JP3405919B2 - Atmospheric pressure ionization mass spectrometer - Google Patents
Atmospheric pressure ionization mass spectrometerInfo
- Publication number
- JP3405919B2 JP3405919B2 JP08879898A JP8879898A JP3405919B2 JP 3405919 B2 JP3405919 B2 JP 3405919B2 JP 08879898 A JP08879898 A JP 08879898A JP 8879898 A JP8879898 A JP 8879898A JP 3405919 B2 JP3405919 B2 JP 3405919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- atmospheric pressure
- ion
- electrode system
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は大気圧イオン化質量
分析計に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an atmospheric pressure ionization mass spectrometer.
【0002】[0002]
【従来の技術】多くの化学物質が環境中に拡散し、生態
系や人体に直接、間接を問わず多くの影響を与えようと
している。これら化学物質が自然界にどのように、どれ
だけ存在するかを知ることは分析化学、環境科学上の大
きなテーマになっている。また、生体内の化学物質の挙
動を知ることは医学、薬学などの重要なテーマである。
自然界、人体内に存在する化学物質は一般に純粋に存在
することはなく、多くの化学物質の中にごく微量に存在
するに過ぎない。これら化学物質の分析に対しては、分
析装置や分析手法が高感度であることが要求される。ま
た、妨害の物質の中から特定の分析対象成分を選択的に
検出する高い選択性も併せて要求される。混合物の中か
ら極微量の分析対象物質を高感度に検出するため、液体
クロマトグラフ(LC)と質量分析計(MS)を結合し
た液体クロマトグラフ直結質量分析計(LC/MS)が
開発された。LCは溶液状態の混合物の中から特定の化
合物を分離する手段としてきわめて優れた装置である。
しかし、この装置、手法は化合物がどのようなものであ
るかを決める能力(定性、同定能力)が非常に乏しい。
一方、MSは純粋な化合物に対する定性、同定能力がき
わめて高いが、混合物に対しては無力となる。そのた
め、LCの検出器としてMSを用いるLC/MSが混合
物の効果的な分析手段として開発された。2. Description of the Related Art Many chemical substances diffuse into the environment and are likely to have many direct and indirect effects on the ecosystem and human body. Knowing how and how much these chemical substances exist in nature has become a major theme in analytical chemistry and environmental science. In addition, to know the behavior of chemical substances in the living body is an important theme such as medicine and pharmacy.
Chemical substances existing in the natural world and the human body generally do not exist purely, but exist in very small amounts in many chemical substances. For the analysis of these chemical substances, it is required that the analysis device and the analysis method have high sensitivity. In addition, high selectivity for selectively detecting a specific component to be analyzed from the interfering substances is also required. A liquid chromatograph directly coupled mass spectrometer (LC / MS), which is a combination of a liquid chromatograph (LC) and a mass spectrometer (MS), has been developed to detect a trace amount of a target substance in a mixture with high sensitivity. . LC is an extremely excellent device as a means for separating a specific compound from a mixture in a solution state.
However, this device and method have very poor ability (qualitative and identification ability) to determine what the compound is.
On the other hand, MS has extremely high qualitative and identification ability for a pure compound, but is ineffective for a mixture. Therefore, LC / MS, which uses MS as a detector for LC, was developed as an effective means of analyzing mixtures.
【0003】図14は知られているLC/MSの構成を
示す。液体クロマトグラフ1で成分毎に分離された試料
溶液は連結チューブ2を経て大気圧イオン源3に導かれ
る。イオン源3はイオン源電源4により信号線5aを通
して制御される。イオン源3で試料分子に由来するイオ
ンが作られる。続いて、生成したイオンは質量分析部6
に導入され、質量分析される。質量分析部6は真空系7
により真空排気される。質量分析されたイオンは検出器
8により検出される。検出された信号は信号線5bを経
てデータ処理器9に送られ、マススペクトルやクロマト
グラムなどの分析データを与える。FIG. 14 shows a known LC / MS configuration. The sample solution separated into each component by the liquid chromatograph 1 is guided to the atmospheric pressure ion source 3 through the connecting tube 2. The ion source 3 is controlled by an ion source power source 4 through a signal line 5a. The ion source 3 produces ions derived from sample molecules. Subsequently, the generated ions are transferred to the mass spectrometric section 6
And mass spectrometric analysis. The mass spectrometer 6 is a vacuum system 7
Is evacuated by. The mass-analyzed ions are detected by the detector 8. The detected signal is sent to the data processor 9 via the signal line 5b and gives analysis data such as a mass spectrum and a chromatogram.
【0004】このように、LC/MSの原理はきわめて
単純であるが、実際には多くの問題を含んでいる。LC
が大気圧下で水や有機溶媒(メタノールなど)を大量に
(毎分1mlから2ml)取り扱う装置であるのに対し
て、MSは高真空下でイオンを取り扱う装置である。こ
のため、両者を直接結合することは長年困難とされてき
た。多くの問題点を克服し、高性能のLC/MSを開発
しようとする試みが多くの研究者やメーカによりなさ
れ、多くの問題点を克服する種々の方法が提案されてき
た。そのなかで、現在広く用いられている方法が、大気
圧下で溶液を噴霧し、イオン化するスプレイイオン化法
である。As described above, the principle of LC / MS is extremely simple, but in reality, it has many problems. LC
Is a device that handles large amounts of water and organic solvents (such as methanol) under atmospheric pressure (1 ml to 2 ml per minute), whereas MS is a device that handles ions under high vacuum. Therefore, it has been difficult for many years to directly connect the two. Many researchers and manufacturers have made attempts to overcome many problems and develop a high-performance LC / MS, and various methods for overcoming many problems have been proposed. Among them, the method currently widely used is a spray ionization method in which a solution is sprayed at atmospheric pressure and ionized.
【0005】一例として、Analytical Chemistry、5
9、2642(1987)に記載されたエレクトロスプレ
イイオン化法がある。図15はエレクトロスプレイイオ
ン源を装着した知られているLC/MSの模式図であ
る。液体クロマトグラフ1から溶出した試料溶液は連結
チューブ2とコネクタ10を経て内径0.1mm程度の
噴霧用のキャピラリ11に導入される。このキャピラリ
11と対向電極12の間には数kVの直流高電圧が印加
される。この結果生じた高電界により噴霧キャピラリの
先端から電荷を持った微細な液滴が円錐状に大気中に放
出される。即ち、エレクトロスプレイ現象が起きる。こ
のエレクトロスプレイ法において、噴霧キャピラリと同
軸の管に沿ってガス噴出口13から窒素ガスなどを噴霧
補助ガス25として噴出させることもよく行われる。こ
れにより、噴霧の促進、液滴の微細化、更に電荷を持っ
た液滴の乾燥が促進される。対向電極12の中心に設け
られたカウンタガス噴出口14から噴出するカウンタガ
ス35の流れに逆らいながらイオンや帯電液滴は高電界
に沿って進み、この間に更なる液滴の乾燥が促進され、
大気中にイオンが放出される。このようにして生成した
イオンはサンプリング細孔15を経て真空中に導入さ
れ、高真空の質量分析領域6に入り、質量分析される。As an example, Analytical Chemistry, 5
9, 2642 (1987), there is an electrospray ionization method. FIG. 15 is a schematic diagram of a known LC / MS equipped with an electrospray ion source. The sample solution eluted from the liquid chromatograph 1 is introduced into the spraying capillary 11 having an inner diameter of about 0.1 mm through the connecting tube 2 and the connector 10. A high DC voltage of several kV is applied between the capillary 11 and the counter electrode 12. As a result of the high electric field generated as a result, fine droplets having a charge are ejected into the atmosphere from the tip of the spray capillary in a cone shape. That is, the electrospray phenomenon occurs. In this electrospray method, it is often performed that nitrogen gas or the like is ejected as the atomization auxiliary gas 25 from the gas ejection port 13 along a pipe coaxial with the atomization capillary. This promotes spraying, atomization of droplets, and drying of charged droplets. While countering the flow of the counter gas 35 ejected from the counter gas ejection port 14 provided at the center of the counter electrode 12, the ions and charged droplets proceed along the high electric field, during which further drying of droplets is promoted,
Ions are released into the atmosphere. The ions thus generated are introduced into the vacuum through the sampling pores 15, enter the high-vacuum mass analysis region 6, and are subjected to mass analysis.
【0006】LC/MSの他に大気圧下で生成したイオ
ンを高真空の質量分析計に導入し、質量分析する装置が
プラズマ質量分析計である。大気圧下で高周波やマイク
ロ波で生成されたプラズマの中に生成したイオンを多段
の差動排気系を経て質量分析領域に取り込み、質量分析
するものである。In addition to LC / MS, a plasma mass spectrometer is an apparatus for introducing ions generated under atmospheric pressure into a high vacuum mass spectrometer to perform mass spectrometry. Ions generated in plasma generated by high frequency or microwave under atmospheric pressure are taken into a mass analysis region through a multistage differential evacuation system for mass analysis.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】大気圧から真空中にイ
オンを取り込む際に、イオンサンプリング細孔15をイ
オンだけが通過するのではなく、中性ガス分子、中性の
液滴、帯電液滴なども通過する。すなわち、イオンサン
プリング細孔15を通過するガスの中には、噴霧補助ガ
ス25やカウンタガス35などでも気化できない多くの
微細な液滴が存在する。これらがイオンとともにイオン
サンプリング細孔15から真空中に取り込まれる。電荷
の有無に関わらず、液滴は真空中で加速されたイオンと
衝突してイオン(電荷)の消滅、イオンの散乱などを起
こし、これによる検出信号の乱れ、即ちノイズを発生さ
せる。また、液滴が真空中で気化すると、液滴の質量は
絶えず変化するため、質量分析計で正しい質量を与えな
い。これもマススペクトルやクロマトグラム上のランダ
ムノイズの原因となる。When the ions are taken into the vacuum from the atmospheric pressure, not only the ions pass through the ion sampling pores 15, but also neutral gas molecules, neutral droplets, and charged droplets. And so on. That is, in the gas that passes through the ion sampling pores 15, there are many fine droplets that cannot be vaporized by the spray auxiliary gas 25, the counter gas 35, and the like. These are taken into the vacuum from the ion sampling pores 15 together with the ions. Regardless of the presence or absence of electric charges, the liquid droplets collide with the accelerated ions in a vacuum to cause the disappearance of the ions (electric charges), the scattering of the ions, and the like, which causes disturbance of the detection signal, that is, noise. Also, the mass of a drop does not give the correct mass in a mass spectrometer because the mass of the drop constantly changes as it evaporates in a vacuum. This also causes random noise on the mass spectrum and chromatogram.
