JPH0417251A - 化学イオン化型イオン源 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、主としてガスクロマトグラフィー質量分析装
置に装備される化学イオン化型（ＣＩ型）イオン源に関
する。

（ロ）従来の技術 ガスクロマトグラフィー質量分析装置において、ガスク
ロマトグラフで成分分離された試料の成分ガスは、イオ
ン化された後、質量分析部に供給される。この成分ガス
のイオン化には、化学イオン化法（ＣＩ）によるイオン
源、もしくは電子衝撃法（Ｅｌ）によるイオン源が用い
られる。

このうち、化学イオン化型、すなわちＣＩ型イオン源は
、反応ガスを電子衝撃によりイオン化し、この反応ガス
イオンと試料ガスとをイオン分子反応させて試料ガスを
イオン化するもので、分子イオンが得られる。

ところで、従来のこの種のイオン源は、第２図の構成図
に示すように、単一のイオン化室０１からなり、イオン
化室０１を構成するボックスＯ１ａと、フィラメント０
２と、トラップ電極０３とを備えている。

ボックスＯ１ａは、真空室０４内に設置されており、試
料ガスｓｇの導入口０５と、反応ガスｒｇの導入口０６
と、イオン出射孔０７と、電子入射孔０８と、トラップ
孔０９とを有する。

フィラメント０２は、ボックスＯ１ａの外側で電子入射
孔０８の近傍に配置され、トラップ電極０３はトラップ
孔０９の外側に配置されている。

そして、イオン化室０１には試料ガスｓｇと反応ガスｒ
ｇとが同時に導入される。イオン化室（１１内では、反
応ガスｒｇの分子が、フィラメント０２から放射される
熱電子に衝撃されてイオン化し、その反応ガスイオンが
試料ガスｓｇとイオン分子反応を起こし、試料ガスｓｇ
の分子がイオン化する。この試料イオンは、イオン出射
孔０７からイオン化室Ｏｆの外部に出射され、後段の質
量分析部に供給される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、従来のＣＩ型イオン源では、単一のイオン化
室０１の内部で、反応ガスｒｇと試料ガスｓｇとの混合
体に熱電子が照射されるので、試料ガスｓｇも電子衝撃
されることになり、試料ガス分子のフラグメンテーショ
ン（分子開裂）も発生している考えられ、そこでのイオ
ン化は、純粋なＣＩイオン化とは言えない。

したがって、このようなイオン源での生成イオンに基づ
いて後段の質量分Ｆｒ部で得られるマススペクトルは、
分子イオンのみのＣＩスペクトルではなく、低強度なが
らＥＩスペクトルを含んでいるものと考えられる。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、イオン化の過程で電子衝撃による試料分子の開裂、イ
オン化が生じないようにして、イオン分子反応のみによ
る純粋なＣｒイオン化が行われるようにすることを課題
とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上記の課題を達成するために、反応ガスイオ
ン化室と、この反応ガスイオン化室に引き出し通路によ
り連通ずるイオン分子反応室とを備え、反応ガスイオン
化室は、反応ガスの導入口と、フィラメントと、トラッ
プ電極とを有し、反応ガスを電子衝撃によりイオン化す
る室であり、引き出し通路は、反応ガスイオン化室内で
生成された反応ガスイオンを引き出し電極によりイオン
分子反応室側に引き出すものであり、イオン分子反応室
は、試料ガスの導入口と、イオン出射孔とを有し、試料
ガスを反応ガスイオンとのイオン分子反応によりイオン
化する室である化学イオン化型イオン源を構成した。

（ホ）作用 上記の構成において、まず、反応ガスは反応ガス導入口
を通じて反応ガスイオン化室に導入され、その分子は、
フィラントから放射される熱電子に衝撃されてイオン化
する。この反応ガスイオンは、引き出し電極に引かれ、
引き出し通路を通じてイオン分子反応室に導入される。

一方、イオン分子反応室には、試料ガスが導入されてお
り、この試料ガスの分子は、引き出し通路から導入され
ている反応ガスイオンとイオン分子反応を起こしてイオ
ン化し、分子イオンになる。

このイオンは、イオン出射孔から後段の質量分析部に供
給される。

（へ）実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例に係るＣＩ型イオン源の構成
図である。

同図に示すように、この実施例のイオン源は、反応ガス
イオン化室ｌと、イオン分子反応室２とを備えている。

反応ガスイオン化室ｌは第１ボツクスｌａて構成され、
イオン分子反応室２は第２ボツクス２ａで構成されてお
り、画室１．２は、中間ボックス３内の引き出し通路４
を通じて連通接続されている。５は、第１１第２および
中間各ホックスｌａ　、２ａ　、３を含む真空室である
。

