit intervalle est inférieur à 1 mm ;
- le ou chaque aimant permanent présente un diamètre intérieur compris entre 45 et 55 mm, un diamètre extérieur compris entre 180 et 220 mm et une longueur comprise entre 90 et 110 mm ; - le ou chaque aimant permanent (30) est composé de segments élémentaires en Nd-Fe-B ;
- ladite cellule de confinement comporte en outre deux électrodes de détection parallèles entre elles et perpendiculaires auxdites électrodes de pié- geage, lesdites électrodes de mesure étant connectables à des moyens de mesure afin de transmettre des informations relatives aux mouvements des ions contenus dans ladite cellule de confinement ;
- ladite cellule de confinement comporte en outre deux électrodes d'excitation parallèles entre elles et perpendiculaires auxdites électrodes de pié- geage, lesdites électrodes d'excitation étant connectables à un générateur de signaux d'excitation afin d'exciter les ions contenus dans ladite cellule de confinement ;
- lesdites électrodes de piégeage, d'excitation et de détection sont planes et de formes rectangulaires de sorte que ladite cellule de confinement pré- sente une forme générale de parallélépipède rectangle ;
- lesdites électrodes d'excitation sont chacune constituées de quatre plaques, agencées selon la forme générale d'un parallélépipède rectangle ouvert par deux faces opposées, lesdites électrodes d'excitation étant disposées suivant un même axe, de part et d'autre desdites électrodes de piégeage, lesdites faces ouvertes se faisant face de sorte que ladite cellule de confinement présente une forme générale de tunnel ;
- ladite cellule de confinement en forme générale de tunnel est placée selon l'axe longitudinal dudit aimant ; et
- ladite enceinte de traitement comporte, à au moins une extrémité, un hublot disposé dans l'axe de la cellule en forme générale de tunnel, et permettant le passage de photons ;
- l'enceinte de traitement comporte des moyens de connexion à des moyens de pompage et d'injection de gaz afin de commander la densité et/ou la nature de l'atmosphère dans l'enceinte de traitement ; et - il est associé à des moyens d'émission d'électrons vers ladite enceinte afin de générer des ions au moins dans ladite cellule de confinement.
L'invention a également pour objet un spectromètre de masse comportant un piège à ions magnétique, un dispositif de pompage, un générateur de tension de piégeage, et des moyens de mesure, propres à effectuer une analyse par transformée de Fourier du mouvement cyclotron des ions contenus dans le piège à ions, caractérisé en ce que ledit piège à ions magnétique est un piège tel que décrit précédemment.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig.1 est un schéma de principe d'un spectromètre de masse équipé d'un piège à ions selon l'invention représenté selon une vue en coupe partielle; - la Figs. 2 et 3 sont des coupes transversales des aimants permanents utilisés dans l'invention ;
- la Fig. 4 est un schéma de principe du mouvement d'un ion dans un champ magnétique uniforme ;
- la Fig. 5 est une représentation partielle en perspective d'électrodes de piégeage contenues dans un piège à ions selon l'invention ;
- les Figs. 6 et 7 sont des vues de dessus de la cellule de confinement du piège à ions de l'invention ; et
- la Fig.8 est une vue en coupe partielle d'un second mode de réalisation du piège à ions de l'invention. Le spectromètre de masse à transformée de Fourrier ou FTICR illustré sur la figure 1 est équipé d'un piège à ions magnétique 2 selon l'invention.
Ce piège à ions magnétique 2 comporte une enceinte de traitement étanche 4, de forme générale cylindrique d'axe longitudinal XX', reliée à un dispositif 6 de pompage. Le dispositif de pompage 6 comprend, par exemple, un assemblage de pompes turbo moléculaires, de pompes à membranes et de canalisations d'injection et d'extraction de gaz afin de commander la densité et la nature de l'atmosphère à l'intérieur de l'enceinte 4.
En fonctionnement, le dispositif 6 assure la création, dans l'enceinte 4, d'une atmosphère ultravide dont la pression est de l'ordre de 10"8 millibars.
