JPH10116583A - イオン質量分析装置 - Google Patents
イオン質量分析装置Info
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- JPH10116583A JPH10116583A JP8268435A JP26843596A JPH10116583A JP H10116583 A JPH10116583 A JP H10116583A JP 8268435 A JP8268435 A JP 8268435A JP 26843596 A JP26843596 A JP 26843596A JP H10116583 A JPH10116583 A JP H10116583A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 質量分離部の方からくる中性ノイズ粒子を完
全にカットし、Ｓ／Ｎを向上させることができるように
する。 【解決手段】 試料はイオン源１においてイオン化され
た後、抽出電極２により引き出され、イオンレンズ３に
より四重極４の受入れに適した形状及び方向に集束され
る。四重極４においては、所定の質量数（ｍ／ｚ）を有
するイオンのみが安定的に振動して通過し、第一遮蔽板
５により引き込まれる。第二遮蔽板６を通過したイオン
は−Ｖｄの電圧が印加された変換ダイノード７に向かっ
て進み、変換ダイノード７の壁面に衝突し、放出された
二次電子ｅ- が、正電圧＋Ｖａが印加された電子増倍管
８に引き寄せられる。一方、中性粒子、特に急角度で第
一の遮蔽板５のアパーチャーを通過した中性粒子は、検
出部のイオン受感部がアパーチャーの全影部にあるた
め、第二の遮蔽板６ですべてカットされる。
全にカットし、Ｓ／Ｎを向上させることができるように
する。 【解決手段】 試料はイオン源１においてイオン化され
た後、抽出電極２により引き出され、イオンレンズ３に
より四重極４の受入れに適した形状及び方向に集束され
る。四重極４においては、所定の質量数（ｍ／ｚ）を有
するイオンのみが安定的に振動して通過し、第一遮蔽板
５により引き込まれる。第二遮蔽板６を通過したイオン
は−Ｖｄの電圧が印加された変換ダイノード７に向かっ
て進み、変換ダイノード７の壁面に衝突し、放出された
二次電子ｅ- が、正電圧＋Ｖａが印加された電子増倍管
８に引き寄せられる。一方、中性粒子、特に急角度で第
一の遮蔽板５のアパーチャーを通過した中性粒子は、検
出部のイオン受感部がアパーチャーの全影部にあるた
め、第二の遮蔽板６ですべてカットされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンを検出する
ことにより試料分析を行うイオン質量分析装置に関す
る。
ことにより試料分析を行うイオン質量分析装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】イオン質量分析装置で試料の分析を行う
場合、まず、イオン化部で試料をイオン化し、これをイ
オンレンズで収束して質量分離部に送り込む。質量分離
部では所定の質量数（質量・電荷比、ｍ／ｚ）を有する
イオンのみを通過させ、イオン検出器でこれを検出す
る。
場合、まず、イオン化部で試料をイオン化し、これをイ
オンレンズで収束して質量分離部に送り込む。質量分離
部では所定の質量数（質量・電荷比、ｍ／ｚ）を有する
イオンのみを通過させ、イオン検出器でこれを検出す
る。
【０００３】図３はこのようなイオン質量分析装置の一
例を示す図であり、ガスクロマトグラフ、液体クロマト
グラフ等により分離された試料、或いは他の方法により
供給される試料はイオン源１１においてイオン化された
後、抽出電極１２により引き出され、イオンレンズ１３
により四重極１４の受入れに適した形状及び方向に集束
される。質量分離部としての四重極１４においては、所
定の質量数（ｍ／ｚ）を有するイオンのみが安定的に振
動して通過し、この質量数は四重極１４に印加するＤＣ
／ＡＣ重畳電圧に応じて変化させることができる。四重
極１４を通過したイオンは第２イオンレンズ１５により
イオン検出器１６に導入される。
例を示す図であり、ガスクロマトグラフ、液体クロマト
グラフ等により分離された試料、或いは他の方法により
供給される試料はイオン源１１においてイオン化された
後、抽出電極１２により引き出され、イオンレンズ１３
により四重極１４の受入れに適した形状及び方向に集束
される。質量分離部としての四重極１４においては、所
定の質量数（ｍ／ｚ）を有するイオンのみが安定的に振
動して通過し、この質量数は四重極１４に印加するＤＣ
／ＡＣ重畳電圧に応じて変化させることができる。四重
極１４を通過したイオンは第２イオンレンズ１５により
イオン検出器１６に導入される。
