JPH0432146A - 質量分析計 - Google Patents
質量分析計Info
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- JPH0432146A JPH0432146A JP2134706A JP13470690A JPH0432146A JP H0432146 A JPH0432146 A JP H0432146A JP 2134706 A JP2134706 A JP 2134706A JP 13470690 A JP13470690 A JP 13470690A JP H0432146 A JPH0432146 A JP H0432146A
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 65
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 3
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
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、アレイ検出器とポイント型イオン検出器（所
謂単一のイオン検出器）とを切換えて使用できる質量分
析計に関する。
謂単一のイオン検出器）とを切換えて使用できる質量分
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、空間分解能を有する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。
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、空間分解能を有する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。
第２図は特開昭５９−１６０９４９号に紹介されている
質量分析計の概略を示す。この質量分析計では、イオン
源１．−様扇形磁場２１円筒電場３及びポイント型イオ
ン検出器４がこの順に並べられる所謂逆配置質量分析計
であり、且つイオン電源１と磁場２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収束性を与え、
イオンビームの動径方向には発散性を与える２個の４極
静電レンズＱ１．Ｑ２を配置し、更に磁場２と電場３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収
束性を与える第３の４極静電レンズＱ３を配置している
。そして、これらの４極静電レンズに適宜な電圧を印加
するレンズ強度調整回路５．６．７か設けられている。
質量分析計の概略を示す。この質量分析計では、イオン
源１．−様扇形磁場２１円筒電場３及びポイント型イオ
ン検出器４がこの順に並べられる所謂逆配置質量分析計
であり、且つイオン電源１と磁場２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収束性を与え、
イオンビームの動径方向には発散性を与える２個の４極
静電レンズＱ１．Ｑ２を配置し、更に磁場２と電場３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収
束性を与える第３の４極静電レンズＱ３を配置している
。そして、これらの４極静電レンズに適宜な電圧を印加
するレンズ強度調整回路５．６．７か設けられている。
第３図はこの４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３の一例を
示し、同一円周上に９０°間隔でイオンビームの進行方
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、正の極性を有するイオンを分析する場合、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
電極には正の電位が印加され、イオンビームの動径方向
（ｘ方向）の対向する電極には負の電位が印加される。
示し、同一円周上に９０°間隔でイオンビームの進行方
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、正の極性を有するイオンを分析する場合、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
電極には正の電位が印加され、イオンビームの動径方向
（ｘ方向）の対向する電極には負の電位が印加される。
このような提案装置では、４極静電レンズＱｌ。
Ｑ２によりイオンビームの幅が広げられるため、質量分
析系のパラメータである像倍率を小さくすることができ
、分解能を向上させることができる。
析系のパラメータである像倍率を小さくすることができ
、分解能を向上させることができる。
また、４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３によりイオンビ
ームが軌道平面に垂直な方向に収束されるため、磁場通
過時のイオンビームの高さが抑えられ、質量分析系にお
けるイオンビームの通過効率が向上し、感度も向上させ