【0008】これらノイズはLC/MSの性能を直接低
下させる原因である。また、液滴の進入は質量分析計や
検出器を汚し、安定な測定の妨げとなる。液滴を取り除
く簡単な方法は、霧を徹底的に加熱し、気化させればよ
い。しかし、糖、蛋白などの生体関連物質や抗生物質、
農薬など多くのLC/MSの分析対象物質は加熱により
簡単に熱分解してしまい、正確な質量分析は不可能にな
る。そのため、極端な加熱は避けなければならない。These noises are the direct causes of deterioration of LC / MS performance. Further, the entry of the liquid droplets contaminates the mass spectrometer and the detector and hinders stable measurement. A simple way to remove the droplets is to thoroughly heat and vaporize the mist. However, bio-related substances such as sugar and protein, antibiotics,
Many LC / MS substances to be analyzed such as pesticides are easily thermally decomposed by heating, which makes accurate mass spectrometry impossible. Therefore, extreme heating should be avoided.
【0009】そのため、高真空中に取り込まれた液滴と
イオンを分離する手段を質量分析計の前段に設ける手法
が提案された(特開平7ー85834、USP5,48
1,107)。図16にその概要を示す。試料溶液は大
気圧イオン源3で噴霧され、イオン化される。生成した
イオンはイオンサンプリング細孔15aを経て排気系7
aにより排気された中間圧力部33に導入される。イオ
ンは更に細孔15bを経て真空系7bにより排気された
高真空の質量分析部34に導入される。イオンはアイン
ツエルレンズ20で収束され、デフレクタ21に入射す
る。イオンはここで偏向され、質量分析部6の入り口孔
19に入射し、質量分析部6で質量分析され、検出器8
で検出される。一方、微細な中性液滴はデフレクタ21
で偏向を受けずに直進し、質量分析部6の外套管35に
衝突し、質量分析部6に入射することはない。Therefore, a method has been proposed in which a means for separating droplets and ions taken into a high vacuum is provided in the preceding stage of the mass spectrometer (Japanese Patent Laid-Open No. 7-85834, USP 5,48).
1, 107). The outline is shown in FIG. The sample solution is atomized by being atomized by the atmospheric pressure ion source 3. The generated ions pass through the ion sampling pore 15a and the exhaust system 7
It is introduced into the intermediate pressure portion 33 exhausted by a. The ions are further introduced into the high-vacuum mass spectrometric section 34 exhausted by the vacuum system 7b through the fine holes 15b. The ions are converged by the Einzel lens 20 and enter the deflector 21. The ions are deflected here, enter the entrance hole 19 of the mass analysis unit 6, are mass analyzed by the mass analysis unit 6, and are detected by the detector 8
Detected in. On the other hand, the fine neutral droplets are deflected by the deflector 21.
At the same time, it does not deflect and goes straight, collides with the outer tube 35 of the mass spectrometric section 6, and does not enter the mass spectrometric section 6.
【0010】電界を利用したデフレクタ21はイオンを
偏向するだけでなく、イオンの運動エネルギの選別をも
している。エネルギのそろったイオンを質量分析計6に
送り込み、よい分解能を得ることができる。The deflector 21 utilizing the electric field not only deflects the ions, but also selects the kinetic energy of the ions. Ions with uniform energy can be sent to the mass spectrometer 6 to obtain good resolution.
【0011】この方法は中性液滴を取り除く点で優れた
ものであるが、以下の問題がある。Although this method is excellent in removing neutral droplets, it has the following problems.
【0012】(1)高い立体角のイオンを収束できな
い。(1) Ions of high solid angle cannot be focused.
【0013】先ず、イオンサンプリング細孔15bから
導入されたイオンは一般にアインツエルレンズ20で収
束される。アインツエルレンズは一般に図17に示すよ
うな3枚の電極で構成される。物点52から放出された
イオンは物点52と第1番目の電極53の間のイオン加
速電界により加速され、第1の電極の中央に設けられた
孔56に入射する。アインツエル電源51から供給さ
れ、中央の電極54と前後の電極間に印加されたレンズ
電圧により中央の電極54の中央の孔57付近にレンズ
状の電界が形成される。イオンはこのレンズ状の電界に
より収束され、第3の電極55の中央の孔58から外部
に放出される。最終的にレンズの中心軸の延長上の収束
点59に収束する。この収束点に質量分析部6の入り口
孔19を置けば、イオンは質量分析部6に導入される。
アインツエルレンズはきわめて簡単な構造で、イオンや
電子などを収束できるため、よく用いられる。First, the ions introduced from the ion sampling pore 15b are generally converged by the Einzel lens 20. The Einzel lens is generally composed of three electrodes as shown in FIG. The ions emitted from the object point 52 are accelerated by the ion acceleration electric field between the object point 52 and the first electrode 53, and enter the hole 56 provided at the center of the first electrode. A lens-shaped electric field is formed in the vicinity of the central hole 57 of the central electrode 54 by the lens voltage supplied from the Einzel power source 51 and applied between the central electrode 54 and the front and rear electrodes. The ions are converged by this lens-shaped electric field and are emitted to the outside from the hole 58 at the center of the third electrode 55. Finally, it converges to a convergence point 59 on the extension of the central axis of the lens. If the entrance hole 19 of the mass spectrometric section 6 is placed at this convergence point, the ions are introduced into the mass spectrometric section 6.
The Einzel lens is often used because it has an extremely simple structure and can focus ions and electrons.
【0014】イオンサンプリング細孔15bから高真空
領域34に入射したイオンはガス分子と共にイオンサン
プリング細孔15bの出口で急速に拡散する。アインツ
エルレンズは構造上大口径のレンズを作ることはでき
ず、中心軸付近のイオンを収束できても、拡散したイオ
ンを収束することはできない。そのため、高い立体角で
入射するイオンは収束できず、感度を大きく損なうこと
となる。高感度測定のためには、この拡散したイオンを
効率よく収束し、次の質量分析部に送り込まねばならな
い。Ions that have entered the high vacuum region 34 from the ion sampling pore 15b rapidly diffuse together with gas molecules at the outlet of the ion sampling pore 15b. The Einzel lens cannot make a lens having a large diameter because of its structure. Even if ions near the central axis can be focused, diffused ions cannot be focused. Therefore, the ions entering at a high solid angle cannot be converged, and the sensitivity is greatly impaired. For highly sensitive measurement, the diffused ions must be efficiently converged and sent to the next mass spectrometric section.
【0015】(2)イオンの加速の際に運動エネルギの
広がりを起こす。(2) Kinetic energy spreads when the ions are accelerated.
【0016】大気圧下で生成し、イオンサンプリング細
孔15aから導入されたイオンを質量分析部6に効率よ
く送り込むためにイオン加速電極やアインツエルレンズ
などを用いてのイオンの加速収束が中間圧力部33や質
量分析部6の前段部で行われる。しかし、真空が悪い中
間圧力部33や質量分析部6の入射部におけるイオンの
加速の場合は、中性の残留ガス分子とイオンとの頻繁な
衝突を招くことになる。この衝突により、イオンが拡散
したり、イオンの運動エネルギの一部が失われ、結果と
してイオンの運動エネルギの広がりとなって現れる。イ
オンの運動エネルギの広がりを小さくするためには、中
間圧力部33のような圧力が高い領域(1000Paか
ら1Pa程度)ではイオンの加速をできるだけ低く押さ
え、高真空(10ー3Pa程度)の質量分析部6に入って
から、一気に加速する方法が用いられる。しかし、イオ
ン加速電極、アインツエルレンズ20の電極やデフレク
タ21などがイオンサンプリング細孔15bの近辺に配
置されるため、これらが真空排気の大きな抵抗となる。
そのため、これら電極の近辺の真空は悪くなり、イオン
の加速の際に中性分子との頻繁な衝突によるイオンの散
乱や運動エネルギの広がりが避けられない。In order to efficiently send the ions generated under the atmospheric pressure and introduced from the ion sampling pores 15a to the mass spectrometric section 6, the accelerating convergence of the ions by using the ion accelerating electrode, the Einzel lens or the like is at an intermediate pressure. This is performed in the former part of the unit 33 and the mass spectrometric unit 6. However, in the case of accelerating the ions in the intermediate pressure portion 33 where the vacuum is bad or the incident portion of the mass spectrometric portion 6, frequent collisions between the neutral residual gas molecules and the ions are caused. Due to this collision, the ions are diffused or a part of the kinetic energy of the ions is lost, resulting in the spread of the kinetic energy of the ions. In order to reduce the spread of the kinetic energy of the ions, the acceleration of the ions is kept as low as possible in the high pressure region (about 1000 Pa to about 1 Pa) such as the intermediate pressure portion 33, and the mass of the high vacuum (about 10 −3 Pa) is set. A method of accelerating at once after entering the analysis unit 6 is used. However, since the ion accelerating electrode, the electrode of the Einzel lens 20, the deflector 21 and the like are arranged in the vicinity of the ion sampling pore 15b, these become a large resistance to vacuum exhaust.
Therefore, the vacuum in the vicinity of these electrodes becomes worse, and the scattering of ions and the spread of kinetic energy due to frequent collisions with neutral molecules during ion acceleration are unavoidable.
【0017】(3)デフレクタは運動エネルギに広がり
のあるイオンを拡散してしまう恐れがある。(3) The deflector may diffuse ions having kinetic energy spread.
【0018】デフレクタ21はイオンの偏向の他、エネ
ルギ選別器の役割を果たしている。そのため、エネルギ
の等しいイオンは質量が異なっても一点に収束する。逆
にエネルギの異なるイオンは別の場所に収束し、細孔1
9を通ることができない。そのため、運動エネルギに広
がりのあるイオンをデフレクタ21で偏向すると質量分
析部入り口孔19に収束しないイオンが多数存在してし
まう。即ち、質量分析部入り口孔19を通過できない多
くのイオンを失い、感度の低下を招くことになる。The deflector 21 not only deflects ions but also serves as an energy selector. Therefore, ions having the same energy converge to one point even if they have different masses. On the contrary, the ions with different energies converge to another place and the pores 1
I can't go through 9. Therefore, if the deflector 21 deflects ions having a wide kinetic energy, there will be a large number of ions that do not converge at the mass analysis unit inlet hole 19. That is, many ions that cannot pass through the mass spectrometric unit entrance hole 19 are lost, resulting in a decrease in sensitivity.
