JP2011510472A - 質量分析計のバックグラウンドノイズを低減するための構成要素 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
質量分析計は、電場および磁場を通じてイオン質量/電荷比でイオン軌道の依存性を利用する分析技術である。一般に、成分イオンの存在率(prevalence)は、質量/電荷比の関数として測定され、そのデータは物理的サンプルの質量スペクトルを生成するために集められる。例えば、質量スペクトルは、正体のわからない化合物を特定するために、既知の化合物における元素の同位体組成を求めるために、化合物の構造を解明するために、及び較正された標準を用いてサンプルの化合物を定量化するために有用である。
本発明は、質量分析システムにおいて準安定性の中性原子および中性分子により生じたバックグラウンドノイズを低減し、質量分析計による分析の新規な方法に関連した新規な構成要素を提供する。
図1を参照すると、従来技術の質量分析システム10は、3つの主要な構成要素、即ちイオン源16、質量分析器18、及び検出器システム20を含む。サンプルのイオン化、イオンの分類および検出を達成するための技術、並びに質量分析法による分析を実施するためにこれら技術の組み立てを特徴付ける考慮事項は、質量分析法の技術分野の当業者に知られている。
Claims (23)
- 電荷を有する二次イオンを閉じ込めるための装置であって、
a)後部電位にある後部電極と、
b)前部電位にあり、グリッドを含む前部電極と、
c)前記電荷が負である場合に前記後部電位および前記前部電位のそれぞれより高く、及び前記電荷が正である場合に前記後部電極および前記前部電極のそれぞれより低い中間電位にあり、前記前部電極と前記後部電極との間にあり、前記前部電極と前記後部電極から電気的に絶縁されており、前記二次イオンが前記中間電位で閉じ込められる表面を前記グリッドの背後に有し、前記二次イオンが中性粒子による前記表面のボンバードにより生成される、中間電極とを含む、装置。 - 共通のアパーチャが前記中間電極および前記後部電極を貫通する、請求項1に記載の装置。
- 前記グリッドが開口を有し、前記共通のアパーチャが前記開口を介して延びている、請求項2に記載の装置。
- 前記アパーチャが、質量分析計における質量分析器からの物質流のイオンを検出器システムへ入れるためのイオン集束レンズであり、前記表面が前記物質流に面している、請求項2に記載の装置。
- 前記装置が、質量分析計の検出器チャンバ内の偏向板であり、前記中間電極の表面が質量分析器からの出口に対向して配置されている、請求項1に記載の装置。
- 前記中間電位が、前記前部電位および前記後部電位のそれぞれから少なくとも20Vだけ異なる、請求項1に記載の装置。
- 前記前部電極および前記後部電極が接地電位にある、請求項1に記載の装置。
- 前記質量分析器が四重極分析器である、請求項4に記載の装置。
- a)前記後部電極と前記中間電極との間の後部絶縁層と、
b)前記前部電極と前記中間電極との間の前部絶縁層とを更に含む、請求項1に記載の装置。 - イオン集束レンズであって、質量分析計における質量分析器からの物質流のイオンを検出器システムへ入れると共に、前記レンズと衝突する中性粒子により生じた二次イオンを閉じ込めるものにおいて、
a)後部電位にある後部電極と、
b)前部電位にあり、グリッドを含む前部電極と、
c)前記後部電極と前記前部電極との間にあり、前記後部電極と前記前部電極から電気的に絶縁されており、電荷が負である場合に前記後部電位および前記前部電位のそれぞれより高く、及び前記電荷が正である場合に前記後部電位および前記前部電位のそれぞれより低い中間電位にあり、前記二次イオンが前記中間電位で閉じ込められる表面を前記グリッドの背後に有し、前記二次イオンが中性粒子による前記表面のボンバードにより生成される、中間電極と、
d)前記中間電極および前記後部電極を貫通する共通のアパーチャとを含む、イオン集束レンズ。 - 前記中間電極が、前記前部電位および前記後部電位のそれぞれから少なくとも20Vだけ異なる、請求項10に記載の装置。
- 前記前部電極および前記後部電極が接地されている、請求項10に記載のイオン集束レンズ。
- 前記前部電極および前記後部電極が接地されている、請求項11に記載のイオン集束レンズ。
- 前記質量分析器が四重極分析器である、請求項10に記載の装置。
- 前記共通のアパーチャが前記グリッドを貫通する、請求項10に記載の装置。
- a)前記後部電極と前記中間電極との間の後部絶縁層と、
b)前記前部電極と前記中間電極との間の前部絶縁層とを更に含み、
前記共通のアパーチャが前記後部絶縁層と前記前部絶縁層を貫いて延びている、請求項10に記載の装置。 - 質量分析計によりサンプルを分析する方法であって、
a)イオン源を準備するステップと、
b)質量分析器を準備するステップと、
c)検出器チャンバ内に検出器を設けるステップと、
d)前記質量分析器と前記検出器チャンバとの間にレンズを設けるステップであって、そのレンズが、
i)後部電位にある後部電極と、
ii)前部電位にあり、グリッドを含む前部電極と、
iii)電荷が負である場合に前記後部電位および前記前部電位のそれぞれより高く、及び前記電荷が正である場合に前記後部電位および前記前部電位のそれぞれより低い中間電位にあり、前記前部電極と前記後部電極との間にあり、前記前部電極と前記後部電極から電気的に絶縁されており、前記グリッドの背後の表面を有する、中間電極と、
iv)前記後部電極および前記中間電極を貫通する共通のアパーチャとを含む、ステップと、
e)前記イオン源を用いて前記サンプルを成分イオンに変化させるステップと、
f)前記成分イオン及び励起された中性粒子を含む物質流を、前記質量分析器を介して前記レンズの方へ移動させるステップであって、前記質量分析器がそれぞれの質量/電荷比に従って前記成分イオンを分類する、ステップと、
g)前記成分イオンを前記アパーチャを介して前記検出器チャンバ内へ入れるステップと、
h)励起された中性粒子が前記中間電極の表面に衝突し、結果として生じた二次イオンが前記中間電位の前記表面に閉じ込められるように、前記励起された中性粒子を前記グリッドに通すステップと、
i)前記検出器において前記成分イオンを信号に変換するステップとを含む、方法。 - a)前記アパーチャに対向して、前記検出器チャンバ内にイオン偏向器を設けるステップであって、そのイオン偏向器が、
i)偏向器前部電位にあり、グリッドを含む偏向器前部電極と、
ii)電荷が負である場合に前記偏向器前部電位より高く、及び前記電荷が正である場合に前記偏向器前部電位より低い偏向器中間電位にあり、前記偏向器前部電極の背後にあり、前記偏向器前部電極から電気的に絶縁されており、二次イオンが前記偏向器中間電位で閉じ込められる偏向器表面を前記グリッドの背後に有し、前記二次イオンが中性粒子による前記表面のボンバードにより生成される、偏向器中間電極とを含む、ステップと、
b)励起された中性粒子を前記偏向器中間電極の前記偏向器表面に送り、結果として生じた二次イオンを、前記偏向器中間電位の前記偏向器表面に閉じ込めるステップとを更に含む、請求項17に記載の方法。 - 前記イオン偏向器が、前記中間電極の背後にあり、前記中間電極から電気的に絶縁されている偏向器後部電極を更に含み、前記偏向器中間電位は、前記電荷が負である場合に前記偏向器前部電位より高く、及び前記電荷が正である場合に前記偏向器前部電位より低い、請求項18に記載の方法。
- 前記サンプルを成分イオンに変化させる前に、ガスクロマトグラフィーにより前記サンプルを準備するステップを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 前記励起された中性粒子が、ヘリウム原子である、請求項17に記載の方法。
- 前記中間電位が、前記前部電位および前記後部電位のそれぞれから少なくとも20Vだけ異なる、請求項17に記載の方法。
- 前記質量分析器が四重極分析器である、請求項17に記載の方法。
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