JPH09190797A - イオン蓄積型質量分析装置 - Google Patents

イオン蓄積型質量分析装置

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JPH09190797A
JPH09190797A JP8002385A JP238596A JPH09190797A JP H09190797 A JPH09190797 A JP H09190797A JP 8002385 A JP8002385 A JP 8002385A JP 238596 A JP238596 A JP 238596A JP H09190797 A JPH09190797 A JP H09190797A
Authority
JP
Japan
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ion
ions
signal
deflector
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP8002385A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Takahashi
利明 高橋
Tomomi Bando
智美 板東
Masako Kawarai
雅子 河原井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Instruments Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は感度の質量依存性を改善するの
に適したイオン蓄積型質量分析装置を提供することにあ
る。 【解決手段】リング電極5およびエンドキャップ電極4
により形成される3次元四重極空間で生成した試料イオ
ン8はその四重極空間内に次々と蓄積される。ここで、
リング電極5の高周波電圧をFNF信号により制御する
と、特定のイオンのみが蓄積される。この蓄積されたイ
オンはエンドキャップ4の高周波電圧をFNF信号で制
御することにより電極外に放出され、デフレクタ10に
よる偏向を受けてイオン検出器11に送られる。デフレ
クタ10への印加電圧はFNF信号により可変される。
これによって、イオン検出器11における試料イオンの
衝突位置を常に同一にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン蓄積型質量分
析装置、特に3次元四重極空間にイオンを蓄積するタイ
プのイオン蓄積型質量分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】イオン蓄積型質量分析計は3次元四重極
空間を形成するように2枚のエンドキャップ電極とそれ
に挟まれたリング電極から構成される。リング電極には
イオンを3次元四重極空間に閉じ込めるための高周波電
圧が印加される。また、エンドキャップ電極には3次元
四重極空間内の特定のイオンを選択的にイオン検出器に
向けて放出したり、あるいは排除するための高周波電圧
が印加される。イオン蓄積型質量分析装置に導入された
試料成分は、フィラメントから生成した熱電子と電子衝
撃を起こし試料イオンとなる。試料イオンは、高周波電
源からリング電極に印加される高周波電圧によりリング
電極内に蓄積される。
【0003】この場合、CPUからのFNF信号により
必要なイオンのみを蓄積し、不要なイオンは電極外へ放
出するよう高周波電圧をコントロールすることもでき
る。蓄積された試料イオンは、エンドキャップ信号発生
器からエンドキャップ電極へ印加される高周波電圧によ
り電極外へ放出される。放出された試料イオンはイオン
ディフレクタ電極による偏向を受けた後、イオン検出器
内の壁に衝突し二次電子が発生する。これが増倍され電
気信号としてコンピュ−タへ送られ、デ−タが得られ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】質量分析装置では、必
要な試料イオン以外の不要なイオンまたはイオン化しな
かった分子などを除去するため、イオン蓄積部とイオン
検出器との間にイオンディフレクタ電極を設置し、試料
イオンだけをイオン検出器に取り込むようにしている。
【0005】しかし、従来、このイオンディフレクタ電
極に印加されている電圧は常に一定であったため、イオ
ン蓄積部より出射してくるイオンはその質量数および運
動エネルギ−の大きさにより偏向率が異なっていた。そ
の結果、各イオンのイオン検出器への衝突位置はばらば
らであった。
【0006】イオン検出器は、外側付近にイオンが衝突
するほど二次電子の増倍率が大きくなるという特性を有
することから、衝突位置が外側のイオンは検出感度が高
く、内側に衝突したイオンほど検出感度が低くなるとい
う欠点があった。したがって、衝突位置が異なるイオン
間では検出感度に差が生じてしまい、低質量から高質量
まで同一の検出感度で測定することは不可能であった。
【0007】本発明の目的は感度の質量依存性を改善す
るのに適したイオン蓄積型質量分析装置を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれ
ば、3次元四重極空間を形成してその中にイオンを蓄積
するための手段と、その蓄積されたイオンを前記3次元
空間から取り出すように質量掃引するための手段と、前
記3次元空間から取り出されるイオンを検出するための
手段と、前記イオン蓄積手段と前記イオン検出手段の間
に配置されたイオンデフレクタと、該イオンデフレクタ
に前記質量掃引と同期した信号を与えるための手段とを
備えたことを特徴とするイオン蓄積型質量分析装置が提
供される。
【0009】本発明の別の側面によれば、3次元四重極
空間を形成しかつその中にイオンを蓄積するための手段
と、そのイオンを前記3次元空間から取り出すように質
量掃引するための手段と、前記3次元空間から取り出さ
れるイオンを検出するための手段と、前記イオン蓄積手
段と前記イオン検出手段の間に配置されたイオンデフレ
クタと、該イオンデフレクタにイオン偏向制御信号を与
える手段とを備え、そのイオン偏向制御信号は前記イオ
ン検出手段によって検出されるべき、質量数がそれぞれ
異なるイオンが前記イオン検出手段の予め定められた位
置を衝撃するように定められていることを特徴とするイ
オン蓄積型質量分析装置が提供される。
【0010】本発明の他の側面によれば、イオンを蓄積
する3次元四重極空間を形成するための、リング電極及
びエンドキャップ電極を含むイオン蓄積手段と、前記エ
ンドキャップに電圧を与えて前記蓄積されたイオンを前
記3次元四重極空間から取り出すための手段と、その取
り出されるイオンを検出するための手段と、前記イオン
蓄積手段と前記イオン検出する手段の間に配置されたイ
オンデフレクタと、該イオンデフレクタに前記エンドキ
ャップに与えられる電圧と同期した信号を与える手段と
を備えたことを特徴とするイオン蓄積型質量分析装置が
提供される。
【0011】本発明のさらに別の側面によれば、イオン
を蓄積する3次元四重極空間を形成するための、リング
電極及びエンドキャップ電極を含むイオン蓄積手段と、
前記エンドキャップにFNF信号を与えて前記蓄積され
たイオンを前記3次元四重極空間から取り出すための手
段と、その取り出されるイオンを検出するための手段
と、前記イオン蓄積手段と前記イオン検出手段の間に配
置されたイオンデフレクタと、該イオンデフレクタに前
記エンドキャップに与えられるFNF信号と同期した信
号を与える手段とを備えたことを特徴とするイオン蓄積
型質量分析装置が提供される。
【0012】本発明によれば、3次元四重極空間から取
り出されるイオンをイオン検出手段の予め定められた位
置に向けることが可能にされるので、感度の質量依存性
を改善するのに適したイオン蓄積型質量分析装置が提供
されることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施例を、図3
(A)および(B)にエンドキャップ電極電圧とイオン
ディフレクタ印加電圧との関係をそれぞれ示す。
【0014】フィラメント1で生成した熱電子はグリッ
ド2に印加された負電圧によりリング電極5およびエン
ドキャップ電極4によって形成される3次元四重極空間
内に電子流7として押し込まれ、試料イオン8となる。
試料イオンは高周波電源6より印加される高周波電圧に
より3次元四重極空間内に次々に蓄積される。このとき
リング電極に与えられる高周波電圧はCPU13からの
FNF(Filtered Noise Field)信号により特定のイオ
ンのみを3次元四重極空間内に蓄積するよう制御され
る。
【0015】特定のイオンが十分蓄積されたのち同じく
FNF信号により制御されたエンドキャップ電極4に印
加される高周波電圧(図3(A))により電極外へ放出
される。試料イオンは、ディフレクタ10に印加された
電圧により偏向を受け、イオン検出器11に送り込まれ
る。このときディフレクタ電源9は、FNF信号に同期
してディフレクタへの印加電圧を図3(B)の如く可変
するようにCPU13により制御される。このようにデ
ィフレクタ10の印加電圧を可変させることにより、イ
オン検出器11における試料イオンの衝突位置を常に同
一にすることができるため、低質量域と高質量域とで検
出感度に差が生じることがなく全質量域での同一かつ高
感度で測定が可能となる。すなわち、感度の質量依存性
を改善しつつ高感度で測定が行い得るようになる。
【0016】イオン検出器11内の壁にイオンが衝突す
ると二次電子が発生する。これは増幅器12で増幅され
た後、電気信号がCPUに送られデータが得られる。
【0017】図2に本発明のもう一つの実施例を、図4
(A)および(B)にエンドキャップ電極電圧とイオン
ディフレクタ印加電圧との関係をそれぞれ示す。
【0018】フィラメント1で生成した熱電子はグリッ
ド2に印加された負電圧により、リング電極5およびエ
ンドキャップ電極4によって形成される3次元四重極空
間内に電子流7として押し込まれ、試料イオン8とな
る。試料イオンは高周波電源6より印加される高周波電
圧によりリング電極5内に次々に蓄積される。蓄積され
たイオンはエンドキャップ信号発生器15よりエンドキ
ャップ電極4に印加される高周波電圧により電極外へ放
出される。
【0019】試料イオンは電極からなるディフレクタ1
0に印加された電圧により偏向を受け、イオン検出器1
1に送り込まれる。このときディフレクタ電源9はエン
ドキャップ電極4に印加される高周波電圧(図4
(A))に同期させてディフレクタ10への印加電圧を
図4(B)の如く可変するようにCPU(中央処理装
置)13により制御される。
【0020】このようにディフレクタ10の印加電圧を
可変させることにより、イオン検出器11における試料
イオンの衝突位置を常に同一にすることができるため、
すなわちイオン検出器11の予め定められた一定位置を
イオンが衝撃することができるため、イオンを低質量域
と高質量域とで検出感度に差が生じることがなく全質量
域での同一かつ高感度で測定が可能となる。すなわち、
感度の質量依存性が改善されつつ高感度での測定が可能
となる。
【0021】以上の説明から明らかなように、イオンデ
フレクタに与えられる電圧を、エンドキャップ電極に印
加される高周波電圧と同期させながら自動的に可変さす
ることにより、質量数および運動エネルギーの異なるす
べての試料イオンをイオン検出器の同一位置で捕捉する
ことができる。この結果、低質量域から高質量域まで検
出感度に差を生じることのない高感度測定が可能とな
る。
【0022】また、イオンデフレクタに与えられる電圧
を、エンドキャップ電極に与えられるFNF信号と同期
させながら自動的に可変することにより、質量数および
運動エネルギーの異なるすべての試料イオンをイオン検
出器の同一位置で捕捉することができる。この結果、低
質量域から高質量域まで検出感度に差を生じることのな
い高感度測定が可能となる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、感度の質量依存性を改
善するのに適したイオン蓄積型質量分析装置が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例を示すイオン蓄積型質量
分析装置の構成概念図。
【図2】本発明によるもう一つの実施例を示すイオン蓄
積型質量分析計の構成概念図。
【図3】図1のエンドキャップ電極印加電圧とイオンデ
フレクタ印加電圧との関係を示すグラフ。
【図4】図2のエンドキャップ電極印加電圧とイオンデ
フレクタ印加電圧との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1.フィラメント、2.グリッド、3.試料分子、4.
エンドキャップ電極、5.リング電極、6.高周波電
源、7.電子流、8.試料イオン、9.ディフレクタ電
源、10.ディフレクタ、11.イオン検出器、12.
増幅器、13.CPU、14.イオン検出器高圧電源、
15.エンドキャップ信号発生器。
フロントページの続き (72)発明者 板東 智美 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 2 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 河原井 雅子 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 2 日立計測エンジニアリング株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3次元四重極空間を形成してその中にイオ
    ンを蓄積するための手段と、その蓄積されたイオンを前
    記3次元空間から取り出すように質量掃引するための手
    段と、前記3次元空間から取り出されるイオンを検出す
    るための手段と、前記イオン蓄積手段と前記イオン検出
    手段の間に配置されたイオンデフレクタと、該イオンデ
    フレクタに前記質量掃引と同期した信号を与えるための
    手段とを備えたことを特徴とするイオン蓄積型質量分析
    装置。
  2. 【請求項2】3次元四重極空間を形成しかつその中にイ
    オンを蓄積するための手段と、そのイオンを前記3次元
    空間から取り出すように質量掃引するための手段と、前
    記3次元空間から取り出されるイオンを検出するための
    手段と、前記イオン蓄積手段と前記イオン検出手段の間
    に配置されたイオンデフレクタと、該イオンデフレクタ
    にイオン偏向制御信号を与える手段とを備え、そのイオ
    ン偏向制御信号は前記イオン検出手段によって検出され
    るべき、質量数がそれぞれ異なるイオンが前記イオン検
    出手段の予め定められた位置を衝撃するように定められ
    ていることを特徴とするイオン蓄積型質量分析装置。
  3. 【請求項3】イオンを蓄積する3次元四重極空間を形成
    するための、リング電極及びエンドキャップ電極を含む
    イオン蓄積手段と、前記エンドキャップに電圧を与えて
    前記蓄積されたイオンを前記3次元四重極空間から取り
    出すための手段と、その取り出されるイオンを検出する
    ための手段と、前記イオン蓄積手段と前記イオン検出す
    る手段の間に配置されたイオンデフレクタと、該イオン
    デフレクタに前記エンドキャップに与えられる電圧と同
    期した信号を与える手段とを備えたことを特徴とするイ
    オン蓄積型質量分析装置。
  4. 【請求項4】イオンを蓄積する3次元四重極空間を形成
    するための、リング電極及びエンドキャップ電極を含む
    イオン蓄積手段と、前記エンドキャップにFNF信号を
    与えて前記蓄積されたイオンを前記3次元四重極空間か
    ら取り出すための手段と、その取り出されるイオンを検
    出するための手段と、前記イオン蓄積手段と前記イオン
    検出手段の間に配置されたイオンデフレクタと、該イオ
    ンデフレクタに前記エンドキャップに与えられるFNF
    信号と同期した信号を与える手段とを備えたことを特徴
    とするイオン蓄積型質量分析装置。
  5. 【請求項5】前記イオンデレクタは電極を含み、該電極
    に与えられる、前記FNF信号と同期した信号は電圧信
    号であることを特徴とする請求項4に記載されたイオン
    蓄積型質量分析装置。
JP8002385A 1996-01-10 1996-01-10 イオン蓄積型質量分析装置 Pending JPH09190797A (ja)

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JPH09190797A true JPH09190797A (ja) 1997-07-22

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JP8002385A Pending JPH09190797A (ja) 1996-01-10 1996-01-10 イオン蓄積型質量分析装置

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JP (1) JPH09190797A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541769B1 (en) * 1999-09-14 2003-04-01 Hitachi, Ltd. Mass spectrometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541769B1 (en) * 1999-09-14 2003-04-01 Hitachi, Ltd. Mass spectrometer

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