ることができる。
ームが軌道平面に垂直な方向に収束されるため、磁場通
過時のイオンビームの高さが抑えられ、質量分析系にお
けるイオンビームの通過効率が向上し、感度も向上させ
ることができる。
第２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と電場３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４からマススペクトル信号を
得ることができる。
、磁場２と電場３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４からマススペクトル信号を
得ることができる。
従来、このような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
検出する同時検出型のほうが、原理的に感度の面で優れ
ている。
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
この様な逆配置質量分析計を用いて、第４図に示すよう
に、同時検出を行うためポイント型イオン検出器をアレ
イ検出器８に交換すると、感度は上がるものの、イオン
が電場３の電極、例えば矢印Ａ−Ｃ等のところで衝突す
るため狭い質量範囲のイオンしか電場を通過できないの
で、広い質量範囲のマススペクトルが得られない。そこ
で、質量範囲を広くとるために電場のギャップを広げる
ことが考えられるが、ギャップを広げると、電場か大き
くなり装置が大型化してしまうし、また、電場の強度を
維持するためにより高い電圧を必要とするので、安定か
つ高速応答性（イオン加速電圧掃引によるスペクトル測
定の際に要求される）という質量分析計の電場電源に必
要な性能を維持することは困難であり、また電源も大型
化する。
に、同時検出を行うためポイント型イオン検出器をアレ
イ検出器８に交換すると、感度は上がるものの、イオン
が電場３の電極、例えば矢印Ａ−Ｃ等のところで衝突す
るため狭い質量範囲のイオンしか電場を通過できないの
で、広い質量範囲のマススペクトルが得られない。そこ
で、質量範囲を広くとるために電場のギャップを広げる
ことが考えられるが、ギャップを広げると、電場か大き
くなり装置が大型化してしまうし、また、電場の強度を
維持するためにより高い電圧を必要とするので、安定か
つ高速応答性（イオン加速電圧掃引によるスペクトル測
定の際に要求される）という質量分析計の電場電源に必
要な性能を維持することは困難であり、また電源も大型
化する。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、装置が大
型化することなく、かつ、広い質量範囲のマススペクト
ルがアレイ検出器で検出できる逆配置質量分析計を提供
することを目的とするものである。
型化することなく、かつ、広い質量範囲のマススペクト
ルがアレイ検出器で検出できる逆配置質量分析計を提供
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と
、磁場から出射したイオンが入射する電場と、前記電場
から出射したイオンを検出するイオン検出器と、イオン
源と電場との間のイオン通路上に配置される４極レンズ
とから構成される質量分析計において、前記イオン検出
器としてアレイ検出器とポイント型検出器を選択的にイ
オン通路上に配置し得るようにすると共に、ポイント型
検出器使用時にはイオン軌道平面に沿った方向に発散性
を与え、アレイ検出器使用時にはイオン軌道平面に沿っ
た方向に収束性を与えるように前記４極子レンズを付勢
する電源を設けたことを特徴としている。
ン源と、イオン源で生成されたイオンが入射する磁場と
、磁場から出射したイオンが入射する電場と、前記電場
から出射したイオンを検出するイオン検出器と、イオン
源と電場との間のイオン通路上に配置される４極レンズ
とから構成される質量分析計において、前記イオン検出
器としてアレイ検出器とポイント型検出器を選択的にイ
オン通路上に配置し得るようにすると共に、ポイント型
検出器使用時にはイオン軌道平面に沿った方向に発散性
を与え、アレイ検出器使用時にはイオン軌道平面に沿っ
た方向に収束性を与えるように前記４極子レンズを付勢
する電源を設けたことを特徴としている。
［作用］
本発明では、従来から使用されているポイント型イオン
検出器とアレイ検出器を切換えて使用できるようにして
いる。このポイント型イオン検出器の代りにアレイ検出
器を配置したときには、イオン源と電場との間のイオン
通路上に配置した４極子レンズによってイオンビームの
動径方向に関して収束性を与えることにより、磁場と電
場内部でのイオンビームの拡がりが抑えられるので、イ
オンが電極と衝突することなく電場を通過でき、広い質
量範囲のマススペクトルがアレイ検出器で検出できる。
検出器とアレイ検出器を切換えて使用できるようにして
いる。このポイント型イオン検出器の代りにアレイ検出
器を配置したときには、イオン源と電場との間のイオン
通路上に配置した４極子レンズによってイオンビームの
動径方向に関して収束性を与えることにより、磁場と電
場内部でのイオンビームの拡がりが抑えられるので、イ
オンが電極と衝突することなく電場を通過でき、広い質
