JPH0224950A - 同時検出型質量分析装置 - Google Patents
同時検出型質量分析装置Info
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- JPH0224950A JPH0224950A JP63176092A JP17609288A JPH0224950A JP H0224950 A JPH0224950 A JP H0224950A JP 63176092 A JP63176092 A JP 63176092A JP 17609288 A JP17609288 A JP 17609288A JP H0224950 A JPH0224950 A JP H0224950A
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 52
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
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-
- H—ELECTRICITY
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-
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- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/28—Static spectrometers
- H01J49/284—Static spectrometers using electrostatic and magnetic sectors with simple focusing, e.g. with parallel fields such as Aston spectrometer
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、同時検出型質量分析装置に関し、特に測定質
量範囲を重視したモードと、分解能を重視したモードに
切換えることのできる質量分析装置に関する。
量範囲を重視したモードと、分解能を重視したモードに
切換えることのできる質量分析装置に関する。
［従来技術］
第３図は、マイクロチャンネルプレートなどの２次元イ
オン検出器を用いた同時検出型質量分析装置の一例を示
している。
オン検出器を用いた同時検出型質量分析装置の一例を示
している。
図においてイオン源１で生成されたイオンは、円筒電場
２及び扇形−様磁場３から構成される質量分析系により
、収束展開面Ωに沿って質量電荷比に応じて収束展開さ
れる。この展開されたイオンを同時検出するため、収束
展開面しに沿って空間分解能を有する２次元イオン検出
器４が配置される。この２次元イオン検出器４としては
、例えばマイクロチャンネルプレートや半導体微小イオ
ン検出器列を用いたものが使用される。
２及び扇形−様磁場３から構成される質量分析系により
、収束展開面Ωに沿って質量電荷比に応じて収束展開さ
れる。この展開されたイオンを同時検出するため、収束
展開面しに沿って空間分解能を有する２次元イオン検出
器４が配置される。この２次元イオン検出器４としては
、例えばマイクロチャンネルプレートや半導体微小イオ
ン検出器列を用いたものが使用される。
いま、イオン中心軌道０を通るイオンの質量をｍＱ、検
出器４の両端に入射するイオンの質量をｍＢ 、ｍｂ、
検出器４の長さをＬ１重質分析器の質量分散をＡγとす
ると、検出器４によって同時検出できる質量範囲Δｍは
、下式で表わされる。
出器４の両端に入射するイオンの質量をｍＢ 、ｍｂ、
検出器４の長さをＬ１重質分析器の質量分散をＡγとす
ると、検出器４によって同時検出できる質量範囲Δｍは
、下式で表わされる。
Δｍ−ｍｂ −ｍａ
”−（Ｌ／Ａγ）ｍｏ ・・・（１）一方、
検出器４の空間分解能をｄと置くと、検出器４によって
決定される質量分解能Ｒの制限は、下式で表わされる。
検出器４の空間分解能をｄと置くと、検出器４によって
決定される質量分解能Ｒの制限は、下式で表わされる。
Ｒ≦Ａγ／ｄ ・・・（２）［発明が解
決しようとする課８］ 通常、Ｌ及びｄは検出器を決定すると決まってしまい、
自由に選ぶことは出来ない。そのため、例えば（１）式
に従って質量範囲を太き（するためにＡγを小さくする
と、（２）式より分解能が小さくなる。そのため、装置
設計者は、質量範囲と分解能の兼ね合いで、適当なとこ
ろで妥協しなければならなかった。即ち、同じ装置では
、質量範囲と分解能の両立は出来ない。
決しようとする課８］ 通常、Ｌ及びｄは検出器を決定すると決まってしまい、
自由に選ぶことは出来ない。そのため、例えば（１）式
に従って質量範囲を太き（するためにＡγを小さくする
と、（２）式より分解能が小さくなる。そのため、装置
設計者は、質量範囲と分解能の兼ね合いで、適当なとこ
