JPS6015247Y2 - 質量分析用イオン源装置 - Google Patents
質量分析用イオン源装置Info
- Publication number
- JPS6015247Y2 JPS6015247Y2 JP5887480U JP5887480U JPS6015247Y2 JP S6015247 Y2 JPS6015247 Y2 JP S6015247Y2 JP 5887480 U JP5887480 U JP 5887480U JP 5887480 U JP5887480 U JP 5887480U JP S6015247 Y2 JPS6015247 Y2 JP S6015247Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionization
- ion source
- ion
- source device
- emitter
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は質量分析装置におけるイオン源装置でＥＩ又は
ＣＩ （略称）イオン化法とＦＤ （略称）イオン化法
の切換え可能なイオン源装置に関する。
ＣＩ （略称）イオン化法とＦＤ （略称）イオン化法
の切換え可能なイオン源装置に関する。
こ）でＥＩイオン化法とはエレクトロンインパクトイオ
ン化法の略で試料分子に電子を衝突させてイオン化する
方法であり、ＣＩイオン化法と云うのはケミカルイオン
化の略で試料とは別に導入した反応ガスを電子衝撃でイ
オン化しこのイオンと試料分子とを結合させて試料をイ
オン化するもので、何れも従来から質量分析に利用され
ている。
ン化法の略で試料分子に電子を衝突させてイオン化する
方法であり、ＣＩイオン化法と云うのはケミカルイオン
化の略で試料とは別に導入した反応ガスを電子衝撃でイ
オン化しこのイオンと試料分子とを結合させて試料をイ
オン化するもので、何れも従来から質量分析に利用され
ている。
ＦＤイオン化法と云うのはツイールドブソープションイ
オン化法の略で細い陽極表面に試料を付着させておき強
い電界によって試料分子から電子を陽極に押出し試料分
子イオンを引出す方法である。
オン化法の略で細い陽極表面に試料を付着させておき強
い電界によって試料分子から電子を陽極に押出し試料分
子イオンを引出す方法である。
ＥＩ及びＣＩイオン化法は何れも試料がガス状であるこ
とを必要とするから、難揮発性の試料とか熱的に不安定
で加熱気化が困難な試料の質量分析には適さない。
とを必要とするから、難揮発性の試料とか熱的に不安定
で加熱気化が困難な試料の質量分析には適さない。
これに対しＦＤイオン化法は試料を陽極表面に付着させ
ておくので難揮発性試料とか熱的に不安定で加熱気化さ
せることができない試料のイオン化に適している。
ておくので難揮発性試料とか熱的に不安定で加熱気化さ
せることができない試料のイオン化に適している。
またこの方法はＥＩイオン化法のように試料分子を分断
してフラグメントイオンを作ると云うようなことが殆ど
なく試料分子がそのま）イオン化される点はＣＩ法と共
通した性質である。
してフラグメントイオンを作ると云うようなことが殆ど
なく試料分子がそのま）イオン化される点はＣＩ法と共
通した性質である。
ＦＤイオン化法とＥＩ或はＣＩイオン化法とに切換でき
るイオン源装置を構成することは以下に述べるような種
々な困難のため従来行われていなかった。
るイオン源装置を構成することは以下に述べるような種
々な困難のため従来行われていなかった。
この困難を説明するためまずＦＤイオン源装置そのもの
について略述する。
について略述する。
第１図で実線部分はＦＤイオン源装置を示す。
１はエミッタであって電気的には陽極であり、これに対
して陰極となる引出し電極２の後に配置され両者間には
１０ＫＶ程度の高電圧が印加される。
して陰極となる引出し電極２の後に配置され両者間には
１０ＫＶ程度の高電圧が印加される。
エミッタは１０μ径のタングンテンワイヤの表面にブラ
シ状にグラファイトカ樹枝状結晶を密生成長させたもの
でこの結晶の長さは４０〜５０μ程度であり、拡大して
見ると試験管洗いのブラシのようになっており樹枝状結
晶の先端には強い電界が形成される。
シ状にグラファイトカ樹枝状結晶を密生成長させたもの
でこの結晶の長さは４０〜５０μ程度であり、拡大して
見ると試験管洗いのブラシのようになっており樹枝状結
晶の先端には強い電界が形成される。
試料は溶媒に溶かして予めこのグラファイト結晶に付着
させ溶媒を揮発させであるので、グラファイト結晶表面
に保持されている。
させ溶媒を揮発させであるので、グラファイト結晶表面
に保持されている。
試料分子はグラファイト結晶表面で前述したように強電
界の作用でイオン化され引出し電極２の方へ引出され、
イオン出射孔３を通過した後、収束電極４，５及びアー
ス電極６によって主スリツト７上に収束されて質量分析
空間に進入する。
界の作用でイオン化され引出し電極２の方へ引出され、
イオン出射孔３を通過した後、収束電極４，５及びアー
ス電極６によって主スリツト７上に収束されて質量分析
空間に進入する。
イオンの加速電圧はエミッタ１とアース電極６との間に
電圧であり、エミッタ１はアース電位に対シ＋３．５Ｋ
Ｖ、引出し電極は−７，５ＫＶ程度である。
電圧であり、エミッタ１はアース電位に対シ＋３．５Ｋ
Ｖ、引出し電極は−７，５ＫＶ程度である。
上述したＦＤイオン源装置と例えばＣＩイオン源装置と
を組合せ、切換え操作でどちらのイオン源装置としても
使えるようにするには、第１図に鎖線で示した部分を付
加することが考えられる。
を組合せ、切換え操作でどちらのイオン源装置としても
使えるようにするには、第１図に鎖線で示した部分を付
加することが考えられる。
８はイオン化ボックスでイオン引出し電極２の背面に絶
縁部材９を介して気密に取付けられる。
縁部材９を介して気密に取付けられる。
イオン化ボックス８の一方の側面に電子入射口１９を穿
ち、同口外に熱電子放射用フィラメント１０を配置し、
反対側の側面に電子トラップ１１を設ける。
ち、同口外に熱電子放射用フィラメント１０を配置し、
反対側の側面に電子トラップ１１を設ける。
ＣＩイオン源装置として用いるときはエミッタマウント
１２を後退させ、その跡のイオン化ボックスの開口１３
を蓋１４で閉じる。
１２を後退させ、その跡のイオン化ボックスの開口１３
を蓋１４で閉じる。
イオン化ボックス８には図には見えていないが向う側の
側面に試料導入口がまたこちら側の側面に反応ガス導入
口が設けられていて、イオン化ボックス内に試料ガスと
反応ガスが導入される。
側面に試料導入口がまたこちら側の側面に反応ガス導入
口が設けられていて、イオン化ボックス内に試料ガスと
反応ガスが導入される。
このような付加によってＣＩイオン源装置としても使え
るようになる。
るようになる。
上の構造によると二つの問題点が指摘される。
まずイオン化ボックス８とイオン引出し電極２との間の
絶縁の問題である。
絶縁の問題である。
イオン化ボックスはＦＤイオン源装置としては不要なも
のである。
のである。
ＦＤイオン源として用いる場合エミッタ１から出たイオ
ンを効率よく質量分析空間に引出すためにはイオン化ボ
ックスはエミッタと同電位か或はむしろエミッタより多
少高い電位であるのがよく、イオン化ボックス８とイオ
ン引出し電極２との間の電圧は１ＱＫＶ以上となる。
ンを効率よく質量分析空間に引出すためにはイオン化ボ
ックスはエミッタと同電位か或はむしろエミッタより多
少高い電位であるのがよく、イオン化ボックス８とイオ
ン引出し電極２との間の電圧は１ＱＫＶ以上となる。
他方ＥＩ或はＣＩイオン源装置として用いる場合はイオ
ン化ボックスはイオン引出し電極に対し数１０Ｖ程度高
電位となるに過ぎない。
ン化ボックスはイオン引出し電極に対し数１０Ｖ程度高
電位となるに過ぎない。
従ってＥＩ或はＣＩ専用の場合及びイオン化ボックスの
不要なＦＤ専用の場合には問題とならなかったイオン引
出し電極２とイオン化ボックス８との間の絶縁材にＩＱ
ＫＶ以上の絶縁耐力が要求されることになり、ＥＩ或は
ＣＩイオン源として用いた場合絶縁材の汚染によって絶
縁劣化が生じ易いからイオン化ボックスとイオン引出し
電極との間の絶縁の長期保証は困難である。
不要なＦＤ専用の場合には問題とならなかったイオン引
出し電極２とイオン化ボックス８との間の絶縁材にＩＱ
ＫＶ以上の絶縁耐力が要求されることになり、ＥＩ或は
ＣＩイオン源として用いた場合絶縁材の汚染によって絶
縁劣化が生じ易いからイオン化ボックスとイオン引出し
電極との間の絶縁の長期保証は困難である。
次にイオン化ボックスからエミッタマウント１２を後退
させた跡の開口１３を蓋で閉じないとＣＩイオン源とし
て用いる場合イオン化ボックス内をＣＩイオン化に適当
な１ｔＯ！Ｔ程度の高い圧力を維持できないし、ＥＩイ
オン源として用いる場合にも開口１３を閉じておかない
と生成されたイオンの損失が多く感度低下の原因になる
。
させた跡の開口１３を蓋で閉じないとＣＩイオン源とし
て用いる場合イオン化ボックス内をＣＩイオン化に適当
な１ｔＯ！Ｔ程度の高い圧力を維持できないし、ＥＩイ
オン源として用いる場合にも開口１３を閉じておかない
と生成されたイオンの損失が多く感度低下の原因になる
。
しかし真空容器外から蓋１３を操作する機構は甚だ複雑
となる。
となる。
本考案は上述した二つの問題点を解消したＥＩ及びＣＩ
とＦＤとに兼用できるイオン源装置を提供しようとする
ものである。
とＦＤとに兼用できるイオン源装置を提供しようとする
ものである。
本考案イオン源装置はエミッタマウントをイオン源のイ
オン光学的光軸に対し交叉する方向に進退可能と腰エミ
ッタマウントの後方にイオン化室及びＥＩ或はＣＩ用イ
オン引出し電極を設け、エミッタマウントの前方にＦＤ
用イオン引出し電極を設けた点に特徴を有する。
オン光学的光軸に対し交叉する方向に進退可能と腰エミ
ッタマウントの後方にイオン化室及びＥＩ或はＣＩ用イ
オン引出し電極を設け、エミッタマウントの前方にＦＤ
用イオン引出し電極を設けた点に特徴を有する。
以下実施例によって本考案を説明する。第２図以下に本
考案の一実施例を示す。
考案の一実施例を示す。
第１図に示した各部と対応する部分には第１図と同じ番
号をつけである。
号をつけである。
Ｘ−Ｘはイオン源装置のイオン光学的光軸であり、エミ
ッタマウント１２はこの光軸に対し直角方向（第３．第
４図で矢印方向）に進退可能になっている。
ッタマウント１２はこの光軸に対し直角方向（第３．第
４図で矢印方向）に進退可能になっている。
エミッタマウント１２の前側の１５はＦＤ用イオン引出
し電極で一７ＫＶ程度の負高電圧が印加される。
し電極で一７ＫＶ程度の負高電圧が印加される。
エミッタマウント１２は＋３．５ＫＶの電圧が印加され
る。
る。
エミッタマウントの後側で１６はＥＩ或はＣＩ用イオン
引出し電極でイオン化ボックス８の前面壁となっている
。
引出し電極でイオン化ボックス８の前面壁となっている
。
イオン化ボックス８はエミッタマウント１２と同電位で
ある。
ある。
１７は碍子であって、イオン引出し電極１５，１６．収
束電極４及びアース電極６間を絶縁し、各電極相互間の
間隔を固定している。
束電極４及びアース電極６間を絶縁し、各電極相互間の
間隔を固定している。
イオン引出し電極１６とイオン化ボックス８との間には
絶縁部材９が介在させである。
絶縁部材９が介在させである。
イオン引出し電極１５、イオン収束電極４及びアース電
極６のイオンの通過する開口は第４図に示されているよ
うにスリット状であり、エミッタ１はこのスリット状開
口と平行にエミッタマウント上に張設され、エミッタ支
柱１８を通して通電加熱できるようになっている。
極６のイオンの通過する開口は第４図に示されているよ
うにスリット状であり、エミッタ１はこのスリット状開
口と平行にエミッタマウント上に張設され、エミッタ支
柱１８を通して通電加熱できるようになっている。
ＦＤイオンの発生には各試料について個有の適当温度が
あるので、試料に応じてエミッタ１に流す電流を変える
ことができる。
あるので、試料に応じてエミッタ１に流す電流を変える
ことができる。
このようにするとエミッタ温度が比較的低いときは試料
分子がそのま）イオン化されたイオンが出て来るが、更
に温度を上げると試料分子が分子構造上切れ易い所で切
れた複数の断片イオンが発生するので試料の同定、分子
構造の推定が容易となる。
分子がそのま）イオン化されたイオンが出て来るが、更
に温度を上げると試料分子が分子構造上切れ易い所で切
れた複数の断片イオンが発生するので試料の同定、分子
構造の推定が容易となる。
上述した構成でＦＤイオン源装置とするときはエミッタ
マウント１２を図の位置にセットし、エミッタマウント
、イオン引出し電極１６を＋３．５ＫＶ、イオン引出し
電極１５を一７ＫＶ程度に設定する。
マウント１２を図の位置にセットし、エミッタマウント
、イオン引出し電極１６を＋３．５ＫＶ、イオン引出し
電極１５を一７ＫＶ程度に設定する。
このときイオン化ボックス８、フィラメント１０、電子
トラップ１１等はＥｌ或はＣＩイオン源装置として用い
るときと同じ電位にしておけはよい。
トラップ１１等はＥｌ或はＣＩイオン源装置として用い
るときと同じ電位にしておけはよい。
ＣＩ又はＥＩイオン源として用いるときはエミッタマウ
ント１２を矢印方向に後退させる。
ント１２を矢印方向に後退させる。
このときイオン引出し電極１５はイオン引出し電極１６
のイオン出射孔３より出たイオンに対する収束電極とし
て作用するよう適当な正電位を与える。
のイオン出射孔３より出たイオンに対する収束電極とし
て作用するよう適当な正電位を与える。
イオン化ボックス８内にはＥＩのときは試料ガスだけが
、またＣＩのときは試料ガスと反応ガスとが導入される
。
、またＣＩのときは試料ガスと反応ガスとが導入される
。
イオン化ボックスはイオン引出し電極１６に対し数１０
Ｖ高い電位に設定され、フィラメント１０はイオン化ボ
ックス８より数１０Ｖ低い電位に設定されフィラメント
１０から放出された電位はイオン化ボックス８に吸引さ
れて加速され電子入射口１９よりボックス８内に進入し
て試料ガス或は反応ガスの分子に衝突してこれらのガス
の分子をイオン化する。
Ｖ高い電位に設定され、フィラメント１０はイオン化ボ
ックス８より数１０Ｖ低い電位に設定されフィラメント
１０から放出された電位はイオン化ボックス８に吸引さ
れて加速され電子入射口１９よりボックス８内に進入し
て試料ガス或は反応ガスの分子に衝突してこれらのガス
の分子をイオン化する。
本考案イオン源装置は上述したような構成で、エミッタ
マウントがイオン化ボックスの外にあるのでイオン化ボ
ックスにはエミッタマウント出入用の開口が不要であり
、従ってこの開口を開閉する装置も不要であるから機械
構造が簡単であり、イオン化ボックスとその前面壁のイ
オン引出し電極１６との間の電位差は数１０Ｖ程度であ
るから、この両者間の絶縁設計はきわめて容易である。
マウントがイオン化ボックスの外にあるのでイオン化ボ
ックスにはエミッタマウント出入用の開口が不要であり
、従ってこの開口を開閉する装置も不要であるから機械
構造が簡単であり、イオン化ボックスとその前面壁のイ
オン引出し電極１６との間の電位差は数１０Ｖ程度であ
るから、この両者間の絶縁設計はきわめて容易である。
またイオン化ボックス内にＣＩ或はＥＩイオン化には無
関係なエミッタマウントを出入させていないのでＣＩ又
はＥｌイオン源装置としての性能はＣＩ又はＥＩのイオ
ン源専用装置と変らないものができる。
関係なエミッタマウントを出入させていないのでＣＩ又
はＥｌイオン源装置としての性能はＣＩ又はＥＩのイオ
ン源専用装置と変らないものができる。
第１図はＦＤイオン源装置の縦断側面図、第２図以下は
本考案の一実施例装置を示し、第２図は縦断側面図、第
３図か縦断平面図、第４図は第２図のＩ−Ｉ断面図であ
る。 １・・・・・・エミッタ、２，１５，１６・・・・・・
イオン引出し電極、４，５・・・・・・収束電極、６・
・・・・・アース電Ｌ ７−−−−−−主スリット、８
・・・・・・イオン化ボックス、１０・・・・・・フィ
ラメント、１２・・・・・・エミッタマウント。
本考案の一実施例装置を示し、第２図は縦断側面図、第
３図か縦断平面図、第４図は第２図のＩ−Ｉ断面図であ
る。 １・・・・・・エミッタ、２，１５，１６・・・・・・
イオン引出し電極、４，５・・・・・・収束電極、６・
・・・・・アース電Ｌ ７−−−−−−主スリット、８
・・・・・・イオン化ボックス、１０・・・・・・フィ
ラメント、１２・・・・・・エミッタマウント。
Claims (1)
- ＦＤイオン化用のエミッタマウントをＦＤビイオン引出
し電極の後方にイオン光学系の光軸と交叉する方向に進
退自在に設け、上記エミッタマウントの後方にＥＩ或は
ＣＩイオン引出し電極を配置し、同電極を前面壁として
同電極の後面にＥｌ或はＣＩ用イオン化ボックスを設け
てなる質量分析用イオン源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5887480U JPS6015247Y2 (ja) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | 質量分析用イオン源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5887480U JPS6015247Y2 (ja) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | 質量分析用イオン源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56159962U JPS56159962U (ja) | 1981-11-28 |
| JPS6015247Y2 true JPS6015247Y2 (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=29653344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5887480U Expired JPS6015247Y2 (ja) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | 質量分析用イオン源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015247Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021224973A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 |
-
1980
- 1980-04-28 JP JP5887480U patent/JPS6015247Y2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021224973A1 (ja) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56159962U (ja) | 1981-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4546253A (en) | Apparatus for producing sample ions | |
| US4163151A (en) | Separated ion source | |
| US6969848B2 (en) | Method of chemical ionization at reduced pressures | |
| US4988869A (en) | Method and apparatus for electron-induced dissociation of molecular species | |
| US20120241642A1 (en) | Laser desorption ionization ion source with charge injection | |
| JP2724464B2 (ja) | イオン源装置 | |
| JP3300602B2 (ja) | 大気圧イオン化イオントラップ質量分析方法及び装置 | |
| US4166952A (en) | Method and apparatus for the elemental analysis of solids | |
| US2733348A (en) | Ion source units | |
| JPS6015247Y2 (ja) | 質量分析用イオン源装置 | |
| Ijames et al. | An external secondary ion source for fourier transform mass spectrometry | |
| US3610985A (en) | Ion source having two operative cathodes | |
| US4939425A (en) | Four-electrode ion source | |
| US3731089A (en) | Mass spectrometer ion source having means for rapidly expelling ions from the source and method of operation | |
| US2848620A (en) | Ion producing mechanism | |
| US20030137229A1 (en) | Electron ionization ion source | |
| JP7497779B2 (ja) | 質量分析装置 | |
| Wang et al. | Metal-vapor vacuum arc as a primary ion source for secondary ion mass spectrometry | |
| JPS5832200Y2 (ja) | イオン源装置 | |
| US3527937A (en) | Electron bombardment type ion source for a mass spectrometer | |
| Delmore et al. | An autoneutralizing neutral molecular beam gun | |
| JPS5943646Y2 (ja) | 質量分析装置用直接化学イオン源 | |
| CN209963019U (zh) | 一种用于磁质谱仪的高效离子源 | |
| Limbach et al. | Fast neutral beam Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry for analysis of insulating and conductive materials | |
| JPS5843862B2 (ja) | イオン源装置 |