JPS58197646A - Method of ionization - Google Patents

Method of ionization

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JPS58197646A
JPS58197646A JP57079577A JP7957782A JPS58197646A JP S58197646 A JPS58197646 A JP S58197646A JP 57079577 A JP57079577 A JP 57079577A JP 7957782 A JP7957782 A JP 7957782A JP S58197646 A JPS58197646 A JP S58197646A
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JP
Japan
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glycerin
sample
target
ion
argon
Prior art date
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Pending
Application number
JP57079577A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Naito
内藤 統「ひろ」
Fumio Kunihiro
国広 文夫
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
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Publication date
Application filed by Jeol Ltd, Nihon Denshi KK filed Critical Jeol Ltd
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Publication of JPS58197646A publication Critical patent/JPS58197646A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/14Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
    • H01J49/142Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers using a solid target which is not previously vapourised

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a method of ionization that can obtain the mass spectra of a sample which is difficult to dissolve in glycerin by ionization. CONSTITUTION:After a target 5 whose solidified sample surface is coated with glycerin is set, the inner part of an ionized chamber 13 is exhausted to get a vacuum and an argon ion is generated from an ion gun 1. The argon ion is deflected by an electrostatic deflection plate 4 and as a result, only the neutral argon atomic beam is incident on the target 5. Besides, the target 5 is electrified and heated by a power supply 12 and as a result, the glycerin on the surface is evaporated by the heating and the impact caused by the neutral argon atomic beam. The evaporated glycerin is further ionized by the energy of the neutral beam and is guided to a mass spectrometer section through the slit 9 of an electrode 10. As a result, the mass spectra obtained in the initial state are based on only glycerin, but the mass spectra of a sample can be obtained since the ion of glycerin is reduced with a lapse of time.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は質量分析装置に用いて好適なイオン化方法に関
し、特に試料を高速の中性粒子によって衝撃し、試料の
イオン化を行うようにしたイオン化方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ionization method suitable for use in a mass spectrometer, and particularly to an ionization method in which a sample is bombarded with high-speed neutral particles to ionize the sample.

近年導電性基板上に例えば、グリセリンと被イオン化物
質との混合試料を塗布し、この試料に高速の中性粒子を
衝撃し、被イオン化物質をこの中性粒子のエネルギーに
よってたたき出し、更にイオン化する方式のイオン源が
注目されている。このイオン源は質量分析装置のイオン
源として用いた場合、イオン化のエネルギーが小さくソ
フトなイオン化であること、正イオンばかりでなく負イ
オンの生成率も高いこと、更には試料に中性粒子を衝撃
することからチャージアップがなく絶縁物試料でも容易
にイオン化ができる等多くの優れた特徴を有している。
In recent years, a method has been developed in which a mixed sample of, for example, glycerin and a substance to be ionized is coated on a conductive substrate, the sample is bombarded with high-speed neutral particles, and the substance to be ionized is knocked out by the energy of the neutral particles and further ionized. ion sources are attracting attention. When used as an ion source for a mass spectrometer, this ion source has low ionization energy and soft ionization, a high generation rate of not only positive ions but also negative ions, and additionally, it bombards the sample with neutral particles. Because of this, it has many excellent features such as no charge-up and the ability to easily ionize even insulating samples.

ところで、このイオン源において、グリセリンに溶けに
くい試料をイオン化するに際しては、まず、試料をその
試料が溶けやすい溶媒に溶かし、この溶媒と試料との混
合物質とグリセリンとを攪拌してコロイド状の試料を作
り、このコロイド状の試料をターゲット上に塗布してい
る。しかしながら、このような試料をイオン化してマス
スペクトルを得ると、グリセリンのスペクトルが著しく
強く出現し、相対的に試料のスペクトルが弱くなる傾向
があり、甚しい場合、試料のスペクトルが全く得られな
い場合もあることが明らかとなった。
By the way, when using this ion source to ionize a sample that is difficult to dissolve in glycerin, the sample is first dissolved in a solvent in which the sample is easily soluble, and the mixed substance of the solvent and sample is stirred with glycerin to form a colloidal sample. This colloidal sample is then applied onto the target. However, when such a sample is ionized to obtain a mass spectrum, the spectrum of glycerin appears extremely strong, and the spectrum of the sample tends to be relatively weak, and in severe cases, no spectrum of the sample can be obtained at all. It has become clear that there are cases.

本発明はグリセリンに溶けにくい試料をイオン化し、そ
の試料のマススペクトルを得ることを可能とするイオン
化方法を提供することを目的としており、ターゲット、
トに試料を塗布し、更に該試料表面にグリセリンを塗布
した後、該ターゲットを加熱すると共に該試料が塗布さ
れている該ターゲットに向けて中性粒子を照射するよう
にしている。
The purpose of the present invention is to provide an ionization method that makes it possible to ionize a sample that is difficult to dissolve in glycerin and obtain a mass spectrum of the sample.
After applying a sample to the target and further applying glycerin to the surface of the sample, the target is heated and neutral particles are irradiated toward the target to which the sample is applied.

以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述する。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明を実施するためのイオン源の一例を示し
ており、図中1はアルゴンイオン銃であり、該イオン銃
において発生したアルゴンイオンは加速電極2によって
加速される。この加速された高速度のアルゴンイオンビ
ームは内部にアルゴンガスが満たされた衝突室3内に入
射し、その一部はアルゴンガスと衝突して電荷を奪われ
、高速の中性粒子となる。この衝突室4の下部には静電
偏向板4が配置されており、該偏向板4によって衝突室
3.を通過したアルゴンイオンは偏向されて取り除かれ
、電荷を奪われたアルゴン中性粒子のみが該偏向板4の
下部に配置された板状のターゲット5上に入射する。該
ターゲット5は基台6.トの支柱7及び8にスポット溶
接によって取り付けられており、微細径の針状材が多数
設けられている。該ターゲット5に接近してスリット9
を有した電極10が配置されているが、該ターゲット5
と該電極10との間には電[11から例えば、10V程
度の電圧が印加されている。更に、支柱7と8は該ター
ゲット5を通電加熱する加熱電源12に接続されている
。ここで、該多数の針状材を有したターゲット5は例え
ば、次のような方法によって製造される。まず、タング
ステン製の板状母材の表面に金蒸着を行い、その後該母
材をシランガス(Si H45%十八へ  95%)雰
囲気中に配置する。更に該タングステン製母材に通電し
て加熱することにより、約1分から10分後に該金蒸着
面上に直径約0.2)1m、長さ約20−の多数のシリ
コンの針状材が成長し、該ターゲット5が製造される。
FIG. 1 shows an example of an ion source for carrying out the present invention. In the figure, 1 is an argon ion gun, and argon ions generated in the ion gun are accelerated by an accelerating electrode 2. As shown in FIG. This accelerated high-velocity argon ion beam enters the collision chamber 3 filled with argon gas, and a portion of it collides with the argon gas and is stripped of charge, becoming high-speed neutral particles. An electrostatic deflection plate 4 is disposed at the bottom of the collision chamber 4, and the collision chamber 3. The argon ions that have passed are deflected and removed, and only neutral argon particles that have been deprived of charge are incident on a plate-shaped target 5 disposed below the deflection plate 4. The target 5 is a base 6. It is attached to the pillars 7 and 8 of the top by spot welding, and is provided with a large number of needle-like members of fine diameter. Close to the target 5 and open the slit 9
An electrode 10 having a target 5 is arranged.
A voltage of about 10 V, for example, is applied from the voltage source 11 between the electrode 10 and the electrode 10 . Further, the pillars 7 and 8 are connected to a heating power source 12 for electrically heating the target 5. Here, the target 5 having the large number of needle-like materials is manufactured, for example, by the following method. First, gold is deposited on the surface of a plate-shaped base material made of tungsten, and then the base material is placed in a silane gas (SiH 45% to 18% to 95%) atmosphere. Furthermore, by applying electricity to the tungsten base material and heating it, a large number of silicon needles with a diameter of about 0.2)1 m and a length of about 20 mm grow on the gold-deposited surface after about 1 to 10 minutes. Then, the target 5 is manufactured.

尚、このターゲット5の形状は板状とせず、ワイヤー状
であっても良い。
Note that the shape of the target 5 may not be a plate shape, but may be a wire shape.

上述した如き構成によるイオン化に際し、まずターゲッ
ト部分がイオン化学13外部に取り出され、例えばアセ
トン、アルコールの如き揮発性の溶媒に溶かされた試料
が塗布される。その後、該ターゲット上の溶媒のみを蒸
発させ、試料のみを該ターゲット上で固化させ、更にそ
の固化した表面にグリセリンが塗布される。このグリセ
リンの塗布の後、該ターゲット5はイオン化室13の所
定の位置にセットされる。該ターゲット5がセットされ
た後、該イオン化室内は真空に排気され、イオン銃1か
らアルゴンイオンが発生させられる。
During ionization using the above-described configuration, the target portion is first taken out of the ion chemistry 13, and a sample dissolved in a volatile solvent such as acetone or alcohol is applied thereto. Thereafter, only the solvent on the target is evaporated, only the sample is solidified on the target, and furthermore, glycerin is applied to the solidified surface. After applying this glycerin, the target 5 is set at a predetermined position in the ionization chamber 13. After the target 5 is set, the ionization chamber is evacuated and argon ions are generated from the ion gun 1.

該イオン銃1から発生し加速されたアルゴンイオンの内
のかなりの部分は主として衝突室3においてアルゴン原
子と衝突して電荷を失う。該衝突室3からは中性の高速
アルゴン原子と衝突室で電荷を失わなかったアルゴンイ
オンとの混合ビームが得られれるが、該アルゴンイオン
は静電偏向板4によって偏向され、その結果中性のアル
ゴン原子ビームのみがターゲット5に入射する。更に、
該ターゲット5は電源12によって通電加熱させられ、
その結果表面のグリセリンは加熱と中性アルゴン原子ビ
ームによる衝撃とによって蒸発させられる。該蒸発した
グリセリンは更に中性ビームのエネルギーによってイオ
ン化され、電極10のスリット9を通って質量分析部へ
と導かれる。そのため、初期状態においては質量分析部
によって分析され、得られるマススペクトルはグリセリ
ンのみに基づくものとなるが、時間の経過と共に該ター
ゲット上からのグリセリンイオンの発生量は減少し、あ
る時間が経過した後にグリセリンによってカバーされて
いた試料もイオン化され始める。
A considerable portion of the argon ions generated and accelerated from the ion gun 1 mainly collide with argon atoms in the collision chamber 3 and lose their charge. A mixed beam of neutral high-speed argon atoms and argon ions that have not lost their charge in the collision chamber is obtained from the collision chamber 3, but the argon ions are deflected by the electrostatic deflection plate 4, resulting in neutral Only the argon atomic beam enters the target 5. Furthermore,
The target 5 is electrically heated by a power source 12,
As a result, the surface glycerin is evaporated by heating and bombardment with a beam of neutral argon atoms. The evaporated glycerin is further ionized by the energy of the neutral beam and guided through the slit 9 of the electrode 10 to the mass spectrometer. Therefore, in the initial state, it is analyzed by the mass spectrometer and the obtained mass spectrum is based only on glycerin, but as time passes, the amount of glycerin ions generated from the target decreases, and after a certain amount of time has passed. The sample that was later covered by glycerin also begins to be ionized.

第2図はイオン化され質量分析部に導入されるグリセリ
ンと試料のイオン量を示したもので、図中横軸は時間、
縦軸はイオン量であり、Ioはグリセリン、lsは試料
である。この図より、グリセリンのイオン口は急激に減
少し、試料表面に僅かにグリセリンが残っている状態で
試料のイオン化が活発に行われ、更にその状態がかなり
の時間継続することが明らかである。従って、グリセリ
ンのイオンが減少した状態で質量分析を行えば、グリセ
リンの影響を無視し得る状態で、試料のマススペクトル
を得ることができる。
Figure 2 shows the amount of ions in glycerin and the sample that are ionized and introduced into the mass spectrometer, and the horizontal axis in the figure is time;
The vertical axis is the ion amount, Io is glycerin, and ls is the sample. From this figure, it is clear that the number of glycerin ion ports decreases rapidly, and that the sample is actively ionized with a small amount of glycerin remaining on the sample surface, and this state continues for a considerable time. Therefore, if mass spectrometry is performed in a state where glycerin ions are reduced, a mass spectrum of the sample can be obtained in a state where the influence of glycerin can be ignored.

第3図(a )はグリセリンに溶けにくいアデノシンを
試料として用い、該アデノシンとグリセリンとを混合・
攪拌してターゲットに塗布し、第1図に示したイオン源
によってイオン化するようにした、従来方法によって得
られたマススペクトルであり、第3図(b)はターゲッ
ト上にまずアデノシンを塗布して乾燥させた後、その表
面を覆う如くグリセリンを塗布し、ターゲットを加熱さ
せながら中性粒子を衝撃するようにした本発明に基づい
てイオン化し、得られたマススペクトルである。本発明
を使用すれば、第3図(b )に示すスペクトルから明
らかな如く、アデノシンのピークpaを明確に検出する
ことができる。一方、従来方法による第3図(a )で
は、グリセリンのピークPOのみが大きく検出され、ア
デノシンのピークは極めて小さく、ノイズピークと区別
することは困難となっている。この第3図はアデノシン
を試料として用いた場合であるが、グリセリンに溶けに
くく、従来方法ではマススペクトルを得ることが困難で
あったコレステロール等についても実験を行った所、上
記アデノシンの場合と同様な結果が得られた。
In Figure 3(a), adenosine, which is difficult to dissolve in glycerin, is used as a sample, and the adenosine and glycerin are mixed.
This is a mass spectrum obtained by a conventional method in which adenosine was applied to the target with stirring and ionized by the ion source shown in Figure 1. Figure 3(b) shows a mass spectrum obtained by first applying adenosine to the target. This is a mass spectrum obtained by applying glycerin to cover the surface of the target after drying and ionizing the target according to the present invention in which neutral particles are bombarded while heating the target. By using the present invention, the peak pa of adenosine can be clearly detected, as is clear from the spectrum shown in FIG. 3(b). On the other hand, in FIG. 3(a) obtained by the conventional method, only the glycerin peak PO is detected as large, and the adenosine peak is extremely small, making it difficult to distinguish it from the noise peak. This Figure 3 shows the case where adenosine was used as the sample, but we also conducted experiments with cholesterol, etc., which are difficult to dissolve in glycerin and have difficulty obtaining mass spectra using conventional methods. The results were obtained.

以上詳述した如く、本発明は特にグリセリンに溶けにく
い試料のイオン化を行う場合に使用して効果のあるもの
である。尚、本発明は上述した実施例に限定されず、幾
多の変形が可能である。例えば、試料が塗布されるター
ゲットは多数の微細系の針状部材の無い板あるいはワイ
ヤーであっても良いが、この場合は試料の保持−が少く
なり、不利である。
As detailed above, the present invention is particularly effective when used to ionize samples that are difficult to dissolve in glycerin. Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in many ways. For example, the target to which the sample is applied may be a plate or wire without a large number of fine needle-like members, but in this case, the sample is held less, which is disadvantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に基づく方法を実施するために使用され
るイオン源の一例を示す図、第2図はグリセリンと試料
とのイオン量を示す図、第3図は従来方法と本発明に基
づく方法によって得られたマススペクトルを示す図であ
る。 1:イオン銃   3:衝突室 5:ターゲット  6:基台 7.8=支柱   9ニスリツト 10:電極    11:電源 12:加熱電源  13:イオン化室 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄
Figure 1 is a diagram showing an example of an ion source used to carry out the method based on the present invention, Figure 2 is a diagram showing the ion amounts of glycerin and sample, and Figure 3 is a diagram showing an example of the ion source used to carry out the method based on the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a mass spectrum obtained by the method based on FIG. 1: Ion gun 3: Collision chamber 5: Target 6: Base 7.8 = Support 9 Nislit 10: Electrode 11: Power source 12: Heating power source 13: Ionization chamber Patent applicant JEOL Ltd. Representative Tadao Kase

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ターゲット上に試料を塗布し、更に該試料表面にグリセ
リンを塗布した後、該ターゲットを加熱すると共に該試
料が塗布されているターゲットに向けて中性粒子を照射
するようにしたイオン化方法。
An ionization method in which a sample is coated on a target, glycerin is further coated on the surface of the sample, the target is heated, and neutral particles are irradiated toward the target on which the sample is coated.
JP57079577A 1982-05-12 1982-05-12 Method of ionization Pending JPS58197646A (en)

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JP57079577A JPS58197646A (en) 1982-05-12 1982-05-12 Method of ionization

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