JP2008117546A - Time-of-flight mass spectrometer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect ions by separating ions having different masses mixed by catching up and passing while circling on an circular orbit. <P>SOLUTION: The ions separated from the circular orbit P are passed through a uniform magnetic field B formed between a pair of flat magnetic poles 7, and they are deflected in the direction perpendicular to their travelling direction in accordance with the masses of the ions by Lorentz's force. An array-shaped detector 6 is disposed so as to detect the ions which have single-dimensionally spread by this deflection. Thereby, the ions are three-dimensionally (in terms of time to reach the detector 6) separated in their travelling direction in accordance with the masses, and are three-dimensionally separated in the direction perpendicular to the travelling direction. In this manner, ions having different masses mixed while circling the circular orbit P can be surely detected, and thereby, analysis with high mass resolution can be performed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は飛行時間型質量分析装置に関し、さらに詳しくは、イオンを周回飛行させる軌道を有する飛行時間型質量分析装置に関する。   The present invention relates to a time-of-flight mass spectrometer, and more particularly to a time-of-flight mass spectrometer having a trajectory for orbiting ions.

一般的に、飛行時間型質量分析装置では、電場により一定の運動エネルギーを付与したイオンを所定の飛行距離を持つ飛行空間に導入し、検出器に到達するまでの飛行時間に応じて各種イオンを質量電荷比毎に分離して検出する。或る質量差を有する2種類のイオンに対する飛行時間の差は飛行距離が長いほど大きくなるから、高い質量分解能を得るためには飛行距離を長くすればよい。しかしながら、装置のサイズ等の物理的な制約によって、従来のリニア型やリフレクトロン型の構成では飛行距離を伸ばすのに限界がある。   Generally, in a time-of-flight mass spectrometer, ions given a constant kinetic energy by an electric field are introduced into a flight space having a predetermined flight distance, and various ions are collected according to the flight time until reaching the detector. Separately detected for each mass to charge ratio. Since the difference in time of flight for two types of ions having a certain mass difference increases as the flight distance increases, the flight distance may be increased in order to obtain high mass resolution. However, due to physical restrictions such as the size of the apparatus, there is a limit in extending the flight distance in the conventional linear type or reflectron type configuration.

こうした問題を解決するために、近年、多重周回型の構成が提案されている。例えば特許文献1に記載の装置では、複数のトロイダル型扇形電場を用いて長円形の周回軌道を形成し、この軌道に沿ってイオンを多数回繰り返し周回させることで飛行距離を長くしている。こうした構成では、イオンが周回軌道を周回する回数が多いほど飛行距離が長くなり、それに伴って飛行時間も全体として長くなるため周回数を多くするほど質量分解能が向上する。しかしながら、上記のように同一の軌道を繰り返し飛行させる構成では、質量の小さなイオンほど速い速度を有するため、周回を繰り返す間に質量の小さなイオンが周回遅れを生じた質量の大きなイオンに追いついたり追い越したりしてしまう。   In order to solve these problems, a multi-circulation type configuration has been proposed in recent years. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, an elliptical circular orbit is formed using a plurality of toroidal sector electric fields, and ions are repeatedly circulated many times along the orbit to increase the flight distance. In such a configuration, the greater the number of times that the ions orbit the orbit, the longer the flight distance, and accordingly, the flight time becomes longer as a whole. Therefore, the mass resolution improves as the number of laps increases. However, in the configuration in which the same orbit is repeatedly flying as described above, ions with a smaller mass have a higher speed, so that ions with a smaller mass catch up with or overtake ions with a larger mass during the cycle. I will.

