JPS61237360A - Mass spectrometer - Google Patents
Mass spectrometerInfo
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- JPS61237360A JPS61237360A JP60076744A JP7674485A JPS61237360A JP S61237360 A JPS61237360 A JP S61237360A JP 60076744 A JP60076744 A JP 60076744A JP 7674485 A JP7674485 A JP 7674485A JP S61237360 A JPS61237360 A JP S61237360A
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- slit
- ion
- electrode
- ions
- field
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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
- H01J49/025—Detectors specially adapted to particle spectrometers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、磁場分散型二重収束方式の質量分析計に係り
、特に、バックグランドを低減させ、目的とするイオン
だけをコレクタまで到達させることを図った質量分析計
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a magnetic field dispersion type double focusing mass spectrometer, and particularly to a mass spectrometer that reduces background and allows only target ions to reach a collector. The present invention relates to a mass spectrometer designed to achieve
ライフサイエンス分野の発展に伴ない、生体に関連した
物質の分子量や分子構造を測定する手段として質量分析
計が用いられている。この分野では極微量の試料を扱う
ことが多く、高感度で高い質量分解能を持った装置の開
発が望まれている。With the development of the life science field, mass spectrometers are being used as a means of measuring the molecular weight and molecular structure of substances related to living organisms. In this field, extremely small amounts of samples are often handled, and there is a desire to develop instruments with high sensitivity and high mass resolution.
この要求を満足する装置として、イオン源、磁場、静電
場の順に配置し、これに四重極レンズを組み込んだイオ
ン光学系がマス・スペクトロメトリ・レビュー (Ma
ss Spectrometry Reviews)
19g3゜2 、 Pp、299〜325.に提案され
ている。このイオン光学系は、第5図に示すように、磁
場先行であり、イオン源1を出たイオンビームを四重極
レンズ2.3、八重極レンズ5を介して磁場6に導びき
、磁場6でイオンを質量分散させた後に四重極レンズ4
、および電場セクタ7a、7bで作られる静電場7によ
りイオンコレクタ8に収束させている。なお、第5図(
a)は構成図、(b)および(c)はそれぞれ水平方向
および垂直方向のイオン軌道を示す図である。以上の構
成であるので、磁場分散で目的とするイオン以外のもの
は中心軌道から外れるが、しかし、中心軌道から外れた
イオンがセクタ電極にあたって反射したり、また、ガス
と衝突した後四重極レンズ、静電場等で集められコレク
タに到達してしまうことがしばしばある。これらはバッ
クグランド信号を与えるので微量測定には都合の悪いも
のである。An ion optical system that satisfies this requirement consists of an ion source, a magnetic field, and an electrostatic field arranged in this order, and a quadrupole lens incorporated therein.
ss Spectrometry Reviews)
19g3゜2, Pp, 299-325. has been proposed. As shown in FIG. 5, this ion optical system is magnetic field-first, and guides the ion beam exiting the ion source 1 to a magnetic field 6 via a quadrupole lens 2.3 and an octupole lens 5. After mass dispersing the ions in step 6, the quadrupole lens 4
, and the electrostatic field 7 created by the electric field sectors 7a and 7b, the ions are focused on the ion collector 8. In addition, Figure 5 (
FIG. 3A is a diagram showing the configuration, and FIGS. 3B and 3C are diagrams showing ion trajectories in the horizontal and vertical directions, respectively. With the above configuration, ions other than the target ion will deviate from the central orbit due to magnetic field dispersion, but ions that deviate from the central orbit may hit the sector electrode and be reflected, or after colliding with gas, the quadrupole It is often collected by lenses, electrostatic fields, etc., and reaches the collector. These are inconvenient for trace measurement because they give a background signal.
通常の二重収束質量分析計では磁場と静電場との中間の
無電場領域にイオンの収束点があり、ここにスリットを
設けることにより不用なイオンを除去することが可能で
ある。しかし、イオンの収束点が電場セクタの中にある
イオン光学系では。In a normal double focus mass spectrometer, an ion convergence point is located in an electric field-free region between a magnetic field and an electrostatic field, and by providing a slit here, unnecessary ions can be removed. However, in an ion optical system where the ion convergence point is within the electric field sector.
電場を乱すなどの理由から、単純にスリットを電場セク
タ内に設けることはできない難点があった。There was a drawback in that it was not possible to simply provide a slit within the electric field sector for reasons such as disturbing the electric field.
本発明の目的は、上記した難点を解消し、電場セクタ内
にスリットを挿入する構成として、しかも良好なSN比
でスペクトルの測定ができる質量分析計を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned difficulties and to provide a mass spectrometer having a configuration in which a slit is inserted into an electric field sector and capable of measuring a spectrum with a good signal-to-noise ratio.
本発明の特徴は、質量分析計の静電場内のイオン収束点
にイオンの通過を制限するスリットを設ける構成とする
ことにあるが、特に、スリット挿入による電場の乱れを
防止するために、スリットを、スリット用中央電極と、
この中央電極をはさんで前後(イオンの入射側と出射側
)の位置に、それぞれ独立に電位を加え得るように中央
電極に対して電気的に絶縁して設けられる補助電極とか
らなる構成を採用することにある。A feature of the present invention is that a slit is provided at the ion convergence point in the electrostatic field of the mass spectrometer to restrict the passage of ions. , the central electrode for the slit,
The configuration consists of auxiliary electrodes that are electrically insulated from the center electrode so that potentials can be applied independently to the front and rear positions (ion incidence and exit sides) of the center electrode. It's about hiring.
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を用いて
説明する。第1図(a)は実施例光学系の構成図であり
、第5図(a)との相違点は静電場7内のイオン収束点
にスリット9が設けられた点であり、(b)は水平方向
の、(c)は垂直方向のイオン軌道を示す図である。イ
オン源1を出たイオンビームは四重極レンズ2,3およ
び八重極レンズ5を順次通過し、水平方向には(b)図
のように発散させられ、垂直方向には(c)図のように
収束して磁場6に入る。磁場6内では垂直方向に狭い分
析管を通過する構成となっており、すなわち、イオンビ
ームの垂直方向の拡がりを制限するイオン光学系となっ
ている。磁場6を出たビームのうち、特定の質量m。を
待ったイオンは四重極レンズ4および、電場セクタ7a
、7bによって作られる静電場7により収束させられて
イオンコレクタ8に到着する。質量がm。と異なるイオ
ンは磁場6での偏向角が異なるので、四重極レンズ4お
よび静電場7内のイオン光学軸上にくることはなく1通
常はイオンコレクタ8に到達しない。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1(a) is a configuration diagram of the optical system of the embodiment, and the difference from FIG. 5(a) is that a slit 9 is provided at the ion convergence point within the electrostatic field 7, and (b) (c) is a diagram showing ion trajectories in the horizontal direction and in the vertical direction. The ion beam exiting the ion source 1 sequentially passes through the quadrupole lenses 2 and 3 and the octupole lens 5, and is diverged horizontally as shown in (b) and vertically as shown in (c). It converges and enters the magnetic field 6. In the magnetic field 6, the ion beam is configured to pass through a narrow analysis tube in the vertical direction, that is, it is an ion optical system that limits the spread of the ion beam in the vertical direction. A certain mass m of the beam leaving the magnetic field 6. The ions waiting for
, 7b, the ions are focused by the electrostatic field 7 and reach the ion collector 8. The mass is m. Since different ions have different deflection angles in the magnetic field 6, they will not be on the ion optical axis within the quadrupole lens 4 and the electrostatic field 7, and will not normally reach the ion collector 8.
しかし、これらイオンがガスと衝突したり、電極にあた
って反射したりすると、四重極レンズ4および静電場7
を通過してイオンコレクタ8に到達することがある。こ
れらは、通常、静電場7内のイオン収束点を通過せず、
イオン光学軸から外れた位置をすり抜けてイオンコレク
タに到達するものである。これらはバックグランドノイ
ズを与えるが、大部分はイオン収束点を通過しないので
、このイオン収束点位置に第2図に示すようなスリット
9を置くことにより除去できる。However, when these ions collide with the gas or are reflected by the electrodes, the quadrupole lens 4 and the electrostatic field 7
may reach the ion collector 8 by passing through the ion collector 8. These usually do not pass through the ion focus point within the electrostatic field 7;
The ion beam passes through a position off the ion optical axis and reaches the ion collector. These give background noise, but since most of them do not pass through the ion focus point, they can be removed by placing a slit 9 as shown in FIG. 2 at the ion focus point.
このイオン収束点は静電場7内にあるため、単純な構成
のスリットを挿入したのでは電場の乱れが生じる。これ
を防止するため、本発明の第1の実施例では、スリット
9として第2図に示す断面構造を持つものを採用する。Since this ion convergence point is within the electrostatic field 7, inserting a slit with a simple configuration will cause disturbance of the electric field. In order to prevent this, in the first embodiment of the present invention, a slit 9 having a cross-sectional structure shown in FIG. 2 is used.
すなわち、スリット用中央電極10と、この中央電極1
0の前後の位置にそれぞれ絶縁ガイシ13を介して設け
られる入射側の補助電極11および出射側の補助電極)
2とからなるスリット構造とする。図示の矢印14はイ
オンの入射方向を示している。このスリットの挿入によ
りイオン軌道が変化しないように各補助電極11.12
にはそれぞれ独立に電位が与えられる。スリット用中央
電極10は通常、零電位であるが、必要に応じて電位を
与えることができるように、アース電位とは絶縁されて
いる。That is, the slit central electrode 10 and this central electrode 1
An auxiliary electrode 11 on the incident side and an auxiliary electrode on the output side are provided at positions before and after 0 via insulating insulators 13, respectively).
It has a slit structure consisting of 2. The illustrated arrow 14 indicates the direction of ion incidence. Each auxiliary electrode 11.12 is
A potential is applied to each independently. The slit central electrode 10 is normally at zero potential, but is insulated from the ground potential so that it can be given a potential if necessary.
実施例では2枚の対向する補助電極11.12の間隔を
1■内外とした。これらの補助電極11.12は中央電
極10に固定する構造としても、あるいは電場セクタ7
a、7bに固定する構造としても良いが、第3図実施例
のように、中央電極10と一体化して中央電極10と共
に上下あるいは左右に移動させることができる構造が、
最適通過条件を得る上で好ましい。In the embodiment, the interval between the two opposing auxiliary electrodes 11 and 12 was set to be 1 inch or more. These auxiliary electrodes 11 , 12 can be fixed to the central electrode 10 or can be attached to the electric field sector 7 .
A, 7b may be fixed, but as in the embodiment shown in FIG.
This is preferable in order to obtain optimal passage conditions.
本実施例構成によれば、静電場7内のイオン収束点位置
に、中心部の電場を乱すことがないようにスリットを設
けたことにより、従来の質量分析計で問題となるバック
グランドノイズを大幅に低減することが可能となる。According to the configuration of this embodiment, a slit is provided at the position of the ion convergence point in the electrostatic field 7 so as not to disturb the electric field at the center, thereby eliminating background noise, which is a problem in conventional mass spectrometers. It becomes possible to significantly reduce the amount.
第3図はスリットの他の実施例を示す断面図で、スリッ
ト用中央電極10の前後の位置にそれぞれ絶縁体を介し
て補助電極を設けることは第2図実施例の場合と同じで
あるが、補助電極の構造が異なる。すなわち、第3図実
施例では、補助電極の外周部に外側電極17を、中心部
に内側電極18をそれぞれ取付ける構造とし、そして、
外側電極17と内側電極18との間に抵抗被膜15.1
6をそれぞれ設ける構造とする。これにより、電場の均
一性を良好に保持させることができる。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the slit, and it is the same as the embodiment in FIG. , the structure of the auxiliary electrode is different. That is, in the embodiment shown in FIG. 3, the structure is such that the outer electrode 17 is attached to the outer periphery of the auxiliary electrode, and the inner electrode 18 is attached to the center of the auxiliary electrode.
Resistive coating 15.1 between outer electrode 17 and inner electrode 18
6, respectively. Thereby, the uniformity of the electric field can be maintained well.
第4図は、スリットのさらに他の実施例を示す断面図で
、これは、目的とするイオン以外のイオンが、電場セク
タ7a、7bの内壁面とスリット9の外周部との間の空
隙部を通過するのを防止するために、イオン入射側のス
リット近傍の電場セクタ内壁面に遮へい板あるいはひだ
電極19を設けた構成としたものである。これにより、
スリットの中心部以外の御所を通過してイオンコレクタ
側へイオンが抜は出ることを防ぎ、より確実にバックグ
ランドノイズを低減できるようになる。FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the slit, in which ions other than the target ions are absorbed into the gap between the inner wall surfaces of the electric field sectors 7a and 7b and the outer circumference of the slit 9. In order to prevent the ions from passing through, a shielding plate or folded electrode 19 is provided on the inner wall surface of the electric field sector near the slit on the ion incidence side. This results in
This prevents ions from passing through areas other than the center of the slit and exiting toward the ion collector, making it possible to more reliably reduce background noise.
以上述べたように、本発明によれば、質量分析計の静電
場内のイオン収束点に、電場を乱すことなくスリットを
設け、このスリットで迷走イオンを除去し、目的とする
イオンだけをイオンコレクタまで到達させることができ
る。数値例を挙げると、本発明のスリットを挿入しない
場合に比べて。As described above, according to the present invention, a slit is provided at the ion convergence point in the electrostatic field of the mass spectrometer without disturbing the electric field, and the slit removes stray ions and ionizes only the target ions. It can reach the collector. To give a numerical example, compared to the case where the slit of the present invention is not inserted.
バックグランドノイズが数分の−(1/3〜115)に
低減することが確かめられた。It was confirmed that the background noise was reduced to -(1/3 to 115) several minutes.
第1図は本発明の一実施例を説明する図で(a)は全体
構成図、(b)は水平方向のイオン軌道図、(c)は垂
直方向のイオン軌道図、第2図は本発明におけるスリッ
トの一実施例の断面図、第3図、第4図はそれぞれ本発
明におけるスリットの他の実施例を示す断面図、第5図
は従来の質量分析計を説明する図で(a)は構成図、(
b)は水平方向のイオン軌道図、(c)は垂直方向のイ
オン軌道図である。
符号の説明
1・・・イオン源
2.3.4・・・四重極レンズ
5・・・八重極レンズ 6・・・磁場7・・・静電
場 7a、7b・・・電場セクタ8・・・イ
オンコレクタ 9・・・スリット10・・・スリット
用中央電極FIG. 1 is a diagram explaining one embodiment of the present invention, in which (a) is an overall configuration diagram, (b) is an ion trajectory diagram in the horizontal direction, (c) is an ion trajectory diagram in the vertical direction, and FIG. 3 and 4 are cross-sectional views showing other embodiments of the slit in the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional mass spectrometer (a). ) is a configuration diagram, (
b) is an ion trajectory diagram in the horizontal direction, and (c) is an ion trajectory diagram in the vertical direction. Explanation of symbols 1... Ion source 2.3.4... Quadrupole lens 5... Octupole lens 6... Magnetic field 7... Electrostatic field 7a, 7b... Electric field sector 8...・Ion collector 9...Slit 10...Central electrode for slit
Claims (3)
クタを具備する質量分析計において、静電場内のイオン
収束点にイオンの通過を制限するスリットを設けたこと
を特徴とする質量分析計。(1) A mass spectrometer comprising at least an ion source, a magnetic field, an electrostatic field, and an ion collector, characterized in that a slit for restricting passage of ions is provided at an ion convergence point within the electrostatic field.
央電極をはさんで前後の位置にそれぞれ中央電極とは電
気絶縁して設けられる補助電極とからなるスリットであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の質量分
析計。(2) A patent claim characterized in that the slit is a slit consisting of a central electrode for the slit, and auxiliary electrodes provided at front and rear positions sandwiching the central electrode and electrically insulated from the central electrode. The mass spectrometer according to item 1.
の内壁面と上記スリットの外周部との間をイオンが通過
するのを阻止する遮へい板あるいはひだ電極を具備する
スリットであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の質量分析計。(3) The slit is a slit equipped with a shielding plate or a pleated electrode that prevents ions from passing between the inner wall surface of the electric field sector creating the electrostatic field and the outer periphery of the slit. A mass spectrometer according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60076744A JPS61237360A (en) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60076744A JPS61237360A (en) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Mass spectrometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61237360A true JPS61237360A (en) | 1986-10-22 |
Family
ID=13614108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60076744A Pending JPS61237360A (en) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | Mass spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61237360A (en) |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP60076744A patent/JPS61237360A/en active Pending
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