JPH0432145A - 質量分析計 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ポイント型イオン検出器と同時検出型イオン
検出器（所謂アレイ検出器）検出器を備えた質量分析計
に関する。

［従来技術］ 磁場型質量分析計は、ポイント型イオン検出器を使用し
磁場掃引によって質量スペクトルを得る掃引型の質量分
析計と、アレイ検出器等を使用して、磁場によって質量
に応じて展開された被分析イオンを別個に同時に検出す
る同時検出型の質量分析器とに大別される。

従来、掃引型質量分析計が開発の主流であったが、イオ
ン検出器へ到達しているイオン以外のイオンは捨てられ
る掃引型に比べ、被分析イオンを全て同時に検出するア
レイ検出器などの同時検出型のほうが、原理的に感度の
面で優れている。

［発明が解決しようとする問題点コ ところが、現在までに実用化されているアレイ検出器は
空間分解能が低いため質量分解能１万程度という通常測
定に使用される高分解能測定が行えないとか、ダイナミ
ックレンジも２桁程度であり要求される値に比べ悪いな
どの問題点がある。

そのため、低分解能高感度測定にはアレイ検出器を使用
し、それ以外の目的にはポイント型イオン検出器を使用
するのが現状である。。この様にして、アレイ検出器ま
たはポイント型イオン検出器を測定目的に応じて使い別
けている。ところが、アレイ検出器とポイント型イオン
検出器を交換することは可能であるが、比較的大掛かり
な構造を有しているので、毎回同じ位置に設置すること
が非常に困難で、交換するたびにキャリブレーションを
繰り返し実施しなければならないなど種々の調整が必要
である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、測定目的
に応じて使い別けているアレイ検出器とポイント型イオ
ン検出器を簡単に切換えて使用でき、かつ、切換後も種
々の調整を必要とすることなくすぐに測定できる質量分
析計を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明の質量分析計は、イオ
ン源と、イオン源で生成されたイオンが入射する磁場を
含む質量分析系と、該質量分析系を出射したイオンが入
射する電場であって入射側端面と出射側端面の中間点で
イオン通路が点対称または面対称となる電場と、該電場
から出射したイオンを検出する同時検出型イオン検出器
と、前記質量分析系と同時検出型イオン検出器との間の
イオン通路上に設けられた４極子レンズとを備え、前記
電場を構成するための一対の電極の一部か脱着可能にな
っていて、該電場を発生させないときに該電場電極に開
けた穴から出射したイオンを検出するポイント型イオン
検出器を設けたことを特徴としている。

［作用］ 本発明では、ポイント型イオン検出器とアレイ検出器が
固定的に併置される。そして、磁場を含む質量分析系の
後段に入射側端面と出射側端面の中間点でイオン通路が
点（回転）対称または面対称となる電場と、質量分析系
とアレイ検出器との間のイオン通路上に４極子レンズが
配置されている。この質量分析装置で、ポイント型イオ
ン検出器を使用するときは、電場をＯＦＦにし、イオン
を電場電極に開けた穴を通して検出する。そして、アレ
イ検出器を使用するときは、電場を通過させて検出する
。

［実施例コ 以下本発明の実施例を添附図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明の一実施例装置の要部を示した概略図で
ある。

第１図の装置において、ｌはイオン源、２は磁場からな
る質量分析部、３は入射側端面と出射側端面の中間点（
回転角θ１−θ２）で中間像を結び、かつイオン通路が
点（回転）対称または面対称となる電場、４は４極静電
レンズ、５はアレイ検出器からなる同時検出型イオン検
出器、６はポイント型イオン検出器である。そして、こ
の４極静電レンズに適宜な電圧を印加する図示しないレ
ンズ強度調整回路が設けられている。

第２図はこの４極静電レンズの一例を示し、同一円周上
に９０″間隔でイオン流の進行方向（２方向）に平行に
配置される４本の円柱電極から構成され、イオン流の軌
道平面に垂直な方向（Ｘ方向）の対向する電極には負の
電位が印加され、イオン流の動径方向（Ｘ方向）の対向
する電極には正の電位が印加される。これにより、イオ
ン流（本実施例では正イオンを想定）の動径方向（Ｘ方
向）にはイオン流を収束させ、軌道平面に垂直な方向（
Ｘ方向）には発散させる電位分布が得られる。

この様な構成において、イオン源１でイオン化されたイ
オンは、磁場２と電場３を通過して、４極静電レンズ４
によりアレイ検出器５上に質量電荷比に応じて収束展開
される。そして、ポイント型イオン検出器６で検出する
場合には、電場３を０ＦＦＬ、、第３図に示すように電
場３を発生するための外側電極７のイオン通路と交差す
る部分７（図中点線表示）をイオン通路から移動させる
。

