JPH1055777A - Mass analyser and electrode heating method - Google Patents

Mass analyser and electrode heating method

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JPH1055777A
JPH1055777A JP8210818A JP21081896A JPH1055777A JP H1055777 A JPH1055777 A JP H1055777A JP 8210818 A JP8210818 A JP 8210818A JP 21081896 A JP21081896 A JP 21081896A JP H1055777 A JPH1055777 A JP H1055777A
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JP
Japan
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ring electrode
electrode
ion trap
sample
mass
Prior art date
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Pending
Application number
JP8210818A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Takada
安章 高田
Yukiko Hirabayashi
由紀子 平林
Takayuki Nabeshima
貴之 鍋島
Minoru Sakairi
実 坂入
Hideaki Koizumi
英明 小泉
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1055777A publication Critical patent/JPH1055777A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve analysis precision of an ion trap mass analyzer by providing an inductance coil in the vicinity of a ring electrode and high-frequency heating the ring electrode by Joule's heat after generating eddy current on the ring electrode. SOLUTION: When a magnetic field is induced by an inductance coil 11, a ring electrode 5 generates an eddy current having an action for eliminating variation of that magnetic field. When an eddy current flows this electrode 5, Joule's heat is generated because of electric resistance of an electrode, and the ring electrode 5 is heated. The ring electrode can be heated efficiently by feeding an a.c. current to this coil 11 using an AC power source 12. In analysis of samples, after the samples are separated by a GC1, it is fed to an ion trap mass analyzer 3 by a pipe 2 together with carrier gas. The samples are ionized by an electron beam 9 to be discharged from an electron gun 8, stored in the mass analyzer for a constant time, and then mass-analyzed. The mass- analyzed ion is detected 10, and its output is processed by a data processor.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は質量分析計および電
極加熱方法に関する。
The present invention relates to a mass spectrometer and a method for heating an electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、分析の分野では、混合物の分離分
析法が重要視されている。例えば、環境問題への関心の
高まりとともに、水道水に含まれる化学物質に対して規
制が年々強化されており、規制や監視の対象となる物質
が増加している。このような環境関連物質は水や大気中
に混合物として存在しているので、混合物の分離と検出
を同時に行える装置が求められている。この様な流れの
中で、混合物の分離に優れたガスクロマトグラフィ(以
下ではGCと略す)と物質の同定能力に優れた質量分析
計(以下ではMSと略す)とを結合したガスクロマトグ
ラフィ・質量分析計結合装置(以下ではGC/MSと略
す)は、環境関連物質の分析に大変有効である。
2. Description of the Related Art At present, in the field of analysis, importance is attached to a method for separating and analyzing a mixture. For example, with increasing interest in environmental issues, regulations on chemical substances contained in tap water are being strengthened year by year, and substances subject to regulation and monitoring are increasing. Since such environment-related substances are present as a mixture in water or the atmosphere, there is a need for an apparatus that can simultaneously separate and detect the mixture. In such a flow, gas chromatography / mass spectrometry combining gas chromatography (hereinafter abbreviated as GC) with excellent separation of a mixture and a mass spectrometer (hereinafter abbreviated as MS) with an excellent ability to identify a substance. A total coupling device (hereinafter abbreviated as GC / MS) is very effective for analyzing environmentally relevant substances.

【0003】図3により、従来のGC/MSについて説
明する。試料は、GC1で分離された後、キャリヤガス
と呼ばれる搬送用ガスと共に配管2によりイオントラッ
プ質量分析計3に送られる。イオントラップ質量分析計
3は、2枚のエンドキャップ電極4a,4bとリング電
極5で構成される。イオントラップ質量分析計3は、排
気系20で排気された真空部21に配置されている。試
料が電極に析出すると分析の精度が低下するので、試料
の析出を抑えるため各々の電極はヒータ6a,6b,7
により加熱される。
Referring to FIG. 3, a conventional GC / MS will be described. After being separated by the GC 1, the sample is sent to the ion trap mass spectrometer 3 via the pipe 2 together with a carrier gas called a carrier gas. The ion trap mass spectrometer 3 includes two end cap electrodes 4 a and 4 b and a ring electrode 5. The ion trap mass spectrometer 3 is disposed in a vacuum section 21 evacuated by an exhaust system 20. If the sample is deposited on the electrodes, the accuracy of the analysis will be reduced.
Is heated.

【0004】試料は、電子銃8から放出される電子ビー
ム9によりイオン化される。試料に関するイオンは一定
時間質量分析計内に蓄積されるが、その後、リング電極
5に印加される高周波電圧の振幅を変化させることによ
り質量分析される。これは、高周波電圧の振幅に応じて
イオントラップ質量分析計内に安定に閉じ込められるイ
オンのm/z(イオンの分子量をイオンの価数で割った
値)が変化するためである。この作業を繰り返すことに
より、GCで分離された試料を順に質量分析することが
できる。質量分析されたイオンは検出器10で検出さ
れ、検出された信号はデータ処理装置で処理される。
A sample is ionized by an electron beam 9 emitted from an electron gun 8. Ions relating to the sample are accumulated in the mass spectrometer for a certain period of time, and thereafter, mass analysis is performed by changing the amplitude of the high-frequency voltage applied to the ring electrode 5. This is because the m / z (a value obtained by dividing the molecular weight of the ion by the valence of the ion) of the ion stably confined in the ion trap mass spectrometer changes according to the amplitude of the high-frequency voltage. By repeating this operation, the samples separated by GC can be sequentially subjected to mass spectrometry. The mass-analyzed ions are detected by the detector 10, and the detected signal is processed by the data processing device.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の質量分析計で
は、リング電極の近傍にヒータを設け、ヒータからの輻
射熱でリング電極を加熱し、電極表面への試料の付着や
析出を防止していた。ところで、リング電極には、質量
分析時に最大10キロボルト程度の高周波電圧が印加さ
れるので、リング電極に直接ヒータを取り付けることが
難しいため、この電極加熱方法ではリング電極を十分な
温度に加熱できず、リング電極表面に物質が析出してし
まう。従って、長時間使用した場合、分析精度が低下す
るなどの問題があった。
In the conventional mass spectrometer, a heater is provided in the vicinity of the ring electrode, and the ring electrode is heated by radiant heat from the heater to prevent the sample from adhering and depositing on the electrode surface. . By the way, since a high-frequency voltage of up to about 10 kilovolts is applied to the ring electrode at the time of mass analysis, it is difficult to attach a heater directly to the ring electrode. Therefore, this electrode heating method cannot heat the ring electrode to a sufficient temperature. As a result, substances are deposited on the surface of the ring electrode. Therefore, when used for a long time, there is a problem that the analysis accuracy is lowered.

【0006】リング電極を十分に加熱するため、輻射熱
を発するヒータの発熱量を増やすという方法も考えられ
る。しかし、この方法では大容量の電源が必要である
上、輻射熱によりリング電極以外、例えば真空容器、ま
で加熱してしまい、装置寸法が変わるといった悪影響が
生じる。
In order to sufficiently heat the ring electrode, a method of increasing the amount of heat generated by a heater that emits radiant heat may be considered. However, this method requires a large-capacity power supply, and radiant heat causes heating other than the ring electrode, for example, a vacuum vessel, thereby causing an adverse effect such as a change in apparatus dimensions.

【0007】本発明の目的は、リング電極を簡便に加熱
できる加熱方法およびそれを利用した質量分析計を提供
することにより、イオントラップ質量分析計の分析精度
を向上させることにある。
An object of the present invention is to improve the analysis accuracy of an ion trap mass spectrometer by providing a heating method capable of easily heating a ring electrode and a mass spectrometer using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明では、リング電極
を高周波加熱することにより前記課題を解決する。すな
わち、リング電極の近傍に誘導コイルを設け、リング電
極に渦電流を発生させることによりジュール熱でリング
電極を加熱する。
According to the present invention, the above-mentioned object is attained by heating a ring electrode with high frequency. That is, an induction coil is provided near the ring electrode, and an eddy current is generated in the ring electrode to heat the ring electrode with Joule heat.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例のブロッ
ク図である。リング電極5の近傍に誘導コイル11を配
置する。誘導コイル11により磁界を誘起すると、リン
グ電極5にはその磁界の変動を打ち消す作用を有する渦
電流が生じる。リング電極5に渦電流が流れると、電極
の電気抵抗のためジュール熱が発生し、リング電極5が
加熱される。渦電流の発生には磁界の変動が必要なの
で、誘導コイル11に交流電源12を用いて交流の電流
を流すことによりリング電極を効率良く加熱することが
できる。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. An induction coil 11 is arranged near the ring electrode 5. When a magnetic field is induced by the induction coil 11, an eddy current is generated in the ring electrode 5 having a function of canceling the fluctuation of the magnetic field. When an eddy current flows through the ring electrode 5, Joule heat is generated due to the electric resistance of the electrode, and the ring electrode 5 is heated. Since the generation of the eddy current requires a change in the magnetic field, the ring electrode can be efficiently heated by supplying an AC current to the induction coil 11 using the AC power supply 12.

【0010】リング電極が熱伝導性の悪い材質で作られ
ている場合には、図1に示した誘導コイルを一つ設けた
構成では、リング電極を均一に加熱できない場合があ
る。このような場合には、リング電極の外周に沿って複
数個の誘導コイルを配置しても良い。
When the ring electrode is made of a material having poor heat conductivity, the ring electrode may not be heated evenly in the configuration having one induction coil shown in FIG. In such a case, a plurality of induction coils may be arranged along the outer periphery of the ring electrode.

【0011】誘導コイルにより発生する磁界は、コイル
から距離が離れるほど弱くなるため、誘導コイルをリン
グ電極の近くに設けておけば、リング電極以外の部分、
例えば真空容器の加熱を少なくすることができ、装置寸
法の狂いといった悪影響は少ない。
Since the magnetic field generated by the induction coil becomes weaker as the distance from the coil increases, if the induction coil is provided near the ring electrode, portions other than the ring electrode,
For example, the heating of the vacuum vessel can be reduced, and the adverse effect such as a deviation of the apparatus size is small.

【0012】試料の分析方法は、先に示した従来の質量
分析法と同一である。試料は、GC1で分離された後、キ
ャリヤガスと呼ばれる搬送用ガスと共に配管2によりイ
オントラップ質量分析計3に送られる。試料は電子銃8
から放出される電子ビーム9によりイオン化され、一定
時間質量分析計内に蓄積された後質量分析される。質量
分析されたイオンは検出器10で検出され、検出された
信号はデータ処理装置で処理される。
The method of analyzing a sample is the same as the conventional mass spectrometry described above. After being separated by the GC 1, the sample is sent to the ion trap mass spectrometer 3 through the pipe 2 together with a carrier gas called a carrier gas. The sample was an electron gun 8
It is ionized by the electron beam 9 emitted from the device and is stored in the mass spectrometer for a certain period of time and then subjected to mass analysis. The mass-analyzed ions are detected by the detector 10, and the detected signal is processed by the data processing device.

【0013】図2は加熱を行う際のタイミングチャート
である。イオントラップ質量分析計では、質量分析計内
にイオン蓄積のためのポテンシャルを作るため、ある程
度の振幅の高周波電圧をリング電極に印加する。この状
態で電子ビームを入射させることにより、試料をイオン
化し、試料に関するイオンはイオントラップ質量分析計
内に閉じ込められる。その後、リング電極に印加する電
圧の振幅を変化させてスキャンが行われる。スキャン終
了後はリング電極に印加される高周波電圧の振幅をゼロ
にし、イオントラップ質量分析計内に残留しているイオ
ンを排出する。もし誘導コイルで生じた磁界がイオント
ラップ質量分析計内のイオン軌道を乱し、イオン化やス
キャンに影響するような場合には、図2に示したよう
に、残留イオンを排出するタイミングで誘導コイルに交
流電流を流し、リング電極を加熱すれば良い。
FIG. 2 is a timing chart when heating is performed. In an ion trap mass spectrometer, a high frequency voltage having a certain amplitude is applied to a ring electrode in order to create a potential for accumulating ions in the mass spectrometer. By injecting an electron beam in this state, the sample is ionized, and ions relating to the sample are confined in the ion trap mass spectrometer. Thereafter, scanning is performed by changing the amplitude of the voltage applied to the ring electrode. After the scan, the amplitude of the high-frequency voltage applied to the ring electrode is reduced to zero, and ions remaining in the ion trap mass spectrometer are discharged. If the magnetic field generated by the induction coil disturbs the ion trajectory in the ion trap mass spectrometer and affects ionization and scanning, as shown in FIG. An AC current may be applied to heat the ring electrode.

【0014】本発明により、簡便にイオントラップ質量
分析計のリング電極を100℃以上に加熱することがで
きるので、試料の電極表面への析出を防止でき、長時間
使用しても分析の精度を保つことができるようになっ
た。
According to the present invention, the ring electrode of the ion trap mass spectrometer can be easily heated to 100 ° C. or higher, so that the sample can be prevented from depositing on the electrode surface, and the accuracy of the analysis can be improved even after long use. You can now keep.

【0015】本発明は、GC/MSに限らず、液体クロ
マトグラフなどの他の分離方法とイオントラップ質量分
析計とを結合した装置でも、リング電極の加熱が必要で
ある場合には同様に有効である。
The present invention is not limited to GC / MS, but is equally effective in a device in which another separation method such as a liquid chromatograph is coupled to an ion trap mass spectrometer when the ring electrode needs to be heated. It is.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明により、リング電極を十分に加熱
することができ、電極への試料の析出を防止できる。従
って、イオントラップ質量分析計の分析精度を向上させ
ることができる。
According to the present invention, the ring electrode can be sufficiently heated, and the deposition of the sample on the electrode can be prevented. Therefore, the analysis accuracy of the ion trap mass spectrometer can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例であるリング電極を高周波加熱
する質量分析計を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention for heating a ring electrode by high frequency.

【図2】電極加熱のタイミングチャート。FIG. 2 is a timing chart of electrode heating.

【図3】従来の質量分析計を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional mass spectrometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスクロマトグラフィ、2…配管、3…イオントラ
ップ質量分析計、4a,4b…エンドキャップ電極、5
…リング電極、6a,6b…エンドキャップ電極加熱ヒ
ータ、8…電子銃、9…電子ビーム、10…検出器、1
1…誘導コイル、12…交流電源、20…排気系、21
…真空部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas chromatography, 2 ... Piping, 3 ... Ion trap mass spectrometer, 4a, 4b ... End cap electrode, 5
... Ring electrode, 6a, 6b ... End cap electrode heater, 8 ... Electron gun, 9 ... Electron beam, 10 ... Detector, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Induction coil, 12 ... AC power supply, 20 ... Exhaust system, 21
... vacuum section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 実 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小泉 英明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Minoru Sakairi, 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料供給手段と、上記試料供給手段により
供給された試料をイオン化するイオン化手段と、上記イ
オン化手段でイオン化された上記試料に関するイオンを
質量分析するイオントラップ質量分析手段とからなる質
量分析計において、上記イオントラップ質量分析手段を
構成する電極に誘導電流を誘起するための誘導コイルを
有することを特徴とする質量分析計。
1. A mass comprising: a sample supply means; an ionization means for ionizing a sample supplied by the sample supply means; and an ion trap mass analysis means for performing mass analysis on ions relating to the sample ionized by the ionization means. A mass spectrometer characterized in that the spectrometer has an induction coil for inducing an induction current in an electrode constituting the ion trap mass spectrometry means.
【請求項2】上記イオントラップ質量分析手段の動作に
合わせて上記誘導コイルに流す交流電流を制御する請求
項1に記載の質量分析計。
2. The mass spectrometer according to claim 1, wherein an alternating current flowing through said induction coil is controlled in accordance with an operation of said ion trap mass spectrometer.
【請求項3】試料供給手段と、上記試料供給手段により
供給された試料をイオン化するイオン化手段と、上記イ
オン化手段でイオン化された上記試料に関するイオンを
質量分析するイオントラップ質量分析手段とからなる質
量分析計において、電磁誘導で誘起した誘導電流により
上記イオントラップ質量分析手段を構成する電極をジュ
ール加熱することを特徴とする電極加熱方法。
3. A mass comprising sample supply means, ionization means for ionizing a sample supplied by the sample supply means, and ion trap mass analysis means for mass analysis of ions relating to the sample ionized by the ionization means. An electrode heating method in an analyzer, wherein an electrode constituting the ion trap mass spectrometer is Joule-heated by an induced current induced by electromagnetic induction.
JP8210818A 1996-08-09 1996-08-09 Mass analyser and electrode heating method Pending JPH1055777A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009095958A1 (en) * 2008-01-30 2009-08-06 Shimadzu Corporation Ms/ms mass analyzer
US10720318B2 (en) 2018-03-19 2020-07-21 Jeol Ltd. Mass analysis apparatus and mass analysis method

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