JPH05325883A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
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- JPH05325883A JPH05325883A JP4133487A JP13348792A JPH05325883A JP H05325883 A JPH05325883 A JP H05325883A JP 4133487 A JP4133487 A JP 4133487A JP 13348792 A JP13348792 A JP 13348792A JP H05325883 A JPH05325883 A JP H05325883A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 質量分析装置において、バックグラウンドの
成因となる光の影響を除き、従来よりもＳ／Ｎ比を向上
させる。 【構成】 イオン引出電極６からレンズ系８までの間に
形成されている電界を所定の周波数で変調する変調器１
８を設けるとともに、イオン検出器４で得られるイオン
検出信号から上記の変調周波数をもつ信号成分のみを取
り出すロックイン増幅器２０を設けた。
成因となる光の影響を除き、従来よりもＳ／Ｎ比を向上
させる。 【構成】 イオン引出電極６からレンズ系８までの間に
形成されている電界を所定の周波数で変調する変調器１
８を設けるとともに、イオン検出器４で得られるイオン
検出信号から上記の変調周波数をもつ信号成分のみを取
り出すロックイン増幅器２０を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン化された試料を
質量分析計で質量分離することにより、質量分析を行う
質量分析装置に関する。
質量分析計で質量分離することにより、質量分析を行う
質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の質量分析装置には、図４に示す構
成のものがある。この質量分析装置は、イオン源１と、
このイオン源１で発生されたイオンを質量分離する四重
極型等の質量分析計２と、この質量分析計２で質量分離
されたイオンを検出するエレクトロンマルチプライヤ等
のイオン検出器４とを備えるとともに、イオン源１と質
量分析計２との間には、イオン源１からのイオンを質量
分析計２に向けて引き出すイオン引出電極６と、このイ
オン引出電極６で引き出されたイオンを質量分析計２の
入口に収束させる複数(この例では３つ)の筒形をしたレ
ンズ電極８a，８b,8cからなるレンズ系８とが順次設け
られており、イオン引出電極６にはイオン引出電界形成
用の直流電源１０が、また、レンズ系８を構成する各レ
ンズ電極８a，８b，８cにはイオン収束電界形成用の直
流電源１１a，１１b，１１cがそれぞれ個別に接続され
ている。そして、分析対象が正イオンの場合には、各電
極６，８a，８b，８cには、各電源１０，１１a，１１
b，１１cから所定の負の電圧−Ｅ0、−Ｅ1，−Ｅ2，−
Ｅ3がそれぞれ印加されるようになっている。１２は真
空チャンバ、１４は排気口である。
成のものがある。この質量分析装置は、イオン源１と、
このイオン源１で発生されたイオンを質量分離する四重
極型等の質量分析計２と、この質量分析計２で質量分離
されたイオンを検出するエレクトロンマルチプライヤ等
のイオン検出器４とを備えるとともに、イオン源１と質
量分析計２との間には、イオン源１からのイオンを質量
分析計２に向けて引き出すイオン引出電極６と、このイ
オン引出電極６で引き出されたイオンを質量分析計２の
入口に収束させる複数(この例では３つ)の筒形をしたレ
ンズ電極８a，８b,8cからなるレンズ系８とが順次設け
られており、イオン引出電極６にはイオン引出電界形成
用の直流電源１０が、また、レンズ系８を構成する各レ
ンズ電極８a，８b，８cにはイオン収束電界形成用の直
流電源１１a，１１b，１１cがそれぞれ個別に接続され
ている。そして、分析対象が正イオンの場合には、各電
極６，８a，８b，８cには、各電源１０，１１a，１１
b，１１cから所定の負の電圧−Ｅ0、−Ｅ1，−Ｅ2，−
Ｅ3がそれぞれ印加されるようになっている。１２は真
空チャンバ、１４は排気口である。
【０００３】そして、分析に際しては、イオン源１でイ
オン化された試料をイオン引出電極６およびその電源１
０によって形成された電界により後方に引き出し、この
引き出されたイオンを各レンズ電極８a，８b，８cとそ
の電源１１a，１１b，１１cにより形成された電界によ
って質量分析計２の入口に収束させた後、質量分析計２