【0019】デフレクタを使用せずにS/N比を向上さ
せるLC/MSが提案された(日本公開特許公報平7ー
130325)。このLC/MSを図18に示す。これ
はイオン源3において大気圧下で生成したイオンを高真
空の質量分析部にサンプリングする細孔15a、15b
と中性粒子を取り除く機能を有するイオン移送系、質量
分析部6を同軸上に配置したものである。イオン移送系
は2個のアインツエルレンズ101、102とスクリー
ン電極45とからなり、第1のアインツエルレンズ10
1に入射したイオンは凹レンズ作用のあるレンズにより
拡散される。中性粒子や光は直進し、スクリーン電極4
5に衝突する。イオンはスクリーン電極45を回り込
み、第2のアインツエルレンズ102に入り、このレン
ズの凸レンズ作用により収束される。このイオン移送機
構により光や中性粒子を質量分析部6に入射させなくす
ることができる。なお、8は検出器である。An LC / MS has been proposed which improves the S / N ratio without using a deflector (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-130325). This LC / MS is shown in FIG. This is the pores 15a, 15b for sampling the ions generated under the atmospheric pressure in the ion source 3 into the high-vacuum mass spectrometric section.
An ion transfer system having a function of removing neutral particles and a mass spectrometric section 6 are coaxially arranged. The ion transfer system includes two Einzel lenses 101 and 102 and a screen electrode 45, and the first Einzel lens 10
Ions incident on 1 are diffused by a lens having a concave lens action. Neutral particles and light go straight, and screen electrode 4
Clash with 5. The ions go around the screen electrode 45, enter the second Einzel lens 102, and are converged by the convex lens action of this lens. This ion transfer mechanism can prevent light and neutral particles from entering the mass spectrometric section 6. In addition, 8 is a detector.
【0020】この方法はレンズにアインツエルレンズを
使用しているため、高い立体角のイオンを効率よく移送
できない。また、真空の悪化によるイオンの運動エネル
ギの広がりの問題を克服できない。Since this method uses an Einzel lens for the lens, ions with a high solid angle cannot be efficiently transferred. Further, the problem of spread of kinetic energy of ions due to deterioration of vacuum cannot be overcome.
【0021】プラズマMSの場合もLC/MSと同様
に、中性粒子や光が質量分析部、検出器に導入され、ノ
イズの原因となる。中性粒子や光を質量分析部に導入さ
せず、イオンを優先的に導入する手法が特開平2ー24
8854と特開平3ー194843に示されている。In the case of the plasma MS, as in the case of the LC / MS, neutral particles and light are introduced into the mass spectrometric section and the detector, which causes noise. A method of preferentially introducing ions without introducing neutral particles or light into the mass spectrometric section is disclosed in JP-A-2-24.
8854 and JP-A-3-194843.
【0022】特開平2ー248854に記載されている
プラズマ質量分析計を図19に示す。プラズマト−チイ
オン源32において大気圧下でプラズマ中に生成したイ
オンを2段のスキマーの中心に設けられた細孔15a、
15bを経て真空中にサンプリングする。イオンはアイ
ンツエルレンズ103で収束後、平行平板、又は四重極
デフレクタ104で質量分析部6の入り口細孔19の方
に偏向させようとするものである。この方法は、上述し
た3つの欠点を有しているとともに、収束、偏向系が複
雑となり、高価になる。また、最良点を得るための調整
が難しくなる。なお、8は検出器である。FIG. 19 shows a plasma mass spectrometer described in JP-A-2-248854. Ions generated in plasma under atmospheric pressure in the plasma torch ion source 32 are provided with pores 15a provided in the center of the two-stage skimmer.
Sampling in vacuum via 15b. Ions are intended to be converged by the Einzel lens 103 and then deflected toward the entrance pore 19 of the mass spectrometric section 6 by the parallel plate or the quadrupole deflector 104. This method has the above-mentioned three drawbacks, and the focusing and deflecting system becomes complicated and expensive. Also, it becomes difficult to make adjustments to obtain the best point. In addition, 8 is a detector.
【0023】特開平3ー194843に記載されている
プラズマ質量分析計を図20に示す。これは、イオンの
収束にアインツエルレンズ106を1個用いている点を
除けば図19と実質的に同じである。アインツエルレン
ズを用いているため、上記(1)、(2)の欠点はその
まま当てはまる。また、中心部のイオンを光や中性粒子
とともに遮断してしまう可能性が高いため感度の低下は
否めない。FIG. 20 shows a plasma mass spectrometer described in JP-A-3-194843. This is substantially the same as FIG. 19 except that one Einzel lens 106 is used for ion focusing. Since the Einzel lens is used, the drawbacks of the above (1) and (2) are directly applicable. In addition, since there is a high possibility that the ions in the central portion will be blocked together with light and neutral particles, a decrease in sensitivity cannot be denied.
【0024】本発明の目的は、真空悪化によるイオンの
運動エネルギの広がりを低減させつつ、高立体角のイオ
ンを効果的に収束して高S/N比をもって質量分析を行
うのに適した大気圧イオン化質量分析計を提供すること
にある。An object of the present invention is to reduce the spread of kinetic energy of ions due to deterioration of vacuum and to effectively converge ions with a high solid angle to perform mass spectrometry with a high S / N ratio. It is to provide a barometric pressure ionization mass spectrometer.
【0025】本発明のもう一つの目的は、中性分子のイ
オンからの分離を効果的に行うのに適した大気圧イオン
化質量分析計を提供すれうことにある。Another object of the present invention is to provide an atmospheric pressure ionization mass spectrometer suitable for effectively separating neutral molecules from ions.
【0026】本発明の更にもう一つの目的は、収束され
るべきイオンの運動エネルギの選別を容易化するのに適
した大気圧イオン化質量分析計を提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide an atmospheric pressure ionization mass spectrometer suitable for facilitating the kinetic energy selection of ions to be focused.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】本発明は、一つの観点に
よれば、大気圧下で試料をイオン化してそのイオンを生
成する大気圧イオンイオン化源と、その生成されたイオ
ンをイオンサンプリング細孔を通して導入して質量分析
する質量分析部とを備えている大気圧イオン化質量分析
計において、前記イオンサンプリング細孔と前記質量分
析部との間に配置された第1及び第2の電極系を備え、
前記第1の電極系は前記サンプリング細孔からのイオン
を通す複数の半球状のグリッド電極を有し、前記第2の
電極系は前記第1の電極系からのイオンを通して前記質
量分析部に向ける複数の半球状のグリッド電極を有し、
前記第1の電極系の複数のグリッド電極は前記サンプリ
ング細孔側に凹にされており、前記第2の電極系の複数
のグリッド電極は前記サンプリング細孔と反対側に凹に
されており、それによって前記第2の電極系からのイオ
ンを収束位置に収束させることを特徴する。SUMMARY OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, an atmospheric pressure ionization source that ionizes a sample under atmospheric pressure to generate the ion and an ion sampling probe for the generated ion are provided. In an atmospheric pressure ionization mass spectrometer equipped with a mass spectrometric unit that is introduced through a hole to perform mass spectrometric analysis, the first and second electrode systems arranged between the ion sampling pore and the mass spectrometric unit are provided. Prepare,
The first electrode system has a plurality of hemispherical grid electrodes that pass the ions from the sampling pores, and the second electrode system directs the ions from the first electrode system to the mass spectrometric section. Having a plurality of hemispherical grid electrodes,
The plurality of grid electrodes of the first electrode system are recessed on the sampling pore side, the plurality of grid electrodes of the second electrode system are recessed on the opposite side of the sampling pore, Thereby, the ions from the second electrode system are converged to the converging position.
【0028】本発明は、もう一つの観点によれば、大気
圧下で試料をイオン化してそのイオンを生成する大気圧
イオン化イオン源と、その生成されたイオンをサンプリ
ングするイオンサンプリング細孔を有する部材と、その
サンプリングされたイオンを質量分析部にその入り口孔
を介して導入して質量分析する質量分析部とを備えてい
る大気圧イオン化質量分析計において、前記イオンサン
プリング細孔と前記質量分析部との間に配置された第1
及び第2の電極系を備え、前記第1の電極系は前記サン
プリング細孔からのイオンを通しかつ前記サンプリング
細孔側に凹にされた複数の半球状のグリッド電極を有
し、前記第2の電極系は前記第1の電極系からのイオン
を通して前記質量分析部に向けかつ前記サンプリング細
孔と反対側に凹にされた複数の半球状のグリッド電極を
有し、前記イオンサンプリング細孔の軸と前記第1の電
極系の軸が一致し、前記第2の電極系に軸と前記質量分
析部の入り口孔の軸が一致し、前記イオンサンプリング
細孔の軸と前記質量分析部の入り口孔の軸が交差してい
ることを特徴する。According to another aspect of the present invention, an atmospheric pressure ionized ion source for ionizing a sample under atmospheric pressure to generate the ion and an ion sampling pore for sampling the generated ion are provided. In an atmospheric pressure ionization mass spectrometer equipped with a member and a mass spectrometric section for introducing the sampled ions into the mass spectrometric section through the inlet hole thereof for mass spectrometric analysis, the ion sampling pores and the mass spectrometric analysis First placed between and
And a second electrode system, wherein the first electrode system has a plurality of hemispherical grid electrodes that allow ions from the sampling pores to pass therethrough and are recessed toward the sampling pores. The electrode system of (1) has a plurality of hemispherical grid electrodes that are recessed on the side opposite to the sampling pores through the ions from the first electrode system toward the mass spectrometric section. The axis and the axis of the first electrode system coincide with each other, the axis of the second electrode system coincides with the axis of the entrance hole of the mass spectrometric section, and the axis of the ion sampling pore and the entrance of the mass spectrometric section Characterized by the intersecting axes of the holes.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】Journal of Physics E: Scientif
ic Instruments、5巻(1972年)484−487ペ
−ジには Staib による、電子のエネルギ分析計に用い
られる電極系が開示されている。図21はその電極系を
示す。電子源66で生成された電子は、飛行して半球状
でメッシュ状のグリッド電極41に達する。グリッド電
極41を通過した電子は、グリッド電極41とグリッド
電極42間に印加された減速電界により減速される。も
し電子の持つ運動エネルギが減速電界より小さい場合電
子は押し戻される。減速電界を上回る電子は減速されて
も飛行を続け、グリッド電極42を通過し、無電界空間
49に入る。電子は更にグリッド電極43を通過し、グ
リッド電極43とグリッド電極44間に印加された加速
電界により加速され、電極の中心軸の延長上にある細孔
65に収束する。電子はそのエネルギが小さい場合は中
心軸の手前の方に、エネルギが大きい場合は中心軸17
の後ろの方に収束する。細孔65の後ろに検出器64を
置き、電子を検出する。66は中心軸17付近を通る電
子を遮蔽するスクリ−ン電極である。減速電界や加速電
界を制御することで電子のエネルギを測定する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Journal of Physics E: Scientif
ic Instruments, Vol. 5 (1972) pp. 484-487, discloses an electrode system used in an electronic energy analyzer by Staib. FIG. 21 shows the electrode system. The electrons generated by the electron source 66 fly and reach the hemispherical mesh-shaped grid electrode 41. The electrons that have passed through the grid electrode 41 are decelerated by the deceleration electric field applied between the grid electrode 41 and the grid electrode 42. If the kinetic energy of the electron is smaller than the deceleration electric field, the electron is pushed back. The electrons that exceed the deceleration electric field continue to fly even after being decelerated, pass through the grid electrode 42, and enter the electric fieldless space 49. The electrons further pass through the grid electrode 43, are accelerated by the accelerating electric field applied between the grid electrode 43 and the grid electrode 44, and are converged in the pores 65 on the extension of the central axis of the electrodes. When the energy of the electron is small, the electron is in front of the central axis, and when the energy is large, the central axis 17
Converge towards the back of. The detector 64 is placed behind the pore 65 to detect electrons. 66 is a screen electrode that shields electrons passing near the central axis 17. The energy of electrons is measured by controlling the deceleration electric field and the acceleration electric field.