ろで妥協しなければならなかった。即ち、同じ装置では
、質量範囲と分解能の両立は出来ない。
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、質量範
囲と分解能の両立は出来ないまでも、１台の装置を、質
量範囲を優先したモードと、分解能を優先したモードに
選択的に切換えて使用できる同時検出型質量分析装置を
提供することを目的としている。
囲と分解能の両立は出来ないまでも、１台の装置を、質
量範囲を優先したモードと、分解能を優先したモードに
選択的に切換えて使用できる同時検出型質量分析装置を
提供することを目的としている。
［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、イオン源と、該イ
オン源で生成されたイオンが導入される質量分析系と、
該質量分析系によって質量電荷比に応じて収束展開され
たイオンを同時検出するため、その収束展開面に沿って
配置される２次元イオン検出器とを備えた同時検出型質
量分析装置において、前記質量分析系と２次元イオン検
出器との間のイオン通路上に強度を変化し得るレンズ手
段を配置すると共に、該レンズ手段の強度に応じた異な
る収束層界面に沿って２次元イオン検出器を配置する手
段を設けたことを特徴としている。
オン源で生成されたイオンが導入される質量分析系と、
該質量分析系によって質量電荷比に応じて収束展開され
たイオンを同時検出するため、その収束展開面に沿って
配置される２次元イオン検出器とを備えた同時検出型質
量分析装置において、前記質量分析系と２次元イオン検
出器との間のイオン通路上に強度を変化し得るレンズ手
段を配置すると共に、該レンズ手段の強度に応じた異な
る収束層界面に沿って２次元イオン検出器を配置する手
段を設けたことを特徴としている。
［作用］
質量分析系と２次元イオン検出器との間のイオン通路上
に配置したレンズ手段の強度を変えると、質量分散Ａγ
が変化する。それと共に、収束展開面りも移動するが、
本発明では、検出器配置手段により、レンズ手段の強度
に応じた異なる収束層界面に沿って２次元イオン検出器
を配置することができる。
に配置したレンズ手段の強度を変えると、質量分散Ａγ
が変化する。それと共に、収束展開面りも移動するが、
本発明では、検出器配置手段により、レンズ手段の強度
に応じた異なる収束層界面に沿って２次元イオン検出器
を配置することができる。
以下、図面に基づき、本発明の一実施例を詳説する。
［実施例］
第１図は本発明を実施した同時検出型質量分析装置の一
例を示すイオン光学図である。第１図の実施例が第３図
の従来例と異なるのは、−様磁場３とイオン検出器４と
の間に２つの四極子レンズ５．６を挿入すると共に、イ
オン検出器４とイオン中心軌道Ｏとの交点を中心として
イオン検出器４を回動させる回動機構７を設けた点であ
る。８は四極子レンズ５□ ６の強度Ｑｌ、Ｑ２を予め
定められた組み合わせで可変するレンズ強度調整回路で
ある。
例を示すイオン光学図である。第１図の実施例が第３図
の従来例と異なるのは、−様磁場３とイオン検出器４と
の間に２つの四極子レンズ５．６を挿入すると共に、イ
オン検出器４とイオン中心軌道Ｏとの交点を中心として
イオン検出器４を回動させる回動機構７を設けた点であ
る。８は四極子レンズ５□ ６の強度Ｑｌ、Ｑ２を予め
定められた組み合わせで可変するレンズ強度調整回路で
ある。
今、２つの四極子レンズ５，６の強度のある組み合わせ
（Ｑｌｌ、 Ｑ２１）で収束展開面がｇ】になってお
り、その時の質量分散がＡｒ１であるとする。また、そ
の時のｇｌとイオン中心軌道Ｏ（イオン光軸）との交点
をＰとする。
（Ｑｌｌ、 Ｑ２１）で収束展開面がｇ】になってお
り、その時の質量分散がＡｒ１であるとする。また、そ
の時のｇｌとイオン中心軌道Ｏ（イオン光軸）との交点
をＰとする。
次に、別のレンズ強度の組み合わせ（Ｑｌ２．Ｑ２２）
をとった時の収束展開面をｇ２とする。
をとった時の収束展開面をｇ２とする。
この時、ｇ２とイオン中心軌道０との交点がＰとなるよ
うに（Ｑｌ２． Ｑ２２）の値を定めることかできる。
うに（Ｑｌ２． Ｑ２２）の値を定めることかできる。
なぜなら、四極子レンズ５，６の強度はＱｌ、Ｑ２それ
ぞれ任意に選択できるが、Ｐを収束点とするという条件
は、Ｑｌ、Ｑ２の間にただ１つの関係を与えるので、例
えば、Ｑｌの値を定めればＱ２の値は自動的に定まるこ
とになるからである。この時、一般にΩ１と９２とは同
一ではなく、又、Ａｒ１とＡｒ１ （Ω２上の質量分散
）は異なる。
ぞれ任意に選択できるが、Ｐを収束点とするという条件
は、Ｑｌ、Ｑ２の間にただ１つの関係を与えるので、例
えば、Ｑｌの値を定めればＱ２の値は自動的に定まるこ
とになるからである。この時、一般にΩ１と９２とは同
一ではなく、又、Ａｒ１とＡｒ１ （Ω２上の質量分散
）は異なる。
従って、（Ｑｌ、Ｑ２）の値によって、Ａγをある範囲
で自由に設定できることになる。Ａγを大きくすれば分
解能を高められ、Ａγを小さくすれば質量範囲を広げる