量範囲のマススペクトルがアレイ検出器で検出できる。
［実施例］
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す図であり、
第１図中で第４図で用いた数字と同じ数字の付されたも
のは同じ構成要素を示している。
第１図中で第４図で用いた数字と同じ数字の付されたも
のは同じ構成要素を示している。
第１図の装置において、第４図の従来例と異なるのは、
イオン源１と電場３の間のイオン通路上に設置されてい
る４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３に、アレイ検出器８
用のレンズ強度調整回路９゜１０．１１を別に設けて、
スイッチＳＬ、Ｓ２゜Ｓ３を介して適宜な電圧が印加で
きるように構成されている点である。
イオン源１と電場３の間のイオン通路上に設置されてい
る４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３に、アレイ検出器８
用のレンズ強度調整回路９゜１０．１１を別に設けて、
スイッチＳＬ、Ｓ２゜Ｓ３を介して適宜な電圧が印加で
きるように構成されている点である。
この様な構成において、イオン検出器としてアレイ検出
器を使用する場合、スイッチＳＬ、Ｓ２゜Ｓ３をアレイ
検出器８用のレンズ強度調整回路９゜１０．１１に接続
（図中実線にて表示）し、レンズ強度調整回路９，１０
．１１から４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３に電圧を印
加する。すなわち、４極静電レンズＱ１に軌道平面内収
束性を持たすように、適宜な電圧を第３図とは極性を反
転させてレンズ強度調整回路１０から印加する。そして
、４極静電レンズＱ２．Ｑ３には軌道平面内発散性のま
まとするが、光学系全体の方向収束性を維持するために
レンズ強度調整回路６，７とは異なった電圧をレンズ強
度調整回路１０．１１から印加する。以上のようにする
ことによって、光学系全体の二重収束性を高く保ったま
まで、従来例で述べたイオンの広がりを小さく抑制でき
るため結果的に広い質量範囲の同時検出（アレイ検出）
を行うことができる。
器を使用する場合、スイッチＳＬ、Ｓ２゜Ｓ３をアレイ
検出器８用のレンズ強度調整回路９゜１０．１１に接続
（図中実線にて表示）し、レンズ強度調整回路９，１０
．１１から４極静電レンズＱｌ、Ｑ２．Ｑ３に電圧を印
加する。すなわち、４極静電レンズＱ１に軌道平面内収
束性を持たすように、適宜な電圧を第３図とは極性を反
転させてレンズ強度調整回路１０から印加する。そして
、４極静電レンズＱ２．Ｑ３には軌道平面内発散性のま
まとするが、光学系全体の方向収束性を維持するために
レンズ強度調整回路６，７とは異なった電圧をレンズ強
度調整回路１０．１１から印加する。以上のようにする
ことによって、光学系全体の二重収束性を高く保ったま
まで、従来例で述べたイオンの広がりを小さく抑制でき
るため結果的に広い質量範囲の同時検出（アレイ検出）
を行うことができる。
一方、ポイント型イオン検出器を使用する場合には、ア
レイ検出器の代りにポイント型イオン検出器を設置し、
スイッチＳＬ、Ｓ２．Ｓ３をポイント型イオン検出器用
のレンズ強度調整回路５゜６．７に接続（図中破線にて
表示）し、レンズ強度調整回路５． ６． ７から４極
静電レンズＱｌ。
レイ検出器の代りにポイント型イオン検出器を設置し、
スイッチＳＬ、Ｓ２．Ｓ３をポイント型イオン検出器用
のレンズ強度調整回路５゜６．７に接続（図中破線にて
表示）し、レンズ強度調整回路５． ６． ７から４極
静電レンズＱｌ。
Ｑ２．Ｑ３に適宜な電圧を印加すればよい。すなわち、
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、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４からマススペクトル信号を得ることができる
。
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、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４からマススペクトル信号を得ることができる
。
なお、上記の実施例においては、４極静電レンズＱ１に
軌道平面内収束性を与え、４極静電レンズＱ２は軌道平
面内発散性のままとしたが、Ｑｌは軌道平面内発散性の
ままとし、Ｑ２に軌道平面内収束性を与えるようにして
もよい。
軌道平面内収束性を与え、４極静電レンズＱ２は軌道平
面内発散性のままとしたが、Ｑｌは軌道平面内発散性の
ままとし、Ｑ２に軌道平面内収束性を与えるようにして
もよい。
なお、上記の実施例においては、４極静電レンズＱｌ、
Ｑ２．Ｑ３を使用するようにしたが、Ｑ３については、
必ずしも必要でない場合があり得る。
Ｑ２．Ｑ３を使用するようにしたが、Ｑ３については、
必ずしも必要でない場合があり得る。
なお、上記実施例においては、イオン源と磁場の間のイ
オン通路上に４極静電レンズＱｌ、Ｑ２を間隔を開けて
設置するようにしたが、Ｑ２と磁場の間のイオン通路上
に新しくレンズ強度調整回路を備えた４極静電レンズを
設け、このレンズに収束性を持たすことにより同様の効
果が得られる。
オン通路上に４極静電レンズＱｌ、Ｑ２を間隔を開けて
設置するようにしたが、Ｑ２と磁場の間のイオン通路上
に新しくレンズ強度調整回路を備えた４極静電レンズを
設け、このレンズに収束性を持たすことにより同様の効
果が得られる。
なお、本実施例装置においては、４極静電レンズを用い
るようにしたが、４極静電レンズの代わりに、磁場型４
極レンズを用いても同様の効果が得られる。
るようにしたが、４極静電レンズの代わりに、磁場型４
極レンズを用いても同様の効果が得られる。
なお、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、負イオンの場合にもレンズ強度調整回路か
ら印加する電圧の極性を逆にすることで同様な効果が得
られる。
説明したが、負イオンの場合にもレンズ強度調整回路か
ら印加する電圧の極性を逆にすることで同様な効果が得
られる。
［効果］
以上詳述したように本発明によれば、広い質量範囲のマ
ススペクトルを得るために電場のギャップを広げること
も、高い電圧も必要としないので、装置が大型化するこ
とかなくなり、広い質量範囲にて高感度で測定できるア
レイ検出と高分解能測定のできる掃引によるポイント型
イオン検出を簡単に切り換えて行うことができる逆配置
質量分析計が実現される。
ススペクトルを得るために電場のギャップを広げること
も、高い電圧も必要としないので、装置が大型化するこ
とかなくなり、広い質量範囲にて高感度で測定できるア
レイ検出と高分解能測定のできる掃引によるポイント型
イオン検出を簡単に切り換えて行うことができる逆配置
質量分析計が実現される。
第１図は本発明の一実施例装置の要部を示す図、第２図
、第４図は従来装置の要部を示す図、第３図はＱボール
レンズの構成図である。 １：イオン源 ２：磁場 ３：電場 ４：ポイント型イオン検出器５〜７．９
〜１１：レンズ強度調整回路や転 ８ニアレイ検出器 Ｑ２゜ ：４極静電レンズ Ｓｌ 。 Ｓ２゜ ：スイッチ
、第４図は従来装置の要部を示す図、第３図はＱボール
レンズの構成図である。 １：イオン源 ２：磁場 ３：電場 ４：ポイント型イオン検出器５〜７．９
〜１１：レンズ強度調整回路や転 ８ニアレイ検出器 Ｑ２゜ ：４極静電レンズ Ｓｌ 。 Ｓ２゜ ：スイッチ
Claims (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
場と、磁場から出射したイオンが入射する電場と、前記
電場から出射したイオンを検出するイオン検出器と、イ
オン源と電場との間のイオン通路上に配置される４極子
レンズとから構成される質量分析計において、前記イオ
ン検出器としてアレイ検出器とポイント型検出器を選択
的にイオン通路上に配置し得るようにすると共に、ポイ
ント型検出器使用時にはイオン軌道平面に沿った方向に
発散性を与え、アレイ検出器使用時にはイオン軌道平面
に沿った方向に収束性を与えるように前記４極子レンズ
を付勢する電源を設けたことを特徴とする質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134706A JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134706A JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432146A true JPH0432146A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2768450B2 JP2768450B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=15134698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134706A Expired - Fee Related JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768450B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297501B1 (en) | 1998-04-20 | 2001-10-02 | Micromass Limited | Simultaneous detection isotopic ratio mass spectrometer |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP2134706A patent/JP2768450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297501B1 (en) | 1998-04-20 | 2001-10-02 | Micromass Limited | Simultaneous detection isotopic ratio mass spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2768450B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |