JPH08138620A - Mass spectrometer - Google Patents
Mass spectrometerInfo
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- JPH08138620A JPH08138620A JP6298794A JP29879494A JPH08138620A JP H08138620 A JPH08138620 A JP H08138620A JP 6298794 A JP6298794 A JP 6298794A JP 29879494 A JP29879494 A JP 29879494A JP H08138620 A JPH08138620 A JP H08138620A
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- mass filter
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導結合プラズ
マ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）、エレクトロスプレイ
質量分析装置（ＥＳＰ−ＭＳ）、大気圧化学イオン化質
量分析装置（ＡＰＣＩ−ＭＳ）等の比較的大気圧に近い
圧力の下で試料をイオン化する質量分析装置に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention compares a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), an electrospray mass spectrometer (ESP-MS), an atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometer (APCI-MS) and the like. The present invention relates to a mass spectrometer that ionizes a sample under a pressure close to the atmospheric pressure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこのような質量分析装置の一例を
図５により説明する。質量分析装置５０は、隔壁５７に
より隔てられたイオン化室５１とマスフィルタ室５２か
ら成り、マスフィルタ室５２の方は通常１０-6torr程度
の高真空に保持されている。試料導入口５６から送り込
まれる試料は、まずイオン化室５１において各種方法で
イオン化される。イオン化の方法により異なるが、イオ
ン化室５１は一般に大気圧から１torr程度と、マスフィ
ルタ室５２よりもはるかに高い圧力となっている。この
ため、両室５１、５２が直接隣接する状態ではマスフィ
ルタ室５２の高真空を維持することが困難であるため、
通常は図５に示すように隔壁５７を２重にし、中間室５
４をロータリポンプ（ＲＰ）等により中程度に排気する
という差動排気を行なう。ただし、以降は煩雑を避ける
ため、中間室５４の説明及び図示を省略する。2. Description of the Related Art An example of such a conventional mass spectrometer will be described with reference to FIG. The mass spectrometer 50 comprises an ionization chamber 51 and a mass filter chamber 52 which are separated by a partition wall 57, and the mass filter chamber 52 is normally maintained at a high vacuum of about 10 −6 torr. The sample sent from the sample introduction port 56 is first ionized in the ionization chamber 51 by various methods. Although it depends on the ionization method, the pressure in the ionization chamber 51 is generally from atmospheric pressure to about 1 torr, which is much higher than that in the mass filter chamber 52. For this reason, it is difficult to maintain a high vacuum in the mass filter chamber 52 when the two chambers 51 and 52 are directly adjacent to each other.
Normally, the partition wall 57 is doubled as shown in FIG.
Differential exhaust is performed by exhausting 4 to a medium level by a rotary pump (RP) or the like. However, hereinafter, in order to avoid complication, the description and illustration of the intermediate chamber 54 are omitted.
【０００３】イオン化室５１で生成された試料のイオン
は、両室５１、５２の圧力差により、隔壁５７に設けら
れたノズル５７ａを通してマスフィルタ室５２に引き込
まれる。ノズル５７ａの直後にはエキストラクタ電極５
８が設けられ、エキストラクタ電極５８は電界によりノ
ズル５７ａからのイオンの引き込みを助ける。マスフィ
ルタ室５２に引き込まれたイオンは、エキストラクタ電
極５８及びイオンレンズ６０が形成する電界によりマス
フィルタ６５の入口付近に収束される。なお、図５の質
量分析装置ではマスフィルタ６５として四重極フィルタ
を使用しており、イオンレンズ６０の電界が四重極フィ
ルタの電界に影響を及ぼさないように、四重極フィルタ
の直前にはノズル６１が設けられている。入射したイオ
ンのうち、所定の質量／電荷比（ｍ／ｚ）を有するイオ
ンのみがマスフィルタ６５を通過し、イオン検出器６６
により検出される。The ions of the sample generated in the ionization chamber 51 are drawn into the mass filter chamber 52 through the nozzle 57a provided in the partition 57 due to the pressure difference between the chambers 51 and 52. The extractor electrode 5 is provided immediately after the nozzle 57a.
