JPH0354830B2 - - Google Patents

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JPH0354830B2
JPH0354830B2 JP58083391A JP8339183A JPH0354830B2 JP H0354830 B2 JPH0354830 B2 JP H0354830B2 JP 58083391 A JP58083391 A JP 58083391A JP 8339183 A JP8339183 A JP 8339183A JP H0354830 B2 JPH0354830 B2 JP H0354830B2
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ion
magnetic field
ion beam
mass
electric field
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/28Static spectrometers
    • H01J49/32Static spectrometers using double focusing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、測定質量範囲が広く、感度及び分解
能の面で優れ、しかも小形化が可能な質量分析装
置に関する。 [従来技術] 最近、生化学等の応用分野から高質量分子を分
析したいという要望が強くなつて来ており、それ
に応えるものとして、高速の一次イオンや中性粒
子による衝撃によつて試料をイオン化するイオン
化法が注目を浴びている。このイオン化法によれ
ば、従来の電子衝撃イオン化法(EI)あるいは
化学イオン化法(CI)等では困難であるm/z
=2000〜5000程度の高質量分子のイオンを比較的
容易に作成できるようになつた。このような高質
量分子イオンは、現在のところ大型の質量分析装
置で分析する他ないが、大型の質量分析装置は極
めて高価で、誰でも容易に使用できる状態にはな
い。そのため、小型又は中型で高質量域まで分析
できる質量分析装置が要望されており、例えば以
下のような工夫が行われている。 即ち、第1図aに示すような従来の小型乃至は
中型の質量分析装置の電場Eと一様扇形磁場Hを
そのまま使い、第1図bに示すように磁場におけ
るイオン回転角φmを小さくし、測定質量範囲を
拡大する方法である。第1図においてSはイオン
源、Dはイオン検出器である。しかしながら、こ
の方法はφmが小さくなるためイオン軌道が長く
なり、イオンビームの縦方向の拡がりによつてイ
オンのトランスミツシヨン(通過効率)が悪化し
感度が低下してしまうし、同じくイオンビームの
拡がりにより2次及び3次の高次収差が大きくな
り、分解能も低下してしまうという大きな欠点が
ある。 ところで、本発明者は先に感度及び分解能の面
で優れた質量分析装置を提案した。この質量分析
装置は、特願昭56−118645号(特開昭58−19848
号公報)に詳しく紹介されており、第2図に概略
の構成図を示すように、イオン源Sと一様扇形磁
場Hとトロイダル電場Eとから成り、イオン源S
と一様扇形電場Hとの間に、通過するイオンビー
ムの軌道平面に垂直な方向に集束性を与え、イオ
ンビームの動径方向には発散性を与える2個の静
電四極レンズQ1,Q2を配置することを特徴と
している。 [発明の目的] 本発明は、この提案装置の改良に関するもので
あり、感度及び分解能の優れた点は残しながら、
上述した要望に応えて高質量分子イオンを分析で
きるよう測定質量範囲を広くとることができ、し
かも小形化が可能な質量分析装置を提供すること
を目的としている。 [発明の構成] 本発明は、イオン源と、該イオン源から放出さ
れるイオンを検出するイオン検出器と、イオン源
とイオン検出器との間に配置される一様磁場と、
該磁場とイオン検出器との間に配置される電場
と、イオンビームの軌道平面に垂直な方向に集束
性を与えそのイオンビームの動径方向には発散性
を与えるために前記イオン源と磁場との間に間隔
をあけて配置される2個の静電四極レンズと、イ
オンビームの軌道平面に垂直な方向に集束性を与
えるために前記磁場と電場との間に配置される静
電四極レンズとを備え、前記磁場におけるイオン
ビームの回転角度,回転半径を夫々φm,rm、前
記電場におけるイオンビームの回転角度,回転半
径を夫々φe,reとした時、 79゜≦φe≦83゜ 36゜≦φm≦38゜ 0.68≦re/rm≦0.72 を満足するようにしたことを特徴としている。以
下、本発明を図面を用いて詳説する。 [実施例] 第3図は本発明の一実施例を示す装置構成図で
ある。イオン源1はイオン化室2と複数の電極3
を有し、加速されたイオンビームIBがスリツト
4から外部へ取出される。このIBは、2個の静
電四極レンズ5,6の中を通過して、一様扇形磁
場7に入射する。この磁場7の中でイオンはその
質量電荷比に応じて分散され、特定の質量電荷比
を持つものが静電四極レンズ8、円筒電場9を介
してイオン検出器10へ入射して検出される。上
記磁場7は図示しない電源によりその磁場強度を
繰返し高速掃引できるように構成されている。そ
のため、その掃引にともなつて磁場7を通過する
イオンの質量電荷比が変化し、検出器10に捕捉
されるイオンは質量の異なるものとなり、検出器
10から質量スペクトル信号が得られる。尚、磁
場7の入出射面には、イオンビームが斜めに入出
射するような角度ε1,ε2がつけられており、且つ
その入射端面にはRm1なる曲率半径が与えられ
ている。 第4図は、上記静電四極レンズ5,6,8のA
−A断面構造及びこれに電位を与えるための電源
11の構成を示す図である。静電四極レンズ5,
6,8は各々4本の円筒状電極から成り、これが
イオンビーム通路0を中心に90゜間隔で対称配置
され、正イオンを分析する場合には、イオンビー
ムの軌道平面に垂直な方向(y方向)の対向する
電極Pyには正電位が印加され、イオンビームの
動径方向(x方向)の対向する電極Pxには負電
位が印加される。そのため、正イオンはy方向に
は集束方向の力を受け、x方向には発散方向の力
を受ける。尚、静電四極レンズ8の場合、該レン
ンズ8はx方向集束点に配置されているためx方
向に与える影響が小さく、y方向の集束性のみが
与えられる。 第5図は上述したイオン光学系内のイオンビー
ムIBの流れを示す説明図である。同図aはx方
向のビーム幅の変化を示し、左端のイオン源1か
らx方向の方向分散角αを持つて放出されたイオ
ンビームは、静電四極レンズ5,6の発散作用に
よつてαより大なる方向分散角α′が与えられる。
