JPS63136451A - タンデム型質量分析装置 - Google Patents
タンデム型質量分析装置Info
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- JPS63136451A JPS63136451A JP61282656A JP28265686A JPS63136451A JP S63136451 A JPS63136451 A JP S63136451A JP 61282656 A JP61282656 A JP 61282656A JP 28265686 A JP28265686 A JP 28265686A JP S63136451 A JPS63136451 A JP S63136451A
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- JP
- Japan
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- mass spectrometer
- lens
- slit
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- collector
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- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 6
- 102100025490 Slit homolog 1 protein Human genes 0.000 abstract description 2
- 101710123186 Slit homolog 1 protein Proteins 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
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- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 241001441724 Tetraodontidae Species 0.000 description 1
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Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、２台の質量分析計を直列に接続し、前段の質
量分析計で選択したイオンの解離イオンを発生させて後
段の質量分析計で分析するように構成したタンデム型質
量分析装置に関する。
量分析計で選択したイオンの解離イオンを発生させて後
段の質量分析計で分析するように構成したタンデム型質
量分析装置に関する。
一般に、質量分析においては、分析試料をイオン源でイ
オン化してソーススリットから導入し、電場及び磁場に
より同−質量毎のイオンビームをコレクタスリット上に
二重収束させて検出し分析している０分析対象が混合物
の場合には、コレクタスリットで検出されるイオンピー
クに複数種類のイオンが混じってしまうため、ピークの
同定ができないという問題が生じる。このような場合に
は、２台の質量分析計を直列接続したタンデム型質量分
析装置を用い、前段のｉｉ量分析計で成るピークのイオ
ンを選択し、さらにそれを後段の質量分析計で解離して
その内容の分析（ＭＳ／ＭＳ質量分析；Ｍｕｌｔｉ−３
ｔａｇｅ Ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｒｏｓ＋ｅｔｒｙ ）
が行われる。
オン化してソーススリットから導入し、電場及び磁場に
より同−質量毎のイオンビームをコレクタスリット上に
二重収束させて検出し分析している０分析対象が混合物
の場合には、コレクタスリットで検出されるイオンピー
クに複数種類のイオンが混じってしまうため、ピークの
同定ができないという問題が生じる。このような場合に
は、２台の質量分析計を直列接続したタンデム型質量分
析装置を用い、前段のｉｉ量分析計で成るピークのイオ
ンを選択し、さらにそれを後段の質量分析計で解離して
その内容の分析（ＭＳ／ＭＳ質量分析；Ｍｕｌｔｉ−３
ｔａｇｅ Ｍａｓｓ ５ｐｅｃｔｒｏｓ＋ｅｔｒｙ ）
が行われる。
第４図は２台の扇形磁場型二重収束質量分析計を直列に
接続したタンデム型質量分析装置の構成例を示す図、第
５図は従来の収束レンズの例を示ス図、第６図はユニポ
テンシャルレンズのタイプを示す図である。
接続したタンデム型質量分析装置の構成例を示す図、第
５図は従来の収束レンズの例を示ス図、第６図はユニポ
テンシャルレンズのタイプを示す図である。
タンデム型質量分析装置は、例えば第４図に示すように
ソーススリット２１、電場２２、磁場２３、コレクタス
