JP7035946B2 - イオン分析装置 - Google Patents
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Description
イオントラップ等に蓄積されているイオンが加速電圧によって加速されて飛行軌道に投入される場合や、マトリクス支援レーザ脱離イオン化(MALDI)イオン源などで生成されたイオンが加速されて飛行軌道に投入される場合、加速される際のイオンの初期位置のばらつき、イオンが持つ初期エネルギーのばらつき、或いは、イオンの初期的な運動方向のばらつきなどによって、同一質量電荷比を有するイオンがイオンの進行方向に或る程度広がる。そのため、飛行軌道に投入される、同一質量電荷比を有する多数のイオンはそのイオンの進行方向に雲状に広がった状態となる(図6(a)参照)。
a)前記検出信号の高周波成分を減衰させる平滑化回路である信号波形整形部と、
b)前記平滑化回路の時定数を、少なくとも前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅に応じて調整する時定数調整部と、
を備えることを特徴としている。
マルチターン飛行時間型質量分離部と、
前記マルチターン飛行時間型質量分離部に導入して分析する対象のイオンの質量電荷比範囲、量、周回数、飛行距離、又は飛行時間のいずれか一つ又は複数に応じて、前記平滑化回路の時定数を変更するように前記時定数調整部を制御する制御部と、
をさらに備える構成としてもよい。
図1は本実施例であるマルチターン型TOFMSの概略ブロック構成図、図2はイオン検出部及び平滑化部の概略構成図、図4はこのイオン検出部および平滑化部における動作を説明するための概略波形図である。
イオン検出部4は、入射したイオンに応じて電子を生成するとともに生成した電子を増倍させるマイクロチャンネルプレート(MCP)41と、MCP41から放出される電子を収集する金属平板電極であるアノード42と、MCP41を駆動するための直流高電圧を発生するフローティングされた電源部43と、アノード42に達した電子により生成される電流信号を電圧信号に変換するとともに増幅する増幅器44と、を備える。ここではMCP41は二段構造である。また、図1における平滑化部5は増幅器44の出力段に設けられたローパスフィルタ5Aであり、波形整形時間調整部6は、ローパスフィルタ5Aを構成する抵抗(可変抵抗)VRの抵抗値とコンデンサ(可変コンデンサ)VCの容量値との少なくとも一方を調整する。また、制御部7は、TOFMSの分析プログラムに従って分析を実行する際に波形整形時間調整部6に対し測定対象であるイオンの質量電荷比などの情報を送る。
ここでは、おおまかな質量電荷比が既知であるイオンについての精密な質量電荷比をマルチターン型TOFMSで測定する場合を想定している。
tc=√(Δt1 2+Δt2 2) …(1)
そして、これら算出された値になるように抵抗VRの抵抗値及び/又はコンデンサVCの容量値を調整する。
2…イオントラップ
3…マルチターン型質量分離部
4、14…イオン検出部
41…マイクロチャンネルプレート(MCP)
42…アノード
43…電源部
44…増幅器
5…平滑化部
5A、5B…ローパスフィルタ
6…波形整形時間調整部
7…制御部
8…入力部
12…シャッタゲート
13…イオンドリフト部
Claims (10)
- 入射するイオンの量に応じた検出信号を生成するイオン検出部を具備するイオン分析装置であって、
a)前記検出信号の高周波成分を減衰させる平滑化回路である信号波形整形部と、
b)前記平滑化回路の時定数を、少なくとも前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅に応じて調整する時定数調整部と、
を備えることを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項1に記載のイオン分析装置であって、
前記時定数調整部は、前記平滑化回路の時定数を、前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅と該イオン検出部の特性である出力応答時間とに応じて調整することを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項2に記載のイオン分析装置であって、
前記時定数調整部は、前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅をΔt2、該イオン検出部の出力応答時間をΔt1としたとき、前記平滑化回路の時定数を概ね√(Δt1 2+Δt2 2)に調整することを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項1に記載のイオン分析装置であって、
前記時定数調整部は、前記平滑化回路の時定数を概ね前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅に調整することを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項4に記載のイオン分析装置であって、
前記時定数調整部は、前記イオン検出部に入射して来る同一質量電荷比のイオン種の時間幅をΔt2、該イオン検出部の出力応答時間をΔt1としたとき、Δt2>2×Δt1が満たされる場合に、前記平滑化回路の時定数を概ねΔt2に調整することを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載のイオン分析装置であって、
前記イオン検出部はマイクロチャンネルプレート型検出器であることを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項6に記載のイオン分析装置であって、飛行時間型質量分析装置であることを特徴とするイオン分析装置。
- 請求項7に記載のイオン分析装置であって、
マルチターン飛行時間型質量分離部と、
前記マルチターン飛行時間型質量分離部に導入して分析する対象のイオンの質量電荷比範囲、量、周回数、飛行距離、又は飛行時間のいずれか一つ又は複数に応じて、前記平滑化回路の時定数を変更するように前記時定数調整部を制御する制御部と、
をさらに備えることを特徴とするイオン分析装置。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のイオン分析装置であって、
前記イオン検出部はファラデーカップ型検出器であることを特徴とするイオン分析装置。 - 請求項9に記載のイオン分析装置であって、
イオン移動度分析装置であることを特徴とするイオン分析装置。
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