【０００４】イオン検出器としては連続型や不連続型の
電子増倍管が用いられるが、このような検出器ではイオ
ンが高質量になる程検出効率が落ちるため、検出器に入
れる前に高電圧の変換ダイノードに衝突させイオンを二
次電子ｅ- に変換し、この二次電子ｅ- を電子増倍管で
増幅したり、あるいは、蛍光体により一旦光に変換し、
その光を光電子増倍管で増幅検出する等により信号を増
幅する方法が取られている。
電子増倍管が用いられるが、このような検出器ではイオ
ンが高質量になる程検出効率が落ちるため、検出器に入
れる前に高電圧の変換ダイノードに衝突させイオンを二
次電子ｅ- に変換し、この二次電子ｅ- を電子増倍管で
増幅したり、あるいは、蛍光体により一旦光に変換し、
その光を光電子増倍管で増幅検出する等により信号を増
幅する方法が取られている。
【０００５】図４、５は従来のイオン質量分析計に使用
されているイオン検出器を説明するための図で、図４は
イオンを直接電子増倍管に入射させる例であり、図５は
イオンを変換ダイノードで二次電子に変換して検出する
例である。両図において、１７はイオン入射口（アパー
チャー）を有する遮蔽板、１８は電子増倍管、１９は変
換ダイノードである。
されているイオン検出器を説明するための図で、図４は
イオンを直接電子増倍管に入射させる例であり、図５は
イオンを変換ダイノードで二次電子に変換して検出する
例である。両図において、１７はイオン入射口（アパー
チャー）を有する遮蔽板、１８は電子増倍管、１９は変
換ダイノードである。
【０００６】図４において、電子増倍管１８には負の高
電圧−Ｖａが印加されており、第二イオンレンズ１５に
より加速された正イオンは遮蔽板１７のアパーチャーを
通って直接電子増倍管１８のイオン変換部に入射し、増
幅されて検出される。
電圧−Ｖａが印加されており、第二イオンレンズ１５に
より加速された正イオンは遮蔽板１７のアパーチャーを
通って直接電子増倍管１８のイオン変換部に入射し、増
幅されて検出される。
【０００７】また、図５では、変換ダイノード１９に負
の高電圧−Ｖｄが印加され、電子増倍管１８に正の高電
圧＋Ｖａが印加されているので、アパーチャーから入射
してきた正イオンは変換ダイノード１９側に偏向されて
変換ダイノード１９に衝突する。この衝突により生成さ
れた二次電子ｅ- は、変換ダイノード１９と電子増倍管
１８の入口により生成される電界によって電子増倍管１
８の入口に導入される。
の高電圧−Ｖｄが印加され、電子増倍管１８に正の高電
圧＋Ｖａが印加されているので、アパーチャーから入射
してきた正イオンは変換ダイノード１９側に偏向されて
変換ダイノード１９に衝突する。この衝突により生成さ
れた二次電子ｅ- は、変換ダイノード１９と電子増倍管
１８の入口により生成される電界によって電子増倍管１
８の入口に導入される。
【０００８】ところで、質量分析のためのイオンを生成
するイオン源では電子照射による分子励起や高電圧によ
る帯電等により中性分子からイオンが生成され、そのイ
オンがイオンレンズ等により質量分離部に引き込まれる
が、イオン源の構造上、イオン化されない中性分子や光
も一部質量分離部に入り込む。電子増倍管は荷電粒子
（イオン、電子）をその入り口の部分で電子に変換し、
それを増倍して信号とするものであり、中性粒子にも感
度があるので、中性粒子が電子増倍管に入るとノイズ信
号となる。また、イオンを加速し、変換ダイノードで電
子（正イオンの場合）、正イオン（負イオンの場合）に
変換し、それを電子増倍管に入射させて信号を得る場合
も、このような中性粒子が変換ダイノードに衝突すると
検出目的イオンと同様に二次電子を生成し、これが二次
電子検出器により捕捉されてバックグラウンドノイズを
形成する。このような中性粒子に起因するバックグラウ
ンドノイズを低減するため、電子増倍管および変換ダイ
ノードは質量分析装置の中心線より外れた位置、いわゆ
るオフアクシスの位置、に中心線と平行に置かれてい
る。
するイオン源では電子照射による分子励起や高電圧によ
る帯電等により中性分子からイオンが生成され、そのイ
オンがイオンレンズ等により質量分離部に引き込まれる
が、イオン源の構造上、イオン化されない中性分子や光
も一部質量分離部に入り込む。電子増倍管は荷電粒子
（イオン、電子）をその入り口の部分で電子に変換し、
それを増倍して信号とするものであり、中性粒子にも感
度があるので、中性粒子が電子増倍管に入るとノイズ信
号となる。また、イオンを加速し、変換ダイノードで電
子（正イオンの場合）、正イオン（負イオンの場合）に
変換し、それを電子増倍管に入射させて信号を得る場合
も、このような中性粒子が変換ダイノードに衝突すると
検出目的イオンと同様に二次電子を生成し、これが二次
電子検出器により捕捉されてバックグラウンドノイズを
形成する。このような中性粒子に起因するバックグラウ
ンドノイズを低減するため、電子増倍管および変換ダイ
ノードは質量分析装置の中心線より外れた位置、いわゆ
るオフアクシスの位置、に中心線と平行に置かれてい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のイオン質量分析
装置は以上のように構成されているが、実際はオフアク
シスの状態でも中性粒子によるノイズが混入し、Ｓ／Ｎ
劣化の原因となっている。すなわち、こういった中性粒
子は散乱等の複雑な過程を経て質量分離部の後部にまで
到達し、急角度で遮蔽板のアパーチャーを通過するもの
も多く、電子増倍管、変換ダイノードを質量分析装置の
中心線より外れた位置、いわゆるオフアクシスの位置、
に置いても、かなりの中性粒子が電子増倍管、変換ダイ
ノードに入ってきており、Ｓ／Ｎを低下させる原因とな
っている。
装置は以上のように構成されているが、実際はオフアク
シスの状態でも中性粒子によるノイズが混入し、Ｓ／Ｎ
劣化の原因となっている。すなわち、こういった中性粒
子は散乱等の複雑な過程を経て質量分離部の後部にまで
到達し、急角度で遮蔽板のアパーチャーを通過するもの
も多く、電子増倍管、変換ダイノードを質量分析装置の
中心線より外れた位置、いわゆるオフアクシスの位置、
に置いても、かなりの中性粒子が電子増倍管、変換ダイ
ノードに入ってきており、Ｓ／Ｎを低下させる原因とな
っている。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、質量分離部の方からくる中性ノイズ粒
子を完全にカットし、Ｓ／Ｎを向上させることができ
る、イオン質量分析装置を提供することを目的とする。
たものであって、質量分離部の方からくる中性ノイズ粒
子を完全にカットし、Ｓ／Ｎを向上させることができ
る、イオン質量分析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のイオン質量分析装置は、イオン源、質量分
離部及びイオン検出器を備えたものにおいて、質量分離
部とイオン検出器との間にアパーチャーが形成された遮
蔽板を２枚以上設け、これらのアパーチャーの全影部に
イオン検出器のイオン変換部を配置したことを特徴とす
る。
め、本発明のイオン質量分析装置は、イオン源、質量分
離部及びイオン検出器を備えたものにおいて、質量分離
部とイオン検出器との間にアパーチャーが形成された遮
蔽板を２枚以上設け、これらのアパーチャーの全影部に
イオン検出器のイオン変換部を配置したことを特徴とす
る。
【００１２】本発明のイオン質量分析装置は上記のよう
に構成されており、検出器の前に２枚以上の遮蔽板より
なるレンズ系が設けられているので、このレンズ系の入
り口側から見たとき、その全影部に検出器の初段イオン
変換部及び変換ダイノードがくるので、質量分離部から
くる中性ノイズ粒子を完全にカットすることができる。
に構成されており、検出器の前に２枚以上の遮蔽板より
なるレンズ系が設けられているので、このレンズ系の入
り口側から見たとき、その全影部に検出器の初段イオン
変換部及び変換ダイノードがくるので、質量分離部から
くる中性ノイズ粒子を完全にカットすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明のイオン質量分析装
置の一実施例を図１、図２により説明する。図１におい
て、１〜４は図３の従来のイオン分析装置と同様に、イ
オン源、抽出電極、イオンレンズ、質量分離部としての
四重極であり、５、６はアパーチャーを有する遮蔽板、
７は変換ダイノード、８は電子増倍管である。そして、
図２に詳細に示すように、変換ダイノード７及び電子増
倍管８は第一の遮蔽板５のアパーチャーの入り口から見
て図示斜線部分の全影部に配置されている。例えば、直
径６ｍｍのアパーチャーが形成された２枚の遮蔽板を用
いる場合、イオン受感部の最後尾が第二の遮蔽板６のア
パーチャーから１５ｍｍ離れ、中心軸から８ｍｍのとこ
ろにイオン受感面があるとき、２枚の遮蔽板は１８ｍｍ
以上離せばよい。
置の一実施例を図１、図２により説明する。図１におい
て、１〜４は図３の従来のイオン分析装置と同様に、イ
オン源、抽出電極、イオンレンズ、質量分離部としての
四重極であり、５、６はアパーチャーを有する遮蔽板、
７は変換ダイノード、８は電子増倍管である。そして、
図２に詳細に示すように、変換ダイノード７及び電子増
倍管８は第一の遮蔽板５のアパーチャーの入り口から見
て図示斜線部分の全影部に配置されている。例えば、直
径６ｍｍのアパーチャーが形成された２枚の遮蔽板を用
いる場合、イオン受感部の最後尾が第二の遮蔽板６のア
パーチャーから１５ｍｍ離れ、中心軸から８ｍｍのとこ
ろにイオン受感面があるとき、２枚の遮蔽板は１８ｍｍ
以上離せばよい。
【００１４】なお、四重極と検出器が離れるとイオンの
検出効率が劣化するので、これらの遮蔽板には電圧を与
え、イオンに対してはイオン受感面に収束するようなイ
オンレンズ系にすることが望ましい。
検出効率が劣化するので、これらの遮蔽板には電圧を与
え、イオンに対してはイオン受感面に収束するようなイ
オンレンズ系にすることが望ましい。
【００１５】次に、本発明のイオン質量分析装置の動作
を図１、図２により説明する。従来と同様に、ガスクロ
マトグラフ、液体クロマトグラフ等により分離された試
料、或いは他の方法により供給される試料はイオン源１
においてイオン化された後、抽出電極２により引き出さ
れ、イオンレンズ３により四重極４の受入れに適した形
状及び方向に集束される。四重極４においては、所定の
質量数（ｍ／ｚ）を有するイオンのみが安定的に振動し
て通過し、四重極４を通過したイオンは第一遮蔽板５に
より引き込まれる。このとき、第一遮蔽板５と第二遮蔽
板６はイオンレンズを構成しているので、イオンは集束
されて第二遮蔽板６を通過する。なお、このイオンレン
ズ系は中性ノイズ粒子に対しては単なるドリフト領域と
なる。
を図１、図２により説明する。従来と同様に、ガスクロ
マトグラフ、液体クロマトグラフ等により分離された試
料、或いは他の方法により供給される試料はイオン源１
においてイオン化された後、抽出電極２により引き出さ
れ、イオンレンズ３により四重極４の受入れに適した形
状及び方向に集束される。四重極４においては、所定の
質量数（ｍ／ｚ）を有するイオンのみが安定的に振動し
て通過し、四重極４を通過したイオンは第一遮蔽板５に
より引き込まれる。このとき、第一遮蔽板５と第二遮蔽
板６はイオンレンズを構成しているので、イオンは集束
されて第二遮蔽板６を通過する。なお、このイオンレン
ズ系は中性ノイズ粒子に対しては単なるドリフト領域と
なる。
【００１６】第二遮蔽板６を通過したイオンは−Ｖｄの
電圧が印加された変換ダイノード７に向かって進み、変
換ダイノード７の壁面に衝突する。これにより、変換ダ
イノード７に入射したイオンの量に応じた量の二次電子
ｅ- が放出され、放出された二次電子ｅ- は、正電圧＋
Ｖａが印加された電子増倍管８に引き寄せられ、この電
子増倍管８からイオンの検出信号が出力される。
電圧が印加された変換ダイノード７に向かって進み、変
換ダイノード７の壁面に衝突する。これにより、変換ダ
イノード７に入射したイオンの量に応じた量の二次電子
ｅ- が放出され、放出された二次電子ｅ- は、正電圧＋
Ｖａが印加された電子増倍管８に引き寄せられ、この電
子増倍管８からイオンの検出信号が出力される。
【００１７】一方、中性粒子、特に急角度で第一の遮蔽
板５のアパーチャーを通過し、イオン変換部に到達する
可能性のある中性粒子は、検出部のイオン受感部がアパ
ーチャーの全影部にあるため、第二の遮蔽板６ですべて
カットされるのでＳ／Ｎを向上させることができる。
板５のアパーチャーを通過し、イオン変換部に到達する
可能性のある中性粒子は、検出部のイオン受感部がアパ
ーチャーの全影部にあるため、第二の遮蔽板６ですべて
カットされるのでＳ／Ｎを向上させることができる。
【００１８】上記実施例では、２枚の遮蔽板を用いた例
を説明したが、二枚に限るものではなく、また、２枚の
遮蔽板の間にイオンガイド用の多重極をいれてもよい。
を説明したが、二枚に限るものではなく、また、２枚の
遮蔽板の間にイオンガイド用の多重極をいれてもよい。
【００１９】また、上記実施例ではイオン検出器とし
て、変換ダイノードと電子増倍管を用いた例を説明した
が、本発明のイオン質量分析装置はイオンを直接電子増
倍管に入れる場合にも適用することができ、更に、二次
電子検出器として二次電子をシンチレータにより光に変
え、光電子増倍管で検出する場合にも適用することがで
きる。また、上記実施例では、正イオンを検出するもの
として説明したが、変換ダイノードに印加する電圧の符
号を反転して正とすることにより、負のイオンについて
も同様に検出することができる。
て、変換ダイノードと電子増倍管を用いた例を説明した
が、本発明のイオン質量分析装置はイオンを直接電子増
倍管に入れる場合にも適用することができ、更に、二次
電子検出器として二次電子をシンチレータにより光に変
え、光電子増倍管で検出する場合にも適用することがで
きる。また、上記実施例では、正イオンを検出するもの
として説明したが、変換ダイノードに印加する電圧の符
号を反転して正とすることにより、負のイオンについて
も同様に検出することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明のイオン質量分析装置は上記のよ
うに、検出器の前に２枚以上の遮蔽板よりなるレンズ系
が設けられ、このレンズ系の入り口側から見たとき、そ
の全影部に検出器の初段イオン変換部及び変換ダイノー
ドがくるので、急角度で第一の遮蔽板のアパーチャーを
通過し、イオン変換部に到達する可能性のある中性粒子
は、第二の遮蔽板ですべてカットされる。したがって、
質量分離部からくる中性ノイズ粒子を完全にカットする
ことができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
うに、検出器の前に２枚以上の遮蔽板よりなるレンズ系
が設けられ、このレンズ系の入り口側から見たとき、そ
の全影部に検出器の初段イオン変換部及び変換ダイノー
ドがくるので、急角度で第一の遮蔽板のアパーチャーを
通過し、イオン変換部に到達する可能性のある中性粒子
は、第二の遮蔽板ですべてカットされる。したがって、
質量分離部からくる中性ノイズ粒子を完全にカットする
ことができ、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【図１】本発明のイオン質量分析装置の一実施例を示す
図である。
図である。
【図２】図１のイオン質量分析装置のイオン検出部の詳
細を説明するための図である。
細を説明するための図である。
【図３】従来のイオン質量分析装置を示す図である。
【図４】イオン検出器の一例を示す図である。
【図５】イオン検出器の他の例を示す図である。
１ イオン源 ２ 抽出電極 ３ イオンレンズ ４ 四重極 ５、６ 遮蔽板 ７ 変換ダイノード ８ 電子増倍管
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源、質量分離部及びイオン検出器
を備えたイオン質量分析装置において、質量分離部とイ
オン検出器との間にアパーチャーが形成された遮蔽板を
２枚以上設け、これらのアパーチャーの全影部にイオン
検出器のイオン変換部を配置したことを特徴とするイオ
ン質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8268435A JPH10116583A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | イオン質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8268435A JPH10116583A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | イオン質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116583A true JPH10116583A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17458461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8268435A Pending JPH10116583A (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | イオン質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10116583A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111912895A (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-10 | 岛津分析技术研发（上海）有限公司 | 真空下的质谱成像装置及方法 |
| JP2021521591A (ja) * | 2018-04-13 | 2021-08-26 | アダプタス ソリューションズ プロプライエタリー リミテッド | 改善された入力光学系とコンポーネント配置を備えたサンプル分析装置 |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP8268435A patent/JPH10116583A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021521591A (ja) * | 2018-04-13 | 2021-08-26 | アダプタス ソリューションズ プロプライエタリー リミテッド | 改善された入力光学系とコンポーネント配置を備えたサンプル分析装置 |
| CN111912895A (zh) * | 2019-05-09 | 2020-11-10 | 岛津分析技术研发（上海）有限公司 | 真空下的质谱成像装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |