JPS60189150A - Ion source for mass spectrometer - Google Patents
Ion source for mass spectrometerInfo
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- JPS60189150A JPS60189150A JP59042066A JP4206684A JPS60189150A JP S60189150 A JPS60189150 A JP S60189150A JP 59042066 A JP59042066 A JP 59042066A JP 4206684 A JP4206684 A JP 4206684A JP S60189150 A JPS60189150 A JP S60189150A
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- 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
- H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は質量分析計のイオン源に係シ、特に高感度なも
のとするのに好適な構造のイオン源に関するものでちる
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an ion source for a mass spectrometer, and particularly to an ion source having a structure suitable for high sensitivity.
まず、第１図を用いて従来技術について説明する。第１
図は従来の質量分析計のイオン源の代表例を示す構造説
明図である。第１図において、イオン源は、イオン化室
１、イオン化室１内に設けたイオンリペラー２、イオン
引き−出し電極３，４、接地電極５，６，７、フィラメ
ント８、衝撃電子反射板９、グリッド１０、電子コレク
タ１１より構成しである。フィラメント８から発生する
衝撃電子流１２は、反射板９、グリッド１００機能でイ
オン化室１内を通過して電子コレクタ１１に入射する。First, the prior art will be explained using FIG. 1. 1st
The figure is a structural explanatory diagram showing a typical example of an ion source of a conventional mass spectrometer. In FIG. 1, the ion source includes an ionization chamber 1, an ion repeller 2 provided in the ionization chamber 1, ion extraction electrodes 3, 4, ground electrodes 5, 6, 7, a filament 8, an impact electron reflector 9, and a grid. 10, consists of an electronic collector 11. An impact electron flow 12 generated from the filament 8 passes through the ionization chamber 1 using the reflecting plate 9 and the grid 100 and enters the electron collector 11 .
イオン化する気体試料は第１図の紙面上方からイオン化
室１内に導入され、イオン化室１内のほぼ中央部で衝撃
電子流１２と交叉してイオンが生成される。このイオン
は、イオン化室１内でほぼ等方散乱して、その一部がイ
オン流１３として質量分析計の分析場方向へと向かう。A gas sample to be ionized is introduced into the ionization chamber 1 from above the plane of the paper of FIG. 1, and intersects with the impact electron flow 12 approximately at the center of the ionization chamber 1 to generate ions. These ions are scattered approximately isotropically within the ionization chamber 1, and a portion of them travels toward the analysis field of the mass spectrometer as an ion stream 13.
ところで、イオン化室１内で生成されたイオンのうち、
分析場方向へ向かうイオン流１３となるのは極〈わずか
で、生成イオンの大半はイオン化室１の内壁ならびにイ
オン引き出し電極３．４、接地電極５，６．７と衝突し
て失われる。まだ、従来の構造のイオンリペラー２では
、生成イオンのうちイオンリペラー２の方向に向かった
イオンがイオンリペラー２の機能によって分析場方向に
押し返される・イオンが少なく、やはシ多くのイオンが
イオン化室１の内壁と衝突して失われる。通常、イオン
源を出て分析場方向へと向かうイオンの量は、イオン化
室１内で生成されたイオン量の１／１゜〜１／１００で
ある。したがって、大部分のイオンは、イオン源構成電
極（イオン化室１、イオン引き出し電４ｔ！ｉ３，４、
接地電極５，６．７）と衝突し、イオン汀内に汚れを蓄
積させ、イオン源内の電位分布を乱して高精度の質量分
析の遂行を困難にしている。By the way, among the ions generated in the ionization chamber 1,
Only a very small number of ion flows 13 toward the analysis field, and most of the generated ions collide with the inner wall of the ionization chamber 1, the ion extraction electrode 3.4, and the ground electrodes 5, 6.7 and are lost. However, in the conventional structure of the ion repeller 2, among the generated ions, the ions heading toward the ion repeller 2 are pushed back toward the analysis field by the function of the ion repeller 2. collided with the inner wall of the building and was lost. Usually, the amount of ions leaving the ion source and heading toward the analysis field is 1/1 to 1/100 of the amount of ions generated in the ionization chamber 1. Therefore, most of the ions are absorbed by the ion source constituent electrodes (ionization chamber 1, ion extraction power 4t!i3, 4,
They collide with the ground electrodes 5, 6, 7), accumulate dirt within the ion pool, and disturb the potential distribution within the ion source, making it difficult to perform high-precision mass spectrometry.
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、イオンリペラーのイオンの反射作用を効果的
なものとして、高感度とすることがで１Ａ７−、’ｔＨ
帯分析計のイオン源を提供することにおる。The present invention has been made in view of the above, and its purpose is to make the ion reflection action of the ion repeller effective and to achieve high sensitivity.
Our purpose is to provide ion sources for band analyzers.
本発明の特徴は、イオンリペラーの構造は、断面が双曲
線形状のものとした点にある。A feature of the present invention is that the structure of the ion repeller has a hyperbolic cross section.
以下本発明を第２図、第３図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。The present invention will be explained in detail below using the embodiments shown in FIGS. 2 and 3.
第２図は本発明の質量分析計のイオン源の一実施例を示
す構造説明図で、第１図と同一部分は同じ符号で示し、
ここでは説明を省略する。第２図においては、双曲線形
状の電極の焦点で発生したイオンのうち、上記双曲線形
状の電極方向へ向かうイオンは、その電極に反射されて
分析場断面に垂直な平行ビームとなることが実験的に確
認されたので、イオンリペラーとしては、第２図に示す
ように、断面が双曲線形状のイオンリペラー１４を用い
るようにしだ。そして、衝撃電子流１２と試料流と交叉
点、すなわち、イオン生成場所は、イオンリペラー１４
の双曲線の焦点位置となるようにした。その他の構造は
第１図とほぼ同一である。FIG. 2 is a structural explanatory diagram showing an embodiment of the ion source of the mass spectrometer of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
The explanation will be omitted here. In Figure 2, among the ions generated at the focal point of the hyperbolic electrode, ions heading toward the hyperbolic electrode are reflected by the electrode and become a parallel beam perpendicular to the cross section of the analytical field. Therefore, as an ion repeller, an ion repeller 14 having a hyperbolic cross section, as shown in FIG. 2, is used. The intersection point of the impact electron flow 12 and the sample flow, that is, the ion generation location is the ion repeller 14.
It was made to be the focal point of the hyperbola. The other structure is almost the same as that in FIG.
上記した本発明の実施例によれば、生成イオンのうちイ
オンリペラー１４の方向に向うものは、イオンリペラー
１４によって反射されて、第２図に破線矢印で示しであ
るように、イオン化室１、イオン引き出し電４ｉ！！
３ 、接地電極５に設けたイオン反射孔の軸と平行なイ
オン流１５となシ、分析場断面に対して直角方向に進行
する。このように、生成・イオンの多くがイオン化室１
内を出射する時点で分析場断面に直角方向に進行するよ
うにその進行方向が整えられる。According to the embodiment of the present invention described above, among the produced ions, those directed toward the ion repeller 14 are reflected by the ion repeller 14, and as indicated by the broken line arrow in FIG. Electric 4i! !
3. The ion stream 15 is parallel to the axis of the ion reflection hole provided in the ground electrode 5, and the ion stream 15 travels in a direction perpendicular to the analysis field cross section. In this way, many of the generated ions are in the ionization chamber 1.
The direction of travel is adjusted so that the beam travels perpendicularly to the cross section of the analytical field at the time of exit.
質量分析計では、分析に使用するイオンは、分析場に直
角に入射させるようにすることがイオン光学的に最もよ
い。そのため、従来のイオン源においては、イオン引き
出し電ｉ３，４、接地電極５．６．７ （第１図参照）
のように・とれらの電極をそれぞれ複数枚設けて、イオ
ンの進行方向が分析場に対して直角になるようにしてい
る。しかし、本発明のイオン源では、上記したように、
イオンが・イオン化室１内を出射する時点で進行方向を
整えられるので、第２図に示すよゲに、イオン引き出し
電極３、接地電極５のようにそれぞれを１秋としてもそ
の機能を十分に発揮させることができる。これによりイ
オン源栂造を大幅に簡素化できる。In a mass spectrometer, it is best for ion optics to have the ions used for analysis incident at right angles to the analysis field. Therefore, in the conventional ion source, the ion extraction electrodes i3, 4 and the ground electrodes 5, 6, 7 (see Figure 1)
A plurality of these electrodes are provided so that the direction of ion travel is perpendicular to the analysis field. However, in the ion source of the present invention, as described above,
Since the traveling direction of the ions can be adjusted at the time they exit the ionization chamber 1, it is possible to fully utilize their functions even if the ion extracting electrode 3 and the grounding electrode 5 are each used once, as shown in Fig. 2. It can be demonstrated. This greatly simplifies the ion source construction.
また、イオン源を出て分析場方向へ向かうイオン量は、
イオン化室１内で生成されたイオン量の１／１０以上と
することができ、イオン源の感度は、従来よ９１桁以上
向上することができる。In addition, the amount of ions leaving the ion source and heading toward the analysis field is
The amount of ions generated in the ionization chamber 1 can be reduced to 1/10 or more, and the sensitivity of the ion source can be improved by more than 91 orders of magnitude compared to the conventional method.
なお、イオンリペラー１４の双曲線の曲率は、イオン源
を設置する空間の大きさに応じて適宜決定すればよいこ
とはいうまでもない。It goes without saying that the hyperbolic curvature of the ion repeller 14 may be appropriately determined depending on the size of the space in which the ion source is installed.
第３図は本発明の他の実施例を示す第２図に相当する構
造説明図で、第３図においては、第２図におけるイオン
引き出し電極３を省略してあり、その他の構造は第２図
と同様としである。第３図に示すイオン源は、特に分析
場に電場を用いる四重極子型質量分析計に適している。FIG. 3 is a structural explanatory diagram corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the ion extraction electrode 3 in FIG. It is similar to the figure. The ion source shown in FIG. 3 is particularly suitable for a quadrupole mass spectrometer that uses an electric field as an analysis field.
四重極子型質量分析計では、分析に供するイオンは、分
析場断面に対して数十度斜め方向から入射してもそのイ
オンが分析場による収束作用を受けるので、イオン検出
器に到達できる。したがつて、イオン引き出し電極によ
るイオンの進行方向制御が不用となるから、第３図のよ
うに構成しても問題ない。In a quadrupole mass spectrometer, even if the ions to be analyzed are incident at an angle of several tens of degrees with respect to the cross section of the analysis field, the ions can reach the ion detector because they are focused by the analysis field. Therefore, since control of the traveling direction of ions by the ion extraction electrode is unnecessary, there is no problem even if the structure is as shown in FIG. 3.
以上説明したように、本発明によれば、イオンリペラー
の断面を双曲線状としたので、イオンリペラーのイオン
の反射作用を効果的なものとすることができ、高感度の
ものとすることができるという効果がある。As explained above, according to the present invention, since the cross section of the ion repeller is made hyperbolic, the ion repeller's ion reflection action can be made effective, resulting in a highly sensitive product. There is.
第１図は９従来の質量分析計のイオン源の代表例を示す
構造説明図、第２図は本発明の質量分析計のイオン源の
一実°施例を示す構造説明図、第３図は本発明の他の実
施例を示す第２図に相当する構造説明図である。
１・・・イオン化室、３・・・イオン引き出し電極、５
・・・接地電極、８・・・フィラメント、９・・・衝撃
電子反射板、１０・・・グリッド、１１・・・電子コレ
クタ、１４・・・イオンリペラー。
￥； Ｉ １２］Fig. 1 is a structural explanatory diagram showing a representative example of an ion source for a conventional mass spectrometer; Fig. 2 is a structural explanatory diagram showing an embodiment of an ion source for a mass spectrometer according to the present invention; Fig. 3; FIG. 2 is a structural explanatory diagram corresponding to FIG. 2 showing another embodiment of the present invention. 1... Ionization chamber, 3... Ion extraction electrode, 5
...Ground electrode, 8...Filament, 9...Impact electron reflector, 10...Grid, 11...Electron collector, 14...Ion repeller. ￥; I 12]
Claims (1)
イオン化室へ導入した気体試料が衝撃電子流に交叉して
生成されたイオンを前記イオンリペラー、イオン引き出
し電極および接地電極の作用により質量分析計の分析場
へ入射させるようにしてなるイオン源において、前記イ
オンリペラーの構造は、断面が双曲線形状のものとしで
あることを特徴とする質量分析計のイオン源。 ２、前記イオンリペラーの双曲線の焦点は前記試 −−
料の流れと前記衝撃電子流とが交叉する位置に一致する
ようにしである特許請求の範囲第１項記載の質量分析計
のイオン源。[Scope of Claims] 1. An ionization chamber containing an ion repeller is provided, and ions generated when a gas sample introduced into the ionization chamber intersects with an impact electron flow are ionized by the action of the ion repeller, ion extraction electrode, and ground electrode. An ion source for a mass spectrometer, characterized in that the ion repeller has a structure with a hyperbolic cross section, in the ion source configured to be incident on an analysis field of a mass spectrometer. 2. The focus of the hyperbola of the ion repeller is the sample --
2. The ion source for a mass spectrometer according to claim 1, wherein the ion source is arranged so as to coincide with a position where the electron flow and the impact electron flow intersect.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042066A JPS60189150A (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Ion source for mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042066A JPS60189150A (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Ion source for mass spectrometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189150A true JPS60189150A (en) | 1985-09-26 |
Family
ID=12625715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59042066A Pending JPS60189150A (en) | 1984-03-07 | 1984-03-07 | Ion source for mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189150A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000060642A1 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Varian, Inc. | Pulsed ion source for ion trap mass spectrometer |
| GB2371143A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-17 | Scient Analysis Instr Ltd | Reflectron comprising plurality of electrodes each with a curved surface |
-
1984
- 1984-03-07 JP JP59042066A patent/JPS60189150A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000060642A1 (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-12 | Varian, Inc. | Pulsed ion source for ion trap mass spectrometer |
| AU756992B2 (en) * | 1999-04-01 | 2003-01-30 | Varian, Inc. | Pulsed ion source for ion trap mass spectrometer |
| AU756992C (en) * | 1999-04-01 | 2004-10-14 | Varian, Inc. | Pulsed ion source for ion trap mass spectrometer |
| GB2371143A (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-17 | Scient Analysis Instr Ltd | Reflectron comprising plurality of electrodes each with a curved surface |
| GB2371143B (en) * | 2001-01-11 | 2005-01-12 | Scient Analysis Instr Ltd | Reflectron |
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