に導入して質量分離を行い、質量分離された特定のイオ
ンのみをイオン検出器４で検出する。
オン化された試料をイオン引出電極６およびその電源１
０によって形成された電界により後方に引き出し、この
引き出されたイオンを各レンズ電極８a，８b，８cとそ
の電源１１a，１１b，１１cにより形成された電界によ
って質量分析計２の入口に収束させた後、質量分析計２
に導入して質量分離を行い、質量分離された特定のイオ
ンのみをイオン検出器４で検出する。
【０００４】ところで、イオン源１において、試料を励
起してイオン化する際には、イオンだけでなく光も同時
に発生することがある。この光は、電界の影響を受けな
いので、何等の対策を講じないと、イオン引出電極６、
レンズ系８、および質量分析計２を順次直通してイオン
検出器４に到達する。このため、イオン検出器４の検出
出力のバックグラウンドなり、Ｓ／Ｎ比を劣化させる要
因となる。そこで、従来技術では、図４に示すように、
レンズ系８のイオン通過軸上に遮光板１６を配置し、こ
の遮光板１６によってイオン源１からの光がイオン検出
器４に入射しないように途中で遮断するようにしてい
る。
起してイオン化する際には、イオンだけでなく光も同時
に発生することがある。この光は、電界の影響を受けな
いので、何等の対策を講じないと、イオン引出電極６、
レンズ系８、および質量分析計２を順次直通してイオン
検出器４に到達する。このため、イオン検出器４の検出
出力のバックグラウンドなり、Ｓ／Ｎ比を劣化させる要
因となる。そこで、従来技術では、図４に示すように、
レンズ系８のイオン通過軸上に遮光板１６を配置し、こ
の遮光板１６によってイオン源１からの光がイオン検出
器４に入射しないように途中で遮断するようにしてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように遮光板１６を設けた場合には、イオン源１で発生
する光の影響を除くことができるものの、この遮光板１
６が逆に質量分析計２へのイオンの導入効率を低下させ
る要因となる。
ように遮光板１６を設けた場合には、イオン源１で発生
する光の影響を除くことができるものの、この遮光板１
６が逆に質量分析計２へのイオンの導入効率を低下させ
る要因となる。
【０００６】すなわち、従来のものでは、遮光板１６は
レンズ系を構成する一つのレンズ電極(この例では初段
のレンズ電極８a)と同電位に設定されているため、イオ
ンの通過軌道は何等変化しない。したがって、イオン引
出電極６側から遮光板１６を見た場合に、遮光板１６の
外周縁よりも小さい立体角の範囲内に含まれるイオンは
遮光板１６に遮られて通過することができず、遮光板１
６に衝突して散乱を起こす。このため、質量分析計に対
するイオンの入射効率が悪くなるだけでなく、遮光板１
６に衝突して散乱したイオンがノイズの原因となる等の
不具合を生じていた。
レンズ系を構成する一つのレンズ電極(この例では初段
のレンズ電極８a)と同電位に設定されているため、イオ
ンの通過軌道は何等変化しない。したがって、イオン引
出電極６側から遮光板１６を見た場合に、遮光板１６の
外周縁よりも小さい立体角の範囲内に含まれるイオンは
遮光板１６に遮られて通過することができず、遮光板１
６に衝突して散乱を起こす。このため、質量分析計に対
するイオンの入射効率が悪くなるだけでなく、遮光板１
６に衝突して散乱したイオンがノイズの原因となる等の
不具合を生じていた。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、バックグラウンドの成因となる光の影響を
有効に除くとともに、質量分析計へのイオンの導入効率
を高め、これによって、従来よりも一層Ｓ／Ｎ比を向上
させることを課題とする。
れたもので、バックグラウンドの成因となる光の影響を
有効に除くとともに、質量分析計へのイオンの導入効率
を高め、これによって、従来よりも一層Ｓ／Ｎ比を向上
させることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、イオン源と、このイオン源で発生さ
れたイオンを質量分離する質量分析計と、この質量分析
計で質量分離されたイオンを検出するイオン検出器とを
備えるとともに、前記イオン源と質量分析計との間に
は、前記イオン源からのイオンを質量分析計に向けて引
き出すイオン引出電極と、このイオン引出電極で引き出
されたイオンを質量分析計の入口に収束させる複数のレ
ンズ電極からなるレンズ系とが順次設けられ、前記イオ
ン引出電極にはイオン引出電界形成用の電源が、また、
前記レンズ系を構成する各レンズ電極にはイオン収束電
界形成用の電源がそれぞれ接続されている質量分析装置
