JP2024025429A - Mass spectroscope - Google Patents

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宏之 三浦
Hiroyuki Miura
智仁 中野
Tomohito Nakano
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mass spectroscope comprising an ion detector disposed in a vacuum vessel, the ion detector being replaceable at low operation costs without a lot of effort and time.
SOLUTION: A mass spectroscope in one embodiment of the invention comprises a vacuum vessel (7) having an interior to be made into a vacuum atmosphere by evacuation, an analysis unit that is disposed in the interior of the vacuum vessel and includes a mass separator (3) and an ion detector (4), an opening (7C) formed at a predetermined position on a wall face of the vacuum vessel in such a size that the ion detector can pass through, a lid (11) for sealing the opening, and a detector supporting part (10) formed by integrating connections (12 to 14) connecting the lid and the ion director.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は質量分析装置に関する。 The present invention relates to a mass spectrometer.

イオントラップ飛行時間型質量分析装置は、特許文献1等に開示されているように、イオントラップと飛行時間型質量分離器と、を備える。イオントラップ飛行時間型質量分析装置では、試料から生成された各種イオンを一旦イオントラップの内部に捕捉したあと、その各種イオンを一斉に加速して該イオントラップから射出し、飛行時間型質量分離器に導入する。加速された各イオンはその質量電荷比(以下「m/z」と記す場合がある)に応じた速度を有し、飛行時間型質量分離器の飛行空間を飛行する間に該イオンはm/zに応じて分離され、イオン検出器に到達して検出される。 An ion trap time-of-flight mass spectrometer includes an ion trap and a time-of-flight mass separator, as disclosed in Patent Document 1 and the like. In an ion trap time-of-flight mass spectrometer, various ions generated from a sample are captured inside the ion trap, and then the various ions are accelerated all at once and ejected from the ion trap. to be introduced. Each accelerated ion has a velocity according to its mass-to-charge ratio (hereinafter sometimes referred to as "m/z"), and while flying through the flight space of the time-of-flight mass separator, the ion has a velocity corresponding to its mass-to-charge ratio (hereinafter sometimes referred to as "m/z"). It is separated according to z, reaches the ion detector, and is detected.

飛行時間型質量分析装置(以下、TOFMSと称す)では、一般に、イオンが飛行する距離が長いほど高い質量分解能が得られる。そのため、直線状にイオンを飛行させるリニア型の構成に比べて、特許文献1に開示されているような、イオンを折り返し飛行させるリフレクトロン型の構成のほうが高い質量分解能が得られ易い。 In a time-of-flight mass spectrometer (hereinafter referred to as TOFMS), generally, the longer the distance that ions fly, the higher the mass resolution can be obtained. Therefore, compared to a linear configuration in which ions fly in a straight line, a reflectron configuration in which ions fly in a folded manner, as disclosed in Patent Document 1, is easier to obtain higher mass resolution.

イオンの飛行距離をさらに延ばすことが可能なTOFMSとして、特許文献2、3等に開示されているマルチターンTOFMSが知られている。マルチターンTOFMSは、同一の又はほぼ同一の軌道に沿ってイオンを多数回周回させることで、イオンの飛行距離を延ばすものである。マルチターンTOFMSでは、装置を大形化することなく飛行距離を大幅に延ばすことが可能であり、小形でありながら高い質量分解能を達成することができる。 As a TOFMS capable of further extending the flight distance of ions, the multiturn TOFMS disclosed in Patent Documents 2 and 3 is known. Multiturn TOFMS extends the flight distance of ions by making them orbit multiple times along the same or nearly the same trajectory. With multiturn TOFMS, it is possible to significantly extend the flight distance without increasing the size of the device, and it is possible to achieve high mass resolution despite its small size.

国際公開第2008/072377号International Publication No. 2008/072377 米国特許第9082602号明細書US Patent No. 9082602 特開2022-34939号公報Japanese Patent Application Publication No. 2022-34939

上述したような質量分析装置では、イオン検出器としてマイクロチャンネルプレート(Microchannelplate:MCP)や二次電子増倍管などが使用される。こうした検出器は一種の消耗品であり、十分な感度や精度を維持するには、定期的に或いは所定時間使用する毎に新品に交換する必要がある。 In the above-described mass spectrometer, a microchannel plate (MCP), a secondary electron multiplier, or the like is used as an ion detector. These detectors are a type of consumable item, and in order to maintain sufficient sensitivity and accuracy, they must be replaced with new ones periodically or every time they are used for a predetermined period of time.

一般に、TOFMSでは、イオン検出器は飛行時間型質量分離器と一体化された構造であることが多く、イオン検出器を交換する際には、飛行時間型質量分離器及びイオン検出器が収容されているチャンバーの蓋体を取り外す必要がある。一方で、TOFMS、特に飛行距離が長いマルチターンTOFMSでは、チャンバー内部の真空度を高めるために該チャンバーには高い強度が求められる。そのため、チャンバー本体や蓋体はかなり厚い構造であり、重量が大きいために安全上からも人が自力で蓋体を着脱することは困難である。その結果、通常、チャンバーの蓋体を着脱する際には小形のクレーンを使用して作業を行う必要があり、イオン検出器の交換には手間、時間、及びコストが掛かるという問題がある。 Generally, in TOFMS, the ion detector is often integrated with the time-of-flight mass separator, and when the ion detector is replaced, the time-of-flight mass separator and ion detector are housed together. It is necessary to remove the lid of the chamber. On the other hand, in TOFMS, especially multi-turn TOFMS with a long flight distance, the chamber is required to have high strength in order to increase the degree of vacuum inside the chamber. Therefore, the chamber body and the lid have a fairly thick structure and are heavy, making it difficult for a person to attach and detach the lid by themselves from a safety standpoint. As a result, it is usually necessary to use a small crane to attach and detach the lid of the chamber, and there is a problem in that replacing the ion detector takes effort, time, and cost.

本発明はこうした課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的は、チャンバー内に配設されるイオン検出器を容易に、つまりは手間と時間を掛けることなく低廉な作業コストで交換することができる質量分析装置を提供することにある。 The present invention was made to solve these problems, and its main purpose is to easily install an ion detector installed in a chamber, in other words, without requiring much time and effort, and at low operating costs. The object of the present invention is to provide a mass spectrometer that can be replaced.

上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析装置の一態様は、
真空排気によって内部が真空雰囲気とされる真空容器と、
前記真空容器の内部に配置された、質量分離器及びイオン検出器を含む分析部と、
前記真空容器の壁面の所定位置に形成された、前記イオン検出器が通過可能な大きさの開口部と、
前記開口部を閉塞する蓋部、及び、該蓋部と前記イオン検出器とを接続する接続部が一体化されてなる検出器保持部と、
を備える。
One aspect of the mass spectrometer according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is as follows:
A vacuum container whose interior is made into a vacuum atmosphere by evacuation,
an analysis section including a mass separator and an ion detector disposed inside the vacuum container;
an opening formed at a predetermined position on the wall surface of the vacuum container and having a size that allows the ion detector to pass through;
a detector holding part formed by integrating a lid part that closes the opening, and a connection part that connects the lid part and the ion detector;
Equipped with

本発明に係る質量分析装置の上記態様によれば、真空容器に形成されている開口部を閉塞している検出器保持部の蓋部を取り外し、該検出器保持部に保持されているイオン検出器を開口部を通して引く抜くことで、イオン検出器を真空容器の外側に取り出すことができる。これにより、例えば真空容器を開閉するための重量の大きな蓋体を取り外すことなく、真空容器内に配設されているイオン検出器を、手間と時間を掛けることなく低廉な作業コストで交換することができる。 According to the above aspect of the mass spectrometer according to the present invention, the lid of the detector holding part that closes the opening formed in the vacuum container is removed, and the ions held in the detector holding part are detected. By pulling the container through the opening, the ion detector can be taken out to the outside of the vacuum container. This makes it possible to replace the ion detector installed inside the vacuum container at low work costs without requiring time and effort, without removing the heavy lid for opening and closing the vacuum container, for example. Can be done.

本発明の一実施形態であるイオントラップTOFMSの全体構成図。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ion trap TOFMS that is an embodiment of the present invention. 本実施形態である質量分析装置の要部の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of main parts of a mass spectrometer according to this embodiment. 図2中のA部の拡大図。An enlarged view of section A in FIG. 2. 本実施形態の質量分析装置においてイオン検出器を交換する際の作業の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of work performed when replacing an ion detector in the mass spectrometer of the present embodiment. イオン検出器保持機構の変形例を示す概略図。Schematic diagram showing a modification of the ion detector holding mechanism. 本発明の他の実施形態である質量分析装置の全体構成図。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a mass spectrometer according to another embodiment of the present invention. マルチターン型質量分離器の一例の縦断面図(A)及び上面図(B)。The vertical cross-sectional view (A) and top view (B) of an example of a multi-turn mass separator. 図7に示したマルチターン型質量分離器におけるイオンの軌道を示す上面図。FIG. 8 is a top view showing ion trajectories in the multiturn mass separator shown in FIG. 7;

以下、本発明に係る質量分析装置の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態である質量分析装置の全体構成図である。図2は、本実施形態の質量分析装置の要部の構成図である。また、図3は図2中に示すA部付近の拡大図である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the mass spectrometer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a mass spectrometer that is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the main parts of the mass spectrometer of this embodiment. Moreover, FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of section A shown in FIG.

本実施形態の質量分析装置はイオントラップTOFMSであり、図1に示すように、イオン源1、イオントラップ2、質量分離器3、及びイオン検出器4、を備える。イオン源1は、第1チャンバー5内に形成されているイオン化室5A内に配置され、イオントラップ2は同じ第1チャンバー5内に形成されている第1真空室5B内に配置されている。イオン化室5Aと第1真空室5Bとは隔壁6で仕切られ、第1真空室5B内は真空ポンプ8により真空排気される。 The mass spectrometer of this embodiment is an ion trap TOFMS, and includes an ion source 1, an ion trap 2, a mass separator 3, and an ion detector 4, as shown in FIG. The ion source 1 is placed in an ionization chamber 5A formed in the first chamber 5, and the ion trap 2 is placed in a first vacuum chamber 5B formed in the same first chamber 5. The ionization chamber 5A and the first vacuum chamber 5B are partitioned by a partition wall 6, and the inside of the first vacuum chamber 5B is evacuated by a vacuum pump 8.

イオン源1は、液体試料や気体試料に含まれる目的成分をイオン化するものである。試料が液体試料である場合には、イオン源1として、例えばエレクトロスプレーイオン化法や大気圧化学イオン化法などのイオン化法によるイオン源が用いられる。試料が気体試料である場合には、イオン源1として、例えば電子イオン化法や化学イオン化法などのイオン化法によるイオン源が用いられる。また、試料が固体試料である場合には、例えばマトリックス支援レーザー脱離イオン化法などのイオン化法によるイオン源が用いられる。 The ion source 1 ionizes a target component contained in a liquid sample or a gas sample. When the sample is a liquid sample, the ion source 1 is an ion source based on an ionization method such as electrospray ionization or atmospheric pressure chemical ionization. When the sample is a gas sample, an ion source based on an ionization method such as an electron ionization method or a chemical ionization method is used as the ion source 1. Further, when the sample is a solid sample, an ion source using an ionization method such as a matrix-assisted laser desorption ionization method is used.

イオントラップ2は、1個のリング電極21と該リング電極21を挟むように配置された2個一対のエンドキャップ電極22、23から構成される。なお、ここでは、イオントラップ2は3次元四重極型の構成であるが、リニア型の構成であってもよい。 The ion trap 2 is composed of one ring electrode 21 and a pair of end cap electrodes 22 and 23 arranged to sandwich the ring electrode 21. Although the ion trap 2 has a three-dimensional quadrupole configuration here, it may have a linear configuration.

質量分離器3及びイオン検出器4は、略直方体箱形状の第2チャンバー(本発明における真空容器に相当)7の内部に配置されている。ここで、質量分離器3はマルチターンTOF型質量分離器である。第2チャンバー7は、天面を除く五面を構成する本体部7Aと、天面を構成する蓋体7Bとから成る。質量分離器3は、第2チャンバー7の底面又は該底面に固定された部材に立設された複数の支柱40により、第2チャンバー7の内部空間に浮かぶように支持されている。イオン検出器4はこの質量分離器3に対し固定されている。本体部7Aの底面には排気開口7Eが形成され、排気開口7Eの外側に配置された真空ポンプ9によって第2チャンバー7の内部は所定の真空度になるように真空排気される。 The mass separator 3 and the ion detector 4 are arranged inside a second chamber (corresponding to the vacuum container in the present invention) 7 having a substantially rectangular parallelepiped box shape. Here, the mass separator 3 is a multiturn TOF type mass separator. The second chamber 7 includes a main body 7A forming five sides excluding the top, and a lid 7B forming the top. The mass separator 3 is supported so as to float in the internal space of the second chamber 7 by a plurality of pillars 40 erected on the bottom surface of the second chamber 7 or on members fixed to the bottom surface. The ion detector 4 is fixed to the mass separator 3. An exhaust opening 7E is formed in the bottom of the main body 7A, and the inside of the second chamber 7 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by a vacuum pump 9 disposed outside the exhaust opening 7E.

