JPH03176958A - ガスクロマトグラフ質量分析装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、特定の質量数をもつイオンのみを検出する場
合に有効なガスクロマトグラフ質量分析装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、ガスクロマトグラフ質量分析装置を用いて分析
を行う際には、特定のイオン種のみを検出してそのマス
スペクトルを測定したい場合がある。しかし、従来の装
置では、分析中はイオン化室内に常時電子ビームが照射
されているので、ガスクロマトグラフで成分分離された
ガスは順次イオン化される。したがって、イオン源から
は分析対象となる特定のイオンのみならず、本来不要な
イオンも発生ずることになる。そして、このような分析
対象外のイオンが存在すると、それらの共存イオンのた
めにバックグラウンドが多くなり、イオン検出器の検出
出力のＳ／Ｎ比が悪くなる。

さらに、不要なイオンが頻繁にイオン検出器に到達する
とイオン検出器の寿命低下をもたらす等の不具合を生じ
る。

特定のイオン種のみを検出してマススペクトルを得るに
は、従来、たとえば、質量走査をガスクロマトグラフの
ピークの有無に拘わらず一定間隔で行い、これにより得
られる多数のマススペクトルを全て記憶装置に格納し、
測定後にこれらのマススペクトルの中から特定の質量数
のイオンを取り出すことにより、不要なイオンの影響を
除くようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような分析手法を採用するには、マ
ススペクトルのデータを全て記憶装置に格納しておく必
要があるため、極めて大きな記憶容量が要求され、装置
が高価になる。さらに、この分析手法を採用しても不要
なイオンが頻繁にイオン検出器に到達することは避けら
れないので、依然としてイオン検出器の寿命低下をもた
らす等の不具合が残されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、不要なイオンがイオン検出器に到達する頻度をでき
るだけ少なくしてＳ／Ｎ比に優れたマススペクトルを得
ることかでき、また、イオン検出器の寿命も長く維持で
きるように４−るものである。

〈課題を解決するための手段〉 そのため、本発明（ま、イオン化室を構成するホックス
に形成された電子ヒームの通過１コの外方にフィラメン
トが配置されてなるイオン源と、このイオン源でイオン
化されたガス成分を質量分離する質量分離部とを備えた
ガスクロマトグラフ質量分析装置において、次の構成を
採る。

すなわち、本発明では、ボックスとフィラメントとの間
に偏向電極を設ける一方、質量分離部で質量分離するた
めの分析対象イオンの質量数の値に応じて前記フィラメ
ントから発生される電子ビームを偏向させる偏向パルス
を出力する偏向パルス発生部と、この偏向パルス発生部
からの偏向パルスに応答して偏向電極に印加する偏向電
圧を変化させる印加電圧可変部とを備えている。

〈作用〉 上記構成において、偏向パルス発生部からは、質量分離
部で質量分離するための分析対象イオンの質量数の値に
応じて偏向パルスが出力される。

印加電圧可変部は、この偏向パルスに応答して偏向電極
に印加する偏向電圧を変化させる。このため、特定の質
量数をもつイオン種を検出する場合にのみ電子ビームが
イオン化室内に導入されて成分ガスがイオン化される。

それ以外の場合には電子ビームはイオン化室内には導入
されない。このため、不要なイオンがイオン検出器に到
達する頻度が極力少なくなる。

〈実施例〉 第１図はガスクロマトグラフ質量分析装置の構成図であ
る。同図において、符号１はガスクロマトグラフ質量分
析装置の全体を示し、２は電子衝撃型のイオン源である
。このイオン源２は、イオン化室３を構成するボックス
４に電子ビームの通過口４ａ、４ｂおよびイオン導出口
４ｃがそれぞれ形成され、各通過口４ａ、４ｂの外方に
フィラメント６とトラップ電極８とがそれぞれ配置され
、さらに、ボックス４とフィラメント６との間に電子ビ
ームの引き出しと偏向を兼ねた偏向電極１０が設けられ
て構成される。

Ｉ２はイオン源２でイオン化されたガス成分をイオン導
出口４Ｃを通して引き出すためのイオン引出電極、１４
はイオン引出電極１２で引き出されたイオンを質量分離
する質量分離部であり、本例では四重極ロッドで構成さ
れる。１６は質量分離部１４を通過したイオンを検出す
る二次電子増倍管等からなるイオン検出器、１８は質量
分離部（四重極ロッド）１４に印加する直流と高周波電
圧を重畳した印加電圧を発生するための電源部、２０は
イオン検出器１６からの検出出力を人力してマススペク
トルを測定するとともに、質量走査のための制御信号を
出力するＣＰＵである。

また、２２は分析対象イオンの質量数の値を予め設定す
るための設定器、２４はＣＰＵ２０からの制御信号に基
づく質量数と設定器２２で設定された質量数とが一致す
る場合にフィラメント６から発生される電子ビームを偏
向させる偏向パルスを出ツノする偏向パルス発生部、２
６は偏向パルス発生部２４からの偏向パルスに応答して
偏向電極１０に印加する偏向電圧を変化させる印加電圧
可変部である。

次に、」二記構成のガスクロマトグラフ質量分析装置１
を用いて、特定のイオン種のみを検出してマススペクト
ルを得る場合の動作について、第２図に示すタイミング
チャートを参照して説明する。

分析に先だって、設定器２２によって分析対象イオンの
質量数の値ｍ８、ｍ２、・ｍｎを予め設定しておく。

分析が開始されると、ＣＰＵ２０から質量走査のための
制御信号が出力され、この制御信号が電源部１８と偏向
パルス発生部２４とにそれぞれ与えられる。この制御信
号により、電源部１８から発生される印加電圧の内の高
周波電圧が連続的に走査され、質量分離部Ｉ４での質量
走査が行われる。

一方、偏向パルス発生部２４は、ＣＰＵ２０からの制御
信号に基づく質量数と設定器２２で設定？ された質量数とが一致する場合に第２図（ａ）に示よう
な偏向パルスが出力される。この偏向パルスは、印加電
圧可変部２６に加えられるのて、印加電圧可変部２６は
、この偏向パルス１こ応答して偏向電極ＩＯに印加する
前向電圧を変化させる。すなわち、偏向パルスが出力さ
れた場合にのみフィラメント６からの電子ビームが偏向
されてボックス４の導入口４ａを通ってイオン化室３内
に導入されて成分ガスがイオン化される。偏向パルスが
出力されない場合には、電子ビームの軌道が曲げられる
ため、電子ビームはイオン化室３内に導入されない。し
たがって、イオン検出器１６に到達するイオンは、予め
設定器２２で設定した質量数ｍ１５ｍ２、　・ｍｎをも
つ分析対象イオンたｌＩとなる。

このため、得られるマススペクトルも、同図（ｂ）に示
すように、予め設定した質量数ｍ１、■７、・・ｍｎの
値のところにピークが出現する。したがって、バックグ
ラウンドが低減されてＳ／Ｎ比が向上する。また、不要
なイオンがイオン検出器Ｉ６に到達する頻度が極力少な
くなるので、イオン検出器１６の寿命も長くなる。

なお、」二記の実施例では、質量分離部Ｉ４として四重
極ロッドを使用したが、磁場型の場合にも適用すること
ができる。また、イオン源２は本例の電子衝撃型ものの
他に化学イオン化法（ＣＩ）でも可能である。ざらに、
この実施例では連続的に質量走査を行う場合について説
明したが、高周波電圧を段階的にスイッチングする選択
イオン検出法（Ｓ　Ｉ　Ｍ）を適用する際に本発明の装
置を用いれば、特に有効なデータが得られる。

上記の実施例によれば、電子ビームをイオン化ボックス
に入れないために、偏向電極を設けているが、引き出し
電極を設け、電子を押し返すために逆の電圧をかＩＪて
電子が通らない上うにしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明によれば、特定のイオン種を検出する場合にのみ
電子ヒームをイオン化室内に導入して成分ガスをイオン
化し、それ以外の場合には電子ビームがイオン化室内に
導入されない上うにしているので、不要なイオンがイオ
ン検出器に到達する頻度が極力少なくなり、したがって
、Ｓ／Ｎ比に優れたマススペクトルを得ることができる
。しかも、イオン検出器へのイオンの到達頻度が少なく
なるので、イオン検出器の寿命も長く維持することがで
きる等の優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はガスクロマトグ
ラフ質量分析装置の構成図、第２図は偏向パルス発生部
から発生される偏向パルスと得られるマススペクトルと
の関係を示すタイミングチャートである。 ■・ガスクロマトグラフ質量分析装置、２・・イオン源
、３・・・イオン化室、４・・・ボックス、６・・フィ
ラメント、ＩＯ・・・偏向電極、Ｉ４・質量分離部、Ｉ
６・・イオン検出器、２４・・偏向パルス発生部、２６
・・印加電圧可変部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン化室を構成するボックスに形成された電子
   ビームの通過口の外方にフィラメントが配置されてなる
   イオン源と、このイオン源でイオン化されたガス成分を
   質量分離する質量分離部とを備えたガスクロマトグラフ
   質量分析装置において、前記ボックスとフィラメントと
   の間に偏向電極を設ける一方、 前記質量分離部で質量分離するための分析対象イオンの
   質量数の値に応じて前記フィラメントから発生される電
   子ビームを偏向させる偏向パルスを出力する偏向パルス
   発生部と、 この偏向パルス発生部からの偏向パルスに応答して偏向
   電極に印加する偏向電圧を変化させる印加電圧可変部と
   、 を備えることを特徴とするガスクロマトグラフ質量分析
   装置。