【0030】本発明は、この電極系の考え方をLC/M
SやプラズマMSのような大気圧イオン化質量分析計に
応用して、イオンの加速、収束、偏向と中性粒子や光の
分離に用いて、前述した知られている技術のもつ問題点
を解決しようとするものである。In the present invention, the concept of this electrode system is LC / M.
Applied to atmospheric pressure ionization mass spectrometers such as S and plasma MS, and used for accelerating, focusing and deflecting ions and separating neutral particles and light, to solve the problems of the known technology mentioned above. Is what you are trying to do.
【0031】第1の実施例
図1は本発明による大気圧イオン化質量分析計の一実施
例を示す。First Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
【0032】液体クロマトグラフなどのような混合物を
分離する手段で分離された試料溶液はイオン源3に導入
される。試料分子に由来するイオンはイオン源3におい
て大気圧下で生成され、イオンサンプリング細孔15
a、15bによってサンプリングされ、そのサンプリン
グされたイオンは高真空領域34に導入される。イオン
サンプリング細孔15a、15bの間の中間圧力部33
は真空排気系7aにより排気されている。イオンが真空
の中間圧力領域33に導入されると、イオンは断熱膨張
により急速に冷却される。その結果、溶媒の水やアルコ
ールなどの極性分子はイオンに付着し、所謂クラスタイ
オンを生成する。クラスタイオンはイオンに数多くの水
などの分子が付着したもので、その質量は、裸のイオン
と大きく異なっている。このクラスタをそのまま質量分
析しても正しい質量分析はできない。クラスタイオンの
生成を防ぐためにはイオンサンプリング細孔15a、1
5b付近を100℃程度に加熱することが行われている
が、これでクラスタイオンの生成を阻止することはでき
ない。The sample solution separated by a means for separating a mixture such as a liquid chromatograph is introduced into the ion source 3. Ions originating from sample molecules are generated in the ion source 3 under atmospheric pressure, and the ion sampling pores 15
a and 15b, and the sampled ions are introduced into the high vacuum region 34. Intermediate pressure portion 33 between the ion sampling pores 15a and 15b
Is evacuated by the vacuum evacuation system 7a. When the ions are introduced into the intermediate pressure region 33 of the vacuum, the ions are rapidly cooled by adiabatic expansion. As a result, polar molecules such as solvent water and alcohol adhere to the ions and generate so-called cluster ions. Cluster ions consist of many molecules such as water attached to the ions, and their mass is very different from that of bare ions. Correct mass analysis cannot be performed by mass analysis of this cluster as it is. In order to prevent generation of cluster ions, ion sampling pores 15a, 1
Although the vicinity of 5b is heated to about 100 ° C., this cannot prevent the generation of cluster ions.
【0033】図2はイオンの加速、収束部を示す。ま
た、図3はイオンの加速、収束状態を模式的に示すもの
である。イオンサンプリング細孔15bから、真空排気
系7bにより高真空に排気されている高真空領域34に
導入されたイオンは複数の電極で構成された半球状の4
つのメッシュ構造のグリッド電極41、42、43、4
4で減速、加速、収束される。グリッド電極41とグリ
ッド電極42が第1の電極系を構成する。これらの電極
の共通の中心はイオンサンプリング細孔15bに位置付
けられている。2つのグリッド電極の半径は異なり、グ
リッド電極41の半径は、グリッド電極42の半径より
小さい。第2の電極系はグリッド電極43とグリッド電
極44で構成される。これらの電極の共通の中心はイオ
ンサンプリング細孔15bの反対側(質量分析部側)の
細孔21に位置付けられている。グリッド電極43の半
径が、グリッド電極44の半径より大きい。イオンサン
プリング細孔15b、グリッド電極41、42、43、
44の中心、細孔21および質量分析部6の入り口孔1
9は同一の軸17上に配置されている。FIG. 2 shows an ion acceleration and focusing section. Further, FIG. 3 schematically shows the accelerated and converged states of ions. Ions introduced from the ion sampling pores 15b to the high vacuum region 34, which is evacuated to a high vacuum by the vacuum exhaust system 7b, have a hemispherical shape of four electrodes.
Grid electrodes 41, 42, 43, 4 with one mesh structure
At 4, the vehicle is decelerated, accelerated, and converged. The grid electrode 41 and the grid electrode 42 form a first electrode system. The common center of these electrodes is located in the ion sampling pore 15b. The radii of the two grid electrodes are different, and the radius of the grid electrode 41 is smaller than the radius of the grid electrode 42. The second electrode system is composed of a grid electrode 43 and a grid electrode 44. The common center of these electrodes is located in the pore 21 on the opposite side (on the side of the mass spectrometric section) of the ion sampling pore 15b. The radius of the grid electrode 43 is larger than the radius of the grid electrode 44. Ion sampling pore 15b, grid electrodes 41, 42, 43,
Center of 44, pore 21 and entrance hole 1 of mass spectrometric section 6
9 are arranged on the same shaft 17.
【0034】イオンは電極41とイオンサンプリング細
孔15b(隔壁16)の間に印加されたイオン加速電位
により加速される。イオンはイオンサンプリング細孔1
5bからグリッド電極41に向け放射状に飛行し、グリ
ッド電極41面を通過し、グリッド電極41とグリッド
電極42の間の空間に達する。イオンはここでグリッド
電極41と外側のグリッド電極42の間に印加されたイ
オン減速電界により減速される。イオンの飛行方向と逆
の電界による減速のため、この減速電界により運動エネ
ルギの小さなイオンは押し戻さる。減速電界を上回るイ
オンは減速されても方向を変えずに飛行を続ける。すな
わち、この2枚の電極系で運動エネルギの下限(即ち、
減速電位)を下回るイオンの切り捨て、足切りができ
る。減速電位を外部から変更調整できるようにすれば、
実際のマススペクトルを観察しながら、最適な足切り値
を探すことができる。Ions are accelerated by the ion acceleration potential applied between the electrode 41 and the ion sampling pore 15b (partition wall 16). Ions are ion sampling pores 1
It flies radially from 5b toward the grid electrode 41, passes through the surface of the grid electrode 41, and reaches the space between the grid electrode 41 and the grid electrode 42. The ions are decelerated here by the ion deceleration electric field applied between the grid electrode 41 and the outer grid electrode 42. Due to the deceleration due to the electric field opposite to the flight direction of the ions, the deceleration electric field pushes back the ions having small kinetic energy. Ions exceeding the deceleration electric field continue to fly without changing their direction even when decelerated. That is, the lower limit of the kinetic energy (ie,
Ions below the deceleration potential can be cut off and cut off. If the deceleration potential can be changed and adjusted from the outside,
The optimum cutoff value can be searched for while observing the actual mass spectrum.
【0035】グリッド電極42とグリッド電極43間は
同電位とし、電界のない空間とする。2つの電極42、
43を連結するリング状のシールド電極46を設けれ
ば、これらの電極で囲われた領域49は無電界領域とな
る。わずかに過剰な運動エネルギをもったイオンは方向
を変えずに無電界領域49を飛行し、グリッド電極43
に達する(点37a、37b、38a、38b)。ここ
で、グリッド電極43とグリッド電極44に印加された
イオン加速電界によりイオンは電極の中心21に向けて
加速される。過剰の運動エネルギをもたないイオンはグ
リッド電極43、44の中心21に収束する。過剰の運
動エネルギをわずかにもつイオンは電極中心軸から遠ざ
かるにしたがってイオンのエネルギの小さい方から大き
い方に順次収束する。いま、グリッド電極の中心21に
板状の電極20を置くと、図3(b)のように中心付近
は運動エネルギの小さいイオン、半径が大きい方に向け
順次エネルギの大きいイオンが同心円状に到達し、それ
らのイオンはそれぞれ21及び21aの位置に収束す
る。したがって、過剰の運動エネルギを持つイオンは電
極20により遮断される。The grid electrode 42 and the grid electrode 43 are set to the same potential, so that there is no electric field. Two electrodes 42,
If a ring-shaped shield electrode 46 that connects 43 is provided, a region 49 surrounded by these electrodes becomes a non-electric field region. Ions having a slight excess of kinetic energy fly in the field-free region 49 without changing the direction, and the grid electrode 43
Is reached (points 37a, 37b, 38a, 38b). Here, the ions are accelerated toward the center 21 of the electrode by the ion acceleration electric field applied to the grid electrode 43 and the grid electrode 44. Ions having no excess kinetic energy are focused on the center 21 of the grid electrodes 43 and 44. Ions having a slight excess of kinetic energy gradually converge from the smaller ion energy to the larger ion energy as the distance from the central axis of the electrode increases. Now, when the plate-shaped electrode 20 is placed at the center 21 of the grid electrode, as shown in FIG. 3B, the ions with small kinetic energy in the vicinity of the center and the ions with large energy sequentially reach the larger radius in concentric circles. Then, those ions are focused on the positions of 21 and 21a, respectively. Therefore, ions having excess kinetic energy are blocked by the electrode 20.
