JPH0330249A - イオン検出器 - Google Patents

イオン検出器

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Publication number
JPH0330249A
JPH0330249A JP1164188A JP16418889A JPH0330249A JP H0330249 A JPH0330249 A JP H0330249A JP 1164188 A JP1164188 A JP 1164188A JP 16418889 A JP16418889 A JP 16418889A JP H0330249 A JPH0330249 A JP H0330249A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grid
ions
ion
deflection
converter plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1164188A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Tanaka
耕一 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP1164188A priority Critical patent/JPH0330249A/ja
Publication of JPH0330249A publication Critical patent/JPH0330249A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、主として飛行時間型質量分析計において適用
されるイオン検出器に関する。
く従来の技術〉 一般に、有機化合物をイオン化して質量分析を行う場合
、高分子量のものほどイオンの安定度が低く、そのため
初期に発生したイオン(m+M)”の多くが検出器に到
達するまでにイオンCと中性粒子Mに分離する。しかし
、このように分離したイオンm+と中性粒子Mは元来同
一源のイオンであるから、このような分離したイオンm
1や中性粒子Mもイオン(m+M)+と同時に検出しな
ければ安定度が低くなり、いわゆるイオン(m+M)+
、イオン?、中性粒子Mか混在したメタステーブルイオ
ンについて精度良い分析結果を得ることができない。
一方、従来の質量分析計には、磁場型のものや、飛行時
間型のものかある。磁場型の質量分析計は、磁場走査に
よってイオンの飛行軌道を制御する関係上、検出できる
のはイオンだけであり、中性粒子は検出することができ
ない。また、検出されるイオンは、全イオンの内の磁場
を通過した一部に過ぎないので、十分な検出信号強度が
得られない。
したがって、磁場型のものは、上記のメタステーブルイ
オンの質量分析には適していない。これに対して、飛行
時間型の質量分析計は、イオンを一定のドリフト空間中
を飛行させてイオン検出器に到達するまでの質量数に応
じた時間差を検出するしので、イオンのみならず中性粒
子も同時に検出できるため有機化合物のメタステーブル
イオンの質量分析が可能である。
ところで、このような飛行時間型質量分析計に使用され
る従来のイオン検出4には、第2図に示す構成のものか
ある。このイオン検出4は、検出感度を高めるために、
マイクロチャンネルプレートMCPのイオン入射側の前
方に後段b口速用のグリッドG+1Gtとコンバータ板
Cとをそれぞれ配置し、一方のグリッドG1にはOVS
他方のグリッドG,には負の高電圧(一ト1.V.)を
印加して両者間に電界を形或している。したがって、こ
のイオン検出器にイオンが到達すると、グリッドGG,
間の電界によって該イオンが加速されてコンバータ板C
に衝突し、これにより励起されて発生する二次電子がマ
イクロチャンネルプレー}MCPで増幅され、増幅され
た二次電子がアノードAで集められて電流として取り出
される。
く発明が解決しようとする課題〉 ところが、このような従来のイオン検出器を用いろと、
上述したメタステーブルイオンを険出する際に十分?,
(質!U′1分解能が得られないという問題がある。す
なわち、初期に発へヒしたイオン(m−1−M)+か飛
行途中でイオンm+と中性位子Mに分離した場合、これ
らか最初のグリソドGlに到達する時間はほぼ同じでも
、中性粒子MはグリヅトGG,で加速されないので、分
離後のイオンm+との間でコンバータ板Cに到達ずる時
間に差が生じろ。
同様に、分離後のイオンrと分離せずにそのままグリッ
ドG.に到達1,たイオン(m+M)+との間において
も互いに質量数が異なるのでコンバータ板Cに到達する
時間に差が生じる。しかし、このような分離後のイオン
m”と中性拉子〜1は元来同一mのイオンであるから、
これらがイオン( m −+− M )”の検出タイミ
ングとずれるど、検出したピークプロファイルの幅が広
がり、かっ、ピーク強度ら小さくなるので、結果的に質
量分解能が低下とともに、S/N比の劣化をもたらす。
く課題を解決するための手段〉 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、有機化合物、特に高質量数で安定度の低いメタステ
ーブルイオンの検出においても高質量分解能で、かつ高
感度が維持されるようにするものである。
そのため、本発明のイオン検出器では、イオンの飛来方
向に対して遮蔽グリッドが直交配置され、この遮蔽グリ
ッドに対して偏向グリッドか所定の角度だけ傾斜して配
置されるとともに、この偏向グリッドのイオン通過側に
は該偏向グリッドに平行にイオン電子変換用のコンバー
タ板が設けられ、このコンバータ板の前記偏向グリッド
を隔てた対向位置にはマイクロチャンネルプレート等の
電子増倍手段が配置されている構戊とした。
く作用〉 上記の構成において、初期に発生したイオン(m+M)
+が飛行途中でイオンm+と中性粒子Mに分離した場合
でも、これらのイオンm+と中性拉子Mは遮蔽グリッド
に同一速度で同一時刻に到達する。そして、これらのイ
オンm+と中性粒子Mが遮蔽グリソドを通過するど、遮
蔽グリソドと偏向グリッドとの間に形成された電場によ
ってイオンの飛行軌道が曲げられる。この場合、質量数
が小さいものほど大きく湾曲されて長距離飛行した後、
コンバータ仮に到達する。一方、中性粒子は電場内を直
進してコンバータ板に到達ずる。したがって、結果的に
コンバータ仮に到達ずろ同一源のイオンm+、中性粒子
Mおよび未分離のイオン(m十M)+の飛行時間はほぼ
同一となる。このため、コンバータ板で二次電子に変換
されて電子増(コ千手段に入射する時刻も同一どなるの
で、質11分解能とピーク強度の向上が図られろ。
〈実施例〉 第1図は本発明のイオン検出器の全体を示ずI’+{t
成図である。
この実施例のイオン検出4lは、イオンの飛来方向に対
して第1遮蔽グリッド2が直交配置され、この第l遮蔽
グリッド2に対して偏向グリッド4が所定の角度だけ傾
斜して配置されている。また、この偏向グリッ.ド4の
イオン通過側にはこの偏向グリソド4に平行にイオン電
子変換用のコンバータ板6が設けられており、一方、こ
のコンバータ板6の偏向グリッド4を隔てた対向位置に
は電子増倍手段としてのマイクロチャンネルプレート8
が配置されている。さらに、このマイクロチャンネルプ
レート8と扁向グリッド4との間には前記第1遮蔽グリ
ッド2から延びる第2遮蔽グリッド10が両者4、8に
平行して配置されている。なれ、l2はマイクロチャン
ネルプレート8の裏面に配置されたアノードである。 
そして、第1、第2遮蔽グリッド2、lOはアース電位
に設定され、偏向グリッド4には所定の正の電圧(たと
えば+lkV〜+3kV)が印加される。これにより、
第l、第2遮蔽グリッド2、10と偏向グリッド4とで
囲まれた空間部には、図中破線で示すような電場Eが形
成される。この電場Eは、第1遮蔽グリッド2と偏向グ
リッド4とが近接する所ほど電位密度が高くなっていろ
。また、コンバータ板6には負の高電圧(たとえば−5
kV〜−20kV)が、マイクロヂャンネルプレート8
には所定の負の電圧(たとえば−2kV)がそれぞれ印
加される。
次に、上記構成のイオン検出器1の作用を説明する。
未分離のイオン(m+M)” 、飛行途中で分離したイ
オンm+と中性粒子Mは、いずれもドリフト空間を飛行
した後、第1遮蔽グリッド2に同一速度で同一時刻に到
達する。そして、未分離のイオン(m+M)”、分離イ
オンm+、および中性粒子Mが第1遮蔽グリッド2を通
過すると、中性粒子Mは、電場E内を直進してコンバー
タ板6に到達する。これに対して、イオン(m+ M)
” 、m”は、電場Eによってその飛行軌道が曲げられ
る。この場合、未分離のイオン(Il+M)+よりも分
離したイオン〆の方が質量数が小さいので、より大きく
軌道が曲げられる。このため、質量数が小さくて加速し
易いものほど長い距離を飛行する。そして、偏向グリッ
ド4を通過したイオンは、コンバータ[6との間の電場
で加速されてコンバータ板6に到達する。その結果、コ
ンバータ板6に到達する同一源のイオンm+、中性粒千
Mおよび未分離のイオン(m+M)+の飛行時間はほぼ
同一となる。
したがって、コンバータ板6に衝突したイオン(m+ 
M )” 、m+および中性粒子Mは、ここで同時に二
次電子に変換されてマイクロチャンネルプレートMCP
に衝突する。そして、マイクロヂャンネルプレート8で
増幅され、増幅された二次電子がアノート12で集めら
れて電流として取り出されろ。
このように、同一源のイオンC、中性粒子Mおよび未分
離のイオン(m+M)+が同時に検出されるので、質量
分解能ならびに検出感度が向上する。
なお、上記の実施例では、電子増倍手段としてマイクロ
チャンネルプレート8を使用しているが、これに限定さ
れるものではなく、セラトロン等を使用することもでき
る。さらに、この実施例では、扁向グリッド4のイオン
通過側にコンバータ板6を設けて一旦二次電子に変換し
た後、マイクロヂャンネルプレート8で検出するように
している。このようにすれば、マイクロチャンネルプレ
ート8の感度および寿命の点からより好ましいが、コン
バータ板6の位置にマイクロチャンネルプレート8を配
置してイオンおよび中性粒子を直接検出するようにする
ことら可能である。
く発明の効果〉 本発明によれば、飛行時間型質量分析計と組み合わせて
有機化合物、特に高質量数で安定度の低いメタステーブ
ルイオンを検出する場合においても、高質量分解能で、
かつ高感度を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】
第1図は本発明のイオン検出器の全体を示す構成図、第
2図は従来のイオン検出器の構成図である。 l・・・イオン検出器、2・・・第1遮蔽グリット、4
・・・偏向グリッド、6・・コンバータ板、8・・マイ
クロチャンネルプレート(電子増倍手段)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)イオンの飛来方向に対して遮蔽グリッドが直交配
    置され、この遮蔽グリッドに対して偏向グリッドが所定
    の角度だけ傾斜して配置されるとともに、この偏向グリ
    ッドのイオン通過側には該偏向グリッドに平行にイオン
    電子変換用のコンバータ板が設けられ、このコンバータ
    板の前記偏向グリッドを隔てた対向位置にはマイクロチ
    ャンネルプレート等の電子増倍手段が配置されているこ
    とを特徴とするイオン検出器。
JP1164188A 1989-06-27 1989-06-27 イオン検出器 Pending JPH0330249A (ja)

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JP1164188A JPH0330249A (ja) 1989-06-27 1989-06-27 イオン検出器

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JP1164188A JPH0330249A (ja) 1989-06-27 1989-06-27 イオン検出器

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JPH0330249A true JPH0330249A (ja) 1991-02-08

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ID=15788363

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JP1164188A Pending JPH0330249A (ja) 1989-06-27 1989-06-27 イオン検出器

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JP (1) JPH0330249A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699978A (en) * 1995-02-14 1997-12-23 Tokyo Automatic Machinery Works, Ltd. Tear tape changer
JP2012169210A (ja) * 2011-02-16 2012-09-06 Kobe Steel Ltd 荷電粒子検出器,飛行時間型質量分析装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5699978A (en) * 1995-02-14 1997-12-23 Tokyo Automatic Machinery Works, Ltd. Tear tape changer
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