JP3058651B2 - Method and apparatus for mass spectrometry - Google Patents

Method and apparatus for mass spectrometry

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JP3058651B2
JP3058651B2 JP2100327A JP10032790A JP3058651B2 JP 3058651 B2 JP3058651 B2 JP 3058651B2 JP 2100327 A JP2100327 A JP 2100327A JP 10032790 A JP10032790 A JP 10032790A JP 3058651 B2 JP3058651 B2 JP 3058651B2
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公之助 大石
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は質量分析の方法および装置、特に発生したイ
オンを質量分析部に導くために用いられる複数の電極の
電圧設定に特徴を有する質量分析の方法および装置に関
する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method and an apparatus for mass spectrometry, and more particularly to a mass spectrometer characterized by setting the voltage of a plurality of electrodes used to guide generated ions to a mass spectrometer. Method and apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

試料を霧状にして窒素ガスまたはアルゴンのような不
活性ガスと共にイオン化部に導き、そしてこれにマイク
ロ波エネルギーを与えると、試料およびガスはイオン化
し、プラズマが生じる。このプラズマ中のイオンを質量
分析部に導いて質量分析する試みがなされつつある。
When the sample is atomized and guided to an ionization section with an inert gas such as nitrogen gas or argon, and given microwave energy thereto, the sample and gas ionize and a plasma is formed. Attempts are being made to introduce ions in the plasma to a mass spectrometer for mass spectrometry.

このようなマイクロ波プラズマイオン質量分析に当つ
ては、発生したイオンをある定められた位置に集束した
状態で導き、その上でそのイオンを質量分析部に導入す
ることが望まれる。また、プラズマ中のイオンをある定
められた位置に集束した状態で導くには、プラズマ発生
部と前記ある定められた位置の間に複数の電極を配置す
ることが望ましい。
In such microwave plasma ion mass spectrometry, it is desirable to guide the generated ions in a focused state at a predetermined position, and then to introduce the ions into a mass spectrometry unit. In order to guide ions in the plasma to a predetermined position in a focused state, it is desirable to dispose a plurality of electrodes between the plasma generating unit and the predetermined position.

試料を霧状にしてアルゴンのような不活性ガスと共に
イオン化部に導き、高周波磁界にさらすことによつても
試料および不活性ガスがイオン化してプラズマが生じ
る。したがつて、このプラズマ中のイオンを引出して質
量分析部に導入すれば同様に質量分析ができる。これは
誘導結合高周波プラズマイオン質量分析として知られて
いるもので、たとえば特開昭62−20231号公報(対応米
国特許第4,740,696号明細書)や米国特許第4,804,838号
明細書などに記載されている。
The sample is atomized and guided to an ionization section together with an inert gas such as argon, and the sample and the inert gas are ionized also by exposure to a high-frequency magnetic field to generate plasma. Therefore, if the ions in the plasma are extracted and introduced into the mass spectrometer, mass analysis can be performed in the same manner. This is known as inductively coupled high frequency plasma ion mass spectrometry, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-20231 (corresponding US Pat. No. 4,740,696) and US Pat. No. 4,804,838. .

このような誘導結合高周波プラズマイオン質量分析の
場合にも、プラズマ中のイオンをある定められた位置に
集束した状態で導き、その上で質量分析部に導入するこ
とが望ましいことから、プラズマ発生部と前記ある定め
られた位置の間にその位置にイオンを集束した状態で導
く複数の電極を配置することが望ましい。
Also in the case of such inductively coupled high-frequency plasma ion mass spectrometry, it is desirable to guide the ions in the plasma in a focused state at a predetermined position and then to introduce the ions into the mass spectrometry unit. It is desirable to arrange a plurality of electrodes for guiding ions in a focused state between the predetermined positions.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

一般的に複数の電極には異なる電圧が印加されるが、
それらの電圧を最適な値に設定するのは容易でない。
Generally, different voltages are applied to a plurality of electrodes,
It is not easy to set those voltages to optimal values.

したがつて、本発明の一つの目的は複数の電極電圧の
設定が容易な質量分析の方法および装置を提供すること
にある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for mass spectrometry in which a plurality of electrode voltages can be easily set.

本発明のもう一つの目的は複数の電極電圧の正確な設
定を可能にするのに適した質量分析の方法および装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for mass spectrometry suitable for enabling accurate setting of a plurality of electrode voltages.

本発明の他のもう一つの目的は複数の電極電圧のドリ
フトにもとづく感度変化の防止を図るのに適した質量分
析の方法および装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a mass spectrometry method and apparatus suitable for preventing a change in sensitivity based on drifts of a plurality of electrode voltages.

本発明の更に他のもう一つの目的はイオン検出出力の
飽和にもとづく誤つた電圧設定を防ぐのに適した質量分
析の方法および装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for mass spectrometry suitable for preventing an erroneous voltage setting based on saturation of an ion detection output.

本発明の他の更にもう一つの目的は高計数効率化が可
能な質量分析の方法および装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for mass spectrometry capable of increasing the counting efficiency.

本発明の更に別の目的は質量数誤差があればそれを明
確にすることができる質量分析の方法および装置を提供
することにある。
It is still another object of the present invention to provide a mass spectrometry method and apparatus which can clarify any mass number error.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明においては、複数の電極に印加される電圧がそ
れぞれ走査され、その走査を通じて得られるイオン検出
出力にもとづいて所定の値に自動的に設定される。
In the present invention, the voltages applied to the plurality of electrodes are respectively scanned, and the voltage is automatically set to a predetermined value based on the ion detection output obtained through the scanning.

本発明の一側面によれば、質量数走査はくり返し行わ
れ、前記電圧走査は質量数走査ごとにその質量数走査に
先立つて行われる。
According to one aspect of the invention, the mass number scan is performed repeatedly, and the voltage scan is performed for each mass number scan prior to the mass number scan.

本発明のもう一つの側面によれば、複数の電極に印加
される電圧は所定の順序で走査され、そしてその走査を
通じて得られるイオン検出出力にもとづいて自動的に設
定される。続いて複数の電極のうちの選択された少なく
とも一つの電極の電圧が走査され、そしてその走査を通
じて得られるイオン検出出力にもとづいて前記選択され
た電極の電圧が自動的にチエツクされ、再設定される。
According to another aspect of the invention, the voltages applied to the plurality of electrodes are scanned in a predetermined order and are automatically set based on the ion detection output obtained through the scan. Subsequently, the voltage of at least one selected electrode of the plurality of electrodes is scanned, and the voltage of the selected electrode is automatically checked and reset based on the ion detection output obtained through the scan. You.

〔作用〕[Action]

本発明にあつては、複数の電極に印加される電圧が走
査され、その走査を通じて得られるイオン検出出力にも
とづいて所定の値に自動的に設定されるので、その設定
の容易化が図られる。
According to the present invention, the voltage applied to the plurality of electrodes is scanned, and the voltage is automatically set to a predetermined value based on the ion detection output obtained through the scanning, thereby facilitating the setting. .

本発明の一側面によれば、質量数走査がくり返し行わ
れ、電極電圧走査は質量数走査ごとにその質量数走査に
先立つて行われるので、質量分析中に生じる電極電圧の
ドリフトにもとづく感度変化の防止が図られる。
According to one aspect of the present invention, the mass number scan is performed repeatedly, and the electrode voltage scan is performed prior to the mass number scan for each mass number scan, so that the sensitivity change based on the drift of the electrode voltage that occurs during mass analysis. Is prevented.

本発明のもう一つの側面によれば、複数の電極電圧の
走査の後、そのうちの選択された少なくとも一つの電極
電圧は再度走査され、したがつてその電極電圧を適切な
値により近づけることができるようになる。すなわち、
電極電圧のより正確な設定が可能となる。
According to another aspect of the invention, after scanning the plurality of electrode voltages, at least one of the selected electrode voltages is re-scanned, so that the electrode voltages can be brought closer to an appropriate value. Become like That is,
More accurate setting of the electrode voltage becomes possible.

〔実施例〕〔Example〕

第1図を参照するに、マイクロ波電力発生器(たとえ
ば2.45ギガヘルツ,1キロワツト)1から導波管2を通し
てプラズマ発生部にマイクロ波電力を供給する。このと
きN(窒素)の放電ガス3と共に、試料4をネブライザ
5で霧状にしてプラズマ発生部に導入し、プラズマをつ
くる。プラズマ中のイオンは真空中の質量分析部6に導
かれる。すなわち、イオンはイオンレンズ系6Aにより集
束され、更に質量分析部である四重極マスフイルタ6Bに
より質量分析され、その質量分析されたイオンはイオン
検出器7で検出される。検出器7の出力はパルス増幅器
8で増幅され、デイスクリミネータ9に導入される。デ
イスクリミネータ9はマスタCPU29によつて自動的に設
定される弁別レベルをもち、このレベル以上のパルス信
号のみがゲート回路12に入る。
Referring to FIG. 1, microwave power is supplied from a microwave power generator (for example, 2.45 GHz, 1 kilowatt) 1 to a plasma generator through a waveguide 2. At this time, the sample 4 is atomized by a nebulizer 5 together with the discharge gas 3 of N (nitrogen) and introduced into the plasma generating section to generate plasma. The ions in the plasma are guided to the mass spectrometer 6 in a vacuum. That is, the ions are focused by the ion lens system 6A, further subjected to mass analysis by the quadrupole mass filter 6B, which is a mass analyzer, and the mass-analyzed ions are detected by the ion detector 7. The output of the detector 7 is amplified by a pulse amplifier 8 and introduced into a discriminator 9. The discriminator 9 has a discrimination level automatically set by the master CPU 29, and only a pulse signal exceeding this level enters the gate circuit 12.

一方、ユーザからパーソナルコンピユータ31により、
分析条件設定の情報がインタフエイス30を経て、マスタ
CPU29に入り、このCPUはレジスタ28でその情報信号をコ
マンド信号に変換しスレーブCPU20に転送する。スレー
ブCPU20はレジスタ28のコマンド信号に従つてイオン質
量分析部の四重極マスフイルタ6Bによる質量数走査のた
めのスキヤンメモリ18に走査すべき質量数に対応する電
圧のデータを記憶することができるようになつている。
そこで、スレーブCPU20はアドレス信号をラツチ回路16
に一時記憶し、更にアツプダウンカウンタ17を経由して
スキヤンメモリ18にアドレスを設定する。そのアドレス
に対応するスキヤンデータ(質量数)をバツフア19を通
してスキヤンメモリ18に記憶する。この動作をくり返す
ことにより一連の走査質量数データをスキヤンメモリ18
に記憶終了する。
On the other hand, from the user by the personal computer 31,
The analysis condition setting information is passed through the interface 30 to the master
The CPU 29 enters the CPU 29, and the CPU converts the information signal into a command signal in the register 28 and transfers the command signal to the slave CPU 20. The slave CPU 20 can store the data of the voltage corresponding to the mass number to be scanned in the scan memory 18 for the mass number scan by the quadrupole mass filter 6B of the ion mass spectrometer in accordance with the command signal of the register 28. It has become.
Therefore, the slave CPU 20 sends the address signal to the latch circuit 16.
The address is set in the scan memory 18 via the up-down counter 17. Scan data (mass number) corresponding to the address is stored in the scan memory 18 through the buffer 19. By repeating this operation, a series of scanning mass number data is stored in the scan memory 18.
Ends the storage.

その後パーソナルコンピユータ31により測定のスター
トを実行すると、スレーブCPU20からスキヤンタイミン
グ回路15にスタート信号を送り、この回路15は走査モー
ドに従つて、ゲート回路12のゲートを開く。それと同時
にアツプダウンカウンタ17にクロツクパルス信号を入力
し、アツプダウンカウンタ17のカウンタをインクリメン
トし、スキヤンメモリ18のメモリアドレスを走査して質
量数データを出力し、ラツチ回路22に一時記憶しながら
そのデータをD/A変換器23に入力する。D/A変換器23は高
周波電源24を駆動し、四重極マスフイルタ6Bをステツプ
スキヤンする。すなわち、質量数走査が行われる。その
ステツプの時間内のイオンパルスをゲート回路12を通し
てパルスカウンタ13で計数し、ラツチ回路14に送り、ス
レーブCPU20中のメモリ部に各ステツプスキヤンごとの
計数値を記憶する。この走査を何回かくり返し、その走
査位置、いわゆる質量数に対応する各イオン計数量の平
均値をマスタCPU29で求め、スペクトルを算出しパーソ
ナルコンピユータ31の画面に表示する。更にバツフア21
からスキヤンメモリのデータを同時にスレーブCPU20に
送り、現時点でスキヤンをしている質量数を、予め記憶
されてある質量数と比較しながらパーソナルコンピユー
タ31の画面の横軸に質量数を表示する。両者が不一致の
場合は不一致表示をパーソナルコンピユータ31の画面に
行う。
After that, when the personal computer 31 starts the measurement, a start signal is sent from the slave CPU 20 to the scan timing circuit 15, and the circuit 15 opens the gate of the gate circuit 12 according to the scan mode. At the same time, a clock pulse signal is input to the up-down counter 17, the counter of the up-down counter 17 is incremented, the memory address of the scan memory 18 is scanned, the mass number data is output, and the data is temporarily stored in the latch circuit 22. Is input to the D / A converter 23. The D / A converter 23 drives the high-frequency power supply 24 to step scan the quadrupole mass filter 6B. That is, mass number scanning is performed. Ion pulses within the time of the step are counted by a pulse counter 13 through a gate circuit 12, sent to a latch circuit 14, and the count value for each step scan is stored in a memory unit in the slave CPU 20. This scan is repeated several times, and the master CPU 29 calculates the average value of each ion count corresponding to the scan position, that is, the mass number, calculates the spectrum, and displays the spectrum on the screen of the personal computer 31. Buffer 21
, The data of the scan memory is simultaneously sent to the slave CPU 20, and the mass number currently scanned is compared with the mass number stored in advance, and the mass number is displayed on the horizontal axis of the screen of the personal computer 31. If they do not match, a mismatch display is displayed on the screen of the personal computer 31.

更にマスタCPU29はD/A変換器11を制御し、イオン検出
器用高圧発生器10の電圧をその増倍感度の良好な位置に
設定する機能もそなえている。
Further, the master CPU 29 has a function of controlling the D / A converter 11 and setting the voltage of the ion detector high-voltage generator 10 to a position where the multiplication sensitivity is good.

第2図は第1図のイオンレンズ系の電極配置を示す。
プラズマ中のイオンは引出電極50によりサンプリングコ
ーン電極50′を通して引出され、更に加速電極51により
引出電極50および加速電極51を通して加速される。この
ようにして加速されたイオンはレンズ系の中心線上に配
置された中心電極要素52とその周りに配置された周囲電
極要素53からなる収集電極54によりそれらの電極要素間
の間隙を通過する。このようにして通過したイオンは集
束電極55によりデイフアレンシヤル開口電極56を通して
スリツト電極57の位置に集束し、この集束したイオンは
スリツト電極57を通して四重極マスフイルタ6Bに入つて
質量分析される。
FIG. 2 shows an electrode arrangement of the ion lens system of FIG.
The ions in the plasma are extracted by the extraction electrode 50 through the sampling cone electrode 50 ′, and further accelerated by the acceleration electrode 51 through the extraction electrode 50 and the acceleration electrode 51. The ions accelerated in this way pass through the gap between these electrode elements by means of a collecting electrode 54 consisting of a central electrode element 52 arranged on the center line of the lens system and a peripheral electrode element 53 arranged around it. The ions passed in this way are focused by the focusing electrode 55 through the differential aperture electrode 56 to the position of the slit electrode 57, and the focused ions enter the quadrupole mass filter 6B through the slit electrode 57 for mass analysis. .

プラズマ生成時には発光も伴ない、その発光した光は
中心電極要素52により遮蔽される。
When plasma is generated, light is emitted, and the emitted light is shielded by the center electrode element 52.

サンプリングコーン電極50′,引出電極50およびスリ
ツト電極57は接地されているが、これに対して加速電極
51,収集電極54,集束電極55およびデイフアレンシヤル開
口電極56にはそれぞれ−350ボルト、+8ボルト,+31
ボルトおよび+20ボルトの電圧が印加される。これらの
電圧はイオン検出器7の出力が最大になるように定めら
れるべきであるが、その調整は実際上はむずかしい。そ
こで、本発明においては、その調整を自動的に行うこと
によりその容易化を図るようにしている。
The sampling cone electrode 50 ', the extraction electrode 50 and the slit electrode 57 are grounded.
51, collecting electrode 54, focusing electrode 55, and differential aperture electrode 56 have -350 volts, +8 volts, and +31 volts, respectively.
Volts and +20 volts are applied. These voltages should be set so that the output of the ion detector 7 is maximized, but the adjustment is practically difficult. Therefore, in the present invention, the adjustment is automatically performed to facilitate the adjustment.

第3図は理解を容易にすべく、電圧が印加される加速
電極51,収集電極54,集束電極55およびデイフアレンシヤ
ル開口電極56のうちの任意の2個の電極に限つてそれら
に印加される電圧を自動的に調整し、設定するフローを
示す。ここで、選択された2個の電極をA,Bとする。
FIG. 3 shows only two of the accelerating electrode 51, the collecting electrode 54, the focusing electrode 55, and the differential aperture electrode 56 to which a voltage is applied. 2 shows a flow for automatically adjusting and setting the applied voltage. Here, the two selected electrodes are A and B.

この電極調整に当つては、四重極マスフイルタの質量
数走査は行わず、ある質量数に固定して電圧調整が行わ
れる。一例として、放電ガス中の窒素N15の同位体イオ
ンの質量数を用いての電圧調整法を説明する。
In this electrode adjustment, the mass adjustment of the quadrupole mass filter is not performed, and the voltage adjustment is performed while fixing the mass at a certain mass. As an example, the voltage adjusting method will be described of using mass number of isotopic ion of nitrogen N 15 in the discharge gas.

第3図を参照するに、まずN15の質量スペクトルが測
定される。この測定中に電極A,Bの初期電圧の設定が行
われる。続いてn=1の設定が行われ、電極Aの電圧が
走査され、そのときのイオン検出器出力が最大かどうか
判断される。この判断ステツプは最大ピーク値が得られ
るまでくり返される。最大ピーク値が得られると、その
ときの電極Aの電圧VPA1の設定が行われる。
Referring to Figure 3, the mass spectrum of the first N 15 is measured. During this measurement, the initial voltages of the electrodes A and B are set. Subsequently, n = 1 is set, the voltage of the electrode A is scanned, and it is determined whether or not the output of the ion detector at that time is maximum. This decision step is repeated until the maximum peak value is obtained. When the maximum peak value is obtained, the voltage VPA1 of the electrode A at that time is set.

次にn=1かどうかの判断が行われる。n=1の設定
が行われたのであるから、このステツプではn=1は正
しいとの判断が行われ、続いて電極Bの電圧走査に進
む。この電圧走査を通じてイオン検出器から得られる出
力信号が最大かどうかの判断が行われる。この判断は最
大ピーク値が得られるまでくり返される。最大ピーク値
が得られると、そのときの電極Bの電圧VPB1の設定が行
われる。この後n=1かどうかの判断が行われるが、こ
の場合はn=1が正しいので、その次にn=2かどうか
の判断が行われる。明らかに、n=2ではないから、こ
の場合はnの値が「1」だけインクリメントされる。す
なわち、n=2の設定が行われる。この状態で電極Aの
電圧走査が再度行われる。そして、n=1が正しいかど
うかが判断されるが、この場合はn=2なのでn=1は
正しくないと判断して2回目の電極Bの走査を通じて得
られるイオン検出器出力が最大のときの電極Aの電圧V
PA2が第1回の設定電圧VPA1と等しいかどうかが判断さ
れる。両者がもし等しければ電極Aの電圧はVPA1に設定
されたままであるが、等しくない場合は、第1回目のイ
オン検出器出力の最大ピーク値PA1と第2回目のイオン
検出器出力の最大ピーク値PA2の比較判断が行われる。
前者が後者より大きい場合には電極Aの設定電圧はVPA1
のままであるが、その反対の場合は電極Aの電圧はVPA2
に設定し直される。
Next, a determination is made as to whether n = 1. Since the setting of n = 1 has been performed, it is determined in this step that n = 1 is correct, and the process proceeds to the voltage scanning of the electrode B. It is determined whether the output signal obtained from the ion detector through this voltage scan is the maximum. This decision is repeated until the maximum peak value is obtained. When the maximum peak value is obtained, the voltage V PB1 of the electrode B at that time is set. Thereafter, it is determined whether or not n = 1. In this case, since n = 1 is correct, it is then determined whether or not n = 2. Obviously, n is not 2, so in this case the value of n is incremented by "1". That is, the setting of n = 2 is performed. In this state, the voltage scanning of the electrode A is performed again. Then, it is determined whether or not n = 1 is correct. In this case, since n = 2, it is determined that n = 1 is not correct, and when the ion detector output obtained through the second scan of the electrode B is maximum. Electrode A voltage V
It is determined whether PA2 is equal to the first set voltage VPA1 . Maximum two Although the equal, the voltage of electrode A if remains set to V PA1, if not equal, and the first ion detector output maximum peak value P A1 of the second ion detector output The comparison of the peak value PA2 is performed.
When the former is larger than the latter, the set voltage of electrode A is V PA1
In the opposite case, the voltage of the electrode A becomes V PA2
Is reset to.

電極Bの電圧設定も第3図のフローからわかるように
同様に行われる。そして、最後にn=2かどうかの判断
が行われるが、この場合はn=2が正しいから、これで
電極A,Bの電圧設定調整は終了する。
The setting of the voltage of the electrode B is similarly performed as can be seen from the flow of FIG. Finally, it is determined whether or not n = 2. In this case, since n = 2 is correct, the voltage setting adjustment of the electrodes A and B is completed.

電極が3個以上の場合も、その電極の数だけステツプ
が増えるだけで、電圧設定の考え方は2個の電極の場合
と全く同じである。
When there are three or more electrodes, the number of steps is increased by the number of the electrodes, and the concept of voltage setting is exactly the same as in the case of two electrodes.

複数個の電極は1個のレンズを構成するものと考える
ことができる。電圧調整は1個の電極ごと行われので、
これにより電極相互間の電圧変化が生じ、全体としてイ
オン検出器出力に影響が現われる。そこで、各電極電圧
の調整を複数回行えば、各電極電圧を全体として最大イ
オン検出出力を与える最適電圧値に近づけることができ
る。
A plurality of electrodes can be considered to constitute one lens. Since the voltage adjustment is performed for each electrode,
This causes a voltage change between the electrodes, which has an overall effect on the output of the ion detector. Therefore, if the adjustment of each electrode voltage is performed a plurality of times, each electrode voltage can be brought close to the optimum voltage value that gives the maximum ion detection output as a whole.

各電極電圧のイオン検出出力に与える影響の度合いは
必ずしも同じではなく、ある電極電圧は他の電極電圧に
比べてイオン検出出力に与える影響が非常に小さい場合
がある。この場合は、影響度の大きい電極電圧順にその
調整を行うとよい。また、影響度の非常に小さい電極電
圧のチエツクは1回だけでよいこともある。
The degree of the effect of each electrode voltage on the ion detection output is not necessarily the same, and a certain electrode voltage may have a very small effect on the ion detection output as compared to other electrode voltages. In this case, the adjustment may be performed in the order of the electrode voltage having the largest influence. In some cases, only one check of the electrode voltage having a very small influence is required.

第4図〜第6図は3個の電極電圧を、n=3として調
整,設定する場合のフローである。ただし、第1および
第2の電極電圧チエツクは3回行うが、第3の電極電圧
のチエツクは2回行う場合の例である。3個の電極はそ
れぞれA,BおよびCとして説明することにする。
FIG. 4 to FIG. 6 are flow charts for adjusting and setting three electrode voltages with n = 3. However, this is an example in which the first and second electrode voltage checks are performed three times, but the third electrode voltage check is performed twice. The three electrodes will be described as A, B and C respectively.

まず、N15のスペクトル測定が行われる。その測定を
通じて電極A,BおよびCの初期電圧設定が行われる。そ
の後、n=1の設定が行われ、この状態で電極Aの電圧
走査が行われる。この走査はイオン検出器出力が最大ピ
ーク値を与えるまでくり返される。その出力が最大ピー
クを与えると、そのときの電極Aの電圧VPA1が設定され
る。その後n=1かどうかの判断が行われるが、この場
合はn=1が正しいから、この後電極Bの電圧チエツ
ク,設定に移る(第5図)。このチエツク,設定は電極
Aの電圧のそれと同様にして行われる。その後、n=1
かどうかの判断が行われるが、n=1が正しいから、次
に電極Cの電圧のチエツク,設定に進む(第6図)。こ
のチエツク,設定も電極Aの電圧のそれと同じである。
最後にn=3かどうかの判断がなされるが、この場合n
=3は正しくないから、もう一度電極Aの電圧のチエツ
ク,設定に戻る。すなわち、nの値が「1」だけインク
リメントされる。そのチエツク,設定のやり方は第1回
のそれと同じである。
First, the spectral measurement of the N 15 is performed. Through the measurement, the initial voltages of the electrodes A, B and C are set. Thereafter, the setting of n = 1 is performed, and the voltage scanning of the electrode A is performed in this state. This scan is repeated until the ion detector output gives the maximum peak value. When the output gives the maximum peak, the voltage VPA1 of the electrode A at that time is set. Thereafter, it is determined whether or not n = 1. In this case, since n = 1 is correct, the process then proceeds to the voltage check and setting of the electrode B (FIG. 5). This check and setting are performed in the same manner as the voltage of the electrode A. Then, n = 1
It is determined whether or not n = 1 is correct. Then, the process proceeds to check and set the voltage of the electrode C (FIG. 6). The check and setting are the same as those of the voltage of the electrode A.
Finally, it is determined whether n = 3. In this case, n
Since = 3 is not correct, the process returns to checking and setting the voltage of the electrode A again. That is, the value of n is incremented by “1”. The method of checking and setting is the same as that of the first time.

次いで、n=1かどうかの判断が行われるが、n=2
が正しいので、その後n=2かどうかの判断が行われ
る。この場合、n=2が正しいので、その後第2回目の
電極Aの電圧VPA2と第1回目のそれVPA1との比較判断が
行われる。両者が等しいならVPA1は変更されないが、等
しくないならば、第1回目のイオン検出器出力PA1と第
2回目のそれPA2との比較判断がなされる。前者が後者
よりも大きければVPA1の変更はなされないが、その逆の
場合は電極Aの電圧はVPA1ではなく、VPA2に設定し直さ
れる。
Next, it is determined whether or not n = 1, but n = 2.
Is correct, then it is determined whether n = 2. In this case, since n = 2 is correct, a second comparison between the voltage V PA2 of the electrode A and the first voltage V PA1 is performed. If they are equal, V PA1 is not changed, but if they are not equal, a comparison is made between the first ion detector output P A1 and the second ion detector output P A2 . If the former is greater than the latter, V PA1 is not changed, but in the opposite case, the voltage on electrode A is reset to V PA2 instead of V PA1 .

その後電極BおよびCについても全く同様のことが実
行される。最後にn=3かどうかの判断がなされるが、
まだn=2であるので、更にもう一度電極Aの電圧のチ
エツク設定に戻る。つまり、nが更に「1」だけインク
リメントされる。これにより電極Aの電圧のチエツク,
設定がまた行われる。そのやり方は第1回目および第2
回目のそれと同じである。その後n=1かどうかの判断
が行われるが、n=1ではないので、その後更にn=2
かどうかの判断がなされる。もちろん、n=2ではな
く、n=3なので、今度は第3回目の電極Aの電圧VPA3
と第2回目の設定電圧VPA1またはVPA2とが等しいかどう
かが判断される。もし等しければ、電極Aの電圧設定の
変更は行われないが、等しくなければ第3回目のイオン
検出器出力PA3と第2回目のイオン検出出力PA1またはP
A2との大小の判断がなされる。もちろん前者が小さいな
ら電極Aの電圧変更はなされないが、その反対の場合は
電極Aの電圧はVPA3に設定し直される。
Thereafter, the same operation is performed for the electrodes B and C. Finally, it is determined whether n = 3,
Since n = 2, the process returns to the check setting of the voltage of the electrode A again. That is, n is further incremented by “1”. As a result, a check of the voltage of the electrode A,
The settings are made again. The first and second steps
It is the same as the first time. Thereafter, it is determined whether or not n = 1. However, since n = 1 is not satisfied, then n = 2.
A determination is made whether or not. Of course, since n = 3 instead of n = 2, this time the voltage V PA3 of the third electrode A
It is determined whether or not is equal to the second set voltage VPA1 or VPA2 . If they are equal, the voltage setting of the electrode A is not changed, but if they are not equal, the third ion detector output PA3 and the second ion detector output PA1 or P2.
A big or small decision is made with A2 . Of course the former is not performed voltage changes if a small electrode A, the voltage of electrode A when the opposite is re-set to V PA3.

その後電極Bの電圧の第3回目のチエツク,設定ステ
ツプに移行する(第5図)。そのやり方は電極Aについ
てのそれと同じである。これが終ると、n=3かどうか
の判断が行われる。もちろん、n=3なので、これで全
電極の電圧の調整,設定が終了する。
Thereafter, the process goes to the third check and setting step of the voltage of the electrode B (FIG. 5). The method is the same as that for the electrode A. When this is completed, a determination is made as to whether n = 3. Of course, since n = 3, the adjustment and setting of the voltages of all the electrodes are completed.

以上の電極電圧の調整,設定は質量数走査ごとにその
走査に先立つて行われる。すなわち、高周波電源24の高
周波の走査、したがつて質量数の走査を第7図(b)に
示すように行うと質量スペクトルは第7図(c)に示す
ように得られるので、電極電圧の調整,設定はくり返し
質量数走査の前段T(第7図(a)参照)の間に行われ
る。これにより、電極電圧のドリフトにもとづく感度変
化が軽減される。
The above-described adjustment and setting of the electrode voltage is performed before each mass number scan. That is, when the high-frequency scanning of the high-frequency power supply 24 and the scanning of the mass number are performed as shown in FIG. 7 (b), the mass spectrum is obtained as shown in FIG. 7 (c). Adjustment and setting are performed during the preceding stage T (see FIG. 7A) of the repetitive mass number scan. Thereby, the change in sensitivity due to the drift of the electrode voltage is reduced.

窒素ガスには同位体存在比が99.6%のN14と0.37%のN
14がある。電極電圧の調整,設定のためにN15イオンを
用いるとある電圧の場合、あるいは試料濃度が高い場合
はイオン検出出力が飽和する場合があり得る。この問題
は存在比の少ないN15イオンを用いることにより解決さ
れる。また、不活性ガスであるアルゴンにも同位体存在
比が0.337%のAr36,0.063%のAr38,99.6%のAr40があ
る。したがつて、マイクロ液プラズマ生成のためにアル
ゴンを用いる場合は、存在比の少ないAr36またはAr38
用いるとよい。
Isotope abundance ratio in the nitrogen gas is 99.6% N 14 0.37% N
There are 14 . Adjustment of the electrode voltage, if high or if the sample concentration, the voltage with the use of N 15 ions for setting may sometimes ion detection output is saturated. This problem can be solved by using N 15 ions having a low abundance ratio. In addition, argon, which is an inert gas, includes Ar 36 having an isotope ratio of 0.337%, Ar 38 having 0.063%, and Ar 40 having an isotopic ratio of 99.6%. Therefore, when using argon for micro-liquid plasma generation, Ar 36 or Ar 38 having a small abundance ratio may be used.

なお、電極電圧調整,設定のためにマイクロ波プラズ
マ生成用のガスイオンを用いる場合は、特別な標準試料
を特に用意する必要がないというメリツトもある。
When gas ions for generating microwave plasma are used for adjusting and setting the electrode voltage, there is also an advantage that it is not necessary to prepare a special standard sample.

第8図は電極電圧の調整時に表示される表示画面の例
である。電極A,B,CおよびDの電圧値が表示され、またN
15スペクトルについてイオン検出器出力パルスの計数値
が各電極電圧ごとに重ねて棒グラフ状に示される。これ
により、電極電圧の調整,設定状況が視覚的に確認でき
る。
FIG. 8 is an example of a display screen displayed when adjusting the electrode voltage. The voltage values of electrodes A, B, C and D are displayed, and N
The count values of the pulse output from the ion detector for the 15 spectra are shown in a bar graph superimposed for each electrode voltage. Thereby, the adjustment and setting status of the electrode voltage can be visually confirmed.

第9図はデイスクリミネータの弁別レベル設定用の構
成図で、イオン検出器7からの出力イオン信号はパルス
増幅器8で増幅され、デイスクリミネータ9に入力され
る。マスタCPUはD/A変換器11′を制御し、デイスクリミ
ネータ9の弁別レベルを設定する。このとき第10図のよ
うにプラズマ生成前にノイズNをパルス波高値の調整範
囲LDL〜HDL内で各等間隔点におけるパルスカウンタ数と
してパルスカウンタ13で計数し、メモリ32に記憶する。
次にプラズマを生成し、N15イオンを測定し、同じ点に
おける信号Sのカウント数を計数し、マスタCPU29で各
点のS/N比率を計算する。そしてS/Nカーブの最大ピーク
値DLを求め、この位置にデイスクリミネータ9の弁別レ
ベルを設定する。これによりパルス計数効率が高めら
れ、検出感度が高められる。
FIG. 9 is a block diagram for setting the discrimination level of the discriminator. The output ion signal from the ion detector 7 is amplified by the pulse amplifier 8 and input to the discriminator 9. The master CPU controls the D / A converter 11 'and sets the discrimination level of the discriminator 9. At this time, as shown in FIG. 10, the noise N is counted by the pulse counter 13 as the number of pulse counters at each equally spaced point in the pulse peak value adjustment range LDL to HDL before plasma generation, and stored in the memory 32.
Next, a plasma is generated, N 15 ions are measured, the count number of the signal S at the same point is counted, and the S / N ratio of each point is calculated by the master CPU 29. Then, the maximum peak value DL of the S / N curve is obtained, and the discrimination level of the discriminator 9 is set at this position. Thereby, the pulse counting efficiency is increased, and the detection sensitivity is increased.

なお、第10図の横軸はパルス波高値で、これは第11図
の縦軸であるパルスの大きさを表わすものである。
Note that the horizontal axis in FIG. 10 is the pulse peak value, which represents the magnitude of the pulse, which is the vertical axis in FIG.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、次のような効果が期待できる。 According to the present invention, the following effects can be expected.

(1)複数の電極電圧の設定が容易である。(1) Setting of a plurality of electrode voltages is easy.

(2)その電極電圧の設定を正確に行うことが可能であ
る。
(2) It is possible to accurately set the electrode voltage.

(3)電極電圧のドリフトにもとづく感度変化の防止が
図られる。
(3) A change in sensitivity based on the drift of the electrode voltage is prevented.

(4)イオン検出出力の飽和にもとづく誤つた電圧設定
の防止が図られる。
(4) An erroneous voltage setting based on the saturation of the ion detection output is prevented.

(5)高計数効率化が図られる。(5) High counting efficiency is achieved.

(6)質量数誤差の確認ができる。(6) Mass number error can be confirmed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す質量分析装置のブロツ
ク図、第2図は第1図のレンズ系の配置図、第3図は本
発明にもとづく電極電圧の一調整,設定例のフロー図、
第4図〜第6図は本発明にもとづく電極電圧のもう一つ
の調整,設定例のフロー図、第7図は本発明にもとづく
質量数走査と電極電圧の調整,設定との一つの関係を示
す図、第8図は本発明にもとづく電極電圧の調整,調定
時の画面の一つの表示例、第9図は第1図のデイスクリ
ミネータ回路図、第10図は弁別レベル設定のための説明
図、第11図は第10図の横軸を説明するための図である。 6……質量分析部、9……デイスクリミネータ、18……
スキヤンメモリ、20……スレーブCPU、29……マスタCP
U、31……パーソナルコンピユータ。
FIG. 1 is a block diagram of a mass spectrometer showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a layout diagram of the lens system of FIG. 1, and FIG. 3 is an example of adjustment and setting of an electrode voltage based on the present invention. Flow diagram,
4 to 6 are flow charts of another example of adjustment and setting of the electrode voltage according to the present invention, and FIG. 7 shows one relationship between the mass number scanning and the adjustment and setting of the electrode voltage according to the present invention. FIG. 8 is a display example of one of the screens for adjusting and adjusting the electrode voltage according to the present invention, FIG. 9 is a circuit diagram of the discriminator in FIG. 1, and FIG. 10 is a diagram for setting a discrimination level. FIG. 11 is a diagram for explaining the horizontal axis of FIG. 6 mass spectrometer, 9 discriminator, 18
Scan memory, 20: slave CPU, 29: master CP
U, 31 ... Personal computer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−27553(JP,A) 特開 平2−64449(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/26 G01N 27/62 H01J 49/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-27553 (JP, A) JP-A-2-64449 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 49/26 G01N 27/62 H01J 49/12

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】イオンを発生し、そのイオンを複数の電極
を用いて予め定められた位置に集束した状態で導き、そ
の導かれたイオンを質量分析部に導いて質量数走査を行
いながら質量分析し、その質量分析されたイオンを検出
し、検出結果を表示手段に表示する質量分析方法であっ
て、 前記質量数走査に先立って前記複数の電極に印加する電
圧をそれぞれ走査し、その走査を通じて得られる前記イ
オン検出出力にもとづいて前記電圧を設定し、設定後の
各電極への印加電圧値を前記表示手段に表示することを
特徴とする質量分析方法。
1. A method for generating ions, focusing the ions at a predetermined position using a plurality of electrodes, guiding the ions to a mass spectrometer, and performing mass scanning while performing a mass number scan. A mass spectrometry method for analyzing, detecting ions subjected to mass spectrometry, and displaying a detection result on a display means, wherein each of the voltages applied to the plurality of electrodes is scanned prior to the mass number scanning, and the scanning is performed. Mass spectrometry, wherein the voltage is set based on the ion detection output obtained through step (a), and the applied voltage value to each electrode after the setting is displayed on the display means.
【請求項2】前記設定されるべき電圧の各々は前記イオ
ン検出出力が実質的に最大であるときの値であることを
特徴とする請求項1にもとづく質量分析法。
2. The mass spectrometric method according to claim 1, wherein each of the voltages to be set is a value when the ion detection output is substantially maximum.
【請求項3】前記複数の電極の電圧走査時に用いられる
イオンは、存在する同位体のうち、存在比の少ない方の
同位体のイオンであることを特徴とする請求項3にもと
づく質量分析法。
3. The mass spectrometry method according to claim 3, wherein the ions used for voltage scanning of the plurality of electrodes are ions of the isotope having a smaller abundance ratio among the isotopes present. .
【請求項4】測定対象試料をイオン化するイオン化部
と、当該イオン化部で発生したイオンを予め定められた
位置に集束した状態で導く複数の電極と、当該電極のそ
れぞれに電圧を印加する電圧印加部と、前記導かれたイ
オンを質量分析するように質量数走査をくり返し行う質
量分析部と、質量分析されたイオンを検出する検出部
と、当該検出部の検出結果を表示する表示部と、前記各
部の動作を制御する制御部とを有する質量分析装置であ
って、 前記制御部は、前記質量数走査に先立って前記電圧印加
部から前記複数の電極へ印加する電圧を走査し、その走
査を通じて得られる前記検出部の出力にもとづいて前記
複数の電極への印加電圧を設定し、設定後の電圧値を前
記表示部に表示することを特徴とする質量分析装置。
4. An ionization section for ionizing a sample to be measured, a plurality of electrodes for guiding ions generated in the ionization section to a predetermined position in a focused state, and a voltage application for applying a voltage to each of the electrodes. Unit, a mass spectrometry unit that repeats mass number scanning so as to perform mass analysis on the guided ions, a detection unit that detects mass-analyzed ions, and a display unit that displays a detection result of the detection unit, A mass spectrometer having a control unit that controls the operation of each unit, wherein the control unit scans a voltage applied from the voltage application unit to the plurality of electrodes prior to the mass number scan, and scans the voltage. A voltage applied to the plurality of electrodes is set based on an output of the detection unit obtained through the detection unit, and the set voltage value is displayed on the display unit.
【請求項5】前記設定されるべき電圧の各々は前記検出
部の出力が実質的に最大であるときの値であることを特
徴とする請求項4にもとづく質量分析装置。
5. The mass spectrometer according to claim 4, wherein each of the voltages to be set is a value when the output of the detection unit is substantially maximum.
【請求項6】前記表示部に表示される設定後の各電極へ
の電圧値は、各電極毎に重ねて棒グラフ状に表示するこ
とを特徴とする請求項4にもとづく質量分装置。
6. The mass fractionating device according to claim 4, wherein the voltage value to each electrode after setting, which is displayed on the display section, is displayed in a bar graph shape for each electrode.
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