JP2001143655A - 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 - Google Patents
周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置Info
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- JP2001143655A JP2001143655A JP31994199A JP31994199A JP2001143655A JP 2001143655 A JP2001143655 A JP 2001143655A JP 31994199 A JP31994199 A JP 31994199A JP 31994199 A JP31994199 A JP 31994199A JP 2001143655 A JP2001143655 A JP 2001143655A
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置で
あってイオンの入出射を容易に行うことのできる飛行時
間型質量分析装置を提供する。 【解決手段】 複数の扇形電場によって閉軌道を構成
し、イオンが閉軌道を周回可能とする。この周回軌道上
にリフレクトロンが配置される。リフレクトロンは、作
動させないときに周回軌道を進行するイオンが通過でき
る様な通過口を有する。リフレクトロンにより周回軌道
から取り出されたイオンを検出するためのイオン検出器
が設けられる。
あってイオンの入出射を容易に行うことのできる飛行時
間型質量分析装置を提供する。 【解決手段】 複数の扇形電場によって閉軌道を構成
し、イオンが閉軌道を周回可能とする。この周回軌道上
にリフレクトロンが配置される。リフレクトロンは、作
動させないときに周回軌道を進行するイオンが通過でき
る様な通過口を有する。リフレクトロンにより周回軌道
から取り出されたイオンを検出するためのイオン検出器
が設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、飛行時間型質量分
析装置（ＴＯＦＭＳ）に関するものであり、特にイオン
が周回できる閉じた軌道を有する飛行時間型質量分析装
置に関するものである。
析装置（ＴＯＦＭＳ）に関するものであり、特にイオン
が周回できる閉じた軌道を有する飛行時間型質量分析装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】飛行時間型質量分析装置においては、一
定の加速エネルギーで加速した試料イオンが質量に応じ
た飛行速度を持つことに基づき、一定距離を飛行するの
に要する飛行時間を計測して質量を求める。
定の加速エネルギーで加速した試料イオンが質量に応じ
た飛行速度を持つことに基づき、一定距離を飛行するの
に要する飛行時間を計測して質量を求める。
【０００３】この飛行時間型質量分析装置の分解能は、
イオン源の条件が同一の場合、イオンの飛行距離に比例
する。従って、高分解能を実現するためには飛行距離を
大きくすれば良いが、通常、それは装置の大型化に結び
つく。
イオン源の条件が同一の場合、イオンの飛行距離に比例
する。従って、高分解能を実現するためには飛行距離を
大きくすれば良いが、通常、それは装置の大型化に結び
つく。
【０００４】そこで、飛行距離を長くすることと装置の
小型化を両立させるため、例えば、リフレクトロンと呼
ばれる電場を用いてイオンの飛行方向を変えてＵターン
させることが行われている。さらには、複数の電場を用
いて閉じた軌道を構成し、この軌道上でイオンを周回さ
せることにより、長い飛行距離を実現しようとする試み
もある。
小型化を両立させるため、例えば、リフレクトロンと呼
ばれる電場を用いてイオンの飛行方向を変えてＵターン
させることが行われている。さらには、複数の電場を用
いて閉じた軌道を構成し、この軌道上でイオンを周回さ
せることにより、長い飛行距離を実現しようとする試み
もある。
【０００５】
【発明が解決すべき課題】リフレクトロンを用いて飛行
方向をＵターンさせても、飛行距離を長くするためには
装置の大型化は避けられない。周回軌道を持つ場合に
は、多重周回させることにより、限られたスペースの中
で飛行距離を長くすることはできるが、イオンビームの
入出射に工夫が必要である。
方向をＵターンさせても、飛行距離を長くするためには
装置の大型化は避けられない。周回軌道を持つ場合に
は、多重周回させることにより、限られたスペースの中
で飛行距離を長くすることはできるが、イオンビームの
入出射に工夫が必要である。
【０００６】本発明は、リフレクトロンを周回軌道を持
つ飛行時間型質量分析装置と組み合わせることにより、
イオンの入出射を容易に行うことのできる飛行時間型質
量分析装置を提供することを目的としている。
つ飛行時間型質量分析装置と組み合わせることにより、
イオンの入出射を容易に行うことのできる飛行時間型質
量分析装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決する手段】この目的を達成するため、本発
明は周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置であっ
て、周回軌道上にリフレクトロンを配置し、該リフレク
トロンを用いて周回軌道を進むイオンを軌道外部へ取り
出して検出し得るように構成すると共に、該リフレクト
ロンを動作させない時に周回軌道を進むイオンが該リフ
レクトロンを通過できるように構成したことを特徴とし
ている。
明は周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置であっ
て、周回軌道上にリフレクトロンを配置し、該リフレク
トロンを用いて周回軌道を進むイオンを軌道外部へ取り
出して検出し得るように構成すると共に、該リフレクト
ロンを動作させない時に周回軌道を進むイオンが該リフ
レクトロンを通過できるように構成したことを特徴とし
ている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明を実施した飛行時間
型質量分析計の一例を示すイオン光学図である。図１に
おいて、旋回角度が１８０°よりも小さい４つの扇形電
場Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3，Ｅ4を８の字の湾曲部分に配置するこ
とにより、８の字状の閉じたイオン軌道Ａが形成され
る。この軌道Ａは、４つの扇形電場Ｅ1〜Ｅ4内の円形軌
道Ａ1〜Ａ4と、扇形電場間を結ぶ４つの直進軌道Ａ12,
Ａ23,Ａ34,Ａ41から構成されている。
施の形態を説明する。図１は本発明を実施した飛行時間
型質量分析計の一例を示すイオン光学図である。図１に
おいて、旋回角度が１８０°よりも小さい４つの扇形電
場Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3，Ｅ4を８の字の湾曲部分に配置するこ
とにより、８の字状の閉じたイオン軌道Ａが形成され
る。この軌道Ａは、４つの扇形電場Ｅ1〜Ｅ4内の円形軌
道Ａ1〜Ａ4と、扇形電場間を結ぶ４つの直進軌道Ａ12,
Ａ23,Ａ34,Ａ41から構成されている。
【０００９】扇形電場Ｅ1，Ｅ2の間の直進軌道Ａ12に
は、オルソゴナル(直交型)イオン源１が、直進軌道Ａ12
上に扇形電場Ｅ2へ向けてイオンを出射し得るように配
置されている。このイオン源１は、イオン化部２と、直
進軌道上に配置されイオン化部２で生成されたイオンが
低速で導入されるイオン溜３とから構成される。イオン
溜２内には、引出し電極４及び押し出し電極５が設けら
れており、この２つの電極間に電圧を印加することによ
り、イオンに加速エネルギーを与えて外部へ取り出すた
めの電場が発生される。また、イオン溜３には、イオン
源を動作させないとき、直進軌道Ａ12に沿って進むイオ
ンが影響を受けずに通過できるよう、通過口が設けられ
ている。
は、オルソゴナル(直交型)イオン源１が、直進軌道Ａ12
上に扇形電場Ｅ2へ向けてイオンを出射し得るように配
置されている。このイオン源１は、イオン化部２と、直
進軌道上に配置されイオン化部２で生成されたイオンが
低速で導入されるイオン溜３とから構成される。イオン
溜２内には、引出し電極４及び押し出し電極５が設けら
れており、この２つの電極間に電圧を印加することによ
り、イオンに加速エネルギーを与えて外部へ取り出すた
めの電場が発生される。また、イオン溜３には、イオン
源を動作させないとき、直進軌道Ａ12に沿って進むイオ
ンが影響を受けずに通過できるよう、通過口が設けられ
ている。
【００１０】イオン源１と扇形電場Ｅ2との間の直進軌
道Ａ12上には、リフレクトロン６が配置されている。リ
フレクトロン６は、間隔をおいて並べられた少なくとも
２枚の電極により、イオンを減速する電場を発生させ、
この電場にイオンを斜めに入射させてＵターンさせるも
のである。リフレクトロン６により進行方向が変えられ
て直進軌道Ａ12を外れたイオンを検出するため、イオン
検出器７が設けられている。また、リフレクトロン６に
は、非作動時、直進軌道Ａ12に沿って進むイオンが影響
を受けずに通過できるよう、通過口が設けられていると
共にすべての電極が接地電位とされる。
道Ａ12上には、リフレクトロン６が配置されている。リ
フレクトロン６は、間隔をおいて並べられた少なくとも
２枚の電極により、イオンを減速する電場を発生させ、
この電場にイオンを斜めに入射させてＵターンさせるも
のである。リフレクトロン６により進行方向が変えられ
て直進軌道Ａ12を外れたイオンを検出するため、イオン
検出器７が設けられている。また、リフレクトロン６に
は、非作動時、直進軌道Ａ12に沿って進むイオンが影響
を受けずに通過できるよう、通過口が設けられていると
共にすべての電極が接地電位とされる。
【００１１】このような構成において、イオン化部２で
生成された試料イオンは、イオン化部から低速度で取り
出され、矢印方向に進んでイオン溜３内へ導かれる。適
宜な量のイオンが蓄積された時、引き出し電極と押し出
し電極にパルス的に電圧を供給することにより、イオン
溜内のイオンはパルス的に外に取り出され、直進軌道Ａ
12に沿って進み始める。
生成された試料イオンは、イオン化部から低速度で取り
出され、矢印方向に進んでイオン溜３内へ導かれる。適
宜な量のイオンが蓄積された時、引き出し電極と押し出
し電極にパルス的に電圧を供給することにより、イオン
溜内のイオンはパルス的に外に取り出され、直進軌道Ａ
12に沿って進み始める。
【００１２】なお、イオン溜内において、イオンはイオ
ン化部で付与された速度Ｖ0で進んでいるため、その進
行方向に直交する方向に取り出しのための電場を印加し
ても、電場の方向に取り出されるのではなく、速度Ｖ0
の影響により電場の方向に対して斜めに出射する。その
出射方向が直進軌道Ａ12に一致するように、イオン源１
が配置されていることは言うまでもない。
ン化部で付与された速度Ｖ0で進んでいるため、その進
行方向に直交する方向に取り出しのための電場を印加し
ても、電場の方向に取り出されるのではなく、速度Ｖ0
の影響により電場の方向に対して斜めに出射する。その
出射方向が直進軌道Ａ12に一致するように、イオン源１
が配置されていることは言うまでもない。
【００１３】このようにして、イオン源１から発射され
直進軌道Ａ12に沿って飛行を開始したパルス化された一
団のイオンは、時間の経過と共に質量に応じて展開され
て行く。質量分析装置に要求される分解能が最も低い低
分解能モードの場合、リフレクトロン６は、常に作動状
態とされる。従って、イオン源１から発射されたイオン
はリフレクトロン６に到着次第次々に直進軌道Ａ12の外
に取り出され、検出器７に入射して検出される。
直進軌道Ａ12に沿って飛行を開始したパルス化された一
団のイオンは、時間の経過と共に質量に応じて展開され
て行く。質量分析装置に要求される分解能が最も低い低
分解能モードの場合、リフレクトロン６は、常に作動状
態とされる。従って、イオン源１から発射されたイオン
はリフレクトロン６に到着次第次々に直進軌道Ａ12の外
に取り出され、検出器７に入射して検出される。
【００１４】一方、更に高い分解能が要求される高分解
能モードの場合、リフレクトロン６は当初、非作動状態
とされる。そのため、イオン源１から発射されたイオン
は、リフレクトロン６を通過し、後ろに続く周回軌道Ａ
2，Ａ23，Ａ3，Ａ34，Ａ4，Ａ41，Ａ1に沿って飛行し、
１周してイオン源１に戻って来る。イオン源１は、発射
後イオンが１周して戻って来るまでには、非作動状態と
されているため、イオンはイオン源１をそのまま通過し
てリフレクトロン６へ到達することとなる。リフレクト
ロン６は、イオンが通過してから再び接近するまでの間
に作動状態とされるため、リフレクトロン６へ到達した
イオンは、到着次第次々に直進軌道Ａ12の外に取り出さ
れ、検出器７に入射して検出される。このときのイオン
の飛行距離は、周回軌道１周の分前記低分解能モードの
時よりも長いため、低分解能モードよりも高い分解能の
測定が可能である。
能モードの場合、リフレクトロン６は当初、非作動状態
とされる。そのため、イオン源１から発射されたイオン
は、リフレクトロン６を通過し、後ろに続く周回軌道Ａ
2，Ａ23，Ａ3，Ａ34，Ａ4，Ａ41，Ａ1に沿って飛行し、
１周してイオン源１に戻って来る。イオン源１は、発射
後イオンが１周して戻って来るまでには、非作動状態と
されているため、イオンはイオン源１をそのまま通過し
てリフレクトロン６へ到達することとなる。リフレクト
ロン６は、イオンが通過してから再び接近するまでの間
に作動状態とされるため、リフレクトロン６へ到達した
イオンは、到着次第次々に直進軌道Ａ12の外に取り出さ
れ、検出器７に入射して検出される。このときのイオン
の飛行距離は、周回軌道１周の分前記低分解能モードの
時よりも長いため、低分解能モードよりも高い分解能の
測定が可能である。
【００１５】イオンの周回数を更に増やすことにより、
更に高い分解能が要求される場合にも対応することが出
来る。すなわち、リフレクトロン６を作動状態とするタ
イミングを更に遅らせれば、イオンは更に周回を重ねる
ので、所望の周回数を重ねた時点で、リフレクトロンを
作動状態としてイオンを検出するようにすればよい。た
だし、先頭のイオンが最後尾のイオンを追い越してしま
っては解析が困難になるので、リフレクトロンを作動状
態とするのは、追い越しが起こる前であって、最後尾の
イオンがリフレクトロンを通過し且つ先頭のイオンがリ
フレクトロン６に到達する前のタイミングであることは
言うまでもない。
更に高い分解能が要求される場合にも対応することが出
来る。すなわち、リフレクトロン６を作動状態とするタ
イミングを更に遅らせれば、イオンは更に周回を重ねる
ので、所望の周回数を重ねた時点で、リフレクトロンを
作動状態としてイオンを検出するようにすればよい。た
だし、先頭のイオンが最後尾のイオンを追い越してしま
っては解析が困難になるので、リフレクトロンを作動状
態とするのは、追い越しが起こる前であって、最後尾の
イオンがリフレクトロンを通過し且つ先頭のイオンがリ
フレクトロン６に到達する前のタイミングであることは
言うまでもない。
【００１６】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れることなく変形が可能である。例えば、図２に示すよ
うに、イオン源１１を直進軌道の延長線上に設け、扇形
電場を形成する電極に開けた穴を介してイオンを周回軌
道に打ち込むようにしても良い。
れることなく変形が可能である。例えば、図２に示すよ
うに、イオン源１１を直進軌道の延長線上に設け、扇形
電場を形成する電極に開けた穴を介してイオンを周回軌
道に打ち込むようにしても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明では、周回
軌道上にリフレクトロンを配置し、このリフレクトロン
を用いて周回軌道を進むイオンを軌道外部へ取り出して
検出し得るように構成すると共に、リフレクトロンを動
作させない時に周回軌道を進むイオンがリフレクトロン
を通過できるように構成したため、イオンの入出射を容
易に行うことのできる飛行時間型質量分析装置が実現さ
れる。
軌道上にリフレクトロンを配置し、このリフレクトロン
を用いて周回軌道を進むイオンを軌道外部へ取り出して
検出し得るように構成すると共に、リフレクトロンを動
作させない時に周回軌道を進むイオンがリフレクトロン
を通過できるように構成したため、イオンの入出射を容
易に行うことのできる飛行時間型質量分析装置が実現さ
れる。
【図１】 本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図２】 本発明の変形例を示す図である。
Ｅ1，Ｅ2，Ｅ３，Ｅ４・・・扇形電場、１・・・オルソゴナル
イオン源、６・・・リフレクトロン、７・・・イオン検出
器
イオン源、６・・・リフレクトロン、７・・・イオン検出
器
Claims (2)
- 【請求項１】 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装
置であって、周回軌道上にリフレクトロンを配置し、該
リフレクトロンを用いて周回軌道を進むイオンを軌道外
部へ取り出して検出し得るように構成すると共に、該リ
フレクトロンを動作させない時に周回軌道を進むイオン
が該リフレクトロンを通過できるように構成したことを
特徴とする周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置。 - 【請求項２】イオン生成部と生成されたイオンを収容す
るイオン溜とから構成され、該イオン溜からイオンをパ
ルス的に一方向に取り出すイオン源を備え、該イオン源
は、前記周回軌道上にイオンを送り出すように配置され
ると共に、該イオン源を動作させない時に、周回軌道を
進むイオンが該イオン源を通過できるように構成されて
いることを特徴とする請求項１記載の周回軌道を有する
飛行時間型質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31994199A JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31994199A JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001143655A true JP2001143655A (ja) | 2001-05-25 |
| JP3761752B2 JP3761752B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=18115961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31994199A Expired - Fee Related JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761752B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322429A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
| WO2005114702A1 (ja) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Jeol Ltd. | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
| JP2006228435A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| JP2006260873A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
| GB2440970A (en) * | 2005-12-07 | 2008-02-20 | Micromass Ltd | A mass spectrometer comprising a closed-loop ion guide |
| WO2007104992A3 (en) * | 2006-03-14 | 2008-08-07 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
| WO2009066354A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| JP2011210698A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-10-20 | Jeol Ltd | タンデム型飛行時間型質量分析装置 |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP31994199A patent/JP3761752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322429A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
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| JP4594138B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2010-12-08 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析計 |
| JP2006260873A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
| GB2440970A (en) * | 2005-12-07 | 2008-02-20 | Micromass Ltd | A mass spectrometer comprising a closed-loop ion guide |
| US9281172B2 (en) | 2005-12-07 | 2016-03-08 | Micromass Uk Limited | Closed loop ion guide with pseudo-potential well |
| GB2440970B (en) * | 2005-12-07 | 2010-04-21 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
| US7863557B2 (en) | 2006-03-14 | 2011-01-04 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
| EP2688088A3 (en) * | 2006-03-14 | 2014-06-18 | Micromass UK Limited | Mass spectrometer |
| WO2007104992A3 (en) * | 2006-03-14 | 2008-08-07 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
| WO2009066354A1 (ja) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Shimadzu Corporation | 質量分析装置 |
| US8093555B2 (en) | 2007-11-21 | 2012-01-10 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
| JP2011210698A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-10-20 | Jeol Ltd | タンデム型飛行時間型質量分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3761752B2 (ja) | 2006-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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