JPS6182650A - イオン開裂反応測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 イ　産業上の利用分野 本発明は逆配置二重収束型質量分析計におけるイオン開
裂反応測定技術に関するものである。

質量分析計は試料イオン化室で形成された試料分子のイ
オンを質量の大小によって展開し、質量スペクトルを測
定するものである。しかし試料イオン化室で形成された
イオンの成るものは準安定状態にあり、質量分析計内を
飛行している間に更に中性分子とイオンとに開裂する。

質量分析では開裂反応を起さなかったイオンについて質
量を測定しているのであるが、開裂したイオンを調べる
こと１こよっても分析上の情報が得られる。この場合、
最初に生じたイオンが更に中性分子とイオンとに開裂す
る開裂の仕方とその反応速度とはもとのイオン種とその
励起状態によって決まるので、開裂によって生ずるイオ
ン種とその開裂の反応速度とが測定対象となる。

今もとのイオンの質量をｍＯ１加速電圧をＶとすると、
そのイオンの速度Ｖは、イオンの電荷をｅとして、 ｍｏｖ”＝ｅＶ ま た開裂後のイオンも中性分子も、元と同じ速度Ｖを持っ
ているので、開裂したイオンのエネルギーは そこで磁場先行二重収束型質量分析計で磁場を質Ｑｌ　
ｍ　０１ζ合せておき、電場でエネルギー走査を行う、
”！Ｑｍｎのｌ）七のイオンカダ開裂しτ夫゛のような
質量のイオンを生じたかが判る。この場合１ζは、磁場
と電場との間で開裂したイオンが測定されている。そこ
で磁場の入口スリットから磁場に入射する迄の空間で開
裂したイオンを測定すれば上述した測定結果を参照して
開裂の反応速度を知ることができる。所でこの磁場に入
射前１こ開裂したイオンについて測定を行うには、磁場
を固定せず、磁場と電場とを一定の関係を保って同時に
変化させる必要がある。

加速電圧用式を参照すると、質量ｍｏのイオンが磁場入
射館に開裂して生じた質量ｍのイオンは加速電圧がＶ’
＝（ｍ／ｍｇ）Ｖであることに相当する。従ってこのよ
うな開裂イオンが磁場を通過するためには磁場Ｂは （２）式から　Ｋ＝丹 Ｏ また前記（１）式によってｍｏが一定の場合開裂イオン
のエネルギーはｍに比例しているので、電場ＥをＢと比
例関係を保って変化させることＩこより、＠ｍｍｏのイ
オンが磁場Ｃζ入射する前１こ開裂したときの開裂イオ
ンの質量スペＱトルが得うレル。

別の方法として質量ｍの開裂イオンを生するもとのイオ
ン（親イオン）の質ｉｍｏのスペクトルを測定すること
もできる。奇観イオンの質量をｍ。

＝αｍとし、この親イオンがそのま＼磁場を通過゛する
ときの磁場強度Ｂｏはｆ２１式によってこの親イオンか
ら生じた質量ｍの開裂イオンが磁場を通り抜けるために
は磁場強度Ｂは（３）式によりｍを一定とするので、 他方開裂イオンのエネルギーは［１１式（こより従って
電場Ｅは Ｅ＝−Ｄは定数・・・・・・・・（５）α ！４）＋５ｉ式からｃＬ之ＡｉＴ４ｈ 即ちＢ２／Ｅ＝一定の関係でＢとＥを同時に変化させる
ことによって質ｆｉｍの開裂イオンを生スる磁場入射萌
の親イオンのスペクトルを得ることができる。

本発明は上述したような磁場と電場とを一定の関係で連
動させて変化させる方法即ちリンクトスキャンニングを
行う装置に関するものである。

口　　溝平坊創斤 従来のリックトスキャンを行う装置はアナログ方式で磁
場強度を検出し、その検出出力で電場制御回路を制御す
るもので、回路素子の特性の非直線性から、磁場電場の
関係の精度は余り良くなかった。精度向上のためディジ
タル方式も提案されているが、電場、磁場を夫々ディジ
タル信号で制（財）すると、磁場は階段状に変化するこ
と１こなるが、磁場の変化は自己誘導作用で変化の立り
りに遅れが生ずるため、各ステップ毎に磁場が一定値に
落若く迄の待ら時間を採る必要があり、結果的に掃引速
度が著るしく遅くなる。