従つてイオンビームは、あたかも点Fを出発点と
して出射されたように磁場7へ入射する。この時
点Fにおける像倍率Xはα/α′となり、像は縮小
されるため、磁場型質量分析装置の分解能Rを与
える下式から高分解能が得られることが分る。 R=γ・rm/(X・S+Δ+d) 上式において、S,dは夫々イオン源,イオン
検出器におけるスリツト幅、γは質量分散係数、
Δは収差による像の拡がりである。 磁場7に入射したイオンビームは該磁場7によ
る集束作用を受けてビーム幅が徐々に減少し、静
電四極レンズ8の出射端の近傍の点へ一旦集束さ
れた後、磁場7と組合わされて二重集束条件を満
足するように配置される電場9へ入射し、該電場
9による集束作用を受けて検出器10へ再び集束
される。 第5図bは、y方向のイオン軌道図を示し、図
から静電四極レンズ5,6のy方向の集束作用に
より磁場7内でイオンビームの高さが極めて小さ
く押えられていることが分る。従つて磁極の間隔
を小さくして磁場強度を高めることが可能となる
し、同じ磁極間隔であれば多量のイオンを有効に
通過させることができ、感度を向上させることが
できる。 本発明では、このように高分解能且つ高感度と
いう優れた特性を有する第3図のイオン光学系に
おいて、79゜≦φe≦83゜、36゜≦φm≦38゜、0.68≦
re/rm≦0.72に設定することに特徴がある。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a mass spectrometer that has a wide measurement mass range, is excellent in sensitivity and resolution, and can be miniaturized. [Prior art] Recently, there has been a strong demand for analyzing high-mass molecules in applied fields such as biochemistry, and in response to this demand, methods have been developed to ionize samples by bombarding them with high-speed primary ions or neutral particles. The ionization method is attracting attention. According to this ionization method, m/z
It has become possible to create ions of high-mass molecules of approximately 2,000 to 5,000 with relative ease. At present, such high-mass molecular ions can only be analyzed using large-scale mass spectrometers, but large-scale mass spectrometers are extremely expensive and cannot be easily used by anyone. Therefore, there is a demand for a small or medium-sized mass spectrometer that can analyze up to a high mass range, and for example, the following measures have been taken. That is, the electric field E and uniform fan-shaped magnetic field H of a conventional small to medium-sized mass spectrometer as shown in Fig. 1a are used as they are, and the ion rotation angle φm in the magnetic field is reduced as shown in Fig. 1b. , is a method to expand the measurement mass range. In FIG. 1, S is an ion source and D is an ion detector. However, in this method, as φm becomes smaller, the ion trajectory becomes longer, and the ion beam spreads in the vertical direction, which deteriorates the ion transmission (passage efficiency) and lowers the sensitivity. A major drawback is that the expansion increases second- and third-order high-order aberrations and reduces resolution. By the way, the present inventor has previously proposed a mass spectrometer that is excellent in sensitivity and resolution. This mass spectrometer was developed in Japanese Patent Application No. 56-118645 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-19848).
The ion source S consists of an ion source S, a uniform fan-shaped magnetic field H, and a toroidal electric field E.
and a uniform fan-shaped electric field H, there are two electrostatic quadrupole lenses Q1 and Q2 that provide focusing properties in the direction perpendicular to the orbital plane of the passing ion beam and provide divergence properties in the radial direction of the ion beam. It is characterized by the placement of [Object of the Invention] The present invention relates to an improvement of this proposed device, and while retaining the excellent points of sensitivity and resolution,
In response to the above-mentioned demands, it is an object of the present invention to provide a mass spectrometer that can have a wide measurement mass range so as to be able to analyze high-mass molecular ions, and can also be miniaturized. [Configuration of the Invention] The present invention provides an ion source, an ion detector that detects ions emitted from the ion source, a uniform magnetic field disposed between the ion source and the ion detector,
An electric field is placed between the magnetic field and the ion detector, and an electric field is placed between the ion source and the magnetic field to provide focusing property in the direction perpendicular to the orbital plane of the ion beam and divergent property in the radial direction of the ion beam. two electrostatic quadrupole lenses spaced apart from each other; and an electrostatic quadrupole positioned between the magnetic field and the electric field to provide focusing in a direction perpendicular to the orbital plane of the ion beam. When the rotation angle and rotation radius of the ion beam in the magnetic field are φm and rm, respectively, and the rotation angle and rotation radius of the ion beam in the electric field are φe and re, respectively, 79°≦φe≦83°36 It is characterized by satisfying ゜≦φm≦38゜0.68≦re/rm≦0.72. Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings. [Embodiment] FIG. 3 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of the present invention. An ion source 1 includes an ionization chamber 2 and a plurality of electrodes 3
The accelerated ion beam IB is taken out from the slit 4. This IB passes through two electrostatic quadrupole lenses 5 and 6 and enters a uniform fan-shaped magnetic field 7. Ions are dispersed in this magnetic field 7 according to their mass-to-charge ratio, and those with a specific mass-to-charge ratio enter the ion detector 10 via an electrostatic quadrupole lens 8 and a cylindrical electric field 9 and are detected. . The magnetic field 7 is configured so that its magnetic field strength can be repeatedly swept at high speed by a power source (not shown). Therefore, with the sweep, the mass-to-charge ratio of ions passing through the magnetic field 7 changes, and the ions captured by the detector 10 have different masses, and a mass spectrum signal is obtained from the detector 10. Incidentally, angles ε 1 and ε 2 are set on the entrance and exit surfaces of the magnetic field 7 so that the ion beam enters and exits obliquely, and the entrance end surface is given a radius of curvature Rm1. FIG. 4 shows the A of the electrostatic quadrupole lenses 5, 6, and 8.
It is a diagram showing a -A cross-sectional structure and the configuration of a power source 11 for applying a potential thereto. electrostatic quadrupole lens 5,
6 and 8 each consist of four cylindrical electrodes, which are arranged symmetrically at 90° intervals around the ion beam path 0, and when analyzing positive ions, A positive potential is applied to the electrodes Py that face each other in the radial direction (x direction) of the ion beam, and a negative potential is applied to the electrodes Px that face each other in the radial direction (x direction) of the ion beam. Therefore, positive ions receive a force in the focusing direction in the y direction, and a force in the divergent direction in the x direction. In the case of the electrostatic quadrupole lens 8, since the lens 8 is arranged at the focal point in the x direction, the effect on the x direction is small, and only the focusing property in the y direction is provided. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of the ion beam IB within the above-mentioned ion optical system. Figure a shows the change in the beam width in the x direction. A directional dispersion angle α′ greater than α is given.
Therefore, the ion beam enters the magnetic field 7 as if it were emitted starting from point F. The image magnification X at this point F is α/α', and the image is reduced, so it can be seen from the equation below that gives the resolution R of the magnetic field mass spectrometer that high resolution can be obtained. R=γ・rm/(X・S+Δ+d) In the above equation, S and d are the slit widths in the ion source and ion detector, respectively, γ is the mass dispersion coefficient,
Δ is the spread of the image due to aberration. The beam width of the ion beam incident on the magnetic field 7 gradually decreases due to the focusing effect of the magnetic field 7, and after it is once focused to a point near the output end of the electrostatic quadrupole lens 8, it is combined with the magnetic field 7. The light enters the electric field 9 arranged so as to satisfy the double focusing condition, and is focused again on the detector 10 by the focusing action of the electric field 9. FIG. 5b shows an ion trajectory diagram in the y direction, and it can be seen from the figure that the height of the ion beam is kept extremely small within the magnetic field 7 due to the focusing action of the electrostatic quadrupole lenses 5 and 6 in the y direction. Ru. Therefore, it is possible to increase the magnetic field strength by reducing the distance between the magnetic poles, and if the distance between the magnetic poles is the same, a large amount of ions can be effectively passed through, and the sensitivity can be improved. In the present invention, in the ion optical system shown in FIG. 3 which has excellent characteristics of high resolution and high sensitivity, 79°≦φe≦83°, 36°≦φm≦38°, 0.68≦
It is characterized by setting re/rm≦0.72.

【表】 第1表におけるaは第1図bの従来装置、bは
第2図の提案装置、cは本発明による装置の夫々
について適宜なデイメンジヨンを与えた設計例を
示し、第2表は第1表におけるa,b,cの各例
について計算した二次及び三次の収差係数の一覧
表を示す。第1表における長さについては、磁場
におけるイオンビームの曲率半径rmを1として
ノーマライズされている。 φm:磁場によるイオンビームの回転角(度) φe:電場によるイオンビームの回転角 rm:磁場内でのイオンビームの回転半径 re:電場内でのイオンビームの回転半径 Rm1:磁場入射端での曲率半径 QL:静電四極レンズの長さ QK1,QK2,QK3:静電四極レンズ5,6,
8の強度 L1〜L5:第1図b,第2図,第3図に記入さ
れた各距離 Ax:像倍率 Aγ:質量分散係数 Ay,Aβ:検出器位置におけるビームの高さ方
向の拡がりを示す係数 AA〜BB:二次収差係数 XXX〜DBB:三次収差係数 第1表において、測定質量範囲の拡大及び装置
の大きさに寄与するφmとre/rmについて3者を
比較すると、aが35゜,0.643、bが72.5゜,0.9、c
が37゜,0.71であり、aとcは装置を大型化せず
に質量範囲を拡大でき、bはその点不利であるこ
とが分る。 一方、イオンのトランスミツシヨン(通過効
率)を表わすAy,Aβ(小さい方がトランスミツ
シヨンが優れている)及びAγ/Ax(=質量分
散/イオンビーム幅)について比較すると、aは
夫々2.415,10.678,0.957であるのに対し、bは
夫々0.589,−0.805,4.15、cは夫々0.54,−1.08,
7.59であり、aに比べb,cの方がAy,Aβが小
さくAγ/Axが大きく、従つて同じ分解能又は同
じイオンビーム幅で比べれば、aよりもb,cの
方がトランスミツシヨンが桁違いに優れ、高感度
が得られることが分る。
[Table] In Table 1, a indicates the conventional device shown in FIG. 1 b, b indicates the proposed device shown in FIG. A list of second-order and third-order aberration coefficients calculated for each example of a, b, and c in Table 1 is shown below. The lengths in Table 1 are normalized by setting the radius of curvature rm of the ion beam in the magnetic field to 1. φm: Angle of rotation of the ion beam due to the magnetic field (degrees) φe: Angle of rotation of the ion beam due to the electric field rm: Radius of rotation of the ion beam within the magnetic field re: Radius of rotation of the ion beam within the electric field Rm1: Radius of rotation of the ion beam at the input end of the magnetic field Radius of curvature QL: Length of electrostatic quadrupole lens QK1, QK2, QK3: Electrostatic quadrupole lens 5, 6,
8 intensities L1 to L5: Each distance Ax entered in Figure 1b, Figure 2, and Figure 3: Image magnification Aγ: Mass dispersion coefficient Ay, Aβ: Spreading of the beam in the height direction at the detector position Coefficients AA to BB: Second-order aberration coefficients XXX to DBB: Third-order aberration coefficients In Table 1, when comparing the three φm and re/rm, which contribute to the expansion of the measurement mass range and the size of the device, a is 35 °, 0.643, b is 72.5 °, 0.9, c
are 37° and 0.71, and it can be seen that a and c allow the mass range to be expanded without increasing the size of the device, while b is disadvantageous in this respect. On the other hand, when comparing Ay, Aβ (the smaller the transmission is, the better the transmission) and Aγ/Ax (=mass dispersion/ion beam width), which represent ion transmission (passage efficiency), a is 2.415, respectively. 10.678, 0.957, whereas b is 0.589, −0.805, 4.15, and c is 0.54, −1.08, respectively.
7.59, Ay and Aβ are smaller in b and c than in a, and Aγ/Ax is larger. Therefore, if you compare the same resolution or the same ion beam width, the transmission is better in b and c than in a. It can be seen that this is an order of magnitude better and that high sensitivity can be obtained.

【表】【table】

【表】 更に、第2表において分解能を決定する2次及
び三次の収差係数について比較する。実用上必要
となる分解能を50000とし、イオン源でのイオン
ビームの幅rm/(200〜300)前後とすれば、二
次の収差係数は少なくとも0.8〜1よりも小さい
ことが望まれ、三次の収差係数は少なくとも500
〜800よりも小さいことが望ましい。ただし
XXX,XXA,XAAについてはイオン源スリツ
トの調整等によつて改善可能なので千前後までは
許容できる。 この値を考慮に入れて第2表の二次収差係数及
び三次収差係数を見れば、aは三次収差係数は比
較的良いものの肝腎の二次収差係数が全て許容範
囲を大きく外れており、結果として分解能は
50000よりもはるかに悪くなつてしまうことは避
けられない。 次にbは、二次収差係数に関して文句のない範
囲に収まつているものの、三次収差係数が大きく
なつており、その結果分解能50000を余裕をもつ
て実現することはむずかしい。 一方、bの改良型である本発明にかかるcは、
二次収差は勿論のこと三次収差に関しても許容範
囲に収まつており、分解能50000を余裕をもつて
実現することができる。 以上のことを要約すれば、本発明にかかるcに
おいては、φmとre/rmを小さくして測定質量範
囲拡大を図つても、aの例のように収差が悪化す
ることはなく、二次の収差はbの例と同等でしか
も三次の収差はbの例よりも遥かに改善されてい
る。しかもトランスミツシヨンの優秀性はbのそ
れをそのまま受けついでおり、従つて装置を大型
化することなく測定質量範囲を拡大することがで
き、なおかつ高感度高分解能が得られるという理
想的な質量分析装置が実現される。
[Table] Further, in Table 2, the second-order and third-order aberration coefficients that determine the resolution are compared. If the practically required resolution is 50,000 and the width of the ion beam at the ion source is rm/(200-300), then it is desirable that the second-order aberration coefficient is at least smaller than 0.8-1, and the third-order aberration coefficient is at least 0.8-1. Aberration coefficient is at least 500
Preferably smaller than ~800. however
XXX, XXA, and XAA can be improved by adjusting the ion source slit, so up to about 1,000 is acceptable. If we take this value into account and look at the secondary aberration coefficients and tertiary aberration coefficients in Table 2, we can see that a has a relatively good tertiary aberration coefficient, but the secondary aberration coefficients of the liver and kidneys are all well outside the allowable range. The resolution is as
It is inevitable that it will be much worse than 50,000. Next, as for b, although the second-order aberration coefficient is within an acceptable range, the third-order aberration coefficient is large, and as a result, it is difficult to achieve a resolution of 50,000 with a margin. On the other hand, c according to the present invention, which is an improved version of b, is
Not only secondary aberrations but also tertiary aberrations are within the permissible range, making it possible to achieve a resolution of 50,000 with ease. To summarize the above, in c according to the present invention, even if the measurement mass range is expanded by reducing φm and re/rm, the aberration does not deteriorate as in the case of a, and the second-order The aberrations are the same as those in example b, and the third-order aberrations are much improved compared to example b. Moreover, the excellence of the transmission is inherited from that of b, and therefore it is an ideal mass spectrometer that can expand the measurement mass range without increasing the size of the device and also provides high sensitivity and high resolution. A device is realized.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 第3表,第4表,第5表は、このように優れた
特性を持つ本発明のイオン光学系に関し、φe,
φm,re/rmを、前記第1表,第2表のcの例に
おける値、即ちφe=80゜,φm=37゜,re/rm=
0.71の周囲で変化させた時、二次及び三次の収差
係数がどのように変化するかを示している。 第3表に示された二次収差係数を見ると、AD
の値を上述した許容範囲に収めるには、φeを79゜
から83゜の範囲に設定する必要があることが分る。
その範囲であれば、三次収差係数も略許容範囲に
ある。 第4表に示された二次収差係数を見ると、AD
及びBBの値を上述した許容範囲に収めるには、
φmを36゜から38゜の範囲に設定する必要のあるこ
とが分る。その範囲であれば、三次収差係数も許
容範囲にある。 次に第5表を見ると、二次収差係数のBBの値
を上述した許容範囲に収めるには、re/rmを
0.72から0.67程度までの範囲に設定する必要があ
るが、三次収差係数はre/rmが0.67では上述し
た許容範囲を越えてしまうので、二次及び三次収
差係数を勘案すると、結局re/rmの値は0.72か
ら0.68の範囲に収める必要がある。 以上述べたように、本発明によれば、測定質量
範囲が広く、感度及び分解能の面で優れ、しかも
小形化が可能な質量分析装置が実現される。
[Table] Tables 3, 4, and 5 are related to the ion optical system of the present invention having such excellent characteristics.