そして、イオン源１でイオン化されたイオンは、磁場２
と外側電極７に開けられた穴を通過して、質量電荷比に
応じてスリット上に展開される。そして、磁場掃引する
ことにより、ポイント型イオン検出器６からマススペク
トル信号を得ることができる。

第４図は本発明の他の実施例装置の要部を示した概略図
である。

第４図の装置において、第１図の装置と異なるところは
、４極静電レンズ４′を磁場２と電場３′の間のイオン
通路上に配置したことである。そして、この４極静電レ
ンズに適宜な電圧を印加する図示しないレンズ強度調整
回路が設けられている。

この４極静電レンズ４′は第２図で述べたものと同様の
構成であるが、第５図に示すようにイオン流の軌道平面
に垂直な方向（Ｘ方向）の対向する電極には正の電位が
印加され、イオン流の動径方向（Ｘ方向）の対向する電
極には負の電位が印加される。これにより、イオン流（
本実施例では正イオンを想定）の動径方向（Ｘ方向）に
はイオン流を発散させ、軌道平面に垂直な方向（Ｘ方向
）には収束させる電位分布が得られる。

そして、電場３′は回転角を広くとって電場による収束
作用を強めるようにつくられている。

第４図において、イオン源１でイオン化されたイオンは
、磁場２を通過し４極静電レンズ４′により発散した後
、広い回転角を持った電場３′によってアレイ検出器５
上に収束する。そして、ポイント型イオン検出器６で検
出する場合には、４極静電レンズ４′と電場３′を発生
させるための電圧を０ＦＦＬ、第６図に示すように電場
３′を発生するための外側電極７のイオン通路と交差す
る部分７′　（図中点線表示）をイオン通路から移動さ
せる。そして、第１図の実施例と同様に、イオンは外側
電極７′に開けられた穴を通過し、質量電荷比に応じて
スリット上に展開される。そして、磁場掃引することに
より、ポイント型イオン検出器６からマススペクトル信
号を得ることができる。

以上は、正イオンを分析対象とする場合について説明し
たが、負イオンの場合は、電場や４極静電レンズを発生
させるための電圧の極性を逆にすればよい。この場合、
イオン光学系のその他の磁場や電場を含めて極性を逆に
する必要があるのはいうまでもない。

なお、本実施例装置においては、１つの電場を用いたが
、第７図に示すように同じ回転角（θ１−θ２）で２分
割して離間させても良い。この場合の組み合わせ方法と
しては第７図（ａ）に示すように、２つの電極の中間地
点（１）　、　−Ｎ　２）に中間収束点を有するように
同方向に電極を配置する組合せと、第７図（ｂ）のよう
に、逆方向に電極を配置して中間収束点を有しない組合
せが可能である。これらいずれの場合にも、電場の入射
側と出射側の中間点（中間点のない場合には、２つの電
極の中間点）に関して入出射側がお互いに対象となる。

なお、本実施例装置においては、イオンが新しく設けた
電場を通ってアレイ検出されるようにしたが、アレイ検
出器を設置しているところにポイント型イオン検出器を
設置し、ポイント型イオン検出器を設置しているところ
にアレイ検出器を設置してもよい。

なお、本実施例装置においては、磁場を質量分析部とし
て述べたが、質量分析部は磁場のみに限定されることな
く、磁場と電場にて構成されてもよい。そして、磁場と
電場の順序は逆でも良い。

［効果］ 以上詳述したように本発明によれば、高感度で測定でき
るアレイ検出器と高分解能測定のできるポイント型イオ
ン検出器を併置し簡単に切換えて使用することができ、
かつ、切換え後も種々の調整をすることなくすぐに測定
できる質量分析計を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の要部を示す図、第２図
は第１図に使用されている４極静電レンズの構成を示す
図、第３図は第１図に使用されている電場の構成を示す
拡大図、第４図は本発明の他の実施例装置の要部を示す
図、第５図は第４図に使用されている４極静電レンズの
構成を示す図、第６図は第４図に使用されている電場の
構成を示す拡大図、第７図は本発明装置に使用されてい
る電場の変形を示す図である。 １：イオン源　　　　　　２：磁場 ３、　３’　　：電場　　　４，８：４極静電レンズ５
ニアレイ検出器 ６：ポイント型イオン検出器 ７．７’　　：外側電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イオン源と、イオン源で生成されたイオンが入射する磁
   場を含む質量分析系と、該質量分析系を出射したイオン
   が入射する電場であって入射側端面と出射側端面の中間
   点でイオン通路が点対称または面対称となる電場と、該
   電場から出射したイオンを検出する同時検出型イオン検
   出器と、前記質量分析系と同時検出型イオン検出器との
   間のイオン通路上に設けられた４極子レンズとを備え、
   前記電場を構成するための一対の電極の一部が脱着可能
   になっていて、該電場を発生させないときに該電場電極
   に開けた穴から出射したイオンを検出するポイント型イ
   オン検出器を設けたことを特徴とする質量分析計。