8 is provided, and the extractor electrode 58 assists in drawing ions from the nozzle 57a by the electric field. The ions drawn into the mass filter chamber 52 are converged near the entrance of the mass filter 65 by the electric field formed by the extractor electrode 58 and the ion lens 60. In the mass spectrometer of FIG. 5, a quadrupole filter is used as the mass filter 65. Just before the quadrupole filter, the electric field of the ion lens 60 does not affect the electric field of the quadrupole filter. Is provided with a nozzle 61. Of the incident ions, only ions having a predetermined mass / charge ratio (m / z) pass through the mass filter 65, and the ion detector 66
Is detected by
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】イオン化室５１では必
ずしも全ての試料がイオン化されるわけではなく、一部
の試料は中性分子又は原子のまま差圧によりノズル５７
ａからマスフィルタ室５２に引き込まれる。このような
中性分子や原子は、試料イオンと衝突してそれを散乱さ
せることにより質量分析の感度を低下させたり、イオン
検出器６６にまで到達してバックグラウンドノイズを生
成する。In the ionization chamber 51, not all of the samples are necessarily ionized, but some of the samples remain neutral molecules or atoms, and the nozzle 57 is operated by the differential pressure.
It is drawn into the mass filter chamber 52 from a. Such neutral molecules and atoms collide with sample ions and scatter them to reduce the sensitivity of mass spectrometry, or reach the ion detector 66 to generate background noise.
【０００５】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、その目的とするところは、このよ
うな中性分子や原子を極力排除し、イオンのみをマスフ
ィルタに送り込むことのできるイオン光学系を備えた質
量分析装置を提供することにある。The present invention has been made to solve such a problem, and its purpose is to eliminate such neutral molecules and atoms as much as possible and to send only ions to a mass filter. An object of the present invention is to provide a mass spectrometer equipped with an ion optical system capable of performing the above.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された第１の発明は、高圧側のイオン化室で試料を
イオン化し、ノズルを通して差圧により低圧側のマスフ
ィルタ室にイオンを引き込む質量分析装置において、 a)マスフィルタ室内の上記ノズルの後方に設けられたイ
オンレンズと、 b)上記イオンレンズの後方焦点付近に先端開口を有する
コーン形電極と、を備えることを特徴とするものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is to ionize a sample in an ionization chamber on the high pressure side, and ionize the sample to a mass filter chamber on the low pressure side by a differential pressure through a nozzle. The retracting mass spectrometer is characterized by comprising: a) an ion lens provided behind the nozzle in the mass filter chamber; and b) a cone-shaped electrode having a tip opening near the rear focal point of the ion lens. It is a thing.
【０００７】また、同じ課題を解決する第２の発明は、
高圧側のイオン化室で試料をイオン化し、ノズルを通し
て差圧により低圧側のマスフィルタ室にイオンを引き込
む質量分析装置において、 a)マスフィルタ室内の上記ノズルの後方に設けられたイ
オンレンズと、 b)上記イオンレンズの後方焦点付近に先端開口を有する
第１コーン形電極と、 c)コーン形電極の後方に設けられた斜め切りイオンレン
ズと、 d)斜め切りイオンレンズの更に後方に配置された複数枚
の同一電位に保持される電極板から構成されるイオンレ
ンズであって、斜め切りイオンレンズの中心に関してコ
ーン形電極と対称の位置に第１コーン形電極と略同形の
包絡線を持つ開口を有する第２コーン形電極と、を備え
ることを特徴とするものである。A second invention for solving the same problem is
In a mass spectrometer in which a sample is ionized in the high-pressure side ionization chamber and ions are drawn into the low-pressure side mass filter chamber through a nozzle by differential pressure, a) an ion lens provided behind the nozzle in the mass filter chamber, and b ) A first cone-shaped electrode having a tip opening near the rear focal point of the ion lens, c) a diagonally cut ion lens provided behind the cone-shaped electrode, and d) a plurality of pieces arranged further behind the diagonal cut ion lens. Of the electrode plate held at the same electric potential, the first lens having an opening having an envelope of substantially the same shape as the first cone-shaped electrode at a position symmetrical to the cone-shaped electrode with respect to the center of the diagonally cut ion lens. And a two-cone electrode.
【０００８】[0008]
【作用】イオンレンズは、差圧によりノズルから引き込
まれたイオンを後方焦点位置に収束させる。コーン形電
極の先端開口はその後方焦点位置の付近に設けられてい
るため、ノズルからマスフィルタ室に引き込まれ、後方
焦点位置に収束したイオンはほぼ全てコーン形電極の先
端開口を通過し、それ以降に進むことができる。一方、
中性分子や原子はイオンレンズにより影響されず、直進
するため、ほとんどがコーン形電極によりそれ以降への
進行を妨げられる。The ion lens focuses the ions drawn from the nozzle due to the differential pressure to the rear focal position. Since the tip opening of the cone-shaped electrode is provided in the vicinity of its rear focus position, almost all the ions that are drawn into the mass filter chamber from the nozzle and converge at the rear focus position pass through the tip opening of the cone-shaped electrode. You can move on to the following. on the other hand,
Neutral molecules and atoms are not affected by the ion lens and go straight, so most of them are blocked by the cone-shaped electrode from proceeding further.
【０００９】次に、試料のイオン化法の中には、放電等
イオン化の際に強い光を伴うものがある。このような光
が同じくノズル５７ａからマスフィルタ室５２（図５）
に入り、イオン検出器６６に入射することによりバック
グラウンドノイズを構成する虞があるため、従来より図
６に示すような斜め切りイオンレンズ８０と呼ばれるイ
オンレンズが用いられている。斜め切りイオンレンズ８
０は、両端を斜めにカットした円筒状の電極を中央で切
断し、偏心して配置したものであり、入射軸８８ａから
入射したイオンはほぼ両者の中心軸に沿って偏移し、出
射軸８８ｂに沿って出射するのに対し、中性粒子や光は
入射軸８８ａを直進するため、イオンから分離されると
いうものである。Next, among the ionization methods of the sample, there is a method involving intense light upon ionization such as discharge. Such light is also emitted from the nozzle 57a through the mass filter chamber 52 (FIG. 5).
Since there is a possibility that background noise may be formed by entering the ion detector 66 and entering the ion detector 66, an ion lens called an obliquely cutting ion lens 80 as shown in FIG. 6 has been conventionally used. Diagonally cut ion lens 8
0 is a cylindrical electrode with both ends cut obliquely cut at the center and arranged eccentrically. The ions incident from the incident axis 88a are displaced substantially along the central axes of both, and the emission axis 88b. While the neutral particles and light travel straight along the incident axis 88a, they are separated from the ions.
【００１０】このような斜め切りイオンレンズ８０を使
用する場合、イオンを正しく偏移させるためにはその前
後の電極が対称的でなければならない。ところが、図７
に示すように上記コーン形電極（以降、第１コーン形電
極と呼ぶ）７９の後にこのような斜め切りイオンレンズ
８０を設けた場合、斜め切りイオンレンズ８０の後にも
第１コーン形電極７９と対称形のコーン形電極８１を設
ける必要がある。しかし、マスフィルタ８５の入口にこ
のようなジョウゴ形の壁８１を設けると、中性分子や原
子を積極的にマスフィルタ８５に送り込むことになり、
バックグラウンドノイズを増加させることになる。な
お、図７の質量分析装置７０において、７７は隔壁、７
８はエキストラクタ電極である。When using such an obliquely cut ion lens 80, the electrodes in front of and behind it must be symmetrical in order to shift the ions correctly. However, Figure 7
In the case where such an obliquely-cutting ion lens 80 is provided after the above-mentioned cone-shaped electrode (hereinafter referred to as the first cone-shaped electrode) 79 as shown in FIG. It is necessary to provide the cone-shaped electrode 81. However, when such a jogo-shaped wall 81 is provided at the entrance of the mass filter 85, neutral molecules and atoms are positively fed into the mass filter 85,
This will increase background noise. In addition, in the mass spectrometer 70 of FIG.
8 is an extractor electrode.
【００１１】そこで、第２発明では、複数枚の電極板か
ら構成され、斜め切りイオンレンズの中心に関してコー
ン形電極と対称の位置にコーン形電極と略同形の包絡線
を持つ開口を有する第２コーン形電極を斜め切りイオン
レンズの後方に設ける。そして、第２コーン形電極を構
成する各電極板には同一の電位を印加しておく。これに
より、斜め切りイオンレンズの前後にほぼ対称形の電場
が形成されるため、斜め切りイオンレンズが正しく動作
するとともに、中性分子や原子は各電極板により遮られ
て電極板間の隙間から周辺方向に発散し、マスフィルタ
に入ることが阻止される。Therefore, in the second invention, a second cone which is composed of a plurality of electrode plates and which has an opening having an envelope of substantially the same shape as the cone-shaped electrode at a position symmetrical to the cone-shaped electrode with respect to the center of the obliquely cut ion lens. A shaped electrode is obliquely cut and provided behind the ion lens. Then, the same electric potential is applied to each of the electrode plates forming the second cone-shaped electrode. As a result, a nearly symmetrical electric field is formed before and after the diagonally cut ion lens, so that the diagonally cut ion lens operates correctly, and neutral molecules and atoms are blocked by each electrode plate, and the direction from the gap between the electrode plates to the peripheral direction. And is blocked from entering the mass filter.
【００１２】[0012]
【実施例】第１発明の一実施例として、高周波誘導結合
プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）を図１及び図２
により説明する。本実施例の質量分析装置１０は図５の
装置と同様、イオン化室１１とマスフィルタ室１２から
成り、両室１１、１２は隔壁１７により隔てられてい
る。なお、本実施例においても上述の通り、隔壁１７は
２重となっており、間に中間排気室が設けられている
が、図１では図示を省略している。マスフィルタ室１２
には、隔壁１７の方からから順に、エキストラクタ電極
１８、コーン形電極１９、イオンレンズ２０、シールド
電極２１、四重極マスフィルタ２５及びイオン検出器２
６が一列に配置されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As an embodiment of the first invention, a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) is shown in FIGS.
This will be described below. The mass spectrometer 10 of the present embodiment comprises an ionization chamber 11 and a mass filter chamber 12 as in the device of FIG. 5, and both chambers 11 and 12 are separated by a partition wall 17. In this embodiment as well, as described above, the partition wall 17 is doubled and the intermediate exhaust chamber is provided between them, but it is omitted in FIG. Mass filter chamber 12
In order from the partition 17, the extractor electrode 18, the cone-shaped electrode 19, the ion lens 20, the shield electrode 21, the quadrupole mass filter 25, and the ion detector 2 are arranged in this order.
6 are arranged in a line.
【００１３】マスフィルタ室１２はターボ分子ポンプ
（ＴＭＰ）等の高真空ポンプにより１０-6torr程度の高
真空度が保持されている一方、イオン化室１１では試料
導入口１６から導入される試料を、ほぼ大気圧に近い圧
力の下で高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ＝Inductivel
y Coupled Plazma）によりイオン化する。このため、イ
オン化室１１で生成された試料のイオンは、両室１１、
１２の圧力差により、隔壁１７に設けられたノズル１７
ａを通してマスフィルタ室１２に引き込まれる。The mass filter chamber 12 is maintained at a high vacuum level of about 10 −6 torr by a high vacuum pump such as a turbo molecular pump (TMP), while the ionization chamber 11 collects the sample introduced from the sample introduction port 16. , High frequency inductively coupled plasma (ICP = Inductivel) under a pressure close to atmospheric pressure.
Ionized by y Coupled Plazma). Therefore, the ions of the sample generated in the ionization chamber 11 are
Due to the pressure difference of 12, the nozzle 17 provided on the partition wall 17
It is drawn into the mass filter chamber 12 through a.
【００１４】図２に示すように、エキストラクタ電極１
８はノズル１７ａからのイオンの引き込みを助けるとと
もに、引き込まれたイオンを破線で示すように後方焦点
位置Ｆに収束する。コーン形電極１９は、その先端開口
部１９ａがほぼこの後方焦点位置Ｆの付近となるように
配置されているため、イオンはこの先端開口部１９ａを
通過してイオンレンズ２０の方に進むことができる。し
かし、イオン化室１１でイオン化されずにノズル１７ａ
からマスフィルタ室１２に入った中性分子や原子はこの
ような収束作用を受けないため、コーン形電極１９によ
り遮られてイオンレンズ２０の方に進むことができな
い。なお、イオンレンズ２０は、図１に示すような円筒
状のものでもよいし、図２に示すようなアパーチャ付の
複数の垂直電極板で構成したものでもよい。As shown in FIG. 2, the extractor electrode 1
Reference numeral 8 assists in the attraction of the ions from the nozzle 17a, and converges the attracted ions to the rear focal point position F as shown by the broken line. Since the tip opening 19a of the cone-shaped electrode 19 is arranged so as to be substantially in the vicinity of the rear focal point position F, ions can pass through the tip opening 19a and travel toward the ion lens 20. it can. However, the nozzle 17a is not ionized in the ionization chamber 11.
Since the neutral molecules and atoms that have entered the mass filter chamber 12 from the above are not subjected to such a converging action, they are blocked by the cone-shaped electrode 19 and cannot proceed toward the ion lens 20. The ion lens 20 may have a cylindrical shape as shown in FIG. 1 or may have a plurality of vertical electrode plates with apertures as shown in FIG.
【００１５】コーン形電極１９の先端開口部１９ａを通
過したイオンは、コーン形電極１９及びイオンレンズ２
０により、四重極マスフィルタ２５の所定の入口に収束
される。四重極マスフィルタ２５では４本の平行電極に
所定の高周波・直流（ＲＦ／ＤＣ）重畳電圧が印加さ
れ、所定の質量／電荷比（ｍ／ｚ）を有するイオンのみ
が発散することなく通過してイオン検出器２６により検
出される。この際、中性分子や原子がコーン形電極１９
により有効に阻止されているため、目的とするイオンが
最大限に、かつバックグラウンドノイズに影響されるこ
となく検出される。従って、試料の定性及び定量分析が
高感度で行なわれる。The ions that have passed through the tip opening 19a of the cone-shaped electrode 19 are the cone-shaped electrode 19 and the ion lens 2.
By 0, it is converged to a predetermined inlet of the quadrupole mass filter 25. In the quadrupole mass filter 25, a predetermined high frequency and direct current (RF / DC) superimposed voltage is applied to four parallel electrodes, and only ions having a predetermined mass / charge ratio (m / z) pass without diverging. Then, it is detected by the ion detector 26. At this time, the neutral molecule or atom is a cone-shaped electrode 19
The target ions are detected maximally and without being affected by background noise, because they are effectively blocked by. Therefore, the qualitative and quantitative analysis of the sample is performed with high sensitivity.
【００１６】第２発明の一実施例であるＩＣＰ−ＭＳを
図３及び図４により説明する。本実施例の質量分析装置
３０では、マスフィルタ室は、イオン光学系を収納する
前段室３２と、四重極マスフィルタ４５及びイオン検出
器４６を収納する後段室３３の２つに分離されている。
両室３２、３３の間にはシールド電極を兼ねるノズル付
隔壁４２が設けられ、両室３２、３３はそれぞれターボ
分子ポンプ（ＴＭＰ）により排気されるという、３段差
動排気システムを採用している。ただし、この構造は本
発明と直接の関係はなく、上記実施例のように２段差動
排気システムであっても構わない。前段室３２には、イ
オン化室３１との隔壁３７の方からから順に、エキスト
ラクタ電極３８、第１コーン形電極３９、斜め切りイオ
ンレンズ４０及び第２コーン形電極４１が一列に配置さ
れている。An ICP-MS which is an embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS. In the mass spectrometer 30 of the present embodiment, the mass filter chamber is divided into two: a front chamber 32 for housing the ion optical system and a rear chamber 33 for housing the quadrupole mass filter 45 and the ion detector 46. There is.
A three-stage differential evacuation system in which a partition 42 with a nozzle that also serves as a shield electrode is provided between both chambers 32 and 33 and both chambers 32 and 33 are evacuated by a turbo molecular pump (TMP) is adopted. . However, this structure is not directly related to the present invention, and may be a two-stage differential exhaust system as in the above embodiment. In the pre-chamber 32, an extractor electrode 38, a first cone-shaped electrode 39, a diagonally cut ion lens 40, and a second cone-shaped electrode 41 are arranged in a line in order from the partition 37 with the ionization chamber 31.
【００１７】試料導入口３６から導入された試料は、イ
オン化室３１においてＩＣＰによりイオン化され、差圧
により隔壁３７のノズルを通して前段室３２に引き込ま
れる。上記第１実施例と同様、ノズルから引き込まれた
イオンはエキストラクタ電極３８により後方焦点位置Ｆ
に収束し、先端開口部より第１コーン形電極３９を通過
する。このとき、中性分子や原子の大部分は第１コーン
形電極３９により阻止される。第１コーン形電極３９を
通過したイオンは、斜め切りイオンレンズ４０により図
３において上方に偏移され、第２コーン形電極４１に進
む。一方、イオン源で発生した光は隔壁３７のノズル及
び第１コーン形電極３９の先端開口を通過して来るが、
この斜め切りイオンレンズ４０の入射軸をそのまま直進
するため、前段室３２と後段室３３との間の隔壁４２に
より遮られ、イオン検出器４６には入射しない。The sample introduced from the sample introduction port 36 is ionized by the ICP in the ionization chamber 31 and drawn into the pre-stage chamber 32 through the nozzle of the partition wall 37 by the differential pressure. As in the case of the first embodiment, the ions drawn from the nozzle are moved to the rear focus position F by the extractor electrode 38.
And passes through the first cone-shaped electrode 39 through the opening at the tip. At this time, most of the neutral molecules and atoms are blocked by the first cone-shaped electrode 39. The ions that have passed through the first cone-shaped electrode 39 are shifted upward in FIG. 3 by the obliquely cutting ion lens 40, and proceed to the second cone-shaped electrode 41. On the other hand, the light generated by the ion source passes through the nozzle of the partition wall 37 and the tip opening of the first cone-shaped electrode 39,
Since the incident axis of the obliquely cut ion lens 40 goes straight as it is, it is blocked by the partition wall 42 between the front chamber 32 and the rear chamber 33 and does not enter the ion detector 46.
【００１８】第２コーン形電極４１は図４に示すよう
に、同心の開口４１ｂを有する複数の平板状電極４１ａ
により構成されている。この開口の包絡線（破線で示
す）は、斜め切りイオンレンズ４０の中心Ｃ（図３）に
関して、第１コーン形電極３９と対称形となるように設
定されている。各電極板には同一の電位が印加される。
これにより第２コーン形電極４１は中心Ｃに関して第１
コーン形電極３９と対称形の電場を形成するため、斜め
切りイオンレンズ４０を正しく動作させ、斜め切りイオ
ンレンズ４０を通過したイオンを四重極マスフィルタ４
５の所定の入口に導く。一方、第１コーン形電極３９を
通過した僅かな量の中性分子や原子の更に大部分は、こ
の第２コーン形電極４１を構成する各電極板４１ａに衝
突し、各電極板４１ａの間の隙間から外周側に発散する
ため、更に四重極マスフィルタ４５への進行を阻止され
る。これにより更に高感度の分析を行なうことができ
る。The second cone-shaped electrode 41 is, as shown in FIG. 4, a plurality of flat plate-shaped electrodes 41a having concentric openings 41b.
It consists of. The envelope of this opening (shown by a broken line) is set to be symmetrical with respect to the first cone-shaped electrode 39 with respect to the center C (FIG. 3) of the obliquely cutting ion lens 40. The same potential is applied to each electrode plate.
As a result, the second cone-shaped electrode 41 is
In order to form an electric field symmetrical with the cone-shaped electrode 39, the diagonally cut ion lens 40 is operated correctly, and the ions passing through the diagonally cut ion lens 40 are quadrupole mass filter 4.
5 to a predetermined entrance. On the other hand, most of the small amount of neutral molecules and atoms that have passed through the first cone-shaped electrode 39 collide with the respective electrode plates 41a constituting the second cone-shaped electrode 41, and the space between the respective electrode plates 41a. Since it diverges from the gap to the outer peripheral side, it is further prevented from proceeding to the quadrupole mass filter 45. Thereby, a highly sensitive analysis can be performed.
【００１９】[0019]
【発明の効果】第１発明では、ノズルからマスフィルタ
室に引き込まれ、後方焦点位置に収束したイオンはほぼ
全てコーン形電極の先端開口を通過し、それ以降に進む
ことができる一方、中性分子や原子は直進するため、大
部分がコーン形電極によりそれ以降への進行を妨げられ
る。このため、マスフィルタ側に進む中性分子や原子の
量が大幅に低減され、質量分析における感度低下やバッ
クグラウンドノイズの増加が防止される。According to the first aspect of the invention, almost all the ions that have been drawn into the mass filter chamber from the nozzle and have converged at the rear focus position can pass through the tip opening of the cone-shaped electrode and then proceed to the neutral point. Molecules and atoms travel straight ahead, so most are blocked by cone-shaped electrodes from proceeding further. For this reason, the amount of neutral molecules and atoms advancing to the mass filter side is significantly reduced, and sensitivity deterioration and background noise increase in mass spectrometry are prevented.
【００２０】またこのようなコーン形電極を使用すると
同時に、イオン源からの光を遮ぎるために斜め切りイオ
ンレンズを使用する場合、斜め切りイオンレンズの後方
に第２発明に係る第２コーン形電極を設けることによ
り、中性分子や原子は各電極板により遮られて電極板間
の隙間から周辺方向に発散し、マスフィルタに入ること
が阻止される。この場合も、マスフィルタ側に進む中性
分子や原子が更に減少し、質量分析における感度低下や
バックグラウンドノイズの増加が防止される。Further, when such a cone-shaped electrode is used and at the same time an obliquely cut ion lens is used to block light from the ion source, the second cone-shaped electrode according to the second invention is provided behind the obliquely cut ion lens. By providing, the neutral molecules and atoms are blocked by each electrode plate, diverge in the peripheral direction from the gap between the electrode plates, and are prevented from entering the mass filter. In this case as well, the number of neutral molecules and atoms advancing to the mass filter side is further reduced, and sensitivity deterioration in mass spectrometry and increase in background noise are prevented.
【００２１】なお、図１〜図４においてはいずれも各電
極に負の電位を印加しているが、この印加電位の方向
は、使用するイオンの正負に応じて適宜変更することは
もちろんである。In each of FIGS. 1 to 4, a negative potential is applied to each electrode, but the direction of the applied potential can be changed appropriately according to the positive or negative of the ion used. .
【図１】 第１発明の一実施例である質量分析装置の概
略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mass spectrometer according to an embodiment of the first invention.
【図２】 上記実施例の質量分析装置のイオンレンズ部
分の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of an ion lens portion of the mass spectrometer of the above embodiment.
【図３】 第２発明の一実施例である質量分析装置の概
略構成図。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a mass spectrometer according to an embodiment of the second invention.
【図４】 上記実施例の第２コーン形電極の断面図
（ａ）及び正面図（ｂ）。FIG. 4 is a sectional view (a) and a front view (b) of the second cone-shaped electrode of the above embodiment.
【図５】 従来の質量分析装置の概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional mass spectrometer.
【図６】 斜め切りイオンレンズの斜視図。FIG. 6 is a perspective view of an obliquely cut ion lens.
【図７】 コーン形電極と斜め切りイオンレンズを併用
した場合の一構成案の概略構成図。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a configuration plan when a cone-shaped electrode and an obliquely cut ion lens are used together.
１０、３０…質量分析装置 １１、３１…イオン化室 １８…エキストラクタ電極 １９…コーン形電極 １９ａ…先端開口部 ２０…イオンレンズ ２５、４５…四重極マスフィルタ ２６、４６…イオン検出器 ３９…第１コーン形電極 ４０…斜め切りイオンレンズ ４１…第２コーン形電極 10, 30 ... Mass spectrometer 11, 31 ... Ionization chamber 18 ... Extractor electrode 19 ... Cone-shaped electrode 19a ... Tip opening 20 ... Ion lens 25, 45 ... Quadrupole mass filter 26, 46 ... Ion detector 39 ... 1st cone type electrode 40 ... Diagonal cutting ion lens 41 ... 2nd cone type electrode
Claims (2)
し、ノズルを通して差圧により低圧側のマスフィルタ室
にイオンを引き込む質量分析装置において、 a)マスフィルタ室内の上記ノズルの後方に設けられたイ
オンレンズと、 b)上記イオンレンズの後方焦点付近に先端開口を有する
コーン形電極と、を備えることを特徴とする質量分析装
置。1. A mass spectrometer in which a sample is ionized in a high-pressure side ionization chamber and ions are drawn into a low-pressure side mass filter chamber through a nozzle by differential pressure, in a) the mass filter chamber is provided behind the nozzle. A mass spectrometer comprising: an ion lens; and b) a cone-shaped electrode having a tip opening near a rear focal point of the ion lens.
し、ノズルを通して差圧により低圧側のマスフィルタ室
にイオンを引き込む質量分析装置において、 a)マスフィルタ室内の上記ノズルの後方に設けられたイ
オンレンズと、 b)上記イオンレンズの後方焦点付近に先端開口を有する
第１コーン形電極と、 c)コーン形電極の後方に設けられた斜め切りイオンレン
ズと、 d)斜め切りイオンレンズの更に後方に配置された複数枚
の同一電位に保持される電極板から構成されるイオンレ
ンズであって、斜め切りイオンレンズの中心に関してコ
ーン形電極と対称の位置に第１コーン形電極と略同形の
包絡線を持つ開口を有する第２コーン形電極と、を備え
ることを特徴とする質量分析装置。2. A mass spectrometer in which a sample is ionized in a high-pressure side ionization chamber and ions are drawn into a low-pressure side mass filter chamber through a nozzle through differential pressure, a) being provided in the mass filter chamber behind the nozzle. An ion lens, b) a first cone-shaped electrode having a tip opening near the rear focal point of the ion lens, c) an obliquely cut ion lens provided behind the cone-shaped electrode, and d) further behind the obliquely cut ion lens. An ion lens composed of a plurality of arranged electrode plates held at the same electric potential, wherein an envelope having substantially the same shape as that of the first cone-shaped electrode is formed at a position symmetrical to the cone-shaped electrode with respect to the center of the obliquely cut ion lens. A second cone-shaped electrode having an opening having a mass spectrometer.
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1994
- 1994-11-07 JP JP6298794A patent/JP3058037B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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