JP4628163B2 - 飛行時間型質量分析装置 - Google Patents
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Description
質量分解能=T/2ΔT
で表される。即ち、ピーク幅ΔTを一定にして、総飛行時間Tを延ばすことができれば、質量分解能を向上させることができる。しかしながら、従来の直線型、反射型の飛行時間型質量分析装置では、総飛行時間Tを延ばすこと、即ち総飛行距離を延ばすことは装置の大型化に直結する。装置の大型化を避け、かつ高質量分解能を実現するために開発された装置が、多重周回型飛行時間型質量分析装置である(例えば非特許文献1参照)。
点と終点を垂直方向にずらす方法(例えば特許文献2参照)がある。
イオンを生成するイオン源と、
試料をイオン化するイオン源と、
イオンをパルス的に加速するための手段と、
複数のセクター電場で構成され、イオンをらせん軌道で飛行させるらせん軌道型飛行時間型分光部と、
らせん軌道型飛行時間型分光部にイオンを入出射させる機構と、
らせん軌道型飛行時間型分光部の出射部近傍でイオン軌道を折り返す反射電場と、
イオンを検出する検出器とを備えた飛行時間型質量分析装置であって、
前記セクター電場には、イオン軌道を挟むように円筒電場に複数枚の電極を組み込むことにより形成される積層されたトロイダル電場を用いるとともに、
らせん軌道型飛行時間型分光部を出射したイオンを前記反射電場で反射させて再びらせん軌道型飛行時間型分光部内に戻し、該らせん軌道型飛行時間型分光部内を往復飛行させることによって飛行時間を計測するようにしたことを特徴としている。
イオンを生成するイオン源と、
試料をイオン化するイオン源と、
イオンをパルス的に加速するための手段と、
複数のセクター電場で構成され、イオンをらせん軌道で飛行させるらせん軌道型飛行時間型分光部と、
らせん軌道型飛行時間型分光部にイオンを入出射させる機構と、
らせん軌道型飛行時間型分光部の出射部近傍でイオン軌道を折り返す反射電場と、
イオンを検出する検出器とを備えた飛行時間型質量分析装置であって、
前記セクター電場には、イオン軌道を挟むように円筒電場に複数枚の電極を組み込むことにより形成される積層されたトロイダル電場を用いるとともに、
らせん軌道型飛行時間型分光部を出射したイオンを前記反射電場で反射させて再びらせん軌道型飛行時間型分光部内に戻し、該らせん軌道型飛行時間型分光部内を往復飛行させることによって飛行時間を計測するようにしたので、
簡単な構成で、従来のらせん型飛行時間型質量分析装置の総飛行距離を伸ばし、質量分解能を大幅に向上させた飛行時間型質量分析装置を提供することができる。
(第1の実施の形態例)
第1の実施の形態例は、円筒電場内側表面に実現したいトロイダル電場形状に合わせた曲率を層状に付けるようにしたものである。図5は本発明の積層トロイダルを電場端面から見た図で、第1の実施の形態例を示している。(a)が積層トロイダルを電場端面から見た図、(b)は積層トロイダルを横から見た図である。(b)において、破線はイオンの軌跡である。積層トロイダル電場のX方向の配置は図1に示すものと同じである。
(第2の実施の形態例)
図6は積層トロイダル電場の説明図で、第2の実施の形態例を示している。積層トロイダル電場1〜4の配置は、図1に示すものと同じである。(a)は積層トロイダルで電場端面から見た図、(b)は積層トロイダルで横から見た図である。図において、22は円筒電場内に設けられた多重極プレートである。図中、太い実線は多重極プレート、破線はイオン軌道である。図7は本実施の形態例で用いる多重極プレートの構成例を示す図である。図中、23は同心円状電極、24はその端部に設けられた絶縁体プレートである。
(第3の実施の形態例)
図8は本発明の別の実施例を示す図である。図において、40は連続してイオンを生成する連続イオン源である。この実施の形態例は、連続イオン源40と本発明を組み合わせたものである。41は電極30、31に加速電圧を印加するパルス電圧発生器である。32はイオン溜である。Aは積層トロイダル電場1で、第1層だけを拡大したものである。33は積層トロイダル層の端面、破線の矢印はイオンビームの軌道を示す。積層トロイダル電場としては、前述した実施の形態例1〜3までの何れかを採用するものとする。
(第4の実施の形態例)
図9は本発明の別の実施例を示す図である。図8と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、図8に示す構成に加えて、イオン溜32から入射されるイオンを更に偏向して角度調整ができるようにしたものである。図において、50は入射されるイオンの角度を調整するために設けられたデフレクタである。該デフレクタは、積層トロイダル電極の傾き角と打ち出されたイオンの傾きが異なる場合に、イオンの傾き角を積層トロイダル電極の傾き角に合わせるように動作する。
Claims (9)
- 試料をイオン化するイオン源と、
イオンをパルス的に加速するための手段と、
複数のセクター電場で構成され、イオンをらせん軌道で飛行させるらせん軌道型飛行時間型分光部と、
らせん軌道型飛行時間型分光部にイオンを入出射させる機構と、
らせん軌道型飛行時間型分光部の出射部近傍でイオン軌道を折り返す反射電場と、
イオンを検出する検出器とを備えた飛行時間型質量分析装置であって、
前記セクター電場には、イオン軌道を挟むように円筒電場に複数枚の電極を組み込むことにより形成される積層されたトロイダル電場を用いるとともに、
らせん軌道型飛行時間型分光部を出射したイオンを前記反射電場で反射させて再びらせん軌道型飛行時間型分光部内に戻し、該らせん軌道型飛行時間型分光部内を往復飛行させることによって飛行時間を計測するようにしたことを特徴とする飛行時間型質量分析装置。 - 前記イオンを入出射させる機構が、前記セクター電場の電圧をON/OFFさせることにより実現されることを特徴とする請求項1記載の飛行時間型質量分析装置。
- 前記イオンを入出射させる機構が、前記セクター電場の入出射口部分のみを分割して、電圧をON/OFFさせることにより実現されることを特徴とする請求項2記載の飛行時間型質量分析装置。
- 前記イオン源は、導電性のサンプルプレート上の試料をレーザー照射してイオン化するタイプのイオン源であることを特徴とする請求項1、2、または3に記載の飛行時間型質量分析装置。
- 前記イオン源は、MALDIイオン源であることを特徴とする請求項4記載の飛行時間型質量分析装置。
- イオンを加速する手段に遅延引き出し法を用いることを特徴とする請求項4または5記載の飛行時間型質量分析装置。
- 試料をイオン化するイオン源と、イオンをパルス的に加速する手段が、試料を連続的にイオン化するイオン源と、そのイオンを輸送する手段と、イオンを輸送方向に対して交差する方向にパルス的に加速する手段とを組み合わせた垂直加速型イオン源であることを特徴とする請求項1、2、または3に記載の飛行時間型質量分析装置。
- イオンのらせん軌道型飛行時間型分光部への入射角度を調整するために、イオンをパルス的に加速するための手段と、らせん軌道型飛行時間型分光部との間にイオンを偏向させる偏向手段を設けたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の飛行時間型質量分析装置。
- 前記らせん軌道は、イオン光軸が8の字型を描くことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の飛行時間型質量分析装置。
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2005
- 2005-04-12 JP JP2005114084A patent/JP4628163B2/ja active Active
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