において、次の構成を採る。
を解決するために、イオン源と、このイオン源で発生さ
れたイオンを質量分離する質量分析計と、この質量分析
計で質量分離されたイオンを検出するイオン検出器とを
備えるとともに、前記イオン源と質量分析計との間に
は、前記イオン源からのイオンを質量分析計に向けて引
き出すイオン引出電極と、このイオン引出電極で引き出
されたイオンを質量分析計の入口に収束させる複数のレ
ンズ電極からなるレンズ系とが順次設けられ、前記イオ
ン引出電極にはイオン引出電界形成用の電源が、また、
前記レンズ系を構成する各レンズ電極にはイオン収束電
界形成用の電源がそれぞれ接続されている質量分析装置
において、次の構成を採る。
【０００９】すなわち、本発明では、イオン引出電極か
らレンズ系までの間に形成されている電界を所定の周波
数で変調する電界変調手段を設けるとともに、前記イオ
ン検出器で得られるイオン検出信号から前記変調周波数
をもつ信号成分のみを取り出す信号処理手段を備えるこ
とを特徴としている。
らレンズ系までの間に形成されている電界を所定の周波
数で変調する電界変調手段を設けるとともに、前記イオ
ン検出器で得られるイオン検出信号から前記変調周波数
をもつ信号成分のみを取り出す信号処理手段を備えるこ
とを特徴としている。
【００１０】
【作用】上記構成において、イオン源から発生するイオ
ンは、イオン引出電極からレンズ系の各レンズ電極を通
過して質量分析計に導入されるまでの間、電界変調手段
による電界の変調の影響を受けるため、質量分析計で質
量分離された後にイオン検出器で得られるイオン検出信
号も上記と同じ変調周波数成分をもつことになる。これ
に対して、イオン源からの光は、電界分布の変調の影響
を受けないため、イオン検出器から出力される光に基づ
くイオン検出信号成分は、変調周波数成分をもたない。
したがって、信号処理手段によって、その変調周波数を
もつ信号成分(つまり、特定イオンの信号成分)のみを取
り出すことができ、その結果、光の影響が除かれてＳ／
Ｎ比が向上することになる。
ンは、イオン引出電極からレンズ系の各レンズ電極を通
過して質量分析計に導入されるまでの間、電界変調手段
による電界の変調の影響を受けるため、質量分析計で質
量分離された後にイオン検出器で得られるイオン検出信
号も上記と同じ変調周波数成分をもつことになる。これ
に対して、イオン源からの光は、電界分布の変調の影響
を受けないため、イオン検出器から出力される光に基づ
くイオン検出信号成分は、変調周波数成分をもたない。
したがって、信号処理手段によって、その変調周波数を
もつ信号成分(つまり、特定イオンの信号成分)のみを取
り出すことができ、その結果、光の影響が除かれてＳ／
Ｎ比が向上することになる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の実施例に係る質量分析装置
の側面断面図であり、図４に示した従来例に対応する部
分には同一の符号を付す。
の側面断面図であり、図４に示した従来例に対応する部
分には同一の符号を付す。
【００１２】図１において、１はイオン源、２は四重極
型等の質量分析計、４はエレクトロンマルチプライヤ等
のイオン検出器、６はイオン引出電極、８は複数(この
例では３つ)のレンズ電極８a，８b，８cからなるレンズ
系、Ｅ0はイオン引出電極６に接続されたイオン引出電
界形成用の直流電源、Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3は各レンズ電極８
a，８b，８cに個別に接続されたイオン収束電界形成用
の直流電源、１２は真空チャンバ、１４は排気口であ
り、これらの構成は図４に示した従来例と同様である。
型等の質量分析計、４はエレクトロンマルチプライヤ等
のイオン検出器、６はイオン引出電極、８は複数(この
例では３つ)のレンズ電極８a，８b，８cからなるレンズ
系、Ｅ0はイオン引出電極６に接続されたイオン引出電
界形成用の直流電源、Ｅ1，Ｅ2，Ｅ3は各レンズ電極８
a，８b，８cに個別に接続されたイオン収束電界形成用
の直流電源、１２は真空チャンバ、１４は排気口であ
り、これらの構成は図４に示した従来例と同様である。
【００１３】この実施例の特徴は、レンズ系８内には従
来のような遮光板は設けられておらず、その代わりに、
レンズ系８を構成する初段のレンズ電極８aとその直流
電源１１aとの間に電界変調手段としての変調器１８が
介在されており、また、イオン検出器４には、このイオ
ン検出器４で得られるイオン検出信号から上記の変調周
波数をもつ信号成分のみを取り出す信号処理手段として
のロックイン増幅器２０が接続されていることである。