【0036】質量分析計に四重極質量分析計を用いる場
合、1eV以上の運動エネルギの広がりを持つイオンを
質量分析計に導入すると、マススペクトルの分解能が悪
化する。本発明の場合、1eV以上のエネルギの広がり
を持つイオンが質量分析部6の入り口孔19を通過でき
ないように孔の径を設定すればよい。When a quadrupole mass spectrometer is used as the mass spectrometer, if ions having a kinetic energy spread of 1 eV or more are introduced into the mass spectrometer, the resolution of the mass spectrum deteriorates. In the case of the present invention, the diameter of the hole may be set so that ions having an energy spread of 1 eV or more cannot pass through the entrance hole 19 of the mass spectrometric section 6.
【0037】エネルギ制限の細孔21を置かず直接質量
分析部6の入り口孔19をエネルギ制限のスリットとし
てもよい。又は、グリッド電極43、44の加速電圧を
調整して,過剰な運動エネルギ1eV以下のイオンのみ
が質量分析部6の入り口孔19を通過できるように設定
してもよい。すなわち、質量分析部の入り口孔19の径
又は加速電圧を調整することで大きな過剰エネルギをも
つイオンをカットできる。この結果質量分析において高
い分解能を得ることができる。The inlet hole 19 of the mass spectrometric section 6 may be directly used as an energy limiting slit without providing the energy limiting pore 21. Alternatively, the acceleration voltage of the grid electrodes 43, 44 may be adjusted so that only ions having an excessive kinetic energy of 1 eV or less can pass through the entrance hole 19 of the mass spectrometric section 6. That is, ions having a large excess energy can be cut by adjusting the diameter of the entrance hole 19 of the mass spectrometric section or the acceleration voltage. As a result, high resolution can be obtained in mass spectrometry.
【0038】グリッド電極への具体的な電圧の印加につ
いては、装置の構造や質量分析計により異なる。四重極
質量分析計やイオントラップ質量分析計を質量分析計に
用いる場合は加速電圧が数10V以下に設定できる。磁
場型の質量分析計の場合は数kVの高電圧の加速とな
る。四重極質量分析計で正のイオンを測定する場合、イ
オンサンプリング細孔15a(隔壁16)に印加する加
速電圧は+30V程度となる。グリッド電極41には+
10V、グリッド電極42、43には+29から+30
V、グリッド電極44、入り口孔19を有する外套管3
5には+10V程度を印加する。これらの電圧は電源7
0から与えられ、かつ任意に変更可能である(電源70
は図1以外の図では図の複雑化を避けるために省略され
ている)。The specific voltage application to the grid electrode depends on the structure of the device and the mass spectrometer. When a quadrupole mass spectrometer or an ion trap mass spectrometer is used for the mass spectrometer, the acceleration voltage can be set to several tens V or less. In the case of a magnetic field type mass spectrometer, high voltage acceleration of several kV is required. When measuring positive ions with a quadrupole mass spectrometer, the acceleration voltage applied to the ion sampling pore 15a (partition wall 16) is about + 30V. + For the grid electrode 41
10V, +29 to +30 for grid electrodes 42 and 43
V, grid electrode 44, mantle 3 with inlet hole 19
About + 10V is applied to 5. These voltages are the power supply 7
It is given from 0 and can be changed arbitrarily (power source 70
Are omitted in figures other than FIG. 1 in order to avoid complication of the figure).
【0039】イオンサンプリング細孔15bから遮蔽筒
35までのイオン移送系により、運動エネルギ−幅の狭
い、高立体角のイオンが効率よく収束され、質量分析部
6に導入される。イオンはここで質量分析され、その質
量分析されたイオンは検出器8によって検出される。The ion transfer system from the ion sampling pores 15b to the shield cylinder 35 efficiently converges ions having a narrow kinetic energy width and a high solid angle, and introduces them into the mass spectrometric section 6. The ions are now mass analyzed and the mass analyzed ions are detected by the detector 8.
【0040】4つの電極の中心部に中性粒子の遮断用の
スクリーン電極45を設ければ、中性粒子は直進し、ス
クリーン電極45に衝突する。スクリーン電極45より
大きな立体角の中性粒子ビーム23は質量分析部の入り
口孔19に到達しなくなる。このスクリーン電極45は
イオンサンプリング細孔15bから質量分析部9の入り
口孔19間でかつ中心軸17の上ならどこでも置ける。
しかし、イオンビームがもっとも太くなる電極42、4
3間に置くことが簡単である。If a screen electrode 45 for blocking neutral particles is provided at the center of the four electrodes, the neutral particles go straight and collide with the screen electrode 45. The neutral particle beam 23 having a solid angle larger than that of the screen electrode 45 does not reach the entrance hole 19 of the mass spectrometric section. The screen electrode 45 can be placed between the ion sampling pore 15b and the entrance hole 19 of the mass spectrometric section 9 and anywhere on the central axis 17.
However, the electrodes 42, 4 where the ion beam becomes the thickest
It's easy to put in between three.
【0041】このレンズ系の優れた点は、イオンの発生
源が大きくとも、また、イオンの放出角(立体角)が大
きくてもイオンを効率よく収束できる点である。また、
中性粒子はスクリーン電極45により質量分析計部6に
入射しないようにできる。また、デフレクタと異なり、
エネルギの異なるイオンは中心軸17上に並び、その選
択は、質量分析部入射口の孔の直径や、設置位置、グリ
ッド電極の印加電圧で容易に調整でき、質量分析部が受
け入れられる最適なエネルギを容易に調整できる。The advantage of this lens system is that the ions can be efficiently converged even if the ion source is large and the ion emission angle (solid angle) is large. Also,
Neutral particles can be prevented from entering the mass spectrometer section 6 by the screen electrode 45. Also, unlike the deflector,
Ions having different energies are arranged on the central axis 17, and the selection can be easily adjusted by the diameter of the hole of the entrance of the mass analysis unit, the installation position, and the applied voltage of the grid electrode, and the optimum energy accepted by the mass analysis unit. Can be easily adjusted.
【0042】グリッド電極41、42、43、44は半
球状のグリッド部はメッシュ構造となっている。縁の部
分などは組み立てを簡単にするため、金属板とすればよ
い。このレンズ系は通常のアインツエルレンズと異な
り、通気性が良いため排気抵抗を小さくすることができ
る。このため、レンズ系周辺の真空排気の効率を高め、
高い真空度を得ることができる。したがって、低真空下
でのイオンの中性粒子との衝突による、イオンの散乱の
機会を少なくし、運動エネルギの広がりを小さくでき
る。The grid electrodes 41, 42, 43, 44 have hemispherical grid portions having a mesh structure. The edges and the like may be metal plates for easy assembly. Unlike ordinary Einzel lenses, this lens system has good air permeability and can reduce exhaust resistance. Therefore, the efficiency of vacuum exhaust around the lens system is improved,
A high degree of vacuum can be obtained. Therefore, the chance of ion scattering due to collision with neutral particles of ions under low vacuum can be reduced, and the spread of kinetic energy can be reduced.
【0043】遮蔽用スクリーンを4つのグリッド電極と
は別の電極として設けず、4つのグリッド電極のうちの
1つにスクリーン状に設けてもよい。グリッド電極は、
薄い金属板をエッチングなどで製作することができる。
その際、1枚のグリッド電極の中央部をエッチングしな
いようにすれば、遮蔽スクリーンは簡単に作ることがで
きる。The shielding screen may not be provided as an electrode separate from the four grid electrodes, but may be provided in a screen shape on one of the four grid electrodes. The grid electrode is
A thin metal plate can be manufactured by etching or the like.
At this time, if the central portion of one grid electrode is not etched, the shield screen can be easily manufactured.
【0044】この実施例ではシールド電極46をグリッ
ド電極42、43と同電位としたが、イオンを中心軸に
向け押し戻して、イオンビームの広がりを少しでも少な
くするために、電位を印加することもできる。In this embodiment, the shield electrode 46 has the same potential as the grid electrodes 42 and 43, but a potential may be applied to push back the ions toward the central axis to reduce the spread of the ion beam as much as possible. it can.
【0045】第2の実施例
第一の実施例においては、イオンサンプリング細孔15
b、グリッド電極41、42(第1の電極系)の中心軸
とグリッド電極43、44(第2の電極系)の中心軸及
び質量分析部入り口孔19が同一の軸17上に並んでい
る。イオンサンプリング細孔15bを出た中性粒子はグ
リッド電極で偏向されずに直進する。これを質量分析部
入り口孔19に入射しないよう電極中央にスクリーン電
極45を設けている。スクリーン電極45は効率よく中
性粒子を取り除くことができるが、一方で中性粒子と共
に直進するイオンをも併せて遮断してしまう。イオンサ
ンプリング細孔15bから噴出するイオンの密度は中央
部がもっとも高い。この中央部のイオンを遮断しては、
高感度分析が損なわれる。Second Embodiment In the first embodiment, the ion sampling pore 15 is used.
b, the central axes of the grid electrodes 41 and 42 (first electrode system), the central axes of the grid electrodes 43 and 44 (second electrode system), and the mass spectrometer inlet hole 19 are aligned on the same axis 17. . The neutral particles exiting the ion sampling pores 15b go straight without being deflected by the grid electrode. A screen electrode 45 is provided at the center of the electrode so that it does not enter the mass analysis unit inlet hole 19. The screen electrode 45 can efficiently remove neutral particles, but on the other hand, it also blocks the ions that go straight along with the neutral particles. The density of the ions ejected from the ion sampling pores 15b is highest in the central portion. By shutting off the central ions,
Sensitive analysis is compromised.
【0046】第2の実施例はイオンが全てレンズ系を通
過し、中性粒子は質量分析部に入らない方式のものであ
る。図4は本発明による第2の実施例を示し、図5はイ
オンの加速、収束、偏向に関するレンズ系を示す。The second embodiment is of a type in which all ions pass through the lens system and neutral particles do not enter the mass spectrometric section. FIG. 4 shows a second embodiment according to the present invention, and FIG. 5 shows a lens system for ion acceleration, focusing and deflection.
【0047】イオンサンプリング細孔15dとグリッド
電極41a、グリッド電極42a(第1の電極系)の中
心軸47は一致させる。グリッド電極43a、グリッド
電極44a(第2の電極系)と質量分析部入り口孔19
aの中心軸48も一致させる。更に、これらの中心軸4
7、48を交差させるように配置する。実際の装置では
イオンサンプリング細孔を装着した隔壁24、16aの
フランジをわずかに傾斜させてMSの真空ブロックに装
着すればよい。The central axes 47 of the ion sampling pores 15d, the grid electrode 41a and the grid electrode 42a (first electrode system) are aligned with each other. The grid electrode 43a, the grid electrode 44a (second electrode system), and the mass analysis unit inlet hole 19
The central axis 48 of a is also matched. Furthermore, these central axes 4
Arrange so that 7, 48 intersect. In an actual device, the flanges of the partition walls 24 and 16a having the ion sampling pores may be slightly inclined and mounted on the MS vacuum block.
【0048】イオンサンプリング細孔15cを経てイオ
ンサンプリング細孔15dを出たイオンはイオンサンプ
リング細孔15dとグリッド電極41a間に印加された
イオン加速電界により加速され、グリッド電極41aを
通過する。グリッド電極41a、グリッド電極42a間
の逆電位によりイオンは減速される。過剰エネルギの小
さなイオンはここで押し戻される。他のイオンは更に飛
行を続け、グリッド電極42aを通過し、無電界空間を
飛行する。グリッド電極43aに(点39、40)に達
したイオンはグリッド電極43aとグリッド電極44a
間に印加されたイオン加速電界により加速され、グリッ
ド電極43aとグリッド電極44aの中心、即ち質量分
析計の入り口孔19aに収束する。中性粒子は電極41
a、42a、43a、44a間の電界に影響を受けずに
直進し(立体角50a、50b)、質量分析部6の外套
管35の外壁に衝突し、質量分析部6に入射しなくな
る。Ions exiting the ion sampling pore 15d through the ion sampling pore 15c are accelerated by the ion acceleration electric field applied between the ion sampling pore 15d and the grid electrode 41a, and pass through the grid electrode 41a. The ions are decelerated by the reverse potential between the grid electrode 41a and the grid electrode 42a. Ions with small excess energy are pushed back here. Other ions continue to fly, pass through the grid electrode 42a, and fly in the electric fieldless space. Ions reaching the points (points 39, 40) on the grid electrode 43a are generated by the grid electrodes 43a and 44a.
It is accelerated by the ion accelerating electric field applied between them, and converges at the center of the grid electrode 43a and the grid electrode 44a, that is, at the entrance hole 19a of the mass spectrometer. Neutral particles are electrodes 41
It goes straight (solid angles 50a, 50b) without being affected by the electric field between a, 42a, 43a, 44a, collides with the outer wall of the outer tube 35 of the mass spectrometric section 6, and does not enter the mass spectrometric section 6.
【0049】この実施例ではイオンサンプリング細孔1
5dを出たイオンは、効率よく質量分析部に導入され、
高感度測定を可能にする。In this embodiment, the ion sampling pore 1
The ions leaving 5d are efficiently introduced into the mass spectrometric unit,
Enables highly sensitive measurement.
【0050】実施例1及び2において、LC/MSの大
気圧イオン源として、エレクトロスプレイイオン源を用
いた例を示した。しかし、本発明は現在大気圧イオン化
としてエレクトロスプレイイオン化と共に広く用いられ
ている大気圧化学イオン化(APCI)やソニックスプ
レイイオン化(SSI)、大気圧スプレイイオン化(A
PS)などにも応用可能である。Examples 1 and 2 show examples in which an electrospray ion source is used as the atmospheric pressure ion source for LC / MS. However, the present invention is currently widely used together with electrospray ionization as atmospheric pressure ionization, such as atmospheric pressure chemical ionization (APCI), sonic spray ionization (SSI), and atmospheric pressure spray ionization (ASI).
It is also applicable to PS) and the like.
【0051】第3の実施例
図6は本発明による第3の実施例を示す。これは、分離
手段として、LCではなく、キャピラリ電気泳動を用い
た例を示す。Third Embodiment FIG. 6 shows a third embodiment according to the present invention. This shows an example using capillary electrophoresis instead of LC as the separation means.
【0052】試料は先ずキャピラリ27に導入され、高
電圧電源28からビーカ26に満たされた緩衝液29を
経て供給される数10kVの高電圧によりキャピラリ2
7の中を泳動し、成分毎に分離される。溶出した成分は
追加の液体(シースフロー)を加えた後エレクトロスプ
レイイオン源3の噴霧キャピラリに送られる。試料はエ
レクトロスプレイされイオン化される。イオンはイオン
サンプリング細孔15a、15bを経て質量分析部34
に導入される。イオンは半球状のグリッド電極41、4
2、43、44を経て質量分析部入り口19に到達し、
質量分析される。中性粒子はスクリーン45で取り除か
れる。The sample is first introduced into the capillary 27, and the capillary 2 is supplied with a high voltage of several tens of kV which is supplied from the high voltage power source 28 through the buffer solution 29 filled in the beaker 26.
7 is run and separated into each component. The eluted component is sent to the spray capillary of the electrospray ion source 3 after adding an additional liquid (sheath flow). The sample is electrosprayed and ionized. The ions pass through the ion sampling pores 15a and 15b, and the mass spectrometric unit 34
Will be introduced to. Ions are hemispherical grid electrodes 41, 4
Reach the mass spectrometer entrance 19 via 2, 43, 44,
Mass analyzed. Neutral particles are removed by the screen 45.
【0053】このキャピラリ電気泳動と実施例2の組み
合わせも可能である。A combination of this capillary electrophoresis and Example 2 is also possible.
【0054】第4の実施例
図7は本発明による第4にの実施例を示す。本発明はL
C/MSばかりでなく、大気圧下でイオン化する質量分
析計にも応用可能である。例えば、ごく微量の元素の分
析に用いられるプラズマイオン源即ち誘導結合プラズマ
(ICP)、マイクロ波誘導プラズマ(MIP)イオン
源を装着した質量分析計にも適用できる。図7はその例
を示す。Fourth Embodiment FIG. 7 shows a fourth embodiment according to the present invention. The present invention is L
It can be applied not only to C / MS, but also to a mass spectrometer that ionizes under atmospheric pressure. For example, it can also be applied to a mass spectrometer equipped with a plasma ion source used for the analysis of a very small amount of elements, that is, an inductively coupled plasma (ICP) or a microwave inductive plasma (MIP) ion source. FIG. 7 shows an example thereof.
【0055】試料は高周波電源31から供給ライン30
を経て高周波がプラズマイオン源32に供給される。高
周波により作られた数千度Kの高温のプラズマ中に生成
された試料のイオンは、イオンサンプリング細孔15
a、15bを経て質量分析部34に導入される。この場
合、中性粒子の遮蔽の他、プラズマから放出される光子
の遮断を行ないながらイオンを効率よく質量分析部に導
くことができる。The sample is supplied from the high frequency power source 31 to the supply line 30.
Then, the high frequency is supplied to the plasma ion source 32. Ions of the sample generated in the high-temperature plasma of several thousands degrees K produced by the high-frequency waves are ion sampling pores 15
It is introduced into the mass spectrometric section 34 through a and 15b. In this case, the ions can be efficiently guided to the mass spectrometric section while blocking the photons emitted from the plasma in addition to blocking the neutral particles.
【0056】プラズマイオン源と実施例2の組み合わせ
も可能である。A combination of the plasma ion source and the second embodiment is also possible.
【0057】第5の実施例
図8は本発明による第5の実施例を示す。第2の実施例
では、イオンサンプリング細孔15dと第1の電極系
(グリッド電極41、42)の中心軸は一致し、また、
第2の電極系(グリッド電極43、44)と質量分析部
入り口孔19の中心軸が一致し、更にこれら二つの軸が
交差している。Fifth Embodiment FIG. 8 shows a fifth embodiment according to the present invention. In the second embodiment, the central axes of the ion sampling pores 15d and the first electrode system (grid electrodes 41, 42) coincide with each other, and
The central axes of the second electrode system (grid electrodes 43 and 44) and the mass analysis unit inlet hole 19 coincide with each other, and these two axes intersect each other.
【0058】第5の実施例においては、第1、第2の電
極系、質量分析部入り口孔19の中心軸が一致し、この
軸とイオンサンプリング細孔15dの中心軸が交差す
る。大気圧下で生成したイオンはイオンサンプリング細
孔15c、15dを経て高真空領域34に導入される。
イオンは隔壁16とグリッド電極41間に印加された加
速電圧により加速され、第1の電極系に入射する。第
1、第2の電極系によりイオンは偏向、収束され、質量
分析部入り口孔19を通過し、質量分析部6により質量
分析される。中性粒子や光は第1、第2の電極系に影響
されずに直進し、質量分析部6に入射しない。In the fifth embodiment, the central axes of the first and second electrode systems and the mass spectrometric unit inlet hole 19 coincide with each other, and this central axis intersects with the central axis of the ion sampling pore 15d. Ions generated under atmospheric pressure are introduced into the high vacuum region 34 through the ion sampling pores 15c and 15d.
The ions are accelerated by the acceleration voltage applied between the partition wall 16 and the grid electrode 41, and enter the first electrode system. Ions are deflected and converged by the first and second electrode systems, pass through the mass analysis unit inlet hole 19, and are mass analyzed by the mass analysis unit 6. Neutral particles and light travel straight without being affected by the first and second electrode systems and do not enter the mass spectrometric section 6.
【0059】実際の装置はイオンサンプリング細孔を装
着した隔壁24、16aのフランジをわずかに傾斜する
ように質量分析計の真空ブロックに装着する。In an actual device, the partition walls 24 and 16a having the ion sampling pores are mounted on the vacuum block of the mass spectrometer so that the flanges of the partition walls are slightly inclined.
【0060】図1、4、6、7、8に示した実施例にお
いて、大気中に生成したイオンはスキマの中心に設けら
れたイオンサンプリング細孔15a又は15cから真空
中に導入されている。このイオンサンプリング細孔を図
9(本発明による第6の実施例)、図10(本発明によ
る第7の実施例)に示すようにキャピラリ62で置き換
えることもできる。高真空領域34へのイオンサンプリ
ング細孔15bもスキマ頂点に設けてもよい(図1
0)。また、図9のように平板の電極に細孔63を設け
てもよい。更に、液滴の気化を促進するため、真空中の
断熱膨張による冷却を防ぐためキャピラリ62を加熱す
ることもできる。また、図11(本発明による第8の実
施例)に示すようにキャピラリ62aを傾斜させてもよ
い。In the embodiments shown in FIGS. 1, 4, 6, 7 and 8, the ions generated in the atmosphere are introduced into the vacuum through the ion sampling pores 15a or 15c provided at the center of the gap. This ion sampling pore may be replaced with a capillary 62 as shown in FIG. 9 (sixth embodiment according to the present invention) and FIG. 10 (seventh embodiment according to the present invention). Ion sampling pores 15b to the high vacuum region 34 may also be provided at the apex of the gap (FIG. 1).
0). Further, as shown in FIG. 9, fine holes 63 may be provided in the flat plate electrode. Furthermore, in order to promote vaporization of droplets, the capillary 62 can be heated to prevent cooling due to adiabatic expansion in vacuum. Further, as shown in FIG. 11 (eighth embodiment according to the present invention), the capillary 62a may be inclined.
【0061】以上の実施例では、第1、第2の電極系が
高真空領域34のイオンサンプリング細孔15b、15
d又は細孔63と質量分析部6の間に置かれている。図
12(本発明による第9の実施例)に示すように第1、
第2の電極系を中間圧力部33内に置くこともできる。
中間圧力部はイオンは残留ガス分子と衝突し、拡散やエ
ネルギの広がりを示す。半球状のグリッド電極により広
く拡散するイオンも収束し、イオンサンプリング細孔1
5bへイオンを効率よく送り込むことができる。In the above embodiment, the first and second electrode systems have the ion sampling pores 15b, 15 in the high vacuum region 34.
It is placed between d or the pore 63 and the mass spectrometric section 6. As shown in FIG. 12 (the ninth embodiment of the present invention), the first,
The second electrode system can also be placed in the intermediate pressure section 33.
In the intermediate pressure region, the ions collide with the residual gas molecules and show diffusion and energy spread. Ions that are widely diffused are also converged by the hemispherical grid electrode, and the ion sampling pores 1
Ions can be efficiently sent to 5b.
【0062】図13は本発明による第10の実施例を示
す。これは、イオンサンプリング細孔15bから高真空
部34に導入されたイオンを一旦アインツエルレンズ6
4で収束し、細孔65を経由して第1、第2の電極系に
よるイオンと中性粒子の選別を行うようにしたものであ
る。これによれば、第1の電極系とイオンサンプリング
細孔15bが接近し、組み立てが困難になるのを未然に
防ぐことができる。更に、細孔65により、より効率的
に中性粒子を取り除くことができる。FIG. 13 shows a tenth embodiment according to the present invention. This is because the ions introduced into the high vacuum portion 34 from the ion sampling pores 15b are temporarily transferred to the Einzel lens 6
4, and the ions and neutral particles are selected by the first and second electrode systems via the pores 65. According to this, it is possible to prevent the first electrode system and the ion sampling pore 15b from approaching each other and making the assembly difficult. Furthermore, the pores 65 allow the neutral particles to be removed more efficiently.
【0063】第1の電極系の複数グリッド電極の間にイ
オンを減速する電位を印加すれば、運動エネルギがこの
電位を下回るイオンは押し戻され、ここで、イオンの運
動エネルギの足切りができる。しかし、運動エネルギの
低いイオンは過剰なエネルギをもつイオンよりも、分解
能や透過率に悪影響を与える度合いが小さい。ある程度
分解能に妥協すれば、これら運動エネルギの小さなイオ
ンまでMSに送り込むことができる。この場合、第1の
電極系のグリッド電極に印加する電位はイオン減速の電
位ではなく、同電位とすることもできる。また、第1の
電極系の2枚目の電極を除くこともできる。更にわずか
に加速することも可能である。When a potential for decelerating the ions is applied between the plurality of grid electrodes of the first electrode system, the ions whose kinetic energy is below this potential are pushed back, and the kinetic energy of the ions can be cut off. However, ions having low kinetic energy are less likely to adversely affect resolution and transmittance than ions having excessive energy. If the resolution is compromised to some extent, these ions with small kinetic energy can be sent to the MS. In this case, the potential applied to the grid electrode of the first electrode system may be the same potential instead of the potential for ion deceleration. Also, the second electrode of the first electrode system can be removed. It is also possible to accelerate slightly.
【0064】実施例では、第1、第2の電極系において
構成するグリッド電極はそれぞれ2枚で説明したが、こ
れを3枚以上に増やすことも可能である。電極の構造
も、半球状で説明したが、グリッド面が球面の一部をな
していればよい。また、半球状なる用語はその厳密性を
問題にする用語ではなく、焦点をもつ双曲線形状や楕円
形状をも含むものと理解されたい。In the embodiment, the number of grid electrodes formed in each of the first and second electrode systems is two, but it is possible to increase the number to three or more. Although the structure of the electrode has been described as a hemispherical shape, the grid surface may be a part of a spherical surface. It should be understood that the term hemispherical is not a term in which its strictness is an issue, and includes a hyperbolic shape having a focus and an elliptical shape.
【0065】以上説明した実施例によれば、真空悪化に
よるイオンの運動エネルギの広がりを低減しつつ、高立
体角のイオンを効果的に収束させて高いS/N比をもっ
て質量分析を行うことができる。また、イオンの運動エ
ネルギの選別を容易に行うことができると共に、中性粒
子や光子の遮蔽、即ち中性粒子や光子のイオンからの分
離を効果的に行って、中性粒子や光子によるノイズを抑
制することができる。According to the above-described embodiment, it is possible to effectively converge ions with a high solid angle and reduce mass spread of kinetic energy of ions due to deterioration of vacuum to perform mass spectrometry with a high S / N ratio. it can. In addition, the kinetic energy of ions can be easily selected, and neutral particles and photons are effectively shielded, that is, neutral particles and photons are effectively separated from the ions, and noise due to neutral particles and photons is generated. Can be suppressed.
【0066】[0066]
【発明の効果】本発明によれば、真空悪化によるイオン
の運動エネルギの広がりを低減させつつ、高立体角のイ
オンを効果的に収束して高S/N比をもって質量分析を
行うのに適した大気圧イオン化質量分析計が提供され
る。According to the present invention, it is suitable for effectively focusing ions having a high solid angle and performing mass spectrometry with a high S / N ratio while reducing the spread of kinetic energy of ions due to deterioration of vacuum. An atmospheric pressure ionization mass spectrometer is provided.
【0067】本発明によればまた、中性分子のイオンか
らの分離を効果的に行うのに適した大気圧イオン化質量
分析計が提供される。The present invention also provides an atmospheric pressure ionization mass spectrometer suitable for effectively separating neutral molecules from ions.
【0068】本発明によれば更に、収束されるべきイオ
ンの運動エネルギの選別を容易化するのに適した大気圧
イオン化質量分析計が提供される。The present invention further provides an atmospheric pressure ionization mass spectrometer suitable for facilitating the selection of kinetic energy of ions to be focused.
【図1】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第1
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 1 is a first atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図2】本発明による第1の実施例のイオン収束系の立
体概略図である。FIG. 2 is a three-dimensional schematic view of the ion focusing system of the first embodiment according to the present invention.
【図3】本発明による第1の実施例のイオン収束系の説
明用のもので、(A)はそのイオン光学系図、(B)は
電極20上でのイオンの収束状態を示す図である。3A and 3B are diagrams for explaining an ion focusing system of a first embodiment according to the present invention, FIG. 3A is an ion optical system diagram thereof, and FIG. 3B is a diagram showing a focused state of ions on an electrode 20. .
【図4】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第2
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 4 is a second atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図5】本発明による第2の実施例のイオン収束系の概
略イオン光学系図である。FIG. 5 is a schematic ion optical system diagram of an ion focusing system according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第3
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 6 is a third atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図7】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第4
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 7 is a fourth atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図8】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第5
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 8 is a fifth example of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図9】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第6
の実施例の全体構成概念図である。FIG. 9 is a sixth example of the atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
2 is a conceptual diagram of the overall configuration of the embodiment of FIG.
【図10】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第
7の実施例の全体構成概念図である。FIG. 10 is an overall configuration conceptual diagram of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to a seventh embodiment of the present invention.
【図11】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第
8の実施例の全体構成概念図である。FIG. 11 is an overall configuration conceptual diagram of an eighth embodiment of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
【図12】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第
9の実施例の全体構成概念図である。FIG. 12 is an overall configuration conceptual diagram of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to a ninth embodiment of the present invention.
【図13】本発明による大気圧イオン化質量分析計の第
10の実施例の全体構成概念図である。FIG. 13 is an overall configuration conceptual diagram of a tenth embodiment of an atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to the present invention.
【図14】知られている液体クロマトグラフ直結質量分
析計の概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram of a known liquid chromatograph direct coupling mass spectrometer.
【図15】エレクトロスプレイイオン源を装着した知ら
れている液体クロマトグラフ直結質量分析計の概念図で
ある。FIG. 15 is a conceptual diagram of a known liquid chromatograph direct-coupled mass spectrometer equipped with an electrospray ion source.
【図16】液的とイオンを分離する手段を有するしられ
ている質量分析計の概念図である。FIG. 16 is a schematic diagram of a conventional mass spectrometer having means for separating liquid and ions.
【図17】知られているアイエンツエルレンズの概念図
である。FIG. 17 is a conceptual diagram of a known eye lens lens.
【図18】デフレクタを用いずにS/N比を改善した知
られている液体クロマトグラフ直結質量分析計の概念図
である。FIG. 18 is a conceptual diagram of a known liquid chromatograph direct coupling mass spectrometer with an improved S / N ratio without using a deflector.
【図19】知られているプラズマ質量分析計の概念図で
ある。FIG. 19 is a conceptual diagram of a known plasma mass spectrometer.
【図20】知られているもう一つのプラズマ質量分析計
の概念図である。FIG. 20 is a conceptual diagram of another known plasma mass spectrometer.
【図21】電子のエネルギ分析計に用いられる知られて
いる電極系の概念図である。FIG. 21 is a conceptual diagram of a known electrode system used in an electron energy analyzer.