そこで、こうした問題を避けるために、同一軌道ではなく周回毎に軌道を徐々にずらして螺旋状の飛行軌道を形成する構成が、特許文献2で提案されている。この装置では、6つの扇形電場を連ねることで略正六角形状に周回可能な飛行空間を形成し、隣接する2つの扇形電場の間に偏向電場を設け、その偏向電場によって、通過するイオンを扇形電場の軸方向に徐々にずらすようにしている。このようにイオン軌道を螺旋状とすると、各周回毎にイオンの到達位置が少しずつ扇形電場の軸方向にずれるため、扇形電場の所定位置からイオンを出射させて検出器に導くと、所定回数だけ周回したイオンを検出器に導入することができる。   Therefore, in order to avoid such a problem, Patent Document 2 proposes a configuration in which a spiral flight trajectory is formed by gradually shifting the trajectory for each lap instead of the same trajectory. In this device, a flight space that can circulate in a substantially regular hexagonal shape is formed by connecting six sector electric fields, a deflection electric field is provided between two adjacent sector electric fields, and ions passing therethrough are fan-shaped by the deflection electric field. The electric field is gradually shifted in the axial direction. When the ion trajectory is thus spiral, the arrival position of the ions is slightly shifted in the axial direction of the electric field for each round, so when ions are emitted from a predetermined position of the electric sector and guided to the detector, the predetermined number of times Only circulating ions can be introduced into the detector.

しかしながら、上記従来の構成では、飛行軌道を扇形電場の軸方向にずらすために、各周回毎に偏向電場形成用の1組の平行平面電極を必要とするため、周回数Nに応じてN−1組の平行平面電極を必要とすることになる。そのため、飛行距離を伸ばすべく周回数Nを大きくするほど構造が複雑になる。また、構造を簡単にするために偏向方向に1組のみの平行平板電極を配置して偏向電場を形成するようにしてもよいが、こうした構造では十分な電場強度が得られず電場の形状(等電位線)も乱れるために、イオンが理想通りに偏向せずに性能の低下につながる。   However, in the above conventional configuration, in order to shift the flight trajectory in the axial direction of the sector electric field, a pair of parallel plane electrodes for forming a deflection electric field is required for each turn. A set of parallel planar electrodes will be required. Therefore, the structure becomes more complicated as the number of laps N is increased to increase the flight distance. In order to simplify the structure, only one set of parallel plate electrodes may be arranged in the deflection direction to form a deflection electric field. However, with such a structure, sufficient electric field strength cannot be obtained and the shape of the electric field ( Since equipotential lines are also disturbed, ions are not deflected as ideally, leading to performance degradation.

特開平11−195398号公報JP-A-11-195398 特開2003−86129号公報JP 2003-86129 A

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、周回軌道に沿ってイオンを1乃至複数回周回飛行させる飛行時間型質量分析装置において、周回軌道を飛行する際に異なる質量を有するイオンの追いつきや追い越しが発生した場合でも、簡単な構造で以てこうしたイオンを分離して検出することにより、高い質量分離性能を確保することができる飛行時間型質量分析装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to fly in a circular orbit in a time-of-flight mass spectrometer that makes ions fly one or more times along a circular orbit. Time-of-flight mass spectrometry that ensures high mass separation performance by separating and detecting these ions with a simple structure even when catching up or overtaking ions with different masses Is to provide a device.

上記課題を解決するために成された本発明は、所定の周回軌道に沿ってイオンを1乃至複数回周回飛行させた後に該周回軌道からイオンを離脱させて検出する飛行時間型質量分析装置において、
a)前記周回軌道から離脱したイオンを、その質量に応じて進行方向と直交又は斜交する方向に分散させるための磁場又は電場を形成するイオン偏向手段と、
b)該イオン偏向手段により空間的に分散されたイオンを検出する検出手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a time-of-flight mass spectrometer that detects ions by detaching ions from the orbit after one or more turns along a predetermined orbit. ,
a) ion deflection means for forming a magnetic field or an electric field for dispersing ions separated from the circular orbit in a direction orthogonal or oblique to the traveling direction according to the mass;
b) detection means for detecting ions spatially dispersed by the ion deflection means;
It is characterized by having.

この本発明に係る飛行時間型質量分析装置において、前記イオン偏向手段は例えば、通過するイオンに対しローレンツ力によりイオンが分散するような磁場を形成するものとすることができる。   In the time-of-flight mass spectrometer according to the present invention, the ion deflection unit may form a magnetic field in which ions are dispersed by Lorentz force with respect to passing ions.

様々な質量(厳密には質量電荷比)を有するイオンが周回軌道に導入されると、質量が小さいなイオンほど飛行速度が速いため、周回軌道を回る間に質量が小さなイオンは先行し質量が大きなイオンは遅れる。つまり、周回軌道上全体でみたときには空間的に、また周回軌道上の或る1点に着目したときには時間的に、イオンは質量に応じて分離される。しかしながら、周回数が多いと速度の速いイオンが速度の遅いイオンに追いつき、さらには追い越し、異なる質量のイオンが混在することになる。   When ions with various masses (strictly, mass-to-charge ratio) are introduced into the orbit, the smaller the mass, the faster the flight speed. Large ions are delayed. That is, ions are separated according to their mass spatially when viewed on the entire orbit, and temporally when focusing on a certain point on the orbit. However, if the number of laps is large, ions with a high speed catch up with ions with a low speed and further overtake, and ions of different masses are mixed.

こうして混在したイオンが周回軌道を離れてイオン偏向手段、例えばイオンの進行方向に直交する方向に磁力線が向かうような均一磁場中に入ると、荷電粒子であるイオンは磁場によりイオンの進行方向と磁力線の向きとの両方に直交する方向にローレンツ力を受け、軌道が曲がる。このときの軌道の曲がりはイオンの質量又は速度に依存するため、イオン偏向手段を通過すると、イオンは質量に応じて空間的に分散する。そして、検出手段は、この空間的に分散されたイオンの全て又は一部を検出し、イオン量に応じた検出信号を出力する。特定の質量にのみ着目してイオンを検出したい場合にはイオンの一部だけを検出すればよく、所定の質量範囲のマススペクトルを作成するような目的のためには全て又は空間的に所定の範囲のイオンを検出するように、複数の検出部が直線状に配列されたアレイ状の検出手段を用いればよい。   When the mixed ions leave the orbit and go into an ion deflecting means, for example, a uniform magnetic field in which the magnetic lines of force are directed in a direction perpendicular to the direction of ion travel, the ions that are charged particles are affected by the magnetic field. The trajectory bends due to the Lorentz force in a direction perpendicular to both of the directions. Since the trajectory curve at this time depends on the mass or velocity of the ions, the ions are spatially dispersed according to the mass when passing through the ion deflection means. The detection means detects all or part of the spatially dispersed ions and outputs a detection signal corresponding to the amount of ions. If it is desired to detect ions only by focusing on a specific mass, it is sufficient to detect only a part of the ions. For the purpose of creating a mass spectrum in a predetermined mass range, all or spatially predetermined An array-like detection means in which a plurality of detection units are arranged in a straight line so as to detect ions in a range may be used.

即ち、本発明に係る飛行時間型質量分析装置では、イオンは周回軌道を回る間に質量に応じて高い質量分解能で分離され、その際に周回軌道の特性上混在してしまった異なる質量のイオンはイオン偏向手段で分離されることになる。イオン偏向手段では、比較的質量の離れたイオンを分離できればよいので、それ自体の高い質量分離性能は要求されない。このように本発明に係る飛行時間型質量分析装置によれば、イオンを周回軌道に沿って多数回周回させることで発揮される高い質量分解能を十分に活かすことができ、イオンの質量を高い精度で算出することができるとともに高い精度のマススペクトルを作成することができる。   That is, in the time-of-flight mass spectrometer according to the present invention, ions are separated with high mass resolution in accordance with the mass while orbiting the orbit, and at that time, ions having different masses mixed due to the orbit characteristics. Are separated by the ion deflection means. The ion deflecting unit only needs to be able to separate ions having a relatively large mass, and therefore does not require high mass separation performance. As described above, according to the time-of-flight mass spectrometer according to the present invention, it is possible to sufficiently utilize the high mass resolution that is exhibited by rotating the ions many times along the orbit, and the mass of the ions is highly accurate. And a high-accuracy mass spectrum can be created.

なお、イオン偏向手段として磁場を発生する磁極ではなく電場を発生させる電極を利用することもできるが、均一の直流電場で入射してくるイオンの運動エネルギーが同一の場合には、質量に応じたイオンの分離はできない。そこで、その場合には電極に印加する電圧を走査する等、イオンの質量(又は入射してくるイオンの速度)に応じて軌道の曲がりの大きさが変化するような操作を行えばよい。   An electrode that generates an electric field instead of a magnetic pole that generates a magnetic field can also be used as the ion deflecting means. However, if the kinetic energy of ions incident in a uniform DC electric field is the same, it depends on the mass. Ion separation is not possible. Therefore, in that case, an operation that changes the magnitude of the orbital curvature according to the mass of ions (or the velocity of incident ions) may be performed, such as scanning the voltage applied to the electrodes.

また、イオン偏向手段を磁極とする場合、永久磁石又は電磁石のいずれでもよいが、電磁石を用いて磁場強度を変化させるようにすれば、同一質量のイオンに対する偏向量を変えて質量分解能を変えることができる。   When the ion deflecting means is a magnetic pole, either a permanent magnet or an electromagnet may be used. However, if the magnetic field intensity is changed using an electromagnet, the mass resolution can be changed by changing the deflection amount for ions of the same mass. Can do.

本発明に係る飛行時間型質量分析装置の一実施例について図面を参照して説明する。図1は本実施例の飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略構成図である。互いに直交するX軸、Y軸、Z軸の三次元座標軸が図1中に示すように設定されている。   An embodiment of a time-of-flight mass spectrometer according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ion optical system of a time-of-flight mass spectrometer according to the present embodiment. The three-dimensional coordinate axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to each other are set as shown in FIG.

この実施例の飛行時間型質量分析装置において、飛行空間3には、扇形状の内側電極と外側電極とを一組とする複数組の周回電極4が配置され、各周回電極4により形成される扇形電場Eによって、イオンが多数回繰り返し周回可能な周回軌道Pが形成される。この周回軌道Pの外部に設けられたイオン源1から出射したイオンは入射側ゲート電極2により周回軌道Pに乗るように導かれ、また、1乃至複数回周回軌道Pを周回したイオンは出射側ゲート電極5により周回軌道Pから離脱する。こうしたイオンの飛行を達成するために周回電極4、入射側ゲート電極2、及び出射側ゲート電極5にそれぞれ電圧を印加するための図示しない電圧発生部が設けられている。   In the time-of-flight mass spectrometer of this embodiment, a plurality of sets of circular electrodes 4 each having a fan-shaped inner electrode and an outer electrode as a set are arranged in the flight space 3 and formed by the respective circular electrodes 4. A circular orbit P in which ions can circulate many times is formed by the electric sector E. Ions emitted from the ion source 1 provided outside the circular orbit P are guided to enter the circular orbit P by the incident-side gate electrode 2, and ions orbiting the one or more circular orbits P are emitted from the emission side. The gate electrode 5 leaves the orbit P. In order to achieve such ion flight, a voltage generator (not shown) for applying a voltage to each of the circular electrode 4, the incident side gate electrode 2, and the emission side gate electrode 5 is provided.

イオン源1からは様々な質量を有するイオンが同一の加速電圧を受けて一斉に出射され、入射側ゲート電極2を経て周回軌道Pに導入される。イオンの速度は質量に依存し、質量が小さいほど大きな速度を持つ。したがって、周回軌道Pを回る間に質量が小さなイオンは先行し、質量が大きなイオンは遅れる。そして、周回軌道P上での距離の差は周回数を増やすほど大きくなる。つまり、周回数を増やすほど質量分解能は向上することになる。   Ions having various masses are emitted from the ion source 1 at the same time under the same acceleration voltage, and are introduced into the orbit P through the incident-side gate electrode 2. The ion velocity depends on the mass, and the smaller the mass, the greater the velocity. Therefore, ions having a small mass are preceded while turning around the orbit P, and ions having a large mass are delayed. The difference in the distance on the orbit P is increased as the number of laps is increased. That is, the mass resolution improves as the number of turns increases.

しかしながら、先行するイオンが遅いイオンに追いつき、さらには追い越してしまうと、異なる質量のイオンが周回軌道P上で混在することになり、或るタイミングにおいて出射側ゲート電極5により周回軌道Pからイオンを離脱させると、異なる質量のイオンが同時に出射することがあり得る。そこで、この飛行時間型質量分析装置では、周回軌道Pから離脱したイオンが直線的に進行する軌道Qを挟むように一方がS極、他方がN極である2枚の平行平板状の磁極7を配置してある。軌道QはZ軸に平行であり、2枚の磁極7はX軸−Z軸平面に沿って延展し、磁極7の間に形成される磁場B中の磁力線の向きはY軸方向である。さらに、イオンが磁場Bを通り抜けた先には、多数のイオン検出部がX軸方向に一次元的に配列されたアレイ状の検出器6が配設されている。図2はこの磁極7及び検出器6の部分の概略斜視図である。   However, if the preceding ions catch up with the slow ions and further overtake them, ions of different masses are mixed on the circular orbit P, and the ions are removed from the circular orbit P by the exit-side gate electrode 5 at a certain timing. When separated, ions with different masses may be emitted simultaneously. Therefore, in this time-of-flight mass spectrometer, two parallel plate-shaped magnetic poles 7, one of which is the S pole and the other is the N pole, sandwiching the trajectory Q in which ions released from the circular orbit P travel linearly. Is arranged. The trajectory Q is parallel to the Z axis, the two magnetic poles 7 extend along the X axis-Z axis plane, and the direction of the magnetic lines of force in the magnetic field B formed between the magnetic poles 7 is the Y axis direction. Furthermore, an array-like detector 6 in which a large number of ion detectors are arranged one-dimensionally in the X-axis direction is disposed at the point where ions pass through the magnetic field B. FIG. 2 is a schematic perspective view of the magnetic pole 7 and the detector 6.

図3は磁極7により形成される磁場B内でのイオンの挙動の説明図である。磁極7による磁場Bの磁磁束密度をb、磁場Bに入射するイオンが持つ電荷量をe、このイオンの速度をvとするとき、磁場Bを通過する際にイオンが受ける力、つまりローレンツ力Fは、F=e・v・bとなる。上述のようにイオンの進行方向(速度vの方向)はZ軸方向、磁力線の向きはY軸方向であるから、イオンが正イオンである(電荷が正である)場合には、ローレンツ力はX軸方向に作用する。したがって、このローレンツ力により、図2、図3に示すようにZ軸方向に入射して来た正イオンは磁場Bがない場合にとり得る軌道Qを外れてX軸方向(上方向)に屈曲された軌道Q’に沿って進む。磁場Bを通過する間にローレンツ力は作用し続けるため、磁場B中ではイオンは半径Rの円軌道を描き、磁場Bを出た後は直進する。このRがイオンのサイクロトロン半径である。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the behavior of ions in the magnetic field B formed by the magnetic pole 7. When the magnetic flux density of the magnetic field B by the magnetic pole 7 is b, the charge amount of ions incident on the magnetic field B is e, and the velocity of this ion is v, the force that the ions receive when passing through the magnetic field B, that is, the Lorentz force F becomes F = e · v · b. As described above, the traveling direction of the ions (the direction of velocity v) is the Z-axis direction, and the direction of the magnetic field lines is the Y-axis direction. Therefore, when the ions are positive ions (charges are positive), Acts in the X-axis direction. Therefore, by this Lorentz force, as shown in FIGS. 2 and 3, positive ions incident in the Z-axis direction are bent in the X-axis direction (upward) off the trajectory Q that can be taken when there is no magnetic field B. Proceed along the trajectory Q ′. Since the Lorentz force continues to act while passing through the magnetic field B, the ions draw a circular orbit with a radius R in the magnetic field B, and go straight after exiting the magnetic field B. This R is the cyclotron radius of the ion.

いま図3に示すように、均一磁場がZ軸方向に0≦z≦2lに存在し、検出器6がz=l+Lの位置に存在するものとする。この場合、磁場Bによる検出器6の位置におけるイオンの偏向量y2は次のようになる。
y2≒L・α=L・(2l/v)・ωc …(1)
ここでωcはサイクロトロン周波数であり
ωc=(e/m)・b …(2)
であるから、(1)式は次のように書き換えることができる。
y2=√(e/2m)・b/√V・2lL …(3)
但し、l≪L、V=m・v2/2eで、Vはイオンの入射電圧である。
Now, as shown in FIG. 3, it is assumed that a uniform magnetic field exists in the Z-axis direction at 0 ≦ z ≦ 2l, and the detector 6 exists at a position of z = l + L. In this case, the ion deflection amount y2 at the position of the detector 6 by the magnetic field B is as follows.
y2≈L · α = L · (2l / v) · ωc (1)
Where ωc is the cyclotron frequency ωc = (e / m) · b (2)
Therefore, equation (1) can be rewritten as follows.
y2 = √ (e / 2m) · b / √V · 2lL (3)
However, l << L, V = m · v 2 / 2e, and V is an ion incident voltage.

(3)式においてイオンの入射電圧は一定であるから、磁束密度bつまり磁場Bの強さが一定である場合には、偏向量y2は質量mの平方根に反比例することが分かる。即ち、均一磁場ではイオンの質量mに応じて、検出器6上でX軸方向にイオンの到達位置が相違し、質量の相違するイオンを分離することができる。   In equation (3), since the ion incident voltage is constant, it can be seen that when the magnetic flux density b, that is, the strength of the magnetic field B is constant, the deflection amount y2 is inversely proportional to the square root of the mass m. That is, in a uniform magnetic field, the arrival position of ions in the X-axis direction is different on the detector 6 according to the ion mass m, and ions having different masses can be separated.

基本的には、前述のように周回軌道Pを多数回周回する間にイオンは質量に応じて分離される。その際にイオンの追いつきや追い越しにより異なる質量のイオンの一部が混在し、その状態で磁極7に到達することがあるが、磁極7を通過する際にそうした混在したイオンも質量毎に分離されて、検出器6の異なる検出部で検出される。したがって、検出器6の各検出部による検出信号を解析処理することにより、全て又は所望の質量範囲のイオンを質量毎に分離してそれぞれのイオン強度を計算することができる。   Basically, the ions are separated according to the mass during many orbits around the orbit P as described above. At that time, a part of ions having different masses may be mixed due to catching up or overtaking of ions and may reach the magnetic pole 7 in this state, but such mixed ions are also separated for each mass when passing through the magnetic pole 7. Thus, it is detected by a different detection unit of the detector 6. Therefore, by analyzing the detection signals from the respective detection units of the detector 6, all or a desired mass range of ions can be separated for each mass, and the respective ion intensities can be calculated.

なお、(3)式から明らかなように、磁束密度bを変えると偏向量y2も変化するから、磁極7を電磁石として印加電圧により磁束密度を変えることができるようにすれば、より測定の自由度を上げることができる。また、イオンの極性によってローレンツ力の作用する方向が反転するため、イオンが負イオンである場合には図3において下方向にイオンが偏向することになる。そこで、磁極7を電磁石として磁場の方向(磁力線の向き)も反転できるようにしておけば、正負両イオンに簡単に対応できる。   As apparent from the equation (3), the deflection amount y2 also changes when the magnetic flux density b is changed. Therefore, if the magnetic pole 7 can be used as an electromagnet and the magnetic flux density can be changed by the applied voltage, the measurement can be performed more freely. You can raise the degree. Further, since the direction in which the Lorentz force acts is reversed depending on the polarity of the ions, when the ions are negative ions, the ions are deflected downward in FIG. Thus, if the magnetic pole 7 is used as an electromagnet so that the direction of the magnetic field (direction of the lines of magnetic force) can be reversed, it is possible to easily cope with both positive and negative ions.

また、上記実施例ではアレイ状の検出器6を用いていたが、特定の質量にのみ着目してイオン強度を測定する場合には、X軸上で適宜の位置に設けた1個の検出器でイオンを検出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the array-like detector 6 is used. However, when measuring the ion intensity while paying attention only to a specific mass, one detector provided at an appropriate position on the X-axis. In this case, ions may be detected.

また、上述のように荷電粒子であるイオンを偏向させる方法として、磁場を利用する以外に電場を利用することも考えられる。具体的には例えば、軌道Qを挟んで上下に平行平板電極を配置し両電極間に直流電場を形成すると、イオンはX軸方向に偏向する。但し、電位勾配一定の直流電場ではイオンの偏向量は質量に依存しないため、質量に応じて偏向量が変わるように、例えば印加する直流電圧を走査する必要がある。   As a method of deflecting ions that are charged particles as described above, it is also conceivable to use an electric field in addition to using a magnetic field. More specifically, for example, when parallel plate electrodes are arranged above and below the trajectory Q and a DC electric field is formed between the two electrodes, ions are deflected in the X-axis direction. However, since the amount of ion deflection does not depend on the mass in a DC electric field with a constant potential gradient, it is necessary to scan, for example, an applied DC voltage so that the amount of deflection changes according to the mass.

なお、上記実施例は本発明の一実施例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜に修正、変更、追加などを行っても本願特許請求の範囲に包含されることは明らかである。   It should be noted that the above embodiment is an embodiment of the present invention, and it is obvious that modifications, changes, additions, and the like as appropriate within the scope of the present invention are included in the scope of the claims of the present application.

本発明の一実施例による飛行時間型質量分析装置のイオン光学系の概略構成図。The schematic block diagram of the ion optical system of the time-of-flight mass spectrometer by one Example of this invention. 図1中の磁極及び検出器の概略斜視図。The schematic perspective view of the magnetic pole and detector in FIG. 磁極により形成される磁場内でのイオンの挙動の説明図。Explanatory drawing of the behavior of the ion within the magnetic field formed of a magnetic pole.

符号の説明Explanation of symbols

1…イオン源
2…入射側ゲート電極
3…飛行空間
4…周回電極
5…出射側ゲート電極
6…検出器
7…磁極
B…磁場
E…扇形電場
P…周回軌道
Q…軌道
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source 2 ... Incident side gate electrode 3 ... Flight space 4 ... Circulating electrode 5 ... Outgoing side gate electrode 6 ... Detector 7 ... Magnetic pole B ... Magnetic field E ... Fan-shaped electric field P ... Circulating orbit Q ... Orbit

Claims (2)

所定の周回軌道に沿ってイオンを1乃至複数回周回飛行させた後に該周回軌道からイオンを離脱させて検出する飛行時間型質量分析装置において、
a)前記周回軌道から離脱したイオンを、その質量に応じて進行方向と直交又は斜交する方向に分散させるための磁場又は電場を形成するイオン偏向手段と、
b)該イオン偏向手段により空間的に分散されたイオンを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする飛行時間型質量分析装置。
In a time-of-flight mass spectrometer that detects ions after they have made one or more rounds of flight along a predetermined orbit, and then desorbs ions from the orbit,
a) ion deflecting means for forming a magnetic field or an electric field for dispersing ions separated from the circular orbit in a direction orthogonal or oblique to the traveling direction according to its mass;
b) detection means for detecting ions spatially dispersed by the ion deflection means;
A time-of-flight mass spectrometer.
前記イオン偏向手段は、通過するイオンに対しローレンツ力によりイオンが分散するような磁場を形成するものであることを特徴とする請求項1に記載の飛行時間型質量分析装置。   2. The time-of-flight mass spectrometer according to claim 1, wherein the ion deflection unit forms a magnetic field in which ions are dispersed by Lorentz force with respect to passing ions.
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