ハ　発明が解決しようとする問題点 本発明は上述した所に鑑み、リンクトスキャンニングを
行う装置で高精度、高速掃引の可能な装置を提供しよう
とするものである。

二　問題解決のための手段 本発明は磁場７ａ場を所定の相互関係を保ってアナログ
方式で掃引すると共に、電場にこの掃引速度より充分高
い周波数の電圧を重畳して、小範囲の高速電場掃引を行
いながら、磁場と所定の関係を以って主掃引を行うよう
にした。

ホ　作用 電場は磁場に比しきわめて高速で変化させることができ
るので、電場を適当な振幅で振動させながら次第に変化
させて行くようにすると、電場と磁場との関係′５：ｍ
制する回路の動作に誤差があっても、電場の振動範囲の
どこかに磁場に対応する正しい電場の値が存在するから
、正しいスペクトルを測定することができる。この作用
を第２図及び第３図を用いて説明する。

第２図イは磁場Ｂと電場Ｅとの関係を示す。実線は理想
的関係であり、点線は実際の場合の関係を示す。質量ス
ペクトルのピーク頂点ＰＬ、Ｐ２゜Ｐ３等はこの理想曲
線上にあり、同心円は各ピークに対するイオン検出強度
の等直線を示す。第２図口は測定されるイオン強度を磁
場を横軸として展開した質重スペクトルであって、実線
は理想曲線に沿ってＢ、　　Ｅが変化した場合であり、
点線は実際の偏合のスペクトルである。例えばピークＰ
ｌては実際のＢＥ関係曲線はＰｌの裾の辺を横断してい
るので、この場合のスペクトルの記録は点線のように正
しいピークより低質量側にずれ、ピーク高さも著しく低
くなっている。こメで電場Ｅに振動電圧を重畳すると、
磁場電場の関係は第３図イのようにジグザグのカーブと
なる。こ＼でピークＰ１に対するスペクトル記録を同口
に示す。

電場Ｅが振動変化するとき、必ず理論値を横切り、振動
の半サイクルで、この理論値を横切るときのイオン検出
出力が最高を示すので、スペクトルの記録は電場振動の
半サイクルを一つの山とする細いピークの集合となり、
その包絡線が正しいスペクトルを与えることＩこなる。

へ　実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。１はイオン源、２は
磁場、３は電場、４はイオン検出器で、この構成は逆配
置二重収束質１分析計の構成である。５は磁場２を発生
する励磁電源であり、６は電場３を形成する電圧源であ
り、励磁電源５の出力を所定の関数関係で電圧に変換し
、電場３を形成する電極に印加している。７は三角波発
生器で、三角波形電圧を発生し、この電圧が加算回路１
０を介して電圧源６の出力電圧に重ねて電場３を形成す
る電極１こ印加される。なお１１は衝突室である。

第４図は本発明の他の実施例を示し、この実施例は磁場
、電場をディジタル方式で制匍するようになっている。

第１図の各部と対応する部分には同じ符号をつけて−々
の説明は省略する。磁場２は励磁電源５によりアナログ
に制叩されている。

８はホール素子で、磁場２の強度を検出する。９はコン
ピュータで磁場と電場との関係の表が格納してあり、ホ
ール素子８の出力を読取って、そのときの磁場に対する
電場強度の値を上記表から読出し、この読出したデータ
１こよって電圧源６を制匍する。

ト　効果 本発明１こよれば、いわゆるリンクトスキャンニングに
おいて、磁場電場の関係に誤差があっても、電場を高速
で振動させることにより、細か（電場掃引を行って磁場
電場の正しい関係点を検索しなから全体の掃引を行って
いるので、理論的に正確なリンクトスキャンニングを行
ったときと同じ測定結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は本発
明の詳細な説明するグラフ、第３図も本発明の詳細な説
明するグラフ、第４図は本発明の他の一実施例のブロッ
ク図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 逆配置二重収束質量分析計において、磁場と電場とを一
   定の関係を以つて変化させる手段と、電場に磁場の掃引
   速度より充分高い周波数の振動電圧を重畳する手段とを
   設けたことを特徴とするイオン開裂反応測定装置。