ことができる。
で自由に設定できることになる。Ａγを大きくすれば分
解能を高められ、Ａγを小さくすれば質量範囲を広げる
ことができる。
前記レンズ強度調整回路８には、上述したように異なる
質量分散を与え、しかも収束展開面とイオン光軸との交
点が移動しないようなＱｌとＱ２の組み合わせ（Ｑｌ２
． Ｑｌ２） 、 （Ｑｌ２． Ｑｌ２）が記憶され
ており、オペレータの指令により、四極子レンズ５．６
の強度を（Ｑｌ２． Ｑｌ２）又は（Ｑｌ、２． Ｑ
ｌ２）に夫々設定する。回動機構７は、レンズ強度調整
回路８からの判別信号に基づいて、レンズ強度が（Ｑｌ
２． Ｑｌ２）の場合には検出器４が収束展開面Ω１に
沿い、レンズ強度が（Ｑｌ２．Ｑｌ２）の場合には検出
器４が９２に沿うように検出器４の角度調節を行う。こ
の実施例では、検出器４がｇｌに沿う場合、Δｍの範囲
をその全長でカバーするのに対し、ｇｌに沿う場合はΔ
ｍを超える範囲をカバーする。従って、前者が分解能優
先モード、後者が質量範囲優先モードに相当することに
なる。
質量分散を与え、しかも収束展開面とイオン光軸との交
点が移動しないようなＱｌとＱ２の組み合わせ（Ｑｌ２
． Ｑｌ２） 、 （Ｑｌ２． Ｑｌ２）が記憶され
ており、オペレータの指令により、四極子レンズ５．６
の強度を（Ｑｌ２． Ｑｌ２）又は（Ｑｌ、２． Ｑ
ｌ２）に夫々設定する。回動機構７は、レンズ強度調整
回路８からの判別信号に基づいて、レンズ強度が（Ｑｌ
２． Ｑｌ２）の場合には検出器４が収束展開面Ω１に
沿い、レンズ強度が（Ｑｌ２．Ｑｌ２）の場合には検出
器４が９２に沿うように検出器４の角度調節を行う。こ
の実施例では、検出器４がｇｌに沿う場合、Δｍの範囲
をその全長でカバーするのに対し、ｇｌに沿う場合はΔ
ｍを超える範囲をカバーする。従って、前者が分解能優
先モード、後者が質量範囲優先モードに相当することに
なる。
尚、２つの四極子レンズは、検出器前の自由空間に配置
されているため、どのようなＱｌ、Ｑ２の組み合わせで
も、Ｐ点で方向収束していれば、エネルギー収束条件も
同時に満たされる。
されているため、どのようなＱｌ、Ｑ２の組み合わせで
も、Ｐ点で方向収束していれば、エネルギー収束条件も
同時に満たされる。
第２図は、本発明の他の実施例を示す。本実施例では、
四極子レンズを１つだけ配置するようにしている。レン
ズ強度調整回路８により四極子レンズ５の強度を変化さ
せると、収束展開面は１ｌ−Ｉ−ｆ！２−・・・→β７
と移動し、収束展開面とイオン中心軌道の交点も移動す
る。即ち、レンズが１つなので、交点の移動を防ぐこと
は出来ないが、レンズ強度を変えることにより、質量分
散Ａγを変化させることができ、それにより、測定質量
範囲を重視する測定又は分解能を重視するＵＪ定を選択
することができる。そして、この様な収束展開面の移動
に対応するように、イオン検出器４を移動させる移動機
構７′が設けられている。この移動機構としては、例え
ば、適宜なガイドに沿って検出器４の位置と向きを連続
的又は段階的に変化させるような構造が採用される。
四極子レンズを１つだけ配置するようにしている。レン
ズ強度調整回路８により四極子レンズ５の強度を変化さ
せると、収束展開面は１ｌ−Ｉ−ｆ！２−・・・→β７
と移動し、収束展開面とイオン中心軌道の交点も移動す
る。即ち、レンズが１つなので、交点の移動を防ぐこと
は出来ないが、レンズ強度を変えることにより、質量分
散Ａγを変化させることができ、それにより、測定質量
範囲を重視する測定又は分解能を重視するＵＪ定を選択
することができる。そして、この様な収束展開面の移動
に対応するように、イオン検出器４を移動させる移動機
構７′が設けられている。この移動機構としては、例え
ば、適宜なガイドに沿って検出器４の位置と向きを連続
的又は段階的に変化させるような構造が採用される。
尚、上述した実施例は単なる例示であって、本発明は幾
多の変形が可能である。
多の変形が可能である。
例えば、イオン源、−様磁場、電場、検出器の順序で配
置される所謂逆配置の光学系を質量分析系として用いて
も良いし、レンズ手段としても、四極子レンズに限らず
、例えばアインツエルレンズを用いることができる。
置される所謂逆配置の光学系を質量分析系として用いて
も良いし、レンズ手段としても、四極子レンズに限らず
、例えばアインツエルレンズを用いることができる。
又、レンズ手段が１つの場合、複数のイオン検出器を予
め定められた収束展開面上に配置しておき、夫々の検出
器を選択的に使用するようにしても良い。ただし、この
場合には、後方の検出器を使用するときは前方の検出器
が邪魔にならないようイオン通路から外れるように配慮
する必要がある。このようにすれば、前方の検出器だけ
をわずかに移動させれば良いので、複雑な移動機構が不
要になる。
め定められた収束展開面上に配置しておき、夫々の検出
器を選択的に使用するようにしても良い。ただし、この
場合には、後方の検出器を使用するときは前方の検出器
が邪魔にならないようイオン通路から外れるように配慮
