JPH07105905A - 飛行時間型質量分析計 - Google Patents
飛行時間型質量分析計Info
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- JPH07105905A JPH07105905A JP5252837A JP25283793A JPH07105905A JP H07105905 A JPH07105905 A JP H07105905A JP 5252837 A JP5252837 A JP 5252837A JP 25283793 A JP25283793 A JP 25283793A JP H07105905 A JPH07105905 A JP H07105905A
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- ion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオンの分析効率の向上を図った飛行時間型
質量分析計を提供する。 【構成】 イオン源１から引き出したイオンを取出空間
５から取出電極２で進行方向とほぼ直角方向にパルス的
に偏向、加速して分析空間に引き出し、分析空間６を飛
行するイオンをイオン検出器４で検出してなる直交型の
飛行時間型質量分析計において、取出電極２で分析空間
６に引き出されることなく取出空間５から出たイオンを
再度取出空間５に周回させる偏向手段３を備えた。これ
により、イオン源から引き出したイオンを取出空間から
複数回に分けて繰り返し分析空間に引き出すことがで
き、イオンの分析効率を上げることができる。
質量分析計を提供する。 【構成】 イオン源１から引き出したイオンを取出空間
５から取出電極２で進行方向とほぼ直角方向にパルス的
に偏向、加速して分析空間に引き出し、分析空間６を飛
行するイオンをイオン検出器４で検出してなる直交型の
飛行時間型質量分析計において、取出電極２で分析空間
６に引き出されることなく取出空間５から出たイオンを
再度取出空間５に周回させる偏向手段３を備えた。これ
により、イオン源から引き出したイオンを取出空間から
複数回に分けて繰り返し分析空間に引き出すことがで
き、イオンの分析効率を上げることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン源から引き出し
たイオンを取出空間から取出電極で進行方向とほぼ直角
方向にパルス的に偏向、加速して分析空間に引き出し、
分析空間を飛行するイオンをイオン検出器で検出してな
る直交型の飛行時間型質量分析計に関する。
たイオンを取出空間から取出電極で進行方向とほぼ直角
方向にパルス的に偏向、加速して分析空間に引き出し、
分析空間を飛行するイオンをイオン検出器で検出してな
る直交型の飛行時間型質量分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３はイオンをパルス的に切り出す飛行
時間型質量分析計の従来例を示す図、図４は直交型飛行
時間型質量分析計の従来例を示す図であり、１１、２１
はイオン源、１２はイオン切り出し電極、１３、２３は
検出器、２２は取出電極、２４は取出空間を示す。
時間型質量分析計の従来例を示す図、図４は直交型飛行
時間型質量分析計の従来例を示す図であり、１１、２１
はイオン源、１２はイオン切り出し電極、１３、２３は
検出器、２２は取出電極、２４は取出空間を示す。
【０００３】イオン源で試料をイオン化し、そのイオン
を加速すると、質量の重いものは遅く、逆に軽いものは
速く飛行する。飛行時間型質量分析計（ＴＯＦＭＳ）
は、このような質量の差によりスピードが違うのを利用
して質量を時間的に分離するものであり、イオン化がパ
ルス的に行われる方式と連続的に行われる方式に分けら
れる。イオン化がパルス的に行われる飛行時間型質量分
析計の場合には、発生したすべてのイオンが分析検出可
能であるので原理的にはイオンの分析効率を１００％に
することができる。しかしイオン化が連続的に行われる
飛行時間型質量分析計の場合には、図３に示すようにイ
オン切り出し電極１２にパルス電圧を印加することによ
って、イオン源１１から発生したイオンをパルス的に切
り出して分析空間に送り出すので、この切り出しパルス
時間ｔp に発生するイオンのみが検出器１３で検出可能
となり、パルス化の間隔Ｔの大部分で発生するイオンが
無効になる。したがって、このタイプのイオンの分析効
率は、イオン化がパルス的に行われる方式に比べるとｔ
p ／Ｔに落ちてしまう。
を加速すると、質量の重いものは遅く、逆に軽いものは
速く飛行する。飛行時間型質量分析計（ＴＯＦＭＳ）
は、このような質量の差によりスピードが違うのを利用
して質量を時間的に分離するものであり、イオン化がパ
ルス的に行われる方式と連続的に行われる方式に分けら
れる。イオン化がパルス的に行われる飛行時間型質量分
析計の場合には、発生したすべてのイオンが分析検出可
能であるので原理的にはイオンの分析効率を１００％に
することができる。しかしイオン化が連続的に行われる
飛行時間型質量分析計の場合には、図３に示すようにイ
オン切り出し電極１２にパルス電圧を印加することによ
って、イオン源１１から発生したイオンをパルス的に切
り出して分析空間に送り出すので、この切り出しパルス
時間ｔp に発生するイオンのみが検出器１３で検出可能
となり、パルス化の間隔Ｔの大部分で発生するイオンが
無効になる。したがって、このタイプのイオンの分析効
率は、イオン化がパルス的に行われる方式に比べるとｔ
p ／Ｔに落ちてしまう。
【０００４】そこで、上記後者の飛行時間型質量分析計
の欠点を改善するために、図４に示すように取出空間２
４でイオン源２１からイオンを引き出す方向と直角に近
い角度でイオンを高速に引き出す取出電極２２を設け、
高速に引き出したイオンを検出器２３で検出して分析す
る方式、所謂直交型ＴＯＦ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌＴＯ
Ｆ）が考案されている。この方式によれば、イオンが取
出空間２４を飛行する時間をｔs （これは質量によって
異なるが仮にｔs ＝取出空間２４の長さｌ÷イオン速度
ｖとしておく）とすると、イオンの分析効率はｔs ／Ｔ
となり、通常ｔs ＞＞ｔp となるので、イオンの分析効
率を上げることができ、分母のパルス化の間隔Ｔを小さ
くしてもさらにイオンの分析効率を上げることができ
る。
の欠点を改善するために、図４に示すように取出空間２
４でイオン源２１からイオンを引き出す方向と直角に近
い角度でイオンを高速に引き出す取出電極２２を設け、
高速に引き出したイオンを検出器２３で検出して分析す
る方式、所謂直交型ＴＯＦ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌＴＯ
Ｆ）が考案されている。この方式によれば、イオンが取
出空間２４を飛行する時間をｔs （これは質量によって
異なるが仮にｔs ＝取出空間２４の長さｌ÷イオン速度
ｖとしておく）とすると、イオンの分析効率はｔs ／Ｔ
となり、通常ｔs ＞＞ｔp となるので、イオンの分析効
率を上げることができ、分母のパルス化の間隔Ｔを小さ
くしてもさらにイオンの分析効率を上げることができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のい
ずれの飛行時間型質量分析計においても、パルス化の間
隔Ｔにはいくつかの理由で下限がある。その１つは最も
重いイオンが分析空間を飛行する時間より小さくするこ
とは出来ないことである。パルス化の間隔Ｔを短くしす
ぎると、重いイオンが分析空間を飛行している間に次に
パルス化された軽いイオンが追いついて混合してしまう
という問題が生じる。また、データ処理の速さでも実用
的下限が存在する。
ずれの飛行時間型質量分析計においても、パルス化の間
隔Ｔにはいくつかの理由で下限がある。その１つは最も
重いイオンが分析空間を飛行する時間より小さくするこ
とは出来ないことである。パルス化の間隔Ｔを短くしす
ぎると、重いイオンが分析空間を飛行している間に次に
パルス化された軽いイオンが追いついて混合してしまう
という問題が生じる。また、データ処理の速さでも実用
的下限が存在する。
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、イオンの分析効率の向上を図った飛行時間型質量
分析計を提供することを目的とするものである。
って、イオンの分析効率の向上を図った飛行時間型質量
分析計を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、イ
オン源から引き出したイオンを取出空間から取出電極で
進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速して分
析空間に引き出し、分析空間を飛行するイオンをイオン
検出器で検出してなる直交型の飛行時間型質量分析計に
おいて、取出電極で分析空間に引き出されることなく取
出空間から出たイオンを再度取出空間に周回させる偏向
手段を備えたことを特徴とするものである。
オン源から引き出したイオンを取出空間から取出電極で
進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速して分
析空間に引き出し、分析空間を飛行するイオンをイオン
検出器で検出してなる直交型の飛行時間型質量分析計に
おいて、取出電極で分析空間に引き出されることなく取
出空間から出たイオンを再度取出空間に周回させる偏向
手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明の飛行時間型質量分析計では、イオン源
から引き出したイオンを取出空間から取出電極で進行方
向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速して分析空間
に引き出し、分析空間を飛行するイオンをイオン検出器
で検出してなる直交型の飛行時間型質量分析計におい
て、取出電極で分析空間に引き出されることなく取出空
間から出たイオンを再度取出空間に周回させる偏向手段
を備えたので、イオン源から引き出したイオンを取出空
間から複数回に分けて繰り返し分析空間に引き出すこと
ができる。
から引き出したイオンを取出空間から取出電極で進行方
向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速して分析空間
に引き出し、分析空間を飛行するイオンをイオン検出器
で検出してなる直交型の飛行時間型質量分析計におい
て、取出電極で分析空間に引き出されることなく取出空
間から出たイオンを再度取出空間に周回させる偏向手段
を備えたので、イオン源から引き出したイオンを取出空
間から複数回に分けて繰り返し分析空間に引き出すこと
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の飛行時間型質量分析計の１実施
例を示す図、図２は本発明の飛行時間型質量分析計によ
るイオン軌跡を示す図である。図中、１はイオン源、２
は取出電極、３は偏向器、４はイオン検出器、５は取出
空間、６は分析空間を示す。
明する。図１は本発明の飛行時間型質量分析計の１実施
例を示す図、図２は本発明の飛行時間型質量分析計によ
るイオン軌跡を示す図である。図中、１はイオン源、２
は取出電極、３は偏向器、４はイオン検出器、５は取出
空間、６は分析空間を示す。
【００１０】図１において、イオン源１は、試料をイオ
ン化するものであり、イオン源１からのイオンが取出空
間５に引き出される。取出電極２は、取出空間５に設け
られ、イオン源１から取り出したイオンを取出空間５か
ら進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速する
ことによって、イオンを高速に分析空間６に引き出すも
のである。イオン検出器４は、取出空間５から取り出さ
れ分析空間６を飛行する間に質量分散されたイオンを検
出するものである。偏向器３は、取出空間５で分析空間
６に引き出されることなく出てきた残りのイオンの方向
を変え再び取出空間５に戻るようにするものであり、こ
のイオンは、取出電極２で取出空間５から再び分析空間
６に引き出される。
ン化するものであり、イオン源１からのイオンが取出空
間５に引き出される。取出電極２は、取出空間５に設け
られ、イオン源１から取り出したイオンを取出空間５か
ら進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速する
ことによって、イオンを高速に分析空間６に引き出すも
のである。イオン検出器４は、取出空間５から取り出さ
れ分析空間６を飛行する間に質量分散されたイオンを検
出するものである。偏向器３は、取出空間５で分析空間
６に引き出されることなく出てきた残りのイオンの方向
を変え再び取出空間５に戻るようにするものであり、こ
のイオンは、取出電極２で取出空間５から再び分析空間
６に引き出される。
【００１１】上記のように本発明の飛行時間型質量分析
計では、イオン源１から引き出したイオンを取出空間５
から進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速し
て高速に分析空間６に引き出すが、その前後のイオン
は、分析空間６に引き出されることなくそのまま取出空
間５を突き抜けて出てくる。そこで、この残りのイオン
を偏向器３により再度取出空間に戻るように周回させ、
分析空間６に引き出すようにする。したがって、イオン
源１から引き出したイオンは、取出空間５を２回通過す
るので、図４に示す従来の飛行時間型質量分析計に比べ
てイオンの分析効率は２倍に向上する。すなわちｔs ／
Ｔから２ｔs ／Ｔとなる。
計では、イオン源１から引き出したイオンを取出空間５
から進行方向とほぼ直角方向にパルス的に偏向、加速し
て高速に分析空間６に引き出すが、その前後のイオン
は、分析空間６に引き出されることなくそのまま取出空
間５を突き抜けて出てくる。そこで、この残りのイオン
を偏向器３により再度取出空間に戻るように周回させ、
分析空間６に引き出すようにする。したがって、イオン
源１から引き出したイオンは、取出空間５を２回通過す
るので、図４に示す従来の飛行時間型質量分析計に比べ
てイオンの分析効率は２倍に向上する。すなわちｔs ／
Ｔから２ｔs ／Ｔとなる。
【００１２】図３は複数の偏向器を設けた本発明の飛行
時間型質量分析計の他の実施例を示す図であり、３と
３′は偏向器を示す。
時間型質量分析計の他の実施例を示す図であり、３と
３′は偏向器を示す。
【００１３】この実施例では、イオン源１から引き出し
たイオンを複数の偏向器３、３′からなる周回軌道に導
入する。一度この軌道上に入射されたイオンは、周回軌
道上に配置された取出空間５を飛行中に取出電極２で分
析空間６に引き出されるまで何回も回りつづけることに
なる。この例では周回中に残留ガスと衝突するなどして
失われものを無視すればほぼ１００％の効率を実現する
ことも可能である。このように偏向器を多く用いること
により、３倍、４倍、……と増やすことも勿論可能であ
る。
たイオンを複数の偏向器３、３′からなる周回軌道に導
入する。一度この軌道上に入射されたイオンは、周回軌
道上に配置された取出空間５を飛行中に取出電極２で分
析空間６に引き出されるまで何回も回りつづけることに
なる。この例では周回中に残留ガスと衝突するなどして
失われものを無視すればほぼ１００％の効率を実現する
ことも可能である。このように偏向器を多く用いること
により、３倍、４倍、……と増やすことも勿論可能であ
る。
【００１４】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。要するに本
発明は、イオン源から出たイオンを進行方向とほぼ直角
方向にパルス的に偏向、加速する取出空間と取出空間か
ら出たイオンが飛行する分析空間とイオン検出器からな
る直交型ＴＯＦであり、取出空間から偏向されないで
出てきたイオンを偏向させ再び取出空間に導くための偏
向器を有し、さらには上記偏向器を複数用いることに
よりイオンを閉じた周回軌道上を走らせ、その周回軌道
上に取出空間を設置するものである。
るものではなく、種々の変形が可能である。要するに本
発明は、イオン源から出たイオンを進行方向とほぼ直角
方向にパルス的に偏向、加速する取出空間と取出空間か
ら出たイオンが飛行する分析空間とイオン検出器からな
る直交型ＴＯＦであり、取出空間から偏向されないで
出てきたイオンを偏向させ再び取出空間に導くための偏
向器を有し、さらには上記偏向器を複数用いることに
よりイオンを閉じた周回軌道上を走らせ、その周回軌道
上に取出空間を設置するものである。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、イオン源から引き出したイオンを取出空間か
ら取出電極によりパルス的に分析空間に高速に引き出し
て分析すると共に、分析空間に引き出されることなく取
出空間から出たイオンを偏向器により再度取出空間に周
回させるので、従来の直交型ＴＯＦに比べてよりイオン
の分析効率を数倍に向上させることができる。しかも、
複数の偏向器により何回も周回させると、取出電極によ
るパルス化の間隔Ｔを小さくしなくても、試料の分析効
率を上げることができる。
によれば、イオン源から引き出したイオンを取出空間か
ら取出電極によりパルス的に分析空間に高速に引き出し
て分析すると共に、分析空間に引き出されることなく取
出空間から出たイオンを偏向器により再度取出空間に周
回させるので、従来の直交型ＴＯＦに比べてよりイオン
の分析効率を数倍に向上させることができる。しかも、
複数の偏向器により何回も周回させると、取出電極によ
るパルス化の間隔Ｔを小さくしなくても、試料の分析効
率を上げることができる。
【図１】 本発明の飛行時間型質量分析計の１実施例を
示す図である。
示す図である。
【図２】 本発明の飛行時間型質量分析計によるイオン
軌跡を示す図である。
軌跡を示す図である。
【図３】 イオンをパルス的に切り出す飛行時間型質量
分析計の従来例を示す図である。
分析計の従来例を示す図である。
【図４】 直交型飛行時間型質量分析計の従来例を示す
図である。
図である。
１…イオン源、２…取出電極、３…偏向器、４…イオン
検出器、５…取出空間、６…分析空間
検出器、５…取出空間、６…分析空間
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源から引き出したイオンを取出空
間から取出電極で進行方向とほぼ直角方向にパルス的に
偏向、加速して分析空間に引き出し、分析空間を飛行す
るイオンをイオン検出器で検出してなる直交型の飛行時
間型質量分析計において、取出電極で分析空間に引き出
されることなく取出空間から出たイオンを再度取出空間
に周回させる偏向手段を備えたことを特徴とする飛行時
間型質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05252837A JP3093087B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 飛行時間型質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05252837A JP3093087B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 飛行時間型質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105905A true JPH07105905A (ja) | 1995-04-21 |
| JP3093087B2 JP3093087B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17242883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05252837A Expired - Fee Related JP3093087B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 飛行時間型質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093087B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276787A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tsutomu Masujima | 質量分析装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07276277A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-24 | Yasukawa Shoji Kk | 吸着式ハンド |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP05252837A patent/JP3093087B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005276787A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Tsutomu Masujima | 質量分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3093087B2 (ja) | 2000-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000711 |
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