リット２４からなる前段のｔｔ分析計ＭＳＩと、ソース
スリット２７、電場２８、磁場２９、コレクタスリット
３０からなる後段の質量分析計ＭＳ２とを分離して独立
に設け、その間に収束レンズ２５と衝突室２６を設ける
。ここで、前段の質量分析計ＭＳＩにより選択されたイ
オンビームはコレクタスリット２４から出てくると広が
るので、イオン透過率を上げるためにこれを後段のソー
ススリット２７に再び収束させるのが収束レンズ２５で
あり、前段の質量分析計ＭＳ１により選択されたイオン
ビームをさらに解離するのが衝突室２６である。衝突室
２６は、例えばガスを導入しその分子とイオンとを衝突
させることによってさらにそのイオンを解離させて有機
物等の構造を解析したりする。このような構成により前
段の′ａ量分析計ＭＳＩでイオン源からのイオン（プリ
カーサイオン）を分析すると共に、衝突室で発生した解
離イオン（娘イオン）を後段の質量分析計Ｍ Ｓ ２で
分析できるようにしている。
ソーススリット２１、電場２２、磁場２３、コレクタス
リット２４からなる前段のｔｔ分析計ＭＳＩと、ソース
スリット２７、電場２８、磁場２９、コレクタスリット
３０からなる後段の質量分析計ＭＳ２とを分離して独立
に設け、その間に収束レンズ２５と衝突室２６を設ける
。ここで、前段の質量分析計ＭＳＩにより選択されたイ
オンビームはコレクタスリット２４から出てくると広が
るので、イオン透過率を上げるためにこれを後段のソー
ススリット２７に再び収束させるのが収束レンズ２５で
あり、前段の質量分析計ＭＳ１により選択されたイオン
ビームをさらに解離するのが衝突室２６である。衝突室
２６は、例えばガスを導入しその分子とイオンとを衝突
させることによってさらにそのイオンを解離させて有機
物等の構造を解析したりする。このような構成により前
段の′ａ量分析計ＭＳＩでイオン源からのイオン（プリ
カーサイオン）を分析すると共に、衝突室で発生した解
離イオン（娘イオン）を後段の質量分析計Ｍ Ｓ ２で
分析できるようにしている。
収束レンズ２５としては、通常は第５図に示すように中
央の電極３２に正の電圧を印加し、両側をアース電極３
１．３３としたユニポテンシャルレンズが用いられてい
る。その形状としては第６図（ａｌに示すような軸対称
型の電極のものや、第６図中）に示すような面対称型の
電極のものが使用される。
央の電極３２に正の電圧を印加し、両側をアース電極３
１．３３としたユニポテンシャルレンズが用いられてい
る。その形状としては第６図（ａｌに示すような軸対称
型の電極のものや、第６図中）に示すような面対称型の
電極のものが使用される。
しかしながら、タンデム型質量分析装置に使用されてい
る従来のユニポテンシャルレンズは、ビームを一点に収
束させたいにもかかわらず、収差が大きいためにビーム
が広がってしまうという欠点がある。さらには、中央電
極の電位をイオンの加速電位近くまで高くする必要があ
り、そのためビームが曲げられやすくなる。しかも、こ
れを打ち消すためには左右に不均一な電圧を印加するこ
とが必要となるが、実際には電圧が高いためにそのよう
な制御は難しくなる。つまり、軸合わせが困難であると
いう問題がある１例えば機械加工の精度不足などが原因
となり、軸合わせが正確に行えなくなると、レンズ電圧
を印加することによってビームが偏向され、後段の質量
分析計のソーススリットを通過しなくなることがある。
る従来のユニポテンシャルレンズは、ビームを一点に収
束させたいにもかかわらず、収差が大きいためにビーム
が広がってしまうという欠点がある。さらには、中央電
極の電位をイオンの加速電位近くまで高くする必要があ
り、そのためビームが曲げられやすくなる。しかも、こ
れを打ち消すためには左右に不均一な電圧を印加するこ
とが必要となるが、実際には電圧が高いためにそのよう
な制御は難しくなる。つまり、軸合わせが困難であると
いう問題がある１例えば機械加工の精度不足などが原因
となり、軸合わせが正確に行えなくなると、レンズ電圧
を印加することによってビームが偏向され、後段の質量
分析計のソーススリットを通過しなくなることがある。
なお、電気的又は機械的にビームを偏向させたり、収束
レンズやスリットの位置を移動させて、後段の質量分析
計のソーススリットをビームが通過出来るようにするこ
とを以後軸合わせということにする。
レンズやスリットの位置を移動させて、後段の質量分析
計のソーススリットをビームが通過出来るようにするこ
とを以後軸合わせということにする。
本発明は、上記の問題点を解決するためのものであって
、ビームが偏向されることなく軸合わせが容易に行える
タンデム型質量分析装置を提供することを目的とするも
のである。
、ビームが偏向されることなく軸合わせが容易に行える
タンデム型質量分析装置を提供することを目的とするも
のである。
そのために本発明のタンデム型質量分析装置は、２台の
ｔ量分析計を直列に接続し、該接続部で前段のＸｔ分析
計で選択したイオンの解離イオンを発生させて後段の質