する必要がある。このようにすれば、前方の検出器だけ
をわずかに移動させれば良いので、複雑な移動機構が不
要になる。
［効果］
以上詳述した如く、本発明によれば、質量分析系と２次
元イオン検出器との間に強度可変のレンズ手段を配置す
ると共に、該レンズ手段の強度に応じた異なる収束展界
面に沿って２次元イオン検出器を配置する手段を設けた
ことにより、測定質量範囲を重視した４Ｉ１１定モード
と、分解能を重視した＆１定モードとを選択できる同時
検出型質量分析装置が実現される。
元イオン検出器との間に強度可変のレンズ手段を配置す
ると共に、該レンズ手段の強度に応じた異なる収束展界
面に沿って２次元イオン検出器を配置する手段を設けた
ことにより、測定質量範囲を重視した４Ｉ１１定モード
と、分解能を重視した＆１定モードとを選択できる同時
検出型質量分析装置が実現される。
第１図及び第２図は夫々本発明の一実施例を示すイオン
光学図、第３図は従来例を示すイオン光学図である。 １：イオン源 ２：円筒電場 ３：扇形−様磁場 ４：２次元イオン検出器５．６：四
極子レンズ ７：回動機構 ７′ ；移動機構 ８：レンズ強度調整回路
光学図、第３図は従来例を示すイオン光学図である。 １：イオン源 ２：円筒電場 ３：扇形−様磁場 ４：２次元イオン検出器５．６：四
極子レンズ ７：回動機構 ７′ ；移動機構 ８：レンズ強度調整回路
Claims (2)
- （１）イオン源と、該イオン源で生成されたイオンが導
入される質量分析系と、該質量分析系によって質量電荷
比に応じて収束展開されたイオンを同時検出するため、
その収束展開面に沿って配置される２次元イオン検出器
とを備えた同時検出型質量分析装置において、前記質量
分析系と２次元イオン検出器との間のイオン通路上に強
度を変化し得るレンズ手段を配置すると共に、該レンズ
手段の強度に応じた異なる収束展界面に沿って２次元イ
オン検出器を配置する手段を設けたことを特徴とする同
時検出型質量分析装置。 - （２）イオン源と、該イオン源で生成されたイオンが導
入される質量分析系と、該質量分析系によって質量電荷
比に応じて収束展開されたイオンを同時検出するため、
その収束展開面に沿って配置される２次元イオン検出器
とを備えた同時検出型質量分析装置において、前記質量
分析系と２次元イオン検出器との間のイオン通路上に直
列に配置される２つの四極子レンズと、該２つの四極子
レンズの強度を変化させる手段であって該強度変化にか
かわらずイオン中心軌道とイオン収束展開面の交点が移
動しないように２つの四極子レンズの強度を組み合わせ
で変化させるレンズ強度可変手段と、該交点を中心とし
て前記２次元イオン検出器を回動させる手段とを設けた
ことを特徴とする同時検出型質量分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176092A JPH0224950A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 同時検出型質量分析装置 |
| GB8915234A GB2221566B (en) | 1988-07-14 | 1989-07-03 | Mass spectrometer capable of multiple simultaneous detection |
| DE3922996A DE3922996A1 (de) | 1988-07-14 | 1989-07-12 | Massenspektrometer zur mehrfachen gleichzeitigen erfassung von ionen |
| US07/379,561 US4998015A (en) | 1988-07-14 | 1989-07-13 | Mass spectrometer capable of multiple simultaneous detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176092A JPH0224950A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 同時検出型質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224950A true JPH0224950A (ja) | 1990-01-26 |
| JPH0578903B2 JPH0578903B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=16007565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176092A Granted JPH0224950A (ja) | 1988-07-14 | 1988-07-14 | 同時検出型質量分析装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4998015A (ja) |