反応ガスイオン化室１を構成する第１ボツクスｌａには
、前記の引き出し通路４が開設されているほか、フィラ
メント６と、電子入射孔７と、反応ガスｒｇの導入口８
と、トラップ孔９と、トラップ電極１０とが設けられて
いる。フィラメント６は、電子入射孔７の外側に配設さ
れ、トラップ孔９の外側に設けられたトラップ電極ｌＯ
に対向している。

中間ボックス３は、第１と第２の両ボックス１ａ　、２
ａ間にあって、内部に引き出し電極１１を有する。この
引き出し電極１１には、負の電圧か印加され、これに対
して、第１ボツクスｌａは接地電位に落とされている。

引き出し通路４は、弓き出し電極１１を貫通する形で形
成されている。

イオン分子反応室２を構成する第２ボツクス２ａには、
前記の引き出し通路４が開設されているほか、試料ガス
ｓｇの導入口１２と、イオン出射孔１３と、リペラＩ４
とが設けられている。イオン出射孔１３の外側にはレン
ズ電極１５が設けられている。

上記の構成において、まず、反応ガスｒｇは反応ガス導
入口８を通じて反応ガスイオン化室ｌの内部に導入され
る。反応ガスイオン化室１内で、反応ガスｒｇの分子は
、フィラントロから放射されてトラップ電極１０に向か
う熱電子に衝撃される。

この電子衝撃で反応ガス分子はイオン化する。

このように生成された反応ガスイオンは、引き出し電極
１１に引かれて引き出し通路４を通り、イオン分子反応
室２に入射する。

なお、イオン分子反応室２に送出されるのは、反応ガス
ｒｇのイオンであって、イオン化されない反応ガスｒｇ
は反応ガスイオン化室ｌに残り、次のイオン化の工程で
イオン化されることになる。したがって、反応ガスイオ
ン化室ｌに導入された反応ガスｒｇは、すべてイオンと
して有効に使用されることになる。

一方、イオン分子反応室２内には、試料ガスｓｇが導入
されている。この試料ガスｓｇの分子は、弓き出し通路
４から入射する反応ガスイオンとイオン分子反応を起こ
してイオン化し、分子イオンになる。

このように試料ガスｓｇの分子は、フィラメントやトラ
ップ電極のないイオン分子反応室２でイオン化するので
あって、試料ガスｓｇには熱電子が直接作用することが
ないから、試料ガスｓｇの分子が分子開裂してフラグメ
ントイオンを発生するようなことがない。したがって、
このイオン分子反応室２での試料ガスｓｇのイオン化は
、イオン分子反応のみによる純粋なＣＩイオン化と言え
る。

イオン分子反応室２で生成されたイオンは、リペラ１４
との反発でイオン出射孔１３から出射し、レンズ電極１
５て細いビームに絞られて、後段の質量分析部に供給さ
れる。

なお、イオン分子反応室２に、フィラメントと、トラッ
プ電極とを設けるとともに、引き出し通路４の開口部に
バルブを設けることで、イオン分子反応室２において単
独に電子衝撃によるイオン化が行えるようにしてもよい
。このようにすれば、全体としてＣＩ／Ｅｌ共用のイオ
ン源になる。

（ト）発明の効果 以上述へたように、本発明によれば、電子衝撃による反
応ガスのイオン化と、試料ガスの反応ガスイオンとのイ
オン分子反応とが、互いに異なる室で行われるから、従
来のように、試料ガスが電子衝撃によりイオン化するよ
うなことがなく、イオン分子反応のみによる純粋なＣＩ
イオン化が行われ、フラグメントイオンの極めて少ない
イオンビームが得られる。したがって、質量分析部では
、分子イオンピークが極めて鮮明なＣＩマススペクトル
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＣＩ型イオン源の構成
図である。 第２図は従来例の構成図である。 ｌ　反応ガスイオン化室、２・・・イオン分子反応室、
４−引き出し通路、６・・フィラメント、８・・反応ガ
ス導入口、１０・・・トラップ電極、１２・・・試料カ
ス導入口、１３・・イオン出射孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応ガスイオン化室と、この反応ガスイオン化室
   に引き出し通路により連通するイオン分子反応室とを備
   え、 反応ガスイオン化室は、反応ガスの導入口と、フィラメ
   ントと、トラップ電極とを有し、反応ガスを電子衝撃に
   よりイオン化する室であり、引き出し通路は、反応ガス
   イオン化室内で生成された反応ガスイオンを引き出し電
   極によりイオン分子反応室側に引き出すものであり、 イオン分子反応室は、試料ガスの導入口と、イオン出射
   孔とを有し、試料ガスを反応ガスイオンとのイオン分子
   反応によりイオン化する室である、ことを特徴とする化
   学イオン化型イオン源。