上記の変調器１８は、図２に示すように、直流電源１１
aからの負の直流電圧−Ｅ1に一定の周波数の交流信号−
sinωtを重畳して出力するものであり、また、ロックイ
ン増幅器２０は、図３に示すように、特定の周波数成分
の信号に対してだけ大きな増幅率を示す特性を有する。
来のような遮光板は設けられておらず、その代わりに、
レンズ系８を構成する初段のレンズ電極８aとその直流
電源１１aとの間に電界変調手段としての変調器１８が
介在されており、また、イオン検出器４には、このイオ
ン検出器４で得られるイオン検出信号から上記の変調周
波数をもつ信号成分のみを取り出す信号処理手段として
のロックイン増幅器２０が接続されていることである。
上記の変調器１８は、図２に示すように、直流電源１１
aからの負の直流電圧−Ｅ1に一定の周波数の交流信号−
sinωtを重畳して出力するものであり、また、ロックイ
ン増幅器２０は、図３に示すように、特定の周波数成分
の信号に対してだけ大きな増幅率を示す特性を有する。
【００１４】次に、上記構成の質量分析装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１５】イオン源１で発生されたイオンは、イオン
引出電極６およびその電源Ｅ0によって形成された電界
によって後方に引き出された後、レンズ系８に導入され
る。レンズ系８の初段のレンズ電極８aに対しては、図
２に示すように、直流電源１１aからの負の直流電圧−
Ｅ1に対して変調器１４からの交流信号−sinωtが重畳
されて−(Ｅ1＋sinωt)として印加されるので、このレ
ンズ電極８a内に形成される電界は、その交流信号−sin
ωtの周波数f(＝ω/2π)に応じて変調される。このた
め、レンズ系８を通過するイオンの質量分析計２への収
束位置がこの交流信号−sinωtに応じて変動されるの
で、質量分析計２を通過してイオン検出器４でで検出さ
れるイオン検出信号も上記と同じ変調周波数fの成分を
もつことになる。
引出電極６およびその電源Ｅ0によって形成された電界
によって後方に引き出された後、レンズ系８に導入され
る。レンズ系８の初段のレンズ電極８aに対しては、図
２に示すように、直流電源１１aからの負の直流電圧−
Ｅ1に対して変調器１４からの交流信号−sinωtが重畳
されて−(Ｅ1＋sinωt)として印加されるので、このレ
ンズ電極８a内に形成される電界は、その交流信号−sin
ωtの周波数f(＝ω/2π)に応じて変調される。このた
め、レンズ系８を通過するイオンの質量分析計２への収
束位置がこの交流信号−sinωtに応じて変動されるの
で、質量分析計２を通過してイオン検出器４でで検出さ
れるイオン検出信号も上記と同じ変調周波数fの成分を
もつことになる。
【００１６】これに対して、イオン源１からの光は、レ
ンズ電極８a内に形成されている電界の変調の影響を受
けないので、イオン引出電極６、レンズ系８、および質
量分析計２を順次直通してイオン検出器４に到達する。
このため、イオン検出器からのイオン検出信号には光の
信号成分が含まれることになる。しかし、この光の信号
は、変調周波数fの成分をもたないため、次段のロック
イン増幅器２０によっては増幅されず、変調周波数fを
もつ信号成分(つまり、特定イオンの信号成分)のみを取
り出すことができ、その結果、光の影響が除かれてＳ／
Ｎ比が向上することになる。
ンズ電極８a内に形成されている電界の変調の影響を受
けないので、イオン引出電極６、レンズ系８、および質
量分析計２を順次直通してイオン検出器４に到達する。
このため、イオン検出器からのイオン検出信号には光の
信号成分が含まれることになる。しかし、この光の信号
は、変調周波数fの成分をもたないため、次段のロック
イン増幅器２０によっては増幅されず、変調周波数fを
もつ信号成分(つまり、特定イオンの信号成分)のみを取
り出すことができ、その結果、光の影響が除かれてＳ／
Ｎ比が向上することになる。
【００１７】なお、この実施例では、電界変調手段とし
ての変調器１８は、初段のレンズ電極１１aに設けた
が、これに限定されるものではなく、イオンの通過時間
を考慮した変調周波数を選定すれば、他のレンズ電極１
１b，１１cに設けることもでき、また、イオン引出電極
１０に接続することも可能である。
ての変調器１８は、初段のレンズ電極１１aに設けた
が、これに限定されるものではなく、イオンの通過時間
を考慮した変調周波数を選定すれば、他のレンズ電極１
１b，１１cに設けることもでき、また、イオン引出電極
１０に接続することも可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、従来のように特に遮光
板を設けなくてもバックグラウンドの成因となる光の影
響が有効に除かれて質量分析計で質量分離されたイオン
の信号成分のみを取り出すことができる。このため、Ｓ
／Ｎ比が向上し、従来よりも一層高い検出感度が得られ
るようになる等の優れた効果が発揮される。
板を設けなくてもバックグラウンドの成因となる光の影
響が有効に除かれて質量分析計で質量分離されたイオン
の信号成分のみを取り出すことができる。このため、Ｓ
／Ｎ比が向上し、従来よりも一層高い検出感度が得られ
るようになる等の優れた効果が発揮される。
【図１】本発明の実施例に係る質量分析装置の側面断面
図である。
図である。
【図２】電界変調手段の出力電圧の変調の様子を示す説
明図である。
明図である。
【図３】信号処理手段の周波数対増幅率の関係を示す特
性図である。
性図である。
【図４】従来の質量分析装置の側面断面図である。
１…イオン源、２…質量分析計、４…イオン検出器、６
…イオン引出電極、８…レンズ系、８a〜８c…レンズ電
極、１０，１１a，１１b，１１c…電源、１８…電界変
調手段(変調器)、２０…信号処理手段(ロックイン増幅
器)。
…イオン引出電極、８…レンズ系、８a〜８c…レンズ電
極、１０，１１a，１１b，１１c…電源、１８…電界変
調手段(変調器)、２０…信号処理手段(ロックイン増幅
器)。
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源と、このイオン源で発生された
イオンを質量分離する質量分析計と、この質量分析計で
質量分離されたイオンを検出するイオン検出器とを備え
るとともに、前記イオン源と質量分析計との間には、前
記イオン源からのイオンを質量分析計に向けて引き出す
イオン引出電極と、このイオン引出電極で引き出された
イオンを質量分析計の入口に収束させる複数のレンズ電
極からなるレンズ系とが順次設けられ、前記イオン引出
電極にはイオン引出電界形成用の電源が、また、前記レ
ンズ系を構成する各レンズ電極にはイオン収束電界形成
用の電源がそれぞれ接続されている質量分析装置におい
て、 前記イオン引出電極からレンズ系までの間に形成されて
いる電界を所定の周波数で変調する電界変調手段を設け
るとともに、前記イオン検出器で得られるイオン検出信
号から前記変調周波数をもつ信号成分のみを取り出す信
号処理手段を備えることを特徴とする質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133487A JPH05325883A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4133487A JPH05325883A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05325883A true JPH05325883A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15105922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4133487A Pending JPH05325883A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05325883A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10324766A1 (de) * | 2003-05-31 | 2004-12-16 | Inficon Gmbh | Leckraten-Messvorichtung |
| JP2005276787A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tsutomu Masujima | 質量分析装置 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4133487A patent/JPH05325883A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10324766A1 (de) * | 2003-05-31 | 2004-12-16 | Inficon Gmbh | Leckraten-Messvorichtung |
| JP2005276787A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tsutomu Masujima | 質量分析装置 |
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