上記質量分析装置における典型的な測定動作の一例を簡単に説明する。
イオン源1は導入された試料に含まれる化合物をイオン化する。生成されたイオンはイオントラップ2の内部空間に導入される。このとき、リング電極21及びエンドキャップ電極22、23には図示しない電源部からそれぞれ所定の電圧が印加され、それにより形成される電場によって、イオンはイオントラップ2の内部空間に捕捉される。そのあと、電源部から所定の電圧がエンドキャップ電極22、23に印加され、イオンは図1中のX軸方向に運動エネルギーを付与されてイオントラップ2から一斉に射出される。射出されたイオンは第2チャンバー7に形成されているイオン通過孔7Fを経て第2チャンバー7の内部空間に入り、質量分離器3に導入される。
An example of a typical measurement operation in the mass spectrometer described above will be briefly described.
The ion source 1 ionizes compounds contained in the introduced sample. The generated ions are introduced into the internal space of the ion trap 2. At this time, a predetermined voltage is applied to the ring electrode 21 and the end cap electrodes 22 and 23 from a power source (not shown), respectively, and the ions are trapped in the internal space of the ion trap 2 by the electric field formed thereby. Thereafter, a predetermined voltage is applied from the power source to the end cap electrodes 22 and 23, and the ions are given kinetic energy in the X-axis direction in FIG. 1 and ejected from the ion trap 2 all at once. The ejected ions enter the internal space of the second chamber 7 through an ion passage hole 7F formed in the second chamber 7, and are introduced into the mass separator 3.

質量分離器3において後述するように周回しながら飛行したイオンは、最終的にイオン検出器4に到達する。イオントラップ2から射出される際に各イオンはそのm/z値に依存する速度を有するため、質量分離器3において飛行する間にm/z値が相違するイオン種は分離され、時間差を有してイオン検出器4に入射する。イオン検出器4は入射したイオンの量に応じた検出信号を出力する。イオン検出器4による検出信号は図示しないデータ処理部に入力され、データ処理部は、イオン射出時点を起点とする飛行時間をm/z値に換算し、m/z値とイオン強度との関係を示すマススペクトルを作成する。 Ions that fly while orbiting in the mass separator 3 as described later finally reach the ion detector 4. Since each ion has a velocity that depends on its m/z value when ejected from the ion trap 2, ion species with different m/z values are separated while flying in the mass separator 3, and there is a time difference between them. and enters the ion detector 4. The ion detector 4 outputs a detection signal according to the amount of incident ions. The detection signal from the ion detector 4 is input to a data processing unit (not shown), which converts the flight time starting from the time of ion injection into an m/z value, and calculates the relationship between the m/z value and the ion intensity. Create a mass spectrum showing .

ここで、マルチターンTOF型質量分離器の一例について説明する。図7は、マルチターンTOF型質量分離器の一例の縦断面図(A)及び上面図(B)、図8は、図7に示したマルチターンTOF型質量分離器におけるイオンの軌道を示す上面図である。これらは特許文献3に記載の構成である。 Here, an example of a multiturn TOF type mass separator will be explained. FIG. 7 is a vertical cross-sectional view (A) and a top view (B) of an example of a multi-turn TOF mass separator, and FIG. 8 is a top view showing ion trajectories in the multi-turn TOF mass separator shown in FIG. It is a diagram. These are the configurations described in Patent Document 3.

質量分離器3は、略回転楕円体状である外側電極311と内側電極312とから成る主電極31を含む。図7(A)は、外側電極311及び内側電極312の略回転楕円体における回転軸であるZ軸と、該Z軸に垂直な一方向の軸であるX軸と、を含む平面であるZ-X平面での主電極31の端面図(縦端面図)である。主電極31は、Z軸を含む面で切断したときに、その断面の方位角(Z軸の周りの角度)に依らず、図7(A)に示したものと略同一の形状を呈する。図7(B)は、Z軸の正の方向から主電極31を見た上面図である。Z軸及びX軸に垂直な軸をY軸とし、X軸とY軸を含む平面をX-Y平面とする。 The mass separator 3 includes a main electrode 31 consisting of an outer electrode 311 and an inner electrode 312, each having a substantially spheroidal shape. FIG. 7A shows a Z plane that includes a Z axis that is a rotation axis of the outer electrode 311 and an inner electrode 312 in a substantially spheroid, and an X axis that is an axis in one direction perpendicular to the Z axis. FIG. 3 is an end view (vertical end view) of the main electrode 31 in the -X plane. When the main electrode 31 is cut along a plane including the Z-axis, it has substantially the same shape as shown in FIG. 7A, regardless of the azimuth angle (angle around the Z-axis) of the cross section. FIG. 7(B) is a top view of the main electrode 31 viewed from the positive direction of the Z-axis. The axis perpendicular to the Z axis and the X axis is the Y axis, and the plane including the X axis and the Y axis is the XY plane.

外側電極311及び内側電極312は、Z-X平面において曲線状である一対の電極を向かい合わせた3組の部分電極対S1、S2、及びS3と、Z-X平面において直線状である一対の電極を向かい合わせた4組の部分電極対L1、L2、L3、及びL4と、を組み合わせたものである。部分電極対S2は、Z-X平面において、主電極31のX軸方向に関する両端に配置されており、X軸について線対称の形状を有する。部分電極対S1は、部分電極対S2よりもZ軸方向の正の側に配置されている。部分電極対S3は、部分電極対S2よりもZ軸方向の負の側に、X軸に関して部分電極対S1と線対称に配置されている。部分電極対L2は部分電極対S1とS2の間に配置されている。部分電極対L3は部分電極対S2とS3の間に配置され、X軸に関して部分電極対L2と線対称の形状を有する。部分電極対L1は、Z軸に垂直なドーナツ板状の形状を有し、Z軸方向の正の側であってX-Y平面において部分電極対S1の内側に配置されている。部分電極対L4は、Z軸方向の負の側に、X軸に関して部分電極対L1と線対称に配置されている。上記複数の部分電極対の組合せにより、外側電極311及び内側電極312は各々、全体として略回転楕円体の形状を呈している。 The outer electrode 311 and the inner electrode 312 are three partial electrode pairs S 1 , S 2 , and S 3 in which a pair of curved electrodes face each other in the ZX plane, and a straight electrode in the ZX plane. This is a combination of four partial electrode pairs L 1 , L 2 , L 3 , and L 4 in which a certain pair of electrodes face each other. The partial electrode pair S 2 is arranged at both ends of the main electrode 31 in the X-axis direction in the ZX plane, and has a line-symmetrical shape with respect to the X-axis. The partial electrode pair S 1 is arranged on the positive side in the Z-axis direction than the partial electrode pair S 2 . The partial electrode pair S 3 is arranged on the negative side of the partial electrode pair S 2 in the Z-axis direction and is line-symmetrical with the partial electrode pair S 1 with respect to the X-axis. The partial electrode pair L 2 is arranged between the partial electrode pairs S 1 and S 2 . The partial electrode pair L 3 is arranged between the partial electrode pairs S 2 and S 3 and has a shape that is line symmetrical to the partial electrode pair L 2 with respect to the X axis. The partial electrode pair L 1 has a donut plate shape perpendicular to the Z-axis, and is arranged on the positive side of the Z-axis direction and inside the partial electrode pair S 1 in the XY plane. The partial electrode pair L 4 is disposed on the negative side in the Z-axis direction and is line-symmetrical with the partial electrode pair L 1 with respect to the X-axis. Due to the combination of the plurality of partial electrode pairs, each of the outer electrode 311 and the inner electrode 312 has an approximately spheroidal shape as a whole.

Z-X平面において曲線状である部分電極対S1、S2、及びS3には、図示しない電源部より、外側電極311から内側電極312に向かう電場が形成されるような電圧が印加される。一方、Z-X平面において直線状である部分電極対L1、L2、L3、及びL4には、電源部より、外側電極311と内側電極312とが同電位となるような電圧が印加される。これによって、外側電極311と内側電極312との間の周回空間319に、該空間内でイオンを周回させる周回電場が形成される。 A voltage is applied from a power source (not shown) to the partial electrode pairs S 1 , S 2 , and S 3 having a curved shape in the ZX plane so as to form an electric field directed from the outer electrode 311 to the inner electrode 312. Ru. On the other hand, a voltage such that the outer electrode 311 and the inner electrode 312 are at the same potential is applied to the partial electrode pairs L 1 , L 2 , L 3 , and L 4 that are linear in the ZX plane from the power supply section. applied. As a result, a circulating electric field is formed in the circulating space 319 between the outer electrode 311 and the inner electrode 312, causing the ions to circulate within the space.

部分電極対S1の外側電極311には、図7、図8中に矢印で示すように供給されたイオンを周回空間319内に導入するイオン導入口34が設けられている。イオン導入口34は、X-Y平面から僅かにY軸方向の正の側にずれた位置に設けられており、イオンがX軸に略平行に入射するように配置されている。イオンは、イオン導入口34から周回空間319に入射した直後の位置において、部分電極対S1による周回電場から向心力を受ける。また、上述したようにイオン導入口34がX-Y平面からY軸方向の正の側にずれているため、イオンはX-Y平面の方向に向かう力を受ける。これにより、イオンは、周回空間319を略楕円形の周回軌道に沿って周回し、1周する毎に、周回軌道がY軸方向の正の側から見て反時計回りに移動するような軌道318(図8参照)で飛行する。図8では、イオンの軌道318をX-Y平面の上面図で示している。 The outer electrode 311 of the partial electrode pair S 1 is provided with an ion introduction port 34 for introducing supplied ions into the circulating space 319 as shown by arrows in FIGS. 7 and 8. The ion introduction port 34 is provided at a position slightly shifted from the XY plane to the positive side in the Y-axis direction, and is arranged so that ions are incident approximately parallel to the X-axis. Immediately after the ions enter the circulating space 319 from the ion introduction port 34, the ions receive a centripetal force from the circulating electric field generated by the partial electrode pair S1 . Further, as described above, since the ion introduction port 34 is shifted from the XY plane to the positive side of the Y-axis direction, the ions are subjected to a force directed in the direction of the XY plane. Thereby, the ions orbit around the orbiting space 319 along a substantially elliptical orbit, and each time the ions make a revolution, the orbit moves counterclockwise when viewed from the positive side of the Y-axis direction. 318 (see Figure 8). In FIG. 8, the ion trajectory 318 is shown in a top view in the XY plane.

一方、部分電極対S3の外側電極311には、周回空間319内を複数回(数十回)周回して来たイオンを周回空間319から導出するイオン導出口35が設けられている。イオン導出口35から導出されるイオンは直線状の軌道を飛行する。この直線状の軌道上にイオン検出器4が配置されている。 On the other hand, the outer electrode 311 of the partial electrode pair S 3 is provided with an ion outlet 35 for leading out of the circulating space 319 ions that have circulated within the circulating space 319 a plurality of times (several tens of times). Ions extracted from the ion outlet 35 fly on a linear trajectory. An ion detector 4 is arranged on this linear trajectory.

上記構成により、イオントラップ2から射出された種々のm/z値を有するイオンは、主電極31内の周回空間319を飛行する。この飛行の間に各イオンはm/z値に応じて空間的に分離され、時間差を以てイオン検出器4に到達する。この質量分離器3では、イオンの軌道318はそのイオンのm/z値に依らずに決まっているので、全てのイオンについて飛行距離は同じである。図8に示したように、イオンの周回軌道は1周毎に少しずつずれるので、同じ軌道を周回する場合に生じるようなイオンの追い越しの問題を避けることができる。
なお、質量分離器3における軌道の形状、或いはこれを形成するための電極の構成や構造は図7及び図8に記載のものに限らず、周知の種々のものを採用することができることは言うまでもない。
With the above configuration, ions having various m/z values ejected from the ion trap 2 fly in the orbiting space 319 within the main electrode 31. During this flight, each ion is spatially separated according to its m/z value and reaches the ion detector 4 with a time difference. In this mass separator 3, since the ion trajectory 318 is determined regardless of the m/z value of the ion, the flight distance is the same for all ions. As shown in FIG. 8, the orbits of the ions are slightly shifted each round, so it is possible to avoid the problem of overtaking the ions that would occur when the ions orbit the same orbit.
It goes without saying that the shape of the orbit in the mass separator 3 or the configuration and structure of the electrodes for forming it are not limited to those shown in FIGS. 7 and 8, and that various well-known shapes can be adopted. stomach.

マルチターンTOF型質量分離器に限らず、TOF型質量分離器を用いた質量分析装置では、イオン検出器としてMCP(又は二次電子増倍管)が使用される。こうした検出器は使用するに伴って特性が劣化するため、一種の消耗品であり、例えば定期的に又は所定の使用時間が経過する毎に新品に交換する必要がある。上記実施形態の質量分析装置では、第2チャンバー7の蓋体7Bを取り外すことで該チャンバー7の内部空間が開放されるため、イオン検出器4を質量分離器3から取り外して交換することが可能である。しかしながら、次のような理由から、蓋体7Bはかなり重量が大きい。 Not only multi-turn TOF mass separators but also mass spectrometers using TOF mass separators use MCPs (or secondary electron multipliers) as ion detectors. Since the characteristics of such a detector deteriorate with use, it is a type of consumable item and needs to be replaced with a new one periodically or every time a predetermined usage time has elapsed, for example. In the mass spectrometer of the above embodiment, since the internal space of the second chamber 7 is opened by removing the lid 7B of the second chamber 7, the ion detector 4 can be removed from the mass separator 3 and replaced. It is. However, the lid body 7B is quite heavy for the following reasons.

TOF型質量分離器では、飛行空間に残留ガス分子が存在すると、イオンが飛行途中で残留ガス分子に接触する可能性が高くなり、その結果として、同一m/z値を持つイオンが広がって分解能が低下したり、或いはイオンの損失による感度低下を招いたりするおそれがある。そのため、質量分離器が配置される真空容器(この場合には第2チャンバー7)の内部は高真空(例えば10-7~10-9Torr)に維持され、真空容器には大気圧による大きな力が加わる。その力によって真空容器が変形すると、該容器の内側に固定されている電極が変形又は相対的に移動して、組立精度が低下して期待する性能が出なかったり、或いは、変形によって電極が破損したりするおそれがある。特にマルチターンTOF型質量分離器では、イオンが同じ電極により形成される軌道を繰り返し多数回飛行するため、上述したような電極の変形や位置のずれ等に起因する性能の低下の影響が大きい。そのため、第2チャンバー7はこうした大きな力が外側(大気圧側)から加わった場合でも変形が生じにくいように、かなり厚い頑強な構造とされており、本体部7A、蓋体7B共に重量が大きい。 In a TOF mass separator, if there are residual gas molecules in the flight space, there is a high possibility that ions will come into contact with the residual gas molecules during flight, and as a result, ions with the same m/z value will spread out and the resolution will be reduced. There is a possibility that the sensitivity may be lowered or the sensitivity may be lowered due to loss of ions. Therefore, the interior of the vacuum container (in this case, the second chamber 7) in which the mass separator is placed is maintained at a high vacuum (for example, 10 -7 to 10 -9 Torr), and the vacuum container is subjected to large forces due to atmospheric pressure. is added. If the vacuum container is deformed by that force, the electrode fixed inside the container will be deformed or moved relative to each other, resulting in a decrease in assembly accuracy and failure to achieve the expected performance, or the electrode may be damaged due to the deformation. There is a risk that this may occur. In particular, in a multi-turn TOF mass separator, since ions repeatedly fly many times along trajectories formed by the same electrodes, the deterioration in performance due to deformation or positional deviation of the electrodes as described above is significant. Therefore, the second chamber 7 has a fairly thick and robust structure to prevent deformation even when such a large force is applied from the outside (atmospheric pressure side), and both the main body 7A and the lid 7B are heavy. .

こうしたことから、蓋体7Bを持ち上げて取り外すには小型のクレーンが必要であって、かなり面倒で手間とコストが掛かる作業である。イオン検出器4の交換の度に、こうした作業を行うのはユーザーにとって負担が大きい。そこで、本実施形態の質量分析装置では、以下に述べるように、イオン検出器4の交換が容易である構造が用いられている。 For this reason, a small crane is required to lift and remove the lid body 7B, which is a very troublesome, time-consuming, and costly task. It is a heavy burden on the user to perform such work every time the ion detector 4 is replaced. Therefore, in the mass spectrometer of this embodiment, a structure is used in which the ion detector 4 can be easily replaced, as described below.

図2、図3に示すように、質量分離器3に取り付けられたイオン検出器4の真上には、蓋体7Bに開口部7Cが形成されている。この開口部7Cの大きさは、イオン検出器4を上方から見たときの該イオン検出器4の大きさよりも一回り大きい。開口部7Cの形状は円形、楕円形、矩形などの任意の形状とすることができる。この開口部7Cは、イオン検出器4を保持する機能を有する検出器保持機構10によって閉塞される。 As shown in FIGS. 2 and 3, an opening 7C is formed in the lid 7B directly above the ion detector 4 attached to the mass separator 3. The size of this opening 7C is one size larger than the size of the ion detector 4 when viewed from above. The shape of the opening 7C can be any shape such as a circle, an ellipse, or a rectangle. This opening 7C is closed by a detector holding mechanism 10 that has the function of holding the ion detector 4.

検出器保持機構10は、蓋体7Bの外側に位置する蓋部11と、イオン検出器4を保持する絶縁性部材から成る保持部12と、蓋部11の裏面に一端が固定された、複数の支柱13と、支柱13の他端と保持部12との間に挿設された弾性部14と、を含む。ここでは、弾性部14はバネであるが、ゴムなどの他の弾性体や弾性部材であってもよい。蓋部11と蓋体7Bとの間には、気密を維持するメタルガスケット16が配置される。 The detector holding mechanism 10 includes a lid part 11 located outside the lid body 7B, a holding part 12 made of an insulating member that holds the ion detector 4, and a plurality of parts, one end of which is fixed to the back surface of the lid part 11. and an elastic section 14 inserted between the other end of the column 13 and the holding part 12. Although the elastic portion 14 is a spring here, it may be another elastic body or elastic member such as rubber. A metal gasket 16 that maintains airtightness is arranged between the lid portion 11 and the lid body 7B.

図3に示すように、イオン検出器4は質量分離器3に対してネジ15で固定される。ネジ15は脱落防止ネジであることが好ましい。また、質量分離器3に対するネジ15の螺入位置の延長線上には、第2チャンバー7の本体部7Aに小径のネジ着脱用開口7Dが形成されており、ネジ着脱用開口7Dは蓋部17で閉塞される。イオン検出器4は、検出器保持機構10の保持部12に例えばネジ(図示しない)によって固定され、これによって検出器保持機構10とイオン検出器4とは一体化されている。 As shown in FIG. 3, the ion detector 4 is fixed to the mass separator 3 with screws 15. Preferably, the screw 15 is a drop-off prevention screw. In addition, a small-diameter screw attachment/detachment opening 7D is formed in the main body portion 7A of the second chamber 7 on an extension of the screwing position of the screw 15 into the mass separator 3, and the screw attachment/detachment opening 7D is connected to the lid portion 17. It is blocked by The ion detector 4 is fixed to the holding part 12 of the detector holding mechanism 10 with, for example, a screw (not shown), so that the detector holding mechanism 10 and the ion detector 4 are integrated.

図3に示すように、装置が組み上がった状態では、イオン検出器4は質量分離器3に固定されるとともに、保持部12、弾性部14、及び支柱13を介して蓋部11に接続され、蓋部11に対しても固定されている。但し、弾性部14はX、Y、Zの3軸方向にそれぞれ所定の範囲での移動を許容し得る。 As shown in FIG. 3, when the device is assembled, the ion detector 4 is fixed to the mass separator 3 and connected to the lid 11 via the holding part 12, the elastic part 14, and the support column 13. , is also fixed to the lid part 11. However, the elastic portion 14 can be allowed to move within a predetermined range in each of the three axis directions of X, Y, and Z.

図3の状態からイオン検出器4を交換する際には、作業者は次のような作業を行う。まず、蓋部17を取り外し、ネジ着脱用開口7Dを通して専用のドライバーの先端を第2チャンバー7内に挿入する。そして、ネジ15を回して該ネジ15を取り外す。これにより、イオン検出器4は質量分離器3から離脱可能となる。そして、作業者は蓋部11を持って、図4に示すようにZ軸方向に真っ直ぐにイオン検出器4を引き抜く。蓋部11を含む検出器保持機構10と一体となったイオン検出器4は、開口部7Cを通して第2チャンバー7の外側へ取り出される。 When replacing the ion detector 4 from the state shown in FIG. 3, the operator performs the following operations. First, the lid portion 17 is removed, and the tip of a dedicated screwdriver is inserted into the second chamber 7 through the screw attachment/detachment opening 7D. Then, turn the screw 15 and remove the screw 15. Thereby, the ion detector 4 can be separated from the mass separator 3. Then, the operator holds the lid 11 and pulls out the ion detector 4 straight in the Z-axis direction as shown in FIG. The ion detector 4 integrated with the detector holding mechanism 10 including the lid 11 is taken out to the outside of the second chamber 7 through the opening 7C.

イオン検出器4を新品に交換したあと、該新しいイオン検出器4を装置に取り付ける際には、上記作業とは逆に、開口部7Cを通してイオン検出器4を第2チャンバー7の内部に挿入し、蓋部11を蓋体7B上の所定位置に装着したあと、ネジ着脱用開口7Dを通して第2チャンバー7内に挿入したドライバーで、ネジ15を締めればよい。
以上のようにして、本実施形態の質量分析装置では、開閉に手間が掛かる蓋体7Bを開閉することなく、容易にイオン検出器4を交換することができる。
After replacing the ion detector 4 with a new one, when installing the new ion detector 4 into the device, insert the ion detector 4 into the second chamber 7 through the opening 7C in the opposite way to the above procedure. After the lid part 11 is attached to a predetermined position on the lid body 7B, the screw 15 may be tightened using a screwdriver inserted into the second chamber 7 through the screw attachment/detachment opening 7D.
As described above, in the mass spectrometer of this embodiment, the ion detector 4 can be easily replaced without opening and closing the lid 7B, which takes time and effort to open and close.

上述したように、本実施形態の質量分析装置では、第2チャンバー7内の真空度が高いため、該チャンバー7は強固であるものの、外からの大きな力によって本体部7A及び蓋体7Bが内方に撓んだり歪んだりする等の変形が生じる場合がある。そうなると、支柱40を介して質量分離器3を移動させる力が作用したり、蓋部11及び支柱13を介してイオン検出器4を移動させる力が作用したりする。こうした場合にも、支柱13と保持部12との間に設けられている弾性部14が移動や変形による力を吸収する。そのため、イオン検出器4自体やその取付部位に作用する不所望の力を軽減することができ、それらの変形や破損を防止することができる。 As described above, in the mass spectrometer of this embodiment, the degree of vacuum in the second chamber 7 is high, so although the chamber 7 is strong, the main body 7A and the lid 7B may be damaged inside by a large force from outside. Deformation such as bending or distortion may occur. In this case, a force is applied to move the mass separator 3 via the support 40, and a force to move the ion detector 4 is applied via the lid 11 and the support 13. Even in such a case, the elastic part 14 provided between the support column 13 and the holding part 12 absorbs the force due to movement or deformation. Therefore, it is possible to reduce undesired forces acting on the ion detector 4 itself and its mounting portion, and to prevent deformation and damage thereof.

上記実施形態では、イオン検出器4を質量分離器3に固定するために、位置決めと固定との両方の作用を有するネジ15を用いたが、図5に示すように、イオン検出器4に形成された位置決め孔4Aに質量分離器3に設けられた位置決めピン19を挿入することで位置決めを行ったうえで、ばね付き固定ネジ18でイオン検出器4を質量分離器3に固定してもよい。 In the above embodiment, in order to fix the ion detector 4 to the mass separator 3, the screw 15 having both positioning and fixing functions was used, but as shown in FIG. The ion detector 4 may be fixed to the mass separator 3 with a spring-loaded fixing screw 18 after positioning is performed by inserting a positioning pin 19 provided on the mass separator 3 into the provided positioning hole 4A. .

また、例えばイオン検出器4と質量分離器3のいずれか一方に、他方をZ軸方向を案内するガイドを設け、イオン検出器4を装着する際にそのガイドに沿ってイオン検出器4が所定の位置に収まり易くするようにしてもよい。勿論、イオン検出器4を質量分離器3に固定する方法はこれに限らず、周知の適宜の方法を採用できることは当然である。 Further, for example, either the ion detector 4 or the mass separator 3 is provided with a guide that guides the other in the Z-axis direction, and when the ion detector 4 is mounted, the ion detector 4 is moved to a predetermined position along the guide. It may be possible to make it easier to fit in the position. Of course, the method of fixing the ion detector 4 to the mass separator 3 is not limited to this, and any known appropriate method can be adopted.

また、検出器保持機構10は、開口部7Cを閉塞するための部材とイオン検出器4を保持するための部材とが一体化され、且つイオン検出器4を質量分離器3に対して所定位置に保持することが可能でありさえすれば、上記の構成に限らず、適宜に変形することができることも明らかである。 In addition, the detector holding mechanism 10 is configured such that a member for closing the opening 7C and a member for holding the ion detector 4 are integrated, and the ion detector 4 is held at a predetermined position with respect to the mass separator 3. It is clear that the structure is not limited to the above structure and can be modified as appropriate as long as it is possible to maintain the structure.

また、上記実施形態では、質量分離器3はマルチターンTOF型質量分離器であるが、例えばリフレクトロンTOF型質量分離器、多重反射TOF型質量分離器、リニアTOF型質量分離器、など適宜の方式、或いは態様の質量分離器に代替することができることは明らかである。 In the above embodiment, the mass separator 3 is a multi-turn TOF mass separator, but it may also be a reflectron TOF mass separator, a multiple reflection TOF mass separator, a linear TOF mass separator, etc., as appropriate. It is clear that other types or embodiments of the mass separator may be substituted.

また、質量分離器3及びイオン検出器4が収容された真空容器以外の構成についても、適宜変形が可能であることは当然である。例えば、上記実施形態の質量分析装置は、イオン源1で生成されたイオンをイオントラップ2に一旦溜め、質量分離器3へ向けて送り出す構成であるが、図6に一例を示すように、MALDIイオン源100において試料Sから生成し、加速したイオンをそのまま質量分離器3に導入する構成とすることもできる。この構成では、具体的には、レーザー出射部101から出射したレーザー光がサンプルプレート102上に設けられた試料Sに照射され、該試料Sに含まれる成分がイオン化される。発生したイオンは引き出し電極103により形成される電場によってサンプルプレート102から引き出され、加速電極104により加速されて、第2チャンバー7の内部に送り込まれる。 Furthermore, it goes without saying that configurations other than the vacuum vessel in which the mass separator 3 and ion detector 4 are housed can be modified as appropriate. For example, the mass spectrometer of the above embodiment has a configuration in which ions generated by an ion source 1 are stored in an ion trap 2 and sent out to a mass separator 3. It is also possible to adopt a configuration in which ions generated from the sample S in the ion source 100 and accelerated are introduced into the mass separator 3 as they are. In this configuration, specifically, the sample S provided on the sample plate 102 is irradiated with laser light emitted from the laser emitting unit 101, and components contained in the sample S are ionized. The generated ions are extracted from the sample plate 102 by the electric field formed by the extraction electrode 103, accelerated by the acceleration electrode 104, and sent into the second chamber 7.

また、図1、図6に示した構成以外に、例えばコリジョンセルや前段の質量分離器をさらに追加して設けることでMS/MS分析が可能である質量分析装置とすることもできる。 Furthermore, in addition to the configurations shown in FIGS. 1 and 6, a mass spectrometer capable of MS/MS analysis can be provided by further providing a collision cell or a pre-stage mass separator, for example.

さらにまた、上記実施形態や上述した変形例も本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜修正、変更、追加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。 Furthermore, it is clear that the above-mentioned embodiments and the above-mentioned modifications are merely examples of the present invention, and that even if appropriate modifications, changes, and additions are made within the spirit of the present invention, they will still fall within the scope of the claims of the present application. be.

[種々の態様]
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
[Various aspects]
It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.

(第1項)本発明に係る質量分析装置の一態様は、
真空排気によって内部が真空雰囲気とされる真空容器と、
前記真空容器の内部に配置された、質量分離器及びイオン検出器を含む分析部と、
前記真空容器の壁面の所定位置に形成された、前記イオン検出器が通過可能な大きさの開口部と、
前記開口部を閉塞する蓋部、及び、該蓋部と前記イオン検出器とを接続する接続部が一体化されてなる検出器保持部と、
を備える。
(Section 1) One aspect of the mass spectrometer according to the present invention is
A vacuum container whose interior is made into a vacuum atmosphere by evacuation,
an analysis section including a mass separator and an ion detector disposed inside the vacuum container;
an opening formed at a predetermined position on the wall surface of the vacuum container and having a size that allows the ion detector to pass through;
a detector holding part formed by integrating a lid part that closes the opening, and a connection part that connects the lid part and the ion detector;
Equipped with.

第1項に記載の質量分析装置によれば、真空容器に形成されている開口部を閉塞している検出器保持部の蓋部を取り外し、該検出器保持部に保持されているイオン検出器を開口部を通して引く抜くことで、イオン検出器を真空容器の外側に取り出すことができる。これにより、例えば真空容器を開閉するための重量の大きな蓋体を取り外すことなく、真空容器内に配設されているイオン検出器を、手間と時間を掛けることなく低廉な作業コストで交換することができる。 According to the mass spectrometer described in item 1, the lid of the detector holding part that closes the opening formed in the vacuum container is removed, and the ion detector held in the detector holding part is removed. The ion detector can be taken out of the vacuum container by pulling it out through the opening. This makes it possible to replace the ion detector installed inside the vacuum container at low work costs without requiring time and effort, without removing the heavy lid for opening and closing the vacuum container, for example. Can be done.

(第2項)第1項に記載の質量分析装置は、前記蓋部が前記開口部を閉塞するように前記検出器保持部が前記真空容器に装着された状態において、前記イオン検出器を前記質量分離器に対して固定する固定部、をさらに備えるものとし得る。 (Section 2) In the mass spectrometer according to Item 1, the ion detector is attached to the vacuum container in a state in which the detector holder is attached to the vacuum container so that the lid closes the opening. It may further include a fixing part for fixing to the mass separator.

第2項に記載の質量分析装置によれば、イオン検出器を確実に質量分離器に対して固定し、質量分離器でm/zに応じて分離されたイオンを良好にイオン検出器に導入して検出することができる。 According to the mass spectrometer described in Section 2, the ion detector is securely fixed to the mass separator, and ions separated according to m/z by the mass separator are successfully introduced into the ion detector. can be detected.

(第3項)第2項に記載の質量分析装置において、前記固定部は、前記真空容器に形成された、前記開口部とは異なる副開口部、を通した操作により固定及びその解除が可能である部材であるものとし得る。 (Section 3) In the mass spectrometer according to Item 2, the fixing part can be fixed and released by operation through a sub-opening formed in the vacuum container, which is different from the opening. It may be a member that is.

ここで、前記固定部の部材は、例えば回転操作によって螺入及びその取り外しが可能なネジ、好ましくは脱落防止ネジとすることができる。
第3項に記載の質量分析装置によれば、比較的低廉なコストで確実にイオン検出器を質量分離器に対して固定することができる。
Here, the member of the fixing part may be a screw that can be screwed in and removed by a rotational operation, preferably a drop-off prevention screw.
According to the mass spectrometer described in item 3, the ion detector can be reliably fixed to the mass separator at a relatively low cost.

(第4項)第1項に記載の質量分析装置において、前記接続部は、前記蓋部に対して前記イオン検出器の位置の変化を許容する弾性部を含むものとし得る。 (Section 4) In the mass spectrometer according to Item 1, the connecting portion may include an elastic portion that allows a change in the position of the ion detector with respect to the lid portion.

ここで、弾性部は例えばバネ、ゴムなどを用いた部材とすることができる。イオン検出器が蓋部に対して位置が移動しないように固定されている場合、例えば真空引きの際のチャンバーの変形等によって質量分離器が移動すると、イオン検出器自体やイオン検出器と質量分離器とを固定している部材などに力が加わり破損を生じるおそれがある。これに対し、第4項に記載の質量分析装置によれば、質量分離器が移動した場合であっても接続部に設けた弾性部が変形してその移動を吸収するため、イオン検出器や固定部材などに無用な力が加わることを回避することができ、それらの破損を防止することができる。 Here, the elastic portion can be a member using, for example, a spring or rubber. If the ion detector is fixed so that its position does not move relative to the lid, if the mass separator moves due to, for example, deformation of the chamber during evacuation, the ion detector itself or the mass separation between the ion detector and the ion detector may be affected. There is a risk that force will be applied to the parts that secure the device and cause damage. On the other hand, according to the mass spectrometer described in Section 4, even if the mass separator moves, the elastic part provided at the connection part deforms and absorbs the movement, so the ion detector and It is possible to avoid unnecessary force being applied to the fixing members and the like, and damage to them can be prevented.

(第5項)第1項に記載の質量分析装置において、前記質量分離器は、前記真空容器の内底面に直接的に又は間接的に固定されている複数の支柱により、該内底面から離間した状態で保持されているものとし得る。 (Section 5) In the mass spectrometer according to Item 1, the mass separator is separated from the inner bottom surface of the vacuum container by a plurality of supports that are directly or indirectly fixed to the inner bottom surface of the vacuum container. It may be assumed that the

第5項に記載の質量分析装置によれば、真空容器内外の圧力差により該真空容器に変形が生じた場合でも質量分離器に掛かる力を軽減することができる。 According to the mass spectrometer described in item 5, even if the vacuum container is deformed due to a pressure difference between the inside and outside of the vacuum container, the force applied to the mass separator can be reduced.

(第6項)第1項~第5項のいずれか1項に記載の質量分析装置において、前記質量分離器はマルチターン飛行時間型質量分離器であるものとし得る。
質量分離器としてマルチターン飛行時間型質量分離器を採用することで、分析対象のイオンの飛行距離が長くなるため、イオンの質量分解能を高めることができる。
(Section 6) In the mass spectrometer according to any one of Items 1 to 5, the mass separator may be a multiturn time-of-flight mass separator.
By employing a multi-turn time-of-flight mass separator as a mass separator, the flight distance of the ions to be analyzed becomes longer, so it is possible to improve the mass resolution of the ions.

(第7項)第6項に記載の質量分析装置において、前記質量分離器の前段に、イオン源、及び、分析対象のイオンを射出可能であるイオントラップ、を備えるものとし得る。 (Section 7) The mass spectrometer according to Item 6 may include an ion source and an ion trap capable of ejecting ions to be analyzed upstream of the mass separator.

第7項に記載の質量分析装置によれば、イオン源で生成されたイオンをイオントラップに一旦蓄えて質量分析に供することにより、質量分析とする対象のイオンの量を増やし分析感度や分析精度を高めることができる。 According to the mass spectrometer described in Section 7, the ions generated in the ion source are temporarily stored in the ion trap and subjected to mass spectrometry, thereby increasing the amount of ions to be subjected to mass spectrometry, increasing analysis sensitivity and analysis accuracy. can be increased.

(第8項)第6項又は第7項に記載の質量分析装置において、前記質量分離器の前段に、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法によるイオン源を備えるものとし得る。 (Section 8) In the mass spectrometer according to Item 6 or 7, an ion source using a matrix-assisted laser desorption ionization method may be provided upstream of the mass separator.

第8項に記載の質量分析装置において、例えば高分子化合物の構造を破壊することなく、効率的にイオン化することが可能となる。このため、生体由来高分子化合物などにも適した質量分析装置を提供することができる。 In the mass spectrometer described in item 8, for example, it is possible to efficiently ionize a polymer compound without destroying its structure. Therefore, it is possible to provide a mass spectrometer suitable for bio-derived polymer compounds and the like.

1…イオン源
2…イオントラップ
3…質量分離器
31…主電極
34…イオン導入口
35…イオン導出口
4…イオン検出器
4A…位置決め孔
5…第1チャンバー
5A…イオン化室
5B…第1真空室
6…隔壁
7…第2チャンバー
7A…本体部
7B…蓋体
7C…開口部
7D…ネジ着脱用開口
7E…排気開口
7F…イオン通過孔
8、9…真空ポンプ
10…検出器保持機構
11…蓋部
12…保持部
13…支柱
14…弾性部
15…ネジ
16…メタルガスケット
17…蓋部
18…ばね付き固定ネジ
19…位置決めピン
40…支柱
100…MALDIイオン源
1... Ion source 2... Ion trap 3... Mass separator 31... Main electrode 34... Ion introduction port 35... Ion outlet 4... Ion detector 4A... Positioning hole 5... First chamber 5A... Ionization chamber 5B... First vacuum Chamber 6...Partition 7...Second chamber 7A...Main body 7B...Lid 7C...Opening 7D...Screw attachment/removal opening 7E...Exhaust opening 7F...Ion passing holes 8, 9...Vacuum pump 10...Detector holding mechanism 11... Lid 12... Holding part 13... Support 14... Elastic part 15... Screw 16... Metal gasket 17... Cover 18... Fixing screw with spring 19... Positioning pin 40... Support 100... MALDI ion source

Claims (8)

真空排気によって内部が真空雰囲気とされる真空容器と、
前記真空容器の内部に配置された、質量分離器及びイオン検出器を含む分析部と、
前記真空容器の壁面の所定位置に形成された、前記イオン検出器が通過可能な大きさの開口部と、
前記開口部を閉塞する蓋部、及び、該蓋部と前記イオン検出器とを接続する接続部が一体化されてなる検出器保持部と、
を備える質量分析装置。
A vacuum container whose interior is made into a vacuum atmosphere by evacuation,
an analysis section including a mass separator and an ion detector disposed inside the vacuum container;
an opening formed at a predetermined position on the wall surface of the vacuum container and having a size that allows the ion detector to pass through;
a detector holding part formed by integrating a lid part that closes the opening, and a connection part that connects the lid part and the ion detector;
A mass spectrometer equipped with.
前記蓋部が前記開口部を閉塞するように前記検出器保持部が前記真空容器に装着された状態において、前記イオン検出器を前記質量分離器に対して固定する固定部、をさらに備える、請求項1に記載の質量分析装置。 Claim further comprising: a fixing part that fixes the ion detector to the mass separator in a state where the detector holding part is attached to the vacuum container so that the lid closes the opening. The mass spectrometer according to item 1. 前記固定部は、前記真空容器に形成された、前記開口部とは異なる副開口部、を通した操作により固定及びその解除が可能である部材である、請求項2に記載の質量分析装置。 3. The mass spectrometer according to claim 2, wherein the fixing part is a member that can be fixed and released by operation through a sub-opening formed in the vacuum container and different from the opening. 前記接続部は、前記蓋部に対して前記イオン検出器の位置の変化を許容する弾性部を含む、請求項1に記載の質量分析装置。 The mass spectrometer according to claim 1, wherein the connection section includes an elastic section that allows the position of the ion detector to change with respect to the lid section. 前記質量分離部は、前記真空容器の内底面に直接的に又は間接的に固定されている複数の支柱により、該内底面から離間した状態で保持されている、請求項1に記載の質量分析装置。 The mass spectrometer according to claim 1, wherein the mass separator is held apart from the inner bottom surface of the vacuum container by a plurality of supports that are directly or indirectly fixed to the inner bottom surface of the vacuum container. Device. 前記質量分離部はマルチターン飛行時間型質量分離器である、請求項1に記載の質量分析装置。 The mass spectrometer according to claim 1, wherein the mass separator is a multiturn time-of-flight mass separator. 前記質量分離部の前段に、イオン源、及び、分析対象のイオンを射出可能であるイオントラップ、を備える、請求項6に記載の質量分析装置。 The mass spectrometer according to claim 6, further comprising an ion source and an ion trap capable of ejecting ions to be analyzed, upstream of the mass separation section. 前記質量分離部の前段に、マトリックス支援レーザー脱離イオン化法によるイオン源を備える、請求項6に記載の質量分析装置。 7. The mass spectrometer according to claim 6, further comprising an ion source based on matrix-assisted laser desorption ionization before the mass separation section.
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