φm, re/rm are the values in the example of c in Tables 1 and 2 above, that is, φe=80°, φm=37°, re/rm=
It shows how the second-order and third-order aberration coefficients change when changed around 0.71. Looking at the second-order aberration coefficients shown in Table 3, AD
It can be seen that in order to keep the value within the above-mentioned tolerance range, it is necessary to set φe in the range of 79° to 83°.
Within this range, the third-order aberration coefficient is also approximately within the permissible range. Looking at the second-order aberration coefficients shown in Table 4, AD
In order to keep the values of and BB within the above tolerance range,
It can be seen that φm needs to be set in the range of 36° to 38°. Within that range, the third-order aberration coefficient is also within the allowable range. Next, looking at Table 5, in order to keep the value of the second-order aberration coefficient BB within the above-mentioned tolerance range, re/rm must be
It is necessary to set it within the range of about 0.72 to 0.67, but if re/rm is 0.67, the third-order aberration coefficient will exceed the above-mentioned allowable range, so if we take into account the second-order and third-order aberration coefficients, we will end up setting the re/rm. Values must be in the range 0.72 to 0.68. As described above, according to the present invention, a mass spectrometer can be realized that has a wide measurement mass range, is excellent in sensitivity and resolution, and can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来装置の構成を示す図、第2図は提
案装置の構成を示す図、第3図は本発明の一実施
例を示す装置構成図、第4図は静電四極レンズの
断面構造及びこれに電位を与えるための電源の構
成を示す図、第5図は本発明にかかるイオン光学
系内のイオンビームの流れを示す説明図である。 1:イオン源、4:スリツト、5,6,8:静
電四極レンズ、7:一様扇形磁場、9:円筒電
場、10:イオン検出器。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional device, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the proposed device, FIG. 3 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-section of an electrostatic quadrupole lens. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of an ion beam within the ion optical system according to the present invention. 1: ion source, 4: slit, 5, 6, 8: electrostatic quadrupole lens, 7: uniform fan-shaped magnetic field, 9: cylindrical electric field, 10: ion detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イオン源と、該イオン源から放出されるイオ
ンを検出するイオン検出器と、イオン源とイオン
検出器との間に配置される一様磁場と、該磁場と
イオン検出器との間に配置される電場と、イオン
ビームの軌道平面に垂直な方向に集束性を与えそ
のイオンビームの動径方向には発散性を与えるた
めに前記イオン源と磁場との間に間隔をあけて配
置される2個の静電四極レンズと、イオンビーム
の軌道平面に垂直な方向に集束性を与えるために
前記磁場と電場との間に配置される静電四極レン
ズとを備え、前記磁場におけるイオンビームの回
転角度,回転半径を夫々φm,rm、前記電場にお
けるイオンビームの回転角度,回転半径を夫々
φe,reとした時、 79゜≦φe≦83゜ 36゜≦φm≦38゜ 0.68≦re/rm≦0.72 を満足するようにしたことを特徴とする質量分析
装置。
[Claims] 1. An ion source, an ion detector that detects ions emitted from the ion source, a uniform magnetic field disposed between the ion source and the ion detector, and a magnetic field and an ion detector. an electric field placed between the ion source and the magnetic field, and an interval between the ion source and the magnetic field to provide focusing properties in the direction perpendicular to the orbital plane of the ion beam and divergent properties in the radial direction of the ion beam. two electrostatic quadrupole lenses arranged with a gap between them, and an electrostatic quadrupole lens arranged between the magnetic field and the electric field to provide focusing in a direction perpendicular to the orbital plane of the ion beam, When the rotation angle and rotation radius of the ion beam in the magnetic field are φm and rm, respectively, and the rotation angle and rotation radius of the ion beam in the electric field are φe and re, respectively, 79°≦φe≦83°36°≦φm≦38 A mass spectrometer characterized by satisfying ゜0.68≦re/rm≦0.72.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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