Ce spectromètre de masse comporte, dans l'enceinte 4, un filament 7 de génération d'électrons, qui permet notamment d'émettre des électrons afin de créer des ions dans l'enceinte 4. Une cellule de confinement 8 définissant un volume de traitement dans lequel le mouvement des ions peut être analysé est prévue dans l'enceinte 4.
La cellule 8 comporte deux électrodes de piégeage 10, de forme plane et carrée s'étendant parallèlement l'une à l'autre et parallèlement à l'axe longitu- dinal XX' de l'enceinte 4.
Chaque électrode 10 présente une ouverture 11 en son milieu et les électrodes 10 sont disposées de sorte que leurs ouvertures sont alignées avec l'axe d'émission d'électrons du filament 7.
Les électrodes 10 sont en outre reliées électriquement à un générateur 12 de tension continue de piégeage, pour être chargées électriquement à un potentiel prédéterminé.
La cellule 8 comporte également deux électrodes d'excitation 14, de forme plane et carrée s'étendant parallèlement l'une à l'autre, perpendiculairement aux électrodes 10 de piégeage et perpendiculairement à l'axe longitudinal XX' de l'enceinte 4.
Les électrodes d'excitation 14 sont reliées électriquement à un générateur de signaux d'excitation 16.
Enfin, la cellule 8 comporte deux électrodes de détection 18, de forme plane et carrée s'étendant parallèlement l'une à l'autre et perpendiculairement aux électrodes 10 de piégeage ainsi qu'aux électrodes 14 d'excitation.
Les électrodes 18 de mesure sont reliées à un dispositif de mesure 20 constitué, par exemple, d'un micro-ordinateur doté de cartes électroniques d'acquisition et de logiciels d'analyses appropriés.
Les électrodes de piégeage 10, d'excitation 14 et de mesure 18 sont disposées de sorte que la cellule 8 a la forme générale d'un cube ou plus généralement d'un parallélépipède rectangle.
Par exemple, les électrodes utilisées sont des plaques carrées de 20 mm de coté, réalisées à base d'un matériau ARCAP AP4 monté sur un support isolant en MACOR et reliées électriquement à l'aide de fils d'argent. Le piège à ions 2 comporte en outre deux aimants permanents 30 identiques, de forme cylindrique et évidés de manière à présenter des cavités selon leurs axes longitudinaux. Ainsi chaque aimant à la forme d'un cylindre creux ou d'un tube. Les aimants 30, décrits plus en détail en référence aux figures 2 et 3, sont des aimants permanents structurés selon une structure dite de type cylindre de Halbach. De tels aimants sont décrits notamment dans le document WO-A-00 62313. Chaque aimant 30 génère du fait de sa structure, un champ magnétique B homogène et orienté transversalement à son axe longitudinal.
Les aimants 30 présentent des sections annulaires ainsi que cela est représenté sur les vues en coupe illustrées sur les figures 2 et 3.
Ils comportent une pluralité de segments élémentaires aimantés dans des directions différentes, répartis angulairement autour de l'axe et s'étendant généralement suivant une génératrice longitudinale de l'aimant 30.
Le cylindre de Halbach représente une structure symétrique par rapport à un plan de symétrie défini par l'axe longitudinal du cylindre et la direction de champ magnétique homogène B créé par ce cylindre. Les segments élémentaires constituant le cylindre, se correspondent ainsi deux à deux symétriquement de part et d'autre de ce plan de symétrie et sont aimantés dans des directions symétriques par rapport à ce plan.
De plus, les segments élémentaires disposés d'un même coté du plan de symétrie, sont aimantés dans des directions variant progressivement sur une plage de 360° en fonction de la position angulaire du segment sur le demi- cylindre défini d'un même coté du plan de symétrie.
En d'autres termes, les segments sont disposés en anneau selon une séquence telle que les segments symétriques par rapport à l'axe longitudinal du cylindre, sont aimantés avec une même orientation. De plus la variation angulaire entre les orientations des aimantations de deux segments adjacents est constante.
Cette variation d'orientation des aimantations diffère d'un segment à l'autre d'un angle correspondant à 360° divisé par la moitié du nombre de segments. Ainsi, comme cela est décrit en référence à la figure 2, l'aimant 30 comporte huit segments, de sorte que l'orientation de l'aimantation de chaque segment est décalée de 90° par rapport à celles des segments adjacents. De même, en référence à la figure 3, les seize segments présentent des aimantations dont les orientations sont décalées les unes par rapport aux autres de 45°.
Chaque aimant 30 enforme de cylindre creux, génère, à l'intérieur de sa cavité et perpendiculairement à son axe longitudinal, un champ magnétique B homogène, permanent et de forte intensité.
Pour une longueur infinie, le champ magnétique théorique B ainsi obtenu dans chaque cylindre répond à la formule suivante : B = Br In — . Dans cette formule, Br est le champ magnétique rémanent dû aux matériaux utilisés, ro est le diamètre extérieur des cylindres 30 et n le diamètre intérieur.
La longueur du cylindre intervient sur l'intensité réelle du champ ainsi que sur son homogénéité.
Par exemple, ces aimants 30 sont constitués de Nd-Fe-B, ou Néo- dyme Fer Bore, présentent un diamètre extérieur de 20 cm, intérieur de 5 cm et une longueur de 10 cm. Ils génèrent alors un chacun un champ magnétique permanent de 1 Tesla avec une homogénéité de l'ordre de 1 pour 100 dans un volume central de 1 cm3 environ.
Dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1 , les deux aimants 30 sont disposés coaxialement et séparés axialement d'un intervalle δ. De plus, ils sont disposés de sorte que leurs structures polaires sont orientées de manière identique afin de générer des champs magnétiques homogènes orientés dans la même direction.
Pour les dimensions choisies pour les aimants 30, l'intervalle δ est typiquement inférieur à 1 mm, avantageusement compris entre 0,3 et 0,7 mm et préférentiellement égal à 0,5 mm.
Ainsi alignés, les aimants 30 forment en leur centre une cavité 32 et grâce à leurs structures et leur disposition, ils génèrent, dans l'ensemble de la cavité 32, un champ magnétique homogène de forte intensité.
Le champ magnétique créé par les aimants 30 dans la cellule 8 est au moins égal au champ de chaque aimant 30 de sorte que la cellule 8 est soumise à un champ au moins égal à 1 Tesla.
Il apparaît en outre qu'à partir des deux aimants 30 de 1 Tesla, la structure double prise en exemple permet d'obtenir dans la cellule de confine- ment 8, un champ magnétique de 1 ,25 tesla, valeur équivalente à celle que fournirait un seul aimant de même matériau, longueur et section.
De plus, il apparaît que par ajustement de l'intervalle δ, ladite structure double décrite en référence à la figure 1 , permet d'obtenir une homogénéité ac- crue du champ magnétique selon l'axe longitudinal sur une zone beaucoup plus longue que celle obtenue au centre d'un aimant unique équivalent.
A cette fin, l'intervalle δ est ajusté pour obtenir un champ magnétique d'homogénéité maximum dans la cellule 8. De même, les dimensions des aimants 30 sont ajustées à ± 10%. En fonctionnement, l'enceinte 4 de traitement est disposée coaxiale- ment à l'intérieur de la cavité 32 définie par les aimants 30, de sorte que l'axe XX' représente l'axe longitudinal de l'enceinte 4 et des aimants 30.
L'enceinte 4 est orientée de sorte que les électrodes de piégeage 10 sont perpendiculaires au champ magnétique B généré par les aimants 30. Par la suite, des échantillons de gaz sont injectés dans l'enceinte 4 par le dispositif de pompage 6.
Le filament 7 émet alors des électrons qui pénètrent dans la cellule 8 au travers des ouvertures 11 des électrodes de piégeage 10. Ces électrons ionisent des molécules du gaz contenus à l'intérieur de l'enceinte 4 et notamment à l'intérieur de la cellule 8.
Les ions produits sont alors piégés dans la cellule de confinement 8 et peuvent être excités de manière à obtenir un spectre de masse par une analyse dite de Transformée de Fourrier Rapide.
Il apparaît donc que le piège à ions 2 présente une cellule 8 d'un vo- lume de 8 cm3 et un champ magnétique de l'ordre de 1 ,25 tesla.
Ainsi le piège à ions magnétique 2 est de taille réduite tout en permettant la création d'un champ magnétique homogène de forte intensité dans une cellule de taille suffisante pour conduire des expérimentations.
De plus, le dispositif 6 de pompage, les générateurs 12 et 16 et les moyens d'analyse 20 sont de taille réduite de sorte que le spectromètre de masse décrit en référence à la figure 1 , constitue une installation d'un encombrement de l'ordre du mètre cube et d'un poids de l'ordre de la centaine de kilos. De même, un tel spectromètre de masse ne requiert qu'une alimentation standard et peut éventuellement fonctionner sur batterie de sorte qu'il est facilement transportable.
En référence aux figures 4 à 7, on va maintenant décrire plus en dé- tails le fonctionnement du spectromètre de masse décrit précédemment.
Le dispositif 6 crée dans l'enceinte 4 une atmosphère ultravide dans laquelle sont injectés, sous forme gazeuse, des échantillons à analyser. Ces injections sont, par exemple, mises en œuvre par une vanne puisée fonctionnant avec des périodes d'ouverture de l'ordre de la dizaine de millisecondes. Sous l'effet d'une excitation, le filament 7 génère des électrons émis en direction de l'enceinte 4 de traitement afin les molécules contenues dans celle-ci.
Ces électrons 40 traversent l'une des électrodes de piégeage 10 par les ouvertures 11 et pénètrent dans la cellule 8. Ils ionisent alors par collisions les molécules comprises dans la cellule 8 et entraînent l'apparition d'ions 40.
Ainsi que cela est représenté en référence à la figure 4, ces ions 40 sont soumis au champ magnétique B et décrivent des trajectoires de formes générales hélicoïdales.
En fonctionnement, les électrodes de piégeage 10 sont chargées à un potentiel constant V par le générateur de tension continue 12.
Du fait de la combinaison du champ magnétique B et de la répulsion générée par les électrodes de piégeage 10 chargées à des potentiels V, et ainsi que cela est représenté en référence à la figure 5, les ions 40 sont maintenus dans la cellule 8 entre les électrodes de piégeage 10. Les autres électrodes non représentées sur la figure 5 participent également à ce piégeage en générant un puit de potentiel entre les électrodes 10.
Par la suite et ainsi que cela est représenté en référence à la figure 6, le générateur 16 délivre aux électrodes d'excitation 14 des signaux d'excitation déphasés entre eux de 180°. En fonction de la fréquence des signaux d'excitation appliqués aux électrodes 14, le mouvement circulaire des ions 40 maintenus dans la cellule 8 est modifié et notamment les rayons de leurs trajectoires varient.
Ainsi, en fonction de la fréquence des signaux d'excitation délivrés par le générateur 16 aux électrodes 14, les ions entrent en résonance et peuvent être éjectés de la cellule 8 en élargissant leurs trajectoires ou peuvent être excités de façon cohérente, de manière à décrire des trajectoires stables de grands rayons. On obtient ainsi dans la cellule 8 des ions animés d'un mouvement cy- clotron de grande amplitude. II est alors possible, ainsi que cela est représenté en référence à la figure 7, d'effectuer diverses mesures sur ces ions.
En effet, lorsque les ions 40 sont en phase, leur mouvement cohérent induit un signal électrique dans les électrodes 18 de détection.
Ce signal électrique est introduit dans les moyens de mesure 20 qui l'amplifient grâce à un amplificateur 42 avant de le traiter dans des moyens de traitement 44. Ces derniers permettent par exemple d'échantillonner le signal induit avant de le numériser, puis d'effectuer une Transformée de Fourier Rapide afin d'obtenir un spectre en fréquence de la résonance cyclotronique.
Selon des lois de calibration classiques, ce spectre de fréquence per- met une détermination précise de la masse des ions 40 contenus dans la cellule 8.
En référence à la figure 8, on va maintenant décrire un second mode de réalisation de l'invention.
Cette figure représente une vue en coupe partielle du piège à ions magnétique 2 selon l'axe XX'.
De même que précédemment, le piège à ions 2 comprend l'enceinte 4 intégrée dans la cavité 32 des aimants cylindriques structurés 30.
Ainsi que cela a été décrit en référence à la figure 1 , la cellule de confinement 8 disposée à l'intérieur de l'enceinte de traitement 4, comporte deux électrodes de piégeage 10 planes et carrées, parallèles entre elles et s'étendant perpendiculairement au champ magnétique B.
Les deux électrodes de détection 18 sont disposées perpendiculairement aux électrodes 10 et parallèlement à l'axe longitudinal des aimants 30.
Dans ce mode de réalisation, les électrodes d'excitation 14 sont cha- cune constituées de quatre plaques carrées, reliées entre elles électriquement et définissant chacune une structure de cube ouvert par deux faces opposées.
Les ouvertures des deux cubes constituant les électrodes 14 sont orientées l'une vers l'autre selon l'axe longitudinal des aimants 30. L'ensemble des électrodes définit ainsi à l'intérieur de l'enceinte 4, une cellule de confinement 50 en forme générale de tunnel orienté selon l'axe longitudinal XX' des aimants 30.
Une telle structure peut être définie comme une structure ouverte et présente de nombreux avantages de mise en œuvre notamment pour l'ionisation des molécules présentes dans l'enceinte 4 et pour la caractérisation des ions grâce à l'interaction avec des faisceaux de photons ou avec d'autres molécules.
Pour cela, l'enceinte 4 comporte des moyens de connexion à des moyens 51 d'injection de gaz et comporte à ses extrémités des hublots 52, de sorte qu'il est possible de projeter directement des gaz dans la cellule 50 ou de la faire traverser, au travers des hublots 52, par des photons émis, par exemple, par un faisceau laser.
Il apparaît donc que le piège à ions magnétique 2 de l'invention présente des dimensions faibles et un encombrement réduit tout en permettant un traitement de qualité d'une quantité importante d'échantillons.
Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les aimants cylindriques structurés constitués de cylindres de Halbach sont intégrés à l'intérieur de l'enceinte de traitement.
De même, il est possible de réaliser un piège à ions selon l'invention à partir d'un unique aimant et avec d'autres formes d'électrodes telles que par exemple des électrodes cylindriques ou rectangulaires.
Par ailleurs, les générateurs de tension d'excitation, de tension de piégeage et les moyens de mesure peuvent être confondus en un seul dispositif, tel qu'un micro-ordinateur équipé de cartes électroniques d'entrée-sortie adaptées pour la génération de signaux d'excitation et de tensions de piégeage.
Enfin, il est également possible d'effectuer un traitement sur des ions positif ou négatif, en inversant les polarités des électrodes de piégeage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Piège à ions sous vide comportant une enceinte de traitement étanche (4) et un aimant permanent (30) délimitant une cavité (32) et créant un champ magnétique orienté (B) dans ladite cavité (32), ladite enceinte (4) étant disposée dans ladite cavité (32) et renfermant une cellule de confinement (8 ;50) comprenant au moins deux électrodes de piégeage (10) parallèles entre elles et perpendiculaires audit champ magnétique orienté (B), lesdites électrodes de piégeage (10) étant connectables à un générateur de tension (12), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un aimant (30) permanent en forme de cylindre creux, structuré selon une structure de type cylindre de Halbach, afin de générer ledit champ magnétique permanent (B) orienté perpendiculairement à l'axe longitudinal (XX') de la cavité (32) dudit aimant (30).
2. Piège à ions selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les dimensions et la composition du ou de chaque aimant (30) sont adaptés pour en- gendrer un champ magnétique permanent homogène (B) d'une intensité au moins de 0,8 tesla.
3. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux aimants permanents (30) en forme de cylindres creux, tous deux structurés selon des structures de type cylindre de Hal- bach, de dimensions et de composition identique, disposés coaxialement suivant un même axe longitudinal (XX') et orientés de manière à faire coïncider l'orientation des champs magnétiques (B) qu'ils génèrent.
4. Piège à ions selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les deux aimants permanents (30) sont espacés entre eux, selon leur axe longitudi- nal (XX'), par un intervalle (δ) prédéterminé non nul afin d'accroître l'homogénéité dudit champ magnétique (B).
5. Piège à ions selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit intervalle (δ) est inférieur à 1 mm.
6. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que le ou chaque aimant permanent (30) présente un diamètre intérieur compris entre 45 et 55 mm, un diamètre extérieur compris entre 180 et 220 mm et une longueur comprise entre 90 et 110 mm.
7. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque aimant permanent (30) est composé de segments élémentaires en Nd-Fe-B.
8. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que ladite cellule de confinement (8 ;50) comporte en outre deux électrodes de détection (18) parallèles entre elles et perpendiculaires auxdites électrodes de piégeage (10), lesdites électrodes de mesure (18) étant connectables à des moyens de mesure (20) afin de transmettre des informations relatives aux mouvements des ions (40) contenus dans ladite cellule de confine- ment (8 ;50).
9. Pièges à ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite cellule de confinement (8 ;50) comporte en outre deux électrodes d'excitation (14) parallèles entre elles et perpendiculaires auxdites électrodes de piégeage (10), lesdites électrodes d'excitation (14) étant connectables à un générateur (16) de signaux d'excitation afin d'exciter des ions (40) contenus dans ladite cellule de confinement (8 ;50).
10. Piège à ions selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites électrodes de piégeage (10), d'excitation (14) et de détection (18) sont plane et de formes rectangulaires de sorte que ladite cellule de confinement (8) présente une forme générale de parallélépipède rectangle.
11. Piège à ions selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites électrodes d'excitation (14) sont chacune constituées de quatre plaques, agencées selon la forme générale d'un parallélépipède rectangle ouvert par deux faces opposées, lesdites électrodes d'excitation (14) étant disposées suivant un même axe, de part et d'autre desdites électrodes de piégeage (10), lesdites faces ouvertes se faisant face de sorte que ladite cellule de confinement (50) présente une forme générale de tunnel.
12. Piège à ions selon la revendication 11 , caractérisé en ce que ladite cellule de confinement (50) en forme générale de tunnel est placée selon l'axe longitudinal (XX') dudit aimant (30).
13. Piège à ions selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite enceinte de traitement (4) comporte, à au moins une extrémité, un hublot (52) disposé dans l'axe (XX') de la cellule (50) en forme générale de tunnel, et permettant le passage de photons.
14. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte de traitement (4) comporte des moyens de connexion à des moyens de pompage (6) et d'injection (51 ) de gaz afin de commander la densité et/ou la nature de l'atmosphère dans l'enceinte de traitement (4).
15. Piège à ions selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est associé à des moyens (7) d'émission d'électrons vers ladite enceinte (4) afin de générer des ions (40) au moins dans ladite cellule de confinement (40).
16. Spectromètre de masse comportant un piège à ions (2) magnétique, un dispositif de pompage (6), un générateur de tension de piégeage (12) , et des moyens de mesure (20), propres à effectuer une analyse par transformée de Fourier du mouvement cyclotron des ions (40) contenus dans le piège à ions (2) caractérisé en ce que ledit piège à ions magnétique (2) est un piège selon l'une quelconque des revendications précédentes.
EP03709859A 2002-02-14 2003-01-07 Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant Expired - Lifetime EP1474820B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0201867A FR2835964B1 (fr) 2002-02-14 2002-02-14 Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant
FR0201867 2002-02-14
PCT/FR2003/000024 WO2003069651A1 (fr) 2002-02-14 2003-01-07 Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1474820A1 true EP1474820A1 (fr) 2004-11-10
EP1474820B1 EP1474820B1 (fr) 2012-05-09

Family

ID=27620226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03709859A Expired - Lifetime EP1474820B1 (fr) 2002-02-14 2003-01-07 Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6989533B2 (fr)
EP (1) EP1474820B1 (fr)
JP (1) JP4318207B2 (fr)
AT (1) ATE557416T1 (fr)
AU (1) AU2003214294A1 (fr)
CA (1) CA2475352C (fr)
DK (1) DK1474820T3 (fr)
ES (1) ES2387020T3 (fr)
FR (1) FR2835964B1 (fr)
WO (1) WO2003069651A1 (fr)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2874125B1 (fr) * 2004-08-05 2006-11-24 Centre Nat Rech Scient Cnrse Piege a ions a aimant longitudinal et spectrometre de masse utilisant un tel aimant
EP1854124A2 (fr) * 2005-02-28 2007-11-14 Cedars-Sinai Medical Center Systeme bidirectionnel pour spectrometrie de masse
WO2007030948A1 (fr) * 2005-09-15 2007-03-22 Phenomenome Discoveries Inc. Procede et appareil pour spectrometrie de masse icr-ftms
US8395112B1 (en) * 2006-09-20 2013-03-12 Mark E. Bier Mass spectrometer and method for using same
US8334506B2 (en) 2007-12-10 2012-12-18 1St Detect Corporation End cap voltage control of ion traps
DE102008014578B3 (de) 2008-03-14 2009-11-26 Bruker Axs Microanalysis Gmbh Streufeldarme Magnetfalle sowie diese enthaltender Röntgendetektor
US7973277B2 (en) * 2008-05-27 2011-07-05 1St Detect Corporation Driving a mass spectrometer ion trap or mass filter
US8723113B2 (en) * 2008-05-30 2014-05-13 The State of Oregon Acting by and through the State Board of Higher Education of behalf of Oregon State University Radio-frequency-free hybrid electrostatic/magnetostatic cell for transporting, trapping, and dissociating ions in mass spectrometers
US8049182B2 (en) * 2010-01-12 2011-11-01 Oxford Instruments Nanotechnology Tools Limited Charged particle filter
GB201103361D0 (en) * 2011-02-28 2011-04-13 Shimadzu Corp Mass analyser and method of mass analysis
US8618473B2 (en) * 2011-07-14 2013-12-31 Bruker Daltonics, Inc. Mass spectrometer with precisely aligned ion optic assemblies
EP2883237B1 (fr) 2012-08-16 2020-11-25 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Cellule électromagnétostatique pour dissociation induite par électrons
US11081331B2 (en) 2015-10-28 2021-08-03 Duke University Mass spectrometers having segmented electrodes and associated methods
US10460917B2 (en) * 2016-05-26 2019-10-29 AOSense, Inc. Miniature ion pump
US10932027B2 (en) 2019-03-03 2021-02-23 Bose Corporation Wearable audio device with docking or parking magnet having different magnetic flux on opposing sides of the magnet
US11067644B2 (en) 2019-03-14 2021-07-20 Bose Corporation Wearable audio device with nulling magnet
US11076214B2 (en) * 2019-03-21 2021-07-27 Bose Corporation Wearable audio device
US11061081B2 (en) 2019-03-21 2021-07-13 Bose Corporation Wearable audio device
US11272282B2 (en) 2019-05-30 2022-03-08 Bose Corporation Wearable audio device
CN110988005B (zh) * 2019-12-17 2021-10-22 中国科学技术大学 一种真空系统下磁化材料的强永磁体装置
DE102023126504B3 (de) * 2023-09-28 2025-03-13 eleQtron GmbH Verfahren, system, ionenfalle, computerprogramm und computerlesbares speichermedium zur ermittlung einer form von zwei permanentmagneten, die einer ionenfalle eingebaut sind
GB202317276D0 (en) * 2023-11-10 2023-12-27 Micromass Ltd Device for reacting analyte ions with electrons

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3937955A (en) * 1974-10-15 1976-02-10 Nicolet Technology Corporation Fourier transform ion cyclotron resonance spectroscopy method and apparatus
US4739165A (en) * 1986-02-27 1988-04-19 Nicolet Instrument Corporation Mass spectrometer with remote ion source
US4959543A (en) * 1988-06-03 1990-09-25 Ionspec Corporation Method and apparatus for acceleration and detection of ions in an ion cyclotron resonance cell
US5451781A (en) * 1994-10-28 1995-09-19 Regents Of The University Of California Mini ion trap mass spectrometer
EP0890179B1 (fr) * 1996-03-29 2005-06-15 Urenco (Capenhurst) Limited Procede pour magnetiser un corps cylindrique
IES990305A2 (en) * 1999-04-13 2000-11-15 Magnetic Solutions Holdings Lt A compound magnet
US6858962B2 (en) * 2001-09-05 2005-02-22 The Regents Of The University Of California Halbach array generator/motor having an automatically regulated output voltage and mechanical power output

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03069651A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2835964B1 (fr) 2004-07-09
CA2475352A1 (fr) 2003-08-21
DK1474820T3 (da) 2012-08-27
JP4318207B2 (ja) 2009-08-19
US20050092919A1 (en) 2005-05-05
ATE557416T1 (de) 2012-05-15
AU2003214294A1 (en) 2003-09-04
ES2387020T3 (es) 2012-09-11
JP2005523560A (ja) 2005-08-04
FR2835964A1 (fr) 2003-08-15
US6989533B2 (en) 2006-01-24
WO2003069651A1 (fr) 2003-08-21
EP1474820B1 (fr) 2012-05-09
CA2475352C (fr) 2014-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1474820B1 (fr) Piege a ions a aimant permanent et spectrometre de masse utilisant un tel aimant
EP0209469B1 (fr) Procédé et dispositif d'excitation d'un plasma par micro-ondes à la résonance cyclotronique électronique
EP1075168B1 (fr) Procédé de production d'un plasma élémentaire en vue de créer un plasma uniforme pour une surface d'utilisation et dispositif de production d'un tel plasma
EP1488443B1 (fr) Dispositif de confinement d'un plasma dans un volume
EP0238397A1 (fr) Source d'ions à résonance cyclotronique électronique à injection coaxiale d'ondes électromagnétiques
CA2576774C (fr) Piege a ions a aimant permanent longitudinal et spectrometre de masse utilisant un tel aimant
FR2795524A1 (fr) Dispositif de mesure rmn portable
WO2008009558A1 (fr) Dispositif et procédé de production et de confinement d'un plasma
EP0722651B1 (fr) Dispositif et procede pour former un plasma par application de micro-ondes
EP0946961B1 (fr) Systeme magnetique, en particulier pour les sources ecr, permettant la creation de surfaces fermees d'equimodule b de forme et de dimensions quelconques
EP2311061B1 (fr) Dispositif générateur d'ions à résonance cyclotronique électronique
FR2647975A1 (fr) Dispositif d'ondulateur helicoidal a aimants permanents pour application aux lasers a electrons libres
WO2003092338A1 (fr) Procede pour generer un plasma froid destine a la sterilisation de milieu gazeux et dispositif pour mettre en oeuvre ce procede
FR2588714A1 (fr) Accelerateur d'ions a haute frequence
FR2526582A1 (fr) Procede et appareil pour produire des micro-ondes
Huang et al. Instrumental configuration for direct measurement of optical absorption of ion cyclotron resonance mass-selected trapped ions
FR2647594A1 (fr) Source ionique a tres haute intensite
WO1999062307A1 (fr) Dispositif destine a creer un champ magnetique a l'interieur d'une enceinte
FR2828736A1 (fr) Dispositif pour l'etude d'un materiau par rmn

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040802

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: UNIVERSITE PARIS-SUD (PARIS XI)

Owner name: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

Owner name: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H01F 7/02 20060101ALI20110927BHEP

Ipc: H01J 49/38 20060101AFI20110927BHEP

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 557416

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20120515

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

Effective date: 20120705

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2387020

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20120911

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120910

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120810

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: ARNOLD AND SIEDSMA AG, CH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: ARNOLD AND SIEDSMA AG, CH

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20130212

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

Effective date: 20130212

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120809

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130131

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20120509

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20030107

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130107

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Payment date: 20211227

Year of fee payment: 20

Ref country code: IE

Payment date: 20211222

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20211216

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20220120

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20220114

Year of fee payment: 20

Ref country code: CH

Payment date: 20220124

Year of fee payment: 20

Ref country code: AT

Payment date: 20211222

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20220111

Year of fee payment: 20

Ref country code: FR

Payment date: 20220131

Year of fee payment: 20

Ref country code: ES

Payment date: 20220203

Year of fee payment: 20

Ref country code: BE

Payment date: 20220127

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

Owner name: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE, FR

Free format text: FORMER OWNERS: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS), PARIS, FR; UNIVERSITE PARIS-SUD (PARIS XI), ORSAY, FR; UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE, PARIS, FR

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

Owner name: UNIVERSITE PARIS-SACLAY, FR

Free format text: FORMER OWNERS: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS), PARIS, FR; UNIVERSITE PARIS-SUD (PARIS XI), ORSAY, FR; UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE, PARIS, FR

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

Owner name: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (, FR

Free format text: FORMER OWNERS: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS), PARIS, FR; UNIVERSITE PARIS-SUD (PARIS XI), ORSAY, FR; UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE, PARIS, FR

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: PD

Owner name: UNIVERSITE PARIS-SACLAY; FR

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), MERGE; FORMER OWNER NAME: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

Effective date: 20220902

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: PD

Owner name: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE; FR

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), MERGE; FORMER OWNER NAME: UNIVERSITE PARIS-SUD (PARIS XI)

Effective date: 20220825

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: PC2A

Owner name: UNIVERSITE PARIS-SACLAY

Effective date: 20221107

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 60340879

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EUP

Expiry date: 20230107

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MK

Effective date: 20230106

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MK

Effective date: 20230107

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20230106

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK07

Ref document number: 557416

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230107

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20230302 AND 20230308

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20230107

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20230508

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20230106

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: PC

Ref document number: 557416

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Owner name: UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE, FR

Effective date: 20230530

Ref country code: AT

Ref legal event code: PC

Ref document number: 557416

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Owner name: UNIVERSITE PARIS-SACLAY, FR

Effective date: 20230530

Ref country code: AT

Ref legal event code: PC

Ref document number: 557416

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Owner name: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (, FR

Effective date: 20230530

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20230108

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20220401