量分析計で分析するように構成したタンデム型質量分析
装置であって、前段の質量分析計のコレクタスリットと
後段の質量分析計のソーススリットとの間に軸道平面に
収束作用を持つ静電画電極レンズを配置したことを特徴
とする。
ｔ量分析計を直列に接続し、該接続部で前段のＸｔ分析
計で選択したイオンの解離イオンを発生させて後段の質
量分析計で分析するように構成したタンデム型質量分析
装置であって、前段の質量分析計のコレクタスリットと
後段の質量分析計のソーススリットとの間に軸道平面に
収束作用を持つ静電画電極レンズを配置したことを特徴
とする。
（作用）
本発明のタンデム型質量分析装置では、前段の質量分析
計のコレクタスリットと後段の質量分析計のソーススリ
ットとの間に軸道平面に収束作用を持つ静電画電極レン
ズを配置したので、ビームの偏向が少なくなり、また、
収差も小さく角度分布が広いビームも収束させることが
できる。
計のコレクタスリットと後段の質量分析計のソーススリ
ットとの間に軸道平面に収束作用を持つ静電画電極レン
ズを配置したので、ビームの偏向が少なくなり、また、
収差も小さく角度分布が広いビームも収束させることが
できる。
（実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係るタンデム型質量分析装置の１実施
例を説明するための図、第２図は収束レンズ中のイオン
ビームの軌道を説明するための図、第３図は本発明に係
るタンデム型質量分析装置の他の実施例を説明するため
の図である。図中、１と１２はコレクタスリット、２．
３．６と１３はＱレンズ、４と１４はソーススリット、
５Ａ、５Ｂ、６Ａと６Ｂは電極、１１と１５はユニポテ
ンシャルレンズを示す。
例を説明するための図、第２図は収束レンズ中のイオン
ビームの軌道を説明するための図、第３図は本発明に係
るタンデム型質量分析装置の他の実施例を説明するため
の図である。図中、１と１２はコレクタスリット、２．
３．６と１３はＱレンズ、４と１４はソーススリット、
５Ａ、５Ｂ、６Ａと６Ｂは電極、１１と１５はユニポテ
ンシャルレンズを示す。
第１図Ｔａｌにおいて、コレクタスリットｌは、前段の
ｔ量分析計ＭＳＩに接続され、ソーススリット４は、後
段の質量分析計ＭＳ２に接続されるものである。Ｑレン
ズ２は、Ｘ方向（軸道平面に平行な方向）に凹レンズ、
Ｘ方向（軸道平面に垂直な方向）に凸レンズとして動作
させる静電四重極レンズ（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ １ｅ
ｎｓ）であり、Ｑレンズ３は、Ｘ方向に凸レンズ、Ｘ方
向に凹レンズとして動作させる静電四重極レンズである
が、この逆の動作をさせてもよい、第１図中）は、Ｑレ
ンズ２．３の断面を示す図で、４つの円筒状電極５Ａ、
５Ｂ、６Ａ、６Ｂからなり、対角線上の電極５Ａと５Ｂ
。
ｔ量分析計ＭＳＩに接続され、ソーススリット４は、後
段の質量分析計ＭＳ２に接続されるものである。Ｑレン
ズ２は、Ｘ方向（軸道平面に平行な方向）に凹レンズ、
Ｘ方向（軸道平面に垂直な方向）に凸レンズとして動作
させる静電四重極レンズ（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ １ｅ
ｎｓ）であり、Ｑレンズ３は、Ｘ方向に凸レンズ、Ｘ方
向に凹レンズとして動作させる静電四重極レンズである
が、この逆の動作をさせてもよい、第１図中）は、Ｑレ
ンズ２．３の断面を示す図で、４つの円筒状電極５Ａ、
５Ｂ、６Ａ、６Ｂからなり、対角線上の電極５Ａと５Ｂ
。
６Ａと６Ｂが対になってそれぞれ負の電位と正の電位が
印加される。従って、図示点線及び４を極の丁度中央Ｏ
が零電位となる。なお、各電極の形状は、点０に対向す
る面が双曲線になると、双曲線のポテンシャルができる
。そのため、ポテンシャルは軸からの距離の二乗に比例
した値となり、電場は距離に比例することになる。そう
すると、イオンは、電場に比例して曲げられるので、偏
向される量が軸からの距離に比例することになり、レン
ズとしては理想的な特性が得られ、収差が少なくなる。
印加される。従って、図示点線及び４を極の丁度中央Ｏ
が零電位となる。なお、各電極の形状は、点０に対向す
る面が双曲線になると、双曲線のポテンシャルができる
。そのため、ポテンシャルは軸からの距離の二乗に比例
した値となり、電場は距離に比例することになる。そう
すると、イオンは、電場に比例して曲げられるので、偏
向される量が軸からの距離に比例することになり、レン
ズとしては理想的な特性が得られ、収差が少なくなる。
第１図に示すＱレンズ２．３の動作を模式的に示したの
が第２図である。この第２図に示すようにＱレンズ２．
３は、一方向に対して凸レンズの作用をさせると、他方
向に対しては凹レンズの作用をする。そのため、Ｘ方向
については完全な方向収束を行わせるが、Ｘ方向につい
ては接続する前段及び後段の質量分