JPS5819846A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
- Publication number
- JPS5819846A JPS5819846A JP56118798A JP11879881A JPS5819846A JP S5819846 A JPS5819846 A JP S5819846A JP 56118798 A JP56118798 A JP 56118798A JP 11879881 A JP11879881 A JP 11879881A JP S5819846 A JPS5819846 A JP S5819846A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- ion
- injecting hole
- nozzle
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は化学イオン化イオン源をもつ質量分析装置の
改良に関するものである。
改良に関するものである。
化学イオン化（Ｃｈａｍｉｅａｌ １ｏｎｉｚａｔｉｏ
ｎ、 Ｃ工と略称される）は、イオン源にメタン、イ
ソブタン。
ｎ、 Ｃ工と略称される）は、イオン源にメタン、イ
ソブタン。
アンモニヤのような試薬ガスを定常的に流し、イオン源
内の圧力を約Ｉ ＴＯｒｒに保持しながら、電子衝撃イ
オン化およびイオン分子反応によシ試薬ガス分子をイオ
ン化し、反応イオンを作る。次にこの状態で微量の試料
をイオン源へ導入して、反応イオンと試料分子との間の
イオン分子反応により、試料分子をイオン化、するもの
で、高強度の分子イオンを得易いソフトなイオン化とし
ての特長から微量分析に有効な方法となっている。
内の圧力を約Ｉ ＴＯｒｒに保持しながら、電子衝撃イ
オン化およびイオン分子反応によシ試薬ガス分子をイオ
ン化し、反応イオンを作る。次にこの状態で微量の試料
をイオン源へ導入して、反応イオンと試料分子との間の
イオン分子反応により、試料分子をイオン化、するもの
で、高強度の分子イオンを得易いソフトなイオン化とし
ての特長から微量分析に有効な方法となっている。
第１図に従来の化学イオン化イオン源と分析部の一部の
構成略図を示す。ガス供給パイプ（１）から試薬ガスを
イオン源（２）へ定常的に供給する。イオン源内の圧力
をＰｌとするとＰｉ中Ｉ ＴＯｒｒで動作させる。イオ
ン源と外部ハウジングの間の領域（３）の圧力をＰｌと
すると、この領域には電子源としての熱フィラメントが
設けられるので（図示していない）このフィラメント寿
命の点からＰ Ｌ（１０−’Ｔｏｒｒの真空を維持する
必要がある。イオン源内で、このような圧力差をもたせ
るために、ＣＩイオン源は気密性の高い構造とされる。
構成略図を示す。ガス供給パイプ（１）から試薬ガスを
イオン源（２）へ定常的に供給する。イオン源内の圧力
をＰｌとするとＰｉ中Ｉ ＴＯｒｒで動作させる。イオ
ン源と外部ハウジングの間の領域（３）の圧力をＰｌと
すると、この領域には電子源としての熱フィラメントが
設けられるので（図示していない）このフィラメント寿
命の点からＰ Ｌ（１０−’Ｔｏｒｒの真空を維持する
必要がある。イオン源内で、このような圧力差をもたせ
るために、ＣＩイオン源は気密性の高い構造とされる。
今、イオン源に供給される試薬ガス流量をＱ、イオン源
のコンダクタンスをＣｉとすると、次の関係が成立つ。
のコンダクタンスをＣｉとすると、次の関係が成立つ。
Ｑ＝Ｃ１（Ｐｉ−Ｐｌ）・・・・・・・・・ （１）Ｃ
１はイオン源に設けられる電子入射孔（図示せず）とイ
オン出射孔（Ａ）の寸法で決定されるが、通常は１〜５
Ｘ １０ １ ／ ８θＣ・ 程度が実用されてぃる
。仮シにＣｉ ＝ ５ Ｘ １０ ｚ ／Ｓｅａ、 Ｐ
ｉ ＝ＩＴｏｒｒ、 Ｐ Ｉ ＝ＩＸ１０ ＴＯ
ｒｒとしてＱを試算するとＱ＝５ Ｘ １０ Ｔｏｒ
ｒ、 ｚ ／Ｓｅａ、となる。これは試薬ガス流量的
４ ｍ ｚ ／ ｍｉｎ・に相当している。一方、イオ
ン源で生成した試料イオンの質量分離を行なう分析部（
５）はなるべく高真空であることが望ましい。
１はイオン源に設けられる電子入射孔（図示せず）とイ
オン出射孔（Ａ）の寸法で決定されるが、通常は１〜５
Ｘ １０ １ ／ ８θＣ・ 程度が実用されてぃる
。仮シにＣｉ ＝ ５ Ｘ １０ ｚ ／Ｓｅａ、 Ｐ
ｉ ＝ＩＴｏｒｒ、 Ｐ Ｉ ＝ＩＸ１０ ＴＯ
ｒｒとしてＱを試算するとＱ＝５ Ｘ １０ Ｔｏｒ
ｒ、 ｚ ／Ｓｅａ、となる。これは試薬ガス流量的
４ ｍ ｚ ／ ｍｉｎ・に相当している。一方、イオ
ン源で生成した試料イオンの質量分離を行なう分析部（
５）はなるべく高真空であることが望ましい。
このためイオン源と分析部の間に開口（Ｂ）をもつ隔壁
（４）を設けて、イオン源側と分析部側をそれぞれ真空
ポンプ（６）（７）で別々に排気する。今開口（Ｂ）の
コンダクタンスをＣＢ＋ イオン源側排気系の実効排気
速度をＳθ１２分析部側排気系の実効排気速度をＳｅｚ
とすると、次式が成立つ。
（４）を設けて、イオン源側と分析部側をそれぞれ真空
ポンプ（６）（７）で別々に排気する。今開口（Ｂ）の
コンダクタンスをＣＢ＋ イオン源側排気系の実効排気
速度をＳθ１２分析部側排気系の実効排気速度をＳｅｚ
とすると、次式が成立つ。
こ＼でＱ２：分析部側排気系で排気するガス量Ｑ１：イ
オン源側排気系で排気するガス流量 （２）式で１ ＜＜−；とすると、次の簡略化ができる
。
オン源側排気系で排気するガス流量 （２）式で１ ＜＜−；とすると、次の簡略化ができる
。
（３）式から、イオン源へ定常的に供給される試薬ガス
は、近似的にＳｅ１とＣＢの比でイオン源側排気系と分
析部側排気系に分流することが判る。すなわち分析部の
真空度を向上するためには５ｅＶＣａ比を犬としなけれ
ばならない。Ｓｅｘを大きくするノことは排気速度の大
きいポンプを要し、経済的でない。開口（ロ）の寸法を
小さくしてやる必要がある。
は、近似的にＳｅ１とＣＢの比でイオン源側排気系と分
析部側排気系に分流することが判る。すなわち分析部の
真空度を向上するためには５ｅＶＣａ比を犬としなけれ
ばならない。Ｓｅｘを大きくするノことは排気速度の大
きいポンプを要し、経済的でない。開口（ロ）の寸法を
小さくしてやる必要がある。
一方イオン源で生成したイオンは、高感度分析のために
は、なるべく損失なしに分析部へ入射させねばならない
。この目的からは開口（Ｂ）はイオンビームを遮断しな
いだけ大きくしておく必要がある。
は、なるべく損失なしに分析部へ入射させねばならない
。この目的からは開口（Ｂ）はイオンビームを遮断しな
いだけ大きくしておく必要がある。
すなわち、この両者は互に相反する要求であシ、兼ね合
いが必要となる。
いが必要となる。
本発明はこの点の改良を目的としたものである。
分析部への流入を防ぎたいのは試薬ガスであシ、いづれ
も分子量数１０程度の比較的軽いガスである。この軽い
ガスのみ選択的に、分析部へ入る前に除去できれば好都
合である。この特性を有するものに、ガスクロマトグラ
フと質量分析計の結合部に使用されている分子分離器が
ある。これはジェットセパレータと呼ばれており、良く
知られているように一対のノズルを対向して同軸上に配
置し、ノズルの入口、出口間に適当な圧力差を設けるこ
とによシ、ノズルから噴射するガスの拡散速度が分子量
によって異なることを利用し、軽いガスクロマトグラフ
用キャリヤガスを選択的に除去、排出するものである。
も分子量数１０程度の比較的軽いガスである。この軽い
ガスのみ選択的に、分析部へ入る前に除去できれば好都
合である。この特性を有するものに、ガスクロマトグラ
フと質量分析計の結合部に使用されている分子分離器が
ある。これはジェットセパレータと呼ばれており、良く
知られているように一対のノズルを対向して同軸上に配
置し、ノズルの入口、出口間に適当な圧力差を設けるこ
とによシ、ノズルから噴射するガスの拡散速度が分子量
によって異なることを利用し、軽いガスクロマトグラフ
用キャリヤガスを選択的に除去、排出するものである。
本発明はイオン源のイオン出射孔（Ａ）および隔壁（４
）にある開口（Ｂ）をジェットセパレータとして構成し
、イオン出射孔から噴射する試薬ガスをイオン源側排気
系で排出することによシ、第１図に示した従来の方法で
は単なる分流であったのに対して、ジェノ）−にパレー
タによる低分子量ガスの選択的除去効果が得られるので
、開口（ロ）はイオンビームを損失なく分析部へ通過せ
しめる条件に設定することができるので、微量分析に効
果を有する。
）にある開口（Ｂ）をジェットセパレータとして構成し
、イオン出射孔から噴射する試薬ガスをイオン源側排気
系で排出することによシ、第１図に示した従来の方法で
は単なる分流であったのに対して、ジェノ）−にパレー
タによる低分子量ガスの選択的除去効果が得られるので
、開口（ロ）はイオンビームを損失なく分析部へ通過せ
しめる条件に設定することができるので、微量分析に効
果を有する。
第２図に本発明の構成略図を示す。第１図の各部と対応
する部分には第１図と同じ符号がつけである。イオン源
（２）におけるイオン出射孔（Ａ）はイオン源から外方
に向って突出するノズルになっており、イオン源ハウジ
ング領域（３）と分析部（５）との間の隔壁（４）はハ
ウジング領域（３）内に突出してイオン出射孔（蜀に近
接して設けられており、隔壁（４）に設けられた開口（
Ｂ）はイオン出射孔（Ａ）に対向して突出したノズルと
なっており、（勾と（Ｂ）とによってジェット型分子セ
パレータが構成されている。ノズル（Ａ）から噴出する
ガス分子及びイオンのうち比較的軽い試薬ガス分子は拡
散度合が大きくノズル（→に進入する数は少く殆んどが
ハウジング領域（３）を経てイオン源部排気ポンプ（６
）により排出され、ノズル（Ｂ）にはイオン化された試
料分子が選択的に進入し、分析部（５）の真空度の維持
と不要分子の除去の両方が同時に達成される。分析部に
は四重極質量分析装置や磁場形質量分折装置など任意に
用いることができる。
する部分には第１図と同じ符号がつけである。イオン源
（２）におけるイオン出射孔（Ａ）はイオン源から外方
に向って突出するノズルになっており、イオン源ハウジ
ング領域（３）と分析部（５）との間の隔壁（４）はハ
ウジング領域（３）内に突出してイオン出射孔（蜀に近
接して設けられており、隔壁（４）に設けられた開口（
Ｂ）はイオン出射孔（Ａ）に対向して突出したノズルと
なっており、（勾と（Ｂ）とによってジェット型分子セ
パレータが構成されている。ノズル（Ａ）から噴出する
ガス分子及びイオンのうち比較的軽い試薬ガス分子は拡
散度合が大きくノズル（→に進入する数は少く殆んどが
ハウジング領域（３）を経てイオン源部排気ポンプ（６
）により排出され、ノズル（Ｂ）にはイオン化された試
料分子が選択的に進入し、分析部（５）の真空度の維持
と不要分子の除去の両方が同時に達成される。分析部に
は四重極質量分析装置や磁場形質量分折装置など任意に
用いることができる。
四重極質量分析計を用いる場合は、イオンビームは円形
断面であるので、イオン出射孔（Ａ）、開口（功とも円
孔な用いる。磁場形質量分析計を用いる場合は、イオン
ビームは矩形断面であるので、イオン出射孔μ）ｐ開口
（Ｂ）ともにスリット状にする。
断面であるので、イオン出射孔（Ａ）、開口（功とも円
孔な用いる。磁場形質量分析計を用いる場合は、イオン
ビームは矩形断面であるので、イオン出射孔μ）ｐ開口
（Ｂ）ともにスリット状にする。
ジェットセパレータを構成するノズル部分はステンレス
スチールあるいはセラミックを用いるが、汚染除去がや
り易いよう容易に着脱できるような構造にしておくこと
がよい。ステンレススチールのような導電性材料を用い
る場合は隔壁（４）を絶縁支持材を介して・・ウジング
に取付は開口（至）に適呂な電位を与えて、イオン源か
らのイオン抽出特性の調整手段を設けることもできる。
スチールあるいはセラミックを用いるが、汚染除去がや
り易いよう容易に着脱できるような構造にしておくこと
がよい。ステンレススチールのような導電性材料を用い
る場合は隔壁（４）を絶縁支持材を介して・・ウジング
に取付は開口（至）に適呂な電位を与えて、イオン源か
らのイオン抽出特性の調整手段を設けることもできる。
また図には示していないが、イオンビームのアラインメ
ント用に適当なレンズ電極複数を設けることも勿論任意
である。
ント用に適当なレンズ電極複数を設けることも勿論任意
である。
本発明質量分析装置は上述したような構成で、イオン源
部と分析部との間の圧力差をイオン源部ハウジング領域
における単なる分流によってでなく、ジェットセパレー
タの原理を利用して目的のイオンを選択的に分析部に進
入させる方法で維持するようにしたから、従来のＣエイ
オン源を用いた質量分析装置よりも高感度の質量分析装
置が得られる。
部と分析部との間の圧力差をイオン源部ハウジング領域
における単なる分流によってでなく、ジェットセパレー
タの原理を利用して目的のイオンを選択的に分析部に進
入させる方法で維持するようにしたから、従来のＣエイ
オン源を用いた質量分析装置よりも高感度の質量分析装
置が得られる。
第１図は従来例の側面略図、第２図は本発明の一実施例
装置の要部側面略図である。 代理人 弁理士 縣 浩 介
装置の要部側面略図である。 代理人 弁理士 縣 浩 介
Claims (1)
- 試料および試薬ガスが導入されるイオン源部と、質量分
析部および両者間の隔壁を具備し、上記イオン源のイオ
ン出射孔と隔壁の開口とでジェット型分子セパレータを
構成したことを特徴とする化学イオ゛ン化イオン源をも
つ質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56118798A JPS5819846A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56118798A JPS5819846A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5819846A true JPS5819846A (ja) | 1983-02-05 |
Family
ID=14745371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56118798A Pending JPS5819846A (ja) | 1981-07-28 | 1981-07-28 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5819846A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6236241U (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-03 |
-
1981
- 1981-07-28 JP JP56118798A patent/JPS5819846A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6236241U (ja) * | 1985-08-23 | 1987-03-03 |
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