| JP (1) | JPH0224950A (ja) |
| DE (1) | DE3922996A1 (ja) |
| GB (1) | GB2221566B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02304854A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Jeol Ltd | 同時検出型質量分析装置 |
| GB8912580D0 (en) * | 1989-06-01 | 1989-07-19 | Vg Instr Group | Charged particle energy analyzer and mass spectrometer incorporating it |
| JPH03269943A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-02 | Jeol Ltd | 同時検出型質量分析装置 |
| GB9302886D0 (en) * | 1993-02-12 | 1993-03-31 | Fisons Plc | Multiple-detector system for detecting charged particles |
| GB9521723D0 (en) * | 1995-10-24 | 1996-01-03 | Paf Consultants Limited | A multiple collector for Isotope Ratio Mass Spectrometers |
| US6794647B2 (en) * | 2003-02-25 | 2004-09-21 | Beckman Coulter, Inc. | Mass analyzer having improved mass filter and ion detection arrangement |
| US20080173807A1 (en) * | 2006-04-11 | 2008-07-24 | Oh-Kyu Yoon | Fragmentation modulation mass spectrometry |
| EP2091068A1 (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-19 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | A sensor, a monitoring system and a method for detecting a substance in a gas sample |
| CN102737952B (zh) * | 2012-07-02 | 2015-07-15 | 西北核技术研究所 | 高丰度灵敏度的磁场-四极杆级联质谱装置及方法 |
| CN102751163B (zh) * | 2012-07-02 | 2015-07-15 | 西北核技术研究所 | 一种提高磁质谱丰度灵敏度的装置及方法 |
| LU92131B1 (en) | 2013-01-11 | 2014-07-14 | Ct De Rech Public Gabriel Lippmann | Mass spectrometer with improved magnetic sector |
| GB2543036A (en) * | 2015-10-01 | 2017-04-12 | Shimadzu Corp | Time of flight mass spectrometer |
| CN105304453B (zh) * | 2015-11-10 | 2017-04-12 | 中国科学院化学研究所 | 一种高分辨率飞行时间质谱探测器俯仰角真空外调节装置 |
| GB2562990A (en) * | 2017-01-26 | 2018-12-05 | Micromass Ltd | Ion detector assembly |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3217161A (en) * | 1961-12-29 | 1965-11-09 | Ass Elect Ind | Electrode means to electrostatically focus ions separated by a mass spectrometer on a detector |
| US3573453A (en) * | 1967-05-12 | 1971-04-06 | Ass Elect Ind | Plural beam mass spectrometer for conducting high and low resolution studies |
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