JPS5935347A - イオン生成装置 - Google Patents
イオン生成装置Info
- Publication number
- JPS5935347A JPS5935347A JP57143254A JP14325482A JPS5935347A JP S5935347 A JPS5935347 A JP S5935347A JP 57143254 A JP57143254 A JP 57143254A JP 14325482 A JP14325482 A JP 14325482A JP S5935347 A JPS5935347 A JP S5935347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- sample
- carrier gas
- cylindrical electrode
- ions
- 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
Links
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
- H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
- H01J49/168—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission field ionisation, e.g. corona discharge
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】
本発明は質量分析装置或いはイオン化検出器等に用いて
好適なイオン生成装置に関するものである。
好適なイオン生成装置に関するものである。
本発明者は先に主1シリア−ガスより作成した電荷を持
たない励起種を試料にあてて該試料をイオン化する新し
いイオン生成方法を提案した。この提案方法は特開昭5
5−9107号に詳説されているが、大略第1図に例示
した装置構成で実施づることができる。同図において1
は導入管2から内部へキャリアーガス例えばアルゴンが
導入されるガラス管で、該ガラス管1の一端は絶縁体3
によって封止されており、該絶縁体3を貫通して針状電
極4がガラス管内に挿入されている。ガラス管内には上
記針状M極4と向ぎ合う対向電極5が配置され、該対向
電極5に続けて網電極6.リペラ電極7が間に絶縁リン
グ8.9を介してこの順序で配置されている。10はガ
ラス管1に直交する方向から該ガラス管1内へ挿入され
るエミッタで、絶縁体11によって支持され、その先端
部に試料を保持している。
たない励起種を試料にあてて該試料をイオン化する新し
いイオン生成方法を提案した。この提案方法は特開昭5
5−9107号に詳説されているが、大略第1図に例示
した装置構成で実施づることができる。同図において1
は導入管2から内部へキャリアーガス例えばアルゴンが
導入されるガラス管で、該ガラス管1の一端は絶縁体3
によって封止されており、該絶縁体3を貫通して針状電
極4がガラス管内に挿入されている。ガラス管内には上
記針状M極4と向ぎ合う対向電極5が配置され、該対向
電極5に続けて網電極6.リペラ電極7が間に絶縁リン
グ8.9を介してこの順序で配置されている。10はガ
ラス管1に直交する方向から該ガラス管1内へ挿入され
るエミッタで、絶縁体11によって支持され、その先端
部に試料を保持している。
そして針状電極4と対向電極5の間にコロナ放電を起こ
させてアルゴンイオンAr”、電子e−及び励起状態の
アルゴン原子Ar”(励起種)を作成し、電極6により
このうち△r+及びe−を除いてAr*のみを取出し、
該Ar*の持つ励起(内部)エネルギーによって試料を
イオン化づることがこの提案方法の特徴であり、(a
)液体試料を大気圧下で直接イオン化できる、(1))
特にアルゴンを用いると大部分の有11化合物をイオン
化でき、しかも水、空気等は殆んどイオン化しないので
試料を空気中で自由に扱うことができる、(C)大気圧
のイオン化なので厳密な気密が不要となり装置構成を簡
略化できる、等多くの優れた点を有している。
させてアルゴンイオンAr”、電子e−及び励起状態の
アルゴン原子Ar”(励起種)を作成し、電極6により
このうち△r+及びe−を除いてAr*のみを取出し、
該Ar*の持つ励起(内部)エネルギーによって試料を
イオン化づることがこの提案方法の特徴であり、(a
)液体試料を大気圧下で直接イオン化できる、(1))
特にアルゴンを用いると大部分の有11化合物をイオン
化でき、しかも水、空気等は殆んどイオン化しないので
試料を空気中で自由に扱うことができる、(C)大気圧
のイオン化なので厳密な気密が不要となり装置構成を簡
略化できる、等多くの優れた点を有している。
本発明は、この様に優れた点を持つ提案方法を更に改善
することを目的とするものであり、特に一端が開放され
た筒状電極と、先端を」−記開放端へ向けて該筒状電極
内に配置される剣状電極と、該11状電極から上記開放
端へ向(プて流リキトリアーガスを上記筒状電極内へ供
給するための手段と、上記針状電極と筒状電極どの間に
高電圧を印加しコロナ放電を生起させるための電源とを
備えるという極めて簡略化された装置構成を持ち、しか
も剣状電極の先端の位j群を移動さけることにより、試
料を励起種によってイオン化する方法及び試料をイオン
によってイオン化りる方法の2つの方法を選択的に行う
ことのできるイオン生成装置を提供覆るものである。
することを目的とするものであり、特に一端が開放され
た筒状電極と、先端を」−記開放端へ向けて該筒状電極
内に配置される剣状電極と、該11状電極から上記開放
端へ向(プて流リキトリアーガスを上記筒状電極内へ供
給するための手段と、上記針状電極と筒状電極どの間に
高電圧を印加しコロナ放電を生起させるための電源とを
備えるという極めて簡略化された装置構成を持ち、しか
も剣状電極の先端の位j群を移動さけることにより、試
料を励起種によってイオン化する方法及び試料をイオン
によってイオン化りる方法の2つの方法を選択的に行う
ことのできるイオン生成装置を提供覆るものである。
以下本発明の一実施例を添ト1図面に基づき訂jボする
。
。
第2図は本発明の一実施例の474成を示ず…i面図、
第3図はそのI−I’断面図である。図中12は例えば
接地電位が与えられた筒状電極で、その一端は絶縁キャ
ップ13によって11止されると共に、(I!!端は絶
縁リング14内の試料イオン化室15へ挿入されている
。上記筒状電極内には電源16に接続された針電極17
が挿入されると共に、導入管18を介して1気圧程度の
アルゴン、窒素等のキャリアーガスが供給される。この
キレリアーガスは試料イオン化室15へ流入し、更にリ
ング14に聞りられたJJI出口19を介して排出され
る。
第3図はそのI−I’断面図である。図中12は例えば
接地電位が与えられた筒状電極で、その一端は絶縁キャ
ップ13によって11止されると共に、(I!!端は絶
縁リング14内の試料イオン化室15へ挿入されている
。上記筒状電極内には電源16に接続された針電極17
が挿入されると共に、導入管18を介して1気圧程度の
アルゴン、窒素等のキャリアーガスが供給される。この
キレリアーガスは試料イオン化室15へ流入し、更にリ
ング14に聞りられたJJI出口19を介して排出され
る。
20はこのイオン化室15内のキャリアーガスの流れの
中に配置されるフィラメントで、ベース21に植え込ま
れた支持電極22.23間に張架されている。該フイラ
メン1へ20にはその直上に配置される試料導入管24
から試料液が滴下されると共に、電m25より加速電圧
が印加され、更に必要に応じて電源26によって通電加
熱が可能である。
中に配置されるフィラメントで、ベース21に植え込ま
れた支持電極22.23間に張架されている。該フイラ
メン1へ20にはその直上に配置される試料導入管24
から試料液が滴下されると共に、電m25より加速電圧
が印加され、更に必要に応じて電源26によって通電加
熱が可能である。
上記リング14の後段には、レンズ雷神27゜28、四
極子電極29.イオン検出器30.真空ポンプ31を備
えた四重極型賀聞分析装買32が接続されており、両者
の間には高真空の質量分析装置との圧力差を維持し得る
J:うな=1ンダクタンスが与えられたピンホール33
を有づる電極34が設置されている。該電極3/Iはリ
ング35により周囲と絶縁され、電源36から適宜な電
圧を印加することができる。
極子電極29.イオン検出器30.真空ポンプ31を備
えた四重極型賀聞分析装買32が接続されており、両者
の間には高真空の質量分析装置との圧力差を維持し得る
J:うな=1ンダクタンスが与えられたピンホール33
を有づる電極34が設置されている。該電極3/Iはリ
ング35により周囲と絶縁され、電源36から適宜な電
圧を印加することができる。
上述の如き構成において、導入管18から筒状電極12
内へ導入されたキャリアーガスは、針電極17の先端か
ら筒状電極12の開放端へ向けて移動して試料イオン化
室15へ流入し、フィラメンh 20の周囲を流れて電
極34のビンボール33の部分へぶつかり、方向を変え
てす1出[]19へ向かって排出されると共に、そのう
ちの一部はビンボール33を介して質量分析装置内へ流
入づる。
内へ導入されたキャリアーガスは、針電極17の先端か
ら筒状電極12の開放端へ向けて移動して試料イオン化
室15へ流入し、フィラメンh 20の周囲を流れて電
極34のビンボール33の部分へぶつかり、方向を変え
てす1出[]19へ向かって排出されると共に、そのう
ちの一部はビンボール33を介して質量分析装置内へ流
入づる。
そして多1電極に1〜3KVFi!度例えば2KVの角
の高電圧を印加づると、電界が集中する先端部とその周
囲の電極12との間でコロナ放電が起こり、この放電に
よって針電極17の先端部付近のアルゴンガス中には、
そのイオンA r +、電子e−及び電荷を持たない励
起状態のアルゴン原子Ar*が生成される。このAr*
はt%Ii安定状態(励起]−ネルギ−11’、 55
e V及び11.72eV)であって寿命が長く(ゴO
’scc以上)、他のAr原子と衝突しても共鳴的にエ
ネルギー移動が起こるだ()でAr*の総数は変わらな
い。
の高電圧を印加づると、電界が集中する先端部とその周
囲の電極12との間でコロナ放電が起こり、この放電に
よって針電極17の先端部付近のアルゴンガス中には、
そのイオンA r +、電子e−及び電荷を持たない励
起状態のアルゴン原子Ar*が生成される。このAr*
はt%Ii安定状態(励起]−ネルギ−11’、 55
e V及び11.72eV)であって寿命が長く(ゴO
’scc以上)、他のAr原子と衝突しても共鳴的にエ
ネルギー移動が起こるだ()でAr*の総数は変わらな
い。
上述の如くコロナ放電により生成されたA r +e−
及びΔr*は、キャリアーガスの流れに乗ってフィラメ
ント20の方向へ移動するが、電荷を持つ八r+及び0
−は接地電位が!jえられた筒状電極12へ引かれて衝
突し、前者は電荷を失ってアルゴン原子に戻り、後者は
電極12へ吸収される。又、Δr+の一部は釘状電極1
7にも接触して電荷を失いアルゴン原子に戻る。そのた
め、筒状電極12の開放端を出る時点ぐキt・リアーガ
ス中に存在するのは、電荷を持たないAr’だけであり
、このΔ1゛*がキャリアーガスの流れの中に配置され
るフィラメン1〜20に何着している試料に触れると、
Ar*の持つ励起1ネルギー(11゜55eV及び11
.72eV)よりも低イイオン化エネルギーを持つ化合
物はり一部てイオン化される。
及びΔr*は、キャリアーガスの流れに乗ってフィラメ
ント20の方向へ移動するが、電荷を持つ八r+及び0
−は接地電位が!jえられた筒状電極12へ引かれて衝
突し、前者は電荷を失ってアルゴン原子に戻り、後者は
電極12へ吸収される。又、Δr+の一部は釘状電極1
7にも接触して電荷を失いアルゴン原子に戻る。そのた
め、筒状電極12の開放端を出る時点ぐキt・リアーガ
ス中に存在するのは、電荷を持たないAr’だけであり
、このΔ1゛*がキャリアーガスの流れの中に配置され
るフィラメン1〜20に何着している試料に触れると、
Ar*の持つ励起1ネルギー(11゜55eV及び11
.72eV)よりも低イイオン化エネルギーを持つ化合
物はり一部てイオン化される。
生成された試料イオンは、フィラメント20と電極34
との間に存在する加速電界による力と、フィラメント付
近からピンホール33へ向レノで流れるアルゴンガス流
によって質量分析装置32内へ導入され、質量分析され
る。
との間に存在する加速電界による力と、フィラメント付
近からピンホール33へ向レノで流れるアルゴンガス流
によって質量分析装置32内へ導入され、質量分析され
る。
尚、本実施例ではキャップ13と筒状電極12にネジ溝
を設置ノ、キャップ13を回転させて矢印方向に移動さ
せることにより針電極17を筒状電極内で前後に移動可
能どしており、これにより励起種ではなくイオンを生成
させ、このイオンを試料に衝突させて試料をイオン化さ
せることも可能である。即ち、キレツブ13を回転ざけ
て釘電極17の先端が破線2の位置へ来るまで移動させ
てコロナ放電を発生させると、前述の場合と同様にAI
’ ” 、 O−及びAr*が生成され、試料へ向けて
移動するが、多1状電極17が前進しているので筒状電
極内を通る距離が短く、従って電荷を持つイオン等は大
部分除去されずに筒状電極12を通過して試料イオン化
室15内へ導入されることになる。この時!1状電極1
7に3〜4KVの正の高電圧を印加し、筒状電極12に
500〜800Vの正の電圧を印加づれば、e−は除去
されAr+には十分なエネルギーが与えられるため、A
r”はキャリアーガスや試料イオン化室内に富に微量存
在づる水と反応し、以下に示づ反応式に従って水のクラ
スターイオン(I(20)□H“が生成される。
を設置ノ、キャップ13を回転させて矢印方向に移動さ
せることにより針電極17を筒状電極内で前後に移動可
能どしており、これにより励起種ではなくイオンを生成
させ、このイオンを試料に衝突させて試料をイオン化さ
せることも可能である。即ち、キレツブ13を回転ざけ
て釘電極17の先端が破線2の位置へ来るまで移動させ
てコロナ放電を発生させると、前述の場合と同様にAI
’ ” 、 O−及びAr*が生成され、試料へ向けて
移動するが、多1状電極17が前進しているので筒状電
極内を通る距離が短く、従って電荷を持つイオン等は大
部分除去されずに筒状電極12を通過して試料イオン化
室15内へ導入されることになる。この時!1状電極1
7に3〜4KVの正の高電圧を印加し、筒状電極12に
500〜800Vの正の電圧を印加づれば、e−は除去
されAr+には十分なエネルギーが与えられるため、A
r”はキャリアーガスや試料イオン化室内に富に微量存
在づる水と反応し、以下に示づ反応式に従って水のクラ
スターイオン(I(20)□H“が生成される。
Ar” ll−120→f−1z O” +Ar
+’ (1)1120” +H20→(+20)I」
”−1−OH・・・(2)(+20)11” +Hz
OHAr → ・(1−ho)zl−じ +Δr−<
3)(1120) 、−Ilr ll」zO+Ar →
(H20) n )−ビ + Δ r ・・−
(/I)ここで、nは3〜5のイオンが多い。
+’ (1)1120” +H20→(+20)I」
”−1−OH・・・(2)(+20)11” +Hz
OHAr → ・(1−ho)zl−じ +Δr−<
3)(1120) 、−Ilr ll」zO+Ar →
(H20) n )−ビ + Δ r ・・−
(/I)ここで、nは3〜5のイオンが多い。
この水のクラスタイオンが試お1に触れると、プロトン
移行反応ににり次式に従って試料Mがイオン化される M十(1−1z O) 、ll−ビ→MI−1” +
nl−120−(5)尚、この時同時に生成する負の
電荷を持つイオン及び電子は!1状電極17及び筒状電
極12によってづ゛べて捕捉される。
移行反応ににり次式に従って試料Mがイオン化される M十(1−1z O) 、ll−ビ→MI−1” +
nl−120−(5)尚、この時同時に生成する負の
電荷を持つイオン及び電子は!1状電極17及び筒状電
極12によってづ゛べて捕捉される。
又、針状電極17及び筒状電極12に印加づる電圧の極
性を変えて負電圧とすれば、以下に示す反応式に従って
(+−120)、IO+−ド等の負イオンが生成され、
やはりプロトン移行反応により試料Mの負イオン(M−
1−1)−等が生成される。
性を変えて負電圧とすれば、以下に示す反応式に従って
(+−120)、IO+−ド等の負イオンが生成され、
やはりプロトン移行反応により試料Mの負イオン(M−
1−1)−等が生成される。
Ar −>Ar”+ e−・・16)1−12
0+ e−→ OH−十 H−(7)0 1−1
− 十 F+20+Ar →(1−1z O)
OH−−1−Ar −(8)(1」20 ) ++−
+01−1− +1−120+Ar→(+2 0)
n OH−+Ar −<9 >(+20)−08−十
M→ (M H)’−−1−n+2 C1・・ (10)
そしてフィラメント20及び電極27,28゜34の電
位を適宜設定することにより、生成された正又は負のイ
オンをピンボール33を介して質伍分析装置32内へ導
入して分析することが出来る。
0+ e−→ OH−十 H−(7)0 1−1
− 十 F+20+Ar →(1−1z O)
OH−−1−Ar −(8)(1」20 ) ++−
+01−1− +1−120+Ar→(+2 0)
n OH−+Ar −<9 >(+20)−08−十
M→ (M H)’−−1−n+2 C1・・ (10)
そしてフィラメント20及び電極27,28゜34の電
位を適宜設定することにより、生成された正又は負のイ
オンをピンボール33を介して質伍分析装置32内へ導
入して分析することが出来る。
尚、上述した説明ではキャリアーガスとしてアルゴンを
用い’U 12明したが、イオンによるイオン化の際に
は例えば窒素の方が適している。
用い’U 12明したが、イオンによるイオン化の際に
は例えば窒素の方が適している。
以上詳述した如く本発明によれば、一端が開放された筒
状電極と、先端を上記開放端へ向りて該筒状電極内に配
置される剣状電極と、該f1状電極から上記開放端へ向
【プて流すキャリアーガスを上記筒状電極内へ供給する
ための手段と、上記剣状電極と筒状電極との間に高電圧
を印加しコロナ放電を生起さゼるための電源という極め
て簡単な構成を持つイオン生成装置が実用され、しかも
、釘状電極17を移動させるだりで試わ1をイオンにJ
、リイオン化づるイオン化法を6行うことが可能となる
。
状電極と、先端を上記開放端へ向りて該筒状電極内に配
置される剣状電極と、該f1状電極から上記開放端へ向
【プて流すキャリアーガスを上記筒状電極内へ供給する
ための手段と、上記剣状電極と筒状電極との間に高電圧
を印加しコロナ放電を生起さゼるための電源という極め
て簡単な構成を持つイオン生成装置が実用され、しかも
、釘状電極17を移動させるだりで試わ1をイオンにJ
、リイオン化づるイオン化法を6行うことが可能となる
。
尚、本発明【よ上jボした実施例に限定されることなく
幾多の変形が可能である。例えば、本発明をイオン化検
出器に適用するのであれば、イオン、]レクタ電極を試
料に近接して配置し、生成しIご試料イオンをコレクタ
電極に集めて検出゛σるようにづれば良く、又、試料イ
オンは正イオンでも負イオンでも利用出来る。
幾多の変形が可能である。例えば、本発明をイオン化検
出器に適用するのであれば、イオン、]レクタ電極を試
料に近接して配置し、生成しIご試料イオンをコレクタ
電極に集めて検出゛σるようにづれば良く、又、試料イ
オンは正イオンでも負イオンでも利用出来る。
又、上述()た実施例ではフィラメン1〜に試料を付着
させたが、フィラメン1〜に多数のε1状突起を成長さ
せたものに試料を付着さけても良いし、試料を保持する
部材の形状は(f意に選ぶことが出来る。
させたが、フィラメン1〜に多数のε1状突起を成長さ
せたものに試料を付着さけても良いし、試料を保持する
部材の形状は(f意に選ぶことが出来る。
又、試料導入管24をガスクロマ1−グラノ又は液体ク
ロマトグラフに接続1れば、クロア1〜グラフと質量分
析装置をオンラインで結合′りることが可能となる。
ロマトグラフに接続1れば、クロア1〜グラフと質量分
析装置をオンラインで結合′りることが可能となる。
第1図は提案方法を説明7“るための装置構成を示す図
、第2図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第3
図はそのI−1’断面図である。 12:筒状電極、13:絶縁キレツブ、15:試料イオ
ン化室、16:電源、 17:針状電極、18:キトリアーガス導入管、19:
排出口、20:フィラメント、 24:試料導入管、32:質ω分析装U、33:ピンボ
ール、34:電極。 特許出願人 上屋 1彦 第2図
、第2図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第3
図はそのI−1’断面図である。 12:筒状電極、13:絶縁キレツブ、15:試料イオ
ン化室、16:電源、 17:針状電極、18:キトリアーガス導入管、19:
排出口、20:フィラメント、 24:試料導入管、32:質ω分析装U、33:ピンボ
ール、34:電極。 特許出願人 上屋 1彦 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一端が開放された筒状電極と、先端を上記開放端へ
向けて該筒状電極内に配置される釘状電極と、該釘状電
極から上記開放端へ向けて流すキャリアーガスを上記筒
状電極内へ供給するための手段と、上記釘状電極と筒状
電極との間に高電几を印加しコロナ放電を生起させるた
めの電源とを備え、放電により生成された励起種或いは
イオンを試料にあてて該試料をイオン化するようにした
イオン生成装置。 2、前記針状電極を前記筒状電極内で前後に移動可能と
した特許請求の範囲第1項記載のイオン生成装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57143254A JPS5935347A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | イオン生成装置 |
US06/517,966 US4546253A (en) | 1982-08-20 | 1983-07-28 | Apparatus for producing sample ions |
GB08320542A GB2127212B (en) | 1982-08-20 | 1983-07-29 | Apparatus for producing sample ions |
DE19833329861 DE3329861A1 (de) | 1982-08-20 | 1983-08-18 | Vorrichtung zur erzeugung von probenionen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57143254A JPS5935347A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | イオン生成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5935347A true JPS5935347A (ja) | 1984-02-27 |
Family
ID=15334466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57143254A Pending JPS5935347A (ja) | 1982-08-20 | 1982-08-20 | イオン生成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4546253A (ja) |
JP (1) | JPS5935347A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61163551A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-24 | Tamotsu Kondo | 質量分析方法 |
JPH0244640A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-14 | Hitachi Ltd | 大気圧イオン化質量分析計 |
JPH03190049A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-20 | Tamotsu Kondo | リュードベリ原子衝撃型イオン源 |
JPH03194844A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-26 | Tamotsu Kondo | リュードベリ原子衝撃型イオン源 |
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