【符号の説明】
1:液体クロマトグラフ(LC)、2:連結チューブ、
3:イオン源、4:イオン源電源、6:質量分析部、7
a、7b:真空排気系、8:イオン検出器、9:データ
処理器、11:キャピラリ、12:対向電極、13:ガ
ス噴出口、14:カウンタガス噴出口、15、15a、
15b、15c、15d イオンサンプリング細孔、1
6、16a:隔壁、17:中心軸、19、19a:質量
分析計入り口孔、20:電極、21:細孔、24:隔
壁、25:噴霧補助ガス、26:ビーカ、27:キャピ
ラリ、28:キャピラリ電気泳動電源、29:緩衝溶
液、30:電圧供給ライン、31:プラズマイオン源電
源、32:プラズマイオン源、33:中間圧力部、3
4:高真空部、35:外套管、36:カウンタガス、4
1、41a:第1のグリッド電極、42、42a:第2
のグリッド電極、43、43a:第3のグリッド電極、
44、44a:第4のグリッド電極、45:スクリーン
電極、46:シールド電極、47、48 中心軸、4
9:無電界空間、51:アインツエル電源、52:物
点、53:第1の電極、54:第2の電極、55:第3
の電極、62:イオン導入キャピラリ、63:イオンサ
ンプリング細孔、64:アインツエルレンズ、65:制
限細孔、66:スクリーン電極、70:電源。[Explanation of symbols] 1: Liquid chromatograph (LC), 2: Connection tube,
3: Ion source, 4: Ion source power supply, 6: Mass spectrometric section, 7
a, 7b: Vacuum exhaust system, 8: Ion detector, 9: Data processor, 11: Capillary, 12: Counter electrode, 13: Gas jet port, 14: Counter gas jet port, 15, 15a,
15b, 15c, 15d Ion sampling pores, 1
6, 16a: Partition wall, 17: Central axis, 19, 19a: Mass spectrometer inlet hole, 20: Electrode, 21: Pore, 24: Partition wall, 25: Spray auxiliary gas, 26: Beaker, 27: Capillary, 28: Capillary electrophoresis power supply, 29: buffer solution, 30: voltage supply line, 31: plasma ion source power supply, 32: plasma ion source, 33: intermediate pressure part, 3
4: high vacuum part, 35: outer tube, 36: counter gas, 4
1, 41a: first grid electrode, 42, 42a: second
Grid electrodes, 43, 43a: third grid electrode,
44, 44a: fourth grid electrode, 45: screen electrode, 46: shield electrode, 47, 48 central axis, 4
9: Electroless space, 51: Einzel power source, 52: Object point, 53: First electrode, 54: Second electrode, 55: Third
Electrode, 62: ion introduction capillary, 63: ion sampling pore, 64: Einzel lens, 65: limiting pore, 66: screen electrode, 70: power supply.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/06 G01N 27/62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 49/06 G01N 27/62
Claims (5)
を生成する大気圧イオン化イオン源と、その生成された
イオンをイオンサンプリング細孔を通して導入して質量
分析する質量分析部とを備えている大気圧イオン化質量
分析計において、前記イオンサンプリング細孔と前記質
量分析部との間に配置された第1及び第2の電極系を備
え、前記第1の電極系は前記サンプリング細孔からのイ
オンを通す複数の半球状のグリッド電極を有し、前記第
2の電極系は前記第1の電極系からのイオンを通して前
記質量分析部に向ける複数の半球状のグリッド電極を有
し、前記第1の電極系の複数のグリッド電極は前記サン
プリング細孔側に凹にされており、前記第2の電極系の
複数のグリッド電極は前記サンプリング細孔と反対側に
凹にされており、それによって前記第2の電極系からの
イオンを収束位置に収束させることを特徴する大気圧イ
オン化質量分析計。1. An atmospheric pressure ionization ion source for ionizing a sample under atmospheric pressure to generate the ions, and a mass spectrometric section for introducing the generated ions through ion sampling pores for mass analysis. In the atmospheric pressure ionization mass spectrometer, there are provided first and second electrode systems arranged between the ion sampling pores and the mass spectrometric section, and the first electrode system is provided from the sampling pores. A plurality of hemispherical grid electrodes through which ions pass, wherein the second electrode system includes a plurality of hemispherical grid electrodes through which ions from the first electrode system are directed toward the mass spectrometric analysis unit; A plurality of grid electrodes of one electrode system is recessed to the sampling pore side, a plurality of grid electrodes of the second electrode system is recessed to the opposite side to the sampling pores, Atmospheric pressure ionization mass spectrometer, wherein the converging to the convergence position ions from the second electrode system by Les.
からの中性粒子を遮蔽するスクリ−ンを備えていること
を特徴とする大気圧イオン化質量分析計。2. The atmospheric pressure ionization mass spectrometer according to claim 1, further comprising a screen for shielding neutral particles from the sampling pores.
第1の電極系と前記第2の電極系との間の中心軸上に配
置されていることを特徴とする大気圧イオン化質量分析
計。3. The atmospheric pressure ionization mass spectrometry according to claim 2, wherein the screen is arranged on a central axis between the first electrode system and the second electrode system. Total.
を生成する大気圧イオン化イオン源と、その生成された
イオンをサンプリングするイオンサンプリング細孔を有
する部材と、そのサンプリングされたイオンを質量分析
部にその入り口孔を介して導入して質量分析する質量分
析部とを備えている大気圧イオン化質量分析計におい
て、前記イオンサンプリング細孔と前記質量分析部との
間に配置された第1及び第2の電極系を備え、前記第1
の電極系は前記サンプリング細孔からのイオンを通しか
つ前記サンプリング細孔側に凹にされた複数の半球状の
グリッド電極を有し、前記第2の電極系は前記第1の電
極系からのイオンを通して前記質量分析部に向けかつ前
記サンプリング細孔と反対側に凹にされた複数の半球状
のグリッド電極を有し、前記イオンサンプリング細孔の
軸と前記第1の電極系の軸が一致し、前記第2の電極系
に軸と前記質量分析部の入り口孔の軸が一致し、前記イ
オンサンプリング細孔の軸と前記質量分析部の入り口孔
の軸が交差していることを特徴する大気圧イオン化質量
分析計。4. An atmospheric pressure ionized ion source for ionizing a sample under atmospheric pressure to generate the ions, a member having ion sampling pores for sampling the generated ions, and a mass of the sampled ions. In an atmospheric pressure ionization mass spectrometer comprising a mass spectrometric section introduced into the spectroscopic section through its inlet hole for mass spectrometric analysis, a first element arranged between the ion sampling pore and the mass spectrometric section. And a second electrode system, wherein the first
Of the electrode system has a plurality of hemispherical grid electrodes that allow ions from the sampling pores to pass therethrough and are recessed toward the sampling pores, and the second electrode system includes a plurality of hemispherical grid electrodes. It has a plurality of hemispherical grid electrodes that are recessed on the side opposite to the sampling pores and through which ions pass, and the axis of the ion sampling pores and the axis of the first electrode system are aligned. The axis of the second electrode system coincides with the axis of the inlet hole of the mass spectrometric section, and the axis of the ion sampling pore and the axis of the inlet hole of the mass spectrometric section intersect. Atmospheric pressure ionization mass spectrometer.
オンを、前記第1の電極系の複数のグリッド電極間で減
速し、前記第2の電極系の複数のグリッド電極間で加速
するようにしたことを特徴とする大気圧イオン化質量分
析計。5. The ion according to claim 1, wherein the ions are decelerated between a plurality of grid electrodes of the first electrode system and are accelerated between a plurality of grid electrodes of the second electrode system. An atmospheric pressure ionization mass spectrometer characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08879898A JP3405919B2 (en) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08879898A JP3405919B2 (en) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11288683A JPH11288683A (en) | 1999-10-19 |
JP3405919B2 true JP3405919B2 (en) | 2003-05-12 |
Family
ID=13952891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08879898A Expired - Fee Related JP3405919B2 (en) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3405919B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2340150C (en) * | 2000-06-09 | 2005-11-22 | Micromass Limited | Methods and apparatus for mass spectrometry |
GB2364168B (en) * | 2000-06-09 | 2002-06-26 | Micromass Ltd | Methods and apparatus for mass spectrometry |
CA2317085C (en) * | 2000-08-30 | 2009-12-15 | Mds Inc. | Device and method for preventing ion source gases from entering reaction/collision cells in mass spectrometry |
US20020115056A1 (en) | 2000-12-26 | 2002-08-22 | Goodlett David R. | Rapid and quantitative proteome analysis and related methods |
GB0305796D0 (en) | 2002-07-24 | 2003-04-16 | Micromass Ltd | Method of mass spectrometry and a mass spectrometer |
GB2477985B (en) * | 2010-02-22 | 2012-01-18 | Ilika Technologies Ltd | Mass spectrometers and methods of ion separation and detection |
-
1998
- 1998-04-01 JP JP08879898A patent/JP3405919B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11288683A (en) | 1999-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3367719B2 (en) | Mass spectrometer and electrostatic lens | |
US5663560A (en) | Method and apparatus for mass analysis of solution sample | |
JP5234019B2 (en) | Mass spectrometer | |
US7465940B2 (en) | Ionization by droplet impact | |
US7649170B2 (en) | Dual-polarity mass spectrometer | |
EP1116258B1 (en) | Ion optical system for a mass spectrometer | |
US6974957B2 (en) | Ionization device for aerosol mass spectrometer and method of ionization | |
US6005245A (en) | Method and apparatus for ionizing a sample under atmospheric pressure and selectively introducing ions into a mass analysis region | |
US8309913B2 (en) | Angled dual-polarity mass spectrometer | |
US11056327B2 (en) | Inorganic and organic mass spectrometry systems and methods of using them | |
JP3424431B2 (en) | Mass spectrometer | |
JP3405919B2 (en) | Atmospheric pressure ionization mass spectrometer | |
JPH07260765A (en) | Mass spectrometer apparatus | |
EP0771019B1 (en) | Method and apparatus for mass analysis of solution sample | |
JP3559736B2 (en) | Mass spectrometer | |
JP4665517B2 (en) | Mass spectrometer | |
US12051584B2 (en) | ION interfaces and systems and methods using them | |
WO2021156762A1 (en) | Ion interfaces and systems and methods using them | |
JPH10269985A (en) | Mass spectrometer and mass spectroscopic method | |
JPH11224645A (en) | Ion trap mass spectrometric device | |
AU6181599A (en) | Ion optical system for a mass spectrometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |