JP3096375B2 - Hybrid tandem mass spectrometer - Google Patents
Hybrid tandem mass spectrometerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、2つの質量分析装置を
接続した所謂タンデム質量分析装置に関し、特に第1の
質量分析装置として磁場型質量分析装置、第2の質量分
析装置として四重極型質量分析装置を用いたハイブリッ
ドタンデム質量分析装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called tandem mass spectrometer in which two mass spectrometers are connected, in particular, a magnetic field type mass spectrometer as a first mass spectrometer and a quadrupole as a second mass spectrometer. The present invention relates to a hybrid tandem mass spectrometer using a mass spectrometer.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は、ハイブリッドタンデム質量分析
装置の一例を示している。図1において、1はイオン
源、2はイオン源1で生成されたイオンが入射する電場
と磁場からなる二重収束質量分析系、3は二重収束質量
分析系を通過した特定の質量電荷比を持ったイオンが収
束されるコレクタスリット、4はコレクタスリット3を
通過したイオンが導入される四重極型質量分析装置、5
は二重収束質量分析系2と四重極型質量分析装置4とを
接続する接続レンズ系で、収束レンズ6と減速レンズ7
から構成される。2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of a hybrid tandem mass spectrometer. In FIG. 1, 1 is an ion source, 2 is a double focusing mass spectrometer composed of an electric field and a magnetic field into which ions generated by the ion source 1 are incident, and 3 is a specific mass-to-charge ratio that has passed through the double focusing mass analyzing system. 4 is a collector slit in which the ions having the convergence are converged, and 4 is a quadrupole mass spectrometer into which the ions passing through the collector slit 3 are introduced.
Is a connection lens system for connecting the double converging mass spectrometry system 2 and the quadrupole mass spectrometer 4, and includes a converging lens 6 and a deceleration lens 7.
Consists of
【0003】一般に、四重極型質量分析装置で取り扱う
イオンの運動エネルギーは、磁場型質量分析装置で取り
扱うイオンの運動エネルギーよりも2〜3桁小さい。そ
のため、ハイブリッドタンデム質量分析装置において
は、磁場型質量分析系を通過したイオンを減速して四重
極型質量分析装置に導入する必要がある。すなわち、磁
場型質量分析系2のイオンの中心通路は接地電位とする
が、四重極型質量分析装置4ではイオン源1における加
速電位Va とほぼ同じとしなければならない。Generally, the kinetic energy of ions handled by a quadrupole mass spectrometer is two to three orders of magnitude smaller than the kinetic energy of ions handled by a magnetic field mass spectrometer. Therefore, in the hybrid tandem mass spectrometer, it is necessary to decelerate the ions that have passed through the magnetic field type mass spectrometer and to introduce the ions into the quadrupole mass spectrometer. That is, the center path of the ions of the magnetic field type mass spectrometry system 2 is set to the ground potential, but in the quadrupole mass spectrometer 4, it should be almost the same as the acceleration potential Va in the ion source 1.
【0004】図2は、図1のハイブリッドタンデム質量
分析装置について、イオン通路に沿うポテンシャル分布
を模式的に示したものである。四重極型質量分析装置4
の部分にポテンシャルVb を与えるために減速レンズ7
が用いられ、コレクタスリット3を通過して発散するイ
オンを減速レンズ7へ向けて収束するために収束レンズ
6が用いられる。なお、四重極型質量分析装置4におけ
るポテンシャルVb とVa との差によって、四重極質量
分析装置を飛行するイオンの運動エネルギーが規定され
る。FIG. 2 schematically shows a potential distribution along an ion path in the hybrid tandem mass spectrometer of FIG. Quadrupole mass spectrometer 4
Deceleration lens 7 to give potential Vb to
And a converging lens 6 is used to converge ions diverging through the collector slit 3 toward the deceleration lens 7. Note that the difference between the potentials Vb and Va in the quadrupole mass spectrometer 4 defines the kinetic energy of ions flying in the quadrupole mass spectrometer.
【0005】従来、収束レンズ6としては図3(a)に
示すような構造を持つアインツェルレンズが用いられ、
減速レンズとして7としては、図3(b)に示すような
構造を持つ軸対称レンズが用いられている。Conventionally, an Einzel lens having a structure as shown in FIG.
As the deceleration lens 7, an axially symmetric lens having a structure as shown in FIG. 3B is used.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の接続
レンズ系ではイオンの通過効率が低く、四重極型質量分
析装置へ多量のイオンを導入することが困難であった。
そのため、高い感度の測定が困難であった。However, the conventional connection lens system has a low ion passing efficiency, and it has been difficult to introduce a large amount of ions into a quadrupole mass spectrometer.
Therefore, measurement with high sensitivity was difficult.
【0007】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであり、磁場型質量分析系で選択されたイオンを効率
良く四重極型質量分析装置へ導入して高い感度で分析で
きるハイブリッドタンデム質量分析装置を提供すること
を目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and is a hybrid tandem in which ions selected by a magnetic field type mass spectrometer can be efficiently introduced into a quadrupole type mass spectrometer and analyzed with high sensitivity. It is intended to provide a mass spectrometer.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、磁場型質量分析装置の後に四重極型質量
分析装置を接続したハイブリッドタンデム質量分析装置
において、磁場型質量分析装置のコレクタスリットと四
重極型質量分析装置の間に回転対称の減速レンズを配置
すると共に、該減速レンズとコレクタスリットの間に、
2つ以上の四重極レンズを組合わせた収束レンズを配置
したことを特徴としている。In order to achieve this object, the present invention provides a hybrid tandem mass spectrometer in which a quadrupole mass spectrometer is connected after a magnetic field mass spectrometer. A rotationally symmetric deceleration lens is arranged between the collector slit and the quadrupole mass spectrometer, and between the deceleration lens and the collector slit,
A convergent lens combining two or more quadrupole lenses is provided.
【0009】[0009]
【作用】本発明では、磁場型質量分析装置のコレクタス
リットと四重極型質量分析装置の間に回転対称の減速レ
ンズを配置すると共に、該減速レンズとコレクタスリッ
トの間に、2つ以上の四重極レンズを組合わせた収束レ
ンズを配置したため、コレクタスリットを通過した矩形
断面を持つイオンビームを、円形断面のイオンビームに
変換して減速レンズへ導入できる。そのため、コレクタ
スリットを通過したイオンを効率良く四重極型質量分析
装置へ導入することができる。以下、図面に基づき本発
明の一実施例を詳説する。According to the present invention, a rotationally symmetric deceleration lens is disposed between the collector slit of the magnetic field type mass spectrometer and the quadrupole mass spectrometer, and two or more deceleration lenses are provided between the deceleration lens and the collector slit. Since the converging lens in which the quadrupole lens is combined is arranged, the ion beam having a rectangular cross section passing through the collector slit can be converted into an ion beam having a circular cross section and introduced into the deceleration lens. Therefore, ions that have passed through the collector slit can be efficiently introduced into the quadrupole mass spectrometer. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0010】[0010]
【実施例】図4は、本発明の一実施例を示すイオン光学
図であり、図1の従来例と同一の構成要素には同一番号
が付されている。図4の実施例が図1の従来例と異なる
のは、収束レンズ6として四重極レンズQ1 ,Q2 から
なるレンズを用いた点である。FIG. 4 is an ion optical diagram showing one embodiment of the present invention, and the same components as those in the conventional example of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The embodiment of FIG. 4 differs from the conventional example of FIG. 1 in that a lens comprising quadrupole lenses Q1 and Q2 is used as the converging lens 6.
【0011】図5はコレクタスリット3及び接続レンズ
系5の部分におけるイオンビームの状態を説明するため
の図である。図5(a)はコレクタスリット3の幅方向
(X方向:二重収束質量分析系2におけるイオンの動径
方向)、図5(b)はコレクタスリット3の長さ方向
(X方向に直交するY方向)のイオンの軌跡をそれぞれ
示し、図5(c)は、コレクタスリット位置、四重極レ
ンズQ1 ,Q2 及びレンズ7の位置における断面図を示
している。FIG. 5 is a view for explaining the state of the ion beam in the portion of the collector slit 3 and the connecting lens system 5. 5A shows the width direction of the collector slit 3 (X direction: the radial direction of the ions in the double focusing mass spectrometer 2), and FIG. 5B shows the length direction of the collector slit 3 (perpendicular to the X direction). FIG. 5C is a cross-sectional view at the position of the collector slit, the positions of the quadrupole lenses Q1, Q2 and the lens 7, respectively.
【0012】四重極レンズQ1 はY方向に収束性(X方
向に発散性)を持ち、四重極レンズQ2 はY方向に発散
性(X方向に収束性)をそれぞれ持つように、図5
(c)に示されているような極性の電圧が、四重極レン
ズQ1 ,Q2 を構成する各電極に印加される。FIG. 5 shows that the quadrupole lens Q1 has convergence (divergence in the X direction) in the Y direction and the quadrupole lens Q2 has divergence (convergence in the X direction) in the Y direction.
A voltage having a polarity as shown in FIG. 4C is applied to each electrode constituting the quadrupole lenses Q1 and Q2.
【0013】そして、電圧の絶対値を適宜選び、Q1 ,
Q2 のレンズ強度を適切に設定することにより、コレク
タスリット部分で極めて幅の狭い矩形の断面形状を持つ
であったイオンビームが、レンズQ1 ,Q2 を出射する
時点ではほぼ円形の断面形状を持つイオンビームに整形
される。このため、円形断面のイオンビームを取り扱う
四重極型質量分析装置4へ軸対称の減速レンズ7を介し
て効率良くイオンを導入することができる。Then, the absolute value of the voltage is appropriately selected, and Q 1,
By properly setting the lens strength of Q2, an ion beam having a rectangular cross section with a very narrow width at the collector slit portion has an ion beam having a substantially circular cross section at the time of exiting the lenses Q1 and Q2. Shaped into a beam. For this reason, ions can be efficiently introduced into the quadrupole mass spectrometer 4 that handles an ion beam having a circular cross section via the axis-symmetric deceleration lens 7.
【0014】なお、四重極レンズの数は2つ以上であっ
ても良いが、その内の一つは少なくともY方向に収束性
(X方向に発散性)を持つものであることが必要であ
る。The number of quadrupole lenses may be two or more. One of the quadrupole lenses must have at least convergence in the Y direction (divergence in the X direction). is there.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明によれば、
磁場型質量分析装置のコレクタスリットと四重極型質量
分析装置の間に回転対称の減速レンズを配置すると共
に、該減速レンズとコレクタスリットの間に、2つ以上
の四重極レンズを組合わせた収束レンズを配置したた
め、コレクタスリットを通過した矩形断面を持つイオン
ビームを、円形断面のイオンビームに変換して減速レン
ズへ導入できる。そのため、コレクタスリットを通過し
たイオンを効率良く四重極型質量分析装置へ導入するこ
とができ、高感度の分析が可能なハイブリッドタンデム
質量分析装置が実現される。As described in detail above, according to the present invention,
A rotationally symmetric deceleration lens is arranged between the collector slit of the magnetic field type mass spectrometer and the quadrupole type mass spectrometer, and two or more quadrupole lenses are combined between the deceleration lens and the collector slit. Since the convergent lens is arranged, the ion beam having a rectangular cross section that has passed through the collector slit can be converted into an ion beam having a circular cross section and introduced into the deceleration lens. Therefore, the ions that have passed through the collector slit can be efficiently introduced into the quadrupole mass spectrometer, and a hybrid tandem mass spectrometer capable of high-sensitivity analysis is realized.
【図1】ハイブリッドタンデム質量分析装置の一例を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a hybrid tandem mass spectrometer.
【図2】図1のハイブリッドタンデム質量分析装置につ
いて、イオン通路に沿うポテンシャル分布を模式的に示
した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a potential distribution along an ion path in the hybrid tandem mass spectrometer of FIG.
【図3】収束レンズ6及び減速レンズ7の構造を説明す
るための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the structures of a converging lens 6 and a decelerating lens 7;
【図4】本発明の一実施例を示すイオン光学図である.FIG. 4 is an ion optical diagram showing one embodiment of the present invention.
【図5】コレクタスリット3及び接続レンズ系5の部分
におけるイオンビームの状態を説明するための図であ
る。FIG. 5 is a diagram for explaining a state of an ion beam in a portion of a collector slit 3 and a connection lens system 5;
【符号の説明】 1 イオン源 2 二重収束質量分析系 3 コレクタスリット 4 四重極型質量分析装置 5 接続レンズ系 6 収束レンズ 7 減速レンズ[Explanation of Signs] 1 Ion source 2 Double focusing mass spectrometer 3 Collector slit 4 Quadrupole mass spectrometer 5 Connecting lens system 6 Converging lens 7 Reduction lens
Claims (1)
分析装置を接続したハイブリッドタンデム質量分析装置
において、磁場型質量分析装置のコレクタスリットと四
重極型質量分析装置の間に回転対称の減速レンズを配置
すると共に、該減速レンズとコレクタスリットの間に、
2つ以上の四重極レンズを組合わせた収束レンズを配置
したことを特徴とするハイブリッドタンデム質量分析装
置。In a hybrid tandem mass spectrometer in which a quadrupole mass spectrometer is connected after a magnetic field mass spectrometer, rotational symmetry is provided between a collector slit of the magnetic field mass spectrometer and the quadrupole mass spectrometer. Along with disposing a deceleration lens, between the deceleration lens and the collector slit,
A hybrid tandem mass spectrometer comprising a convergent lens in which two or more quadrupole lenses are combined.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05132712A JP3096375B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Hybrid tandem mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05132712A JP3096375B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Hybrid tandem mass spectrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06325729A JPH06325729A (en) | 1994-11-25 |
JP3096375B2 true JP3096375B2 (en) | 2000-10-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05132712A Expired - Fee Related JP3096375B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Hybrid tandem mass spectrometer |
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1993
- 1993-05-11 JP JP05132712A patent/JP3096375B2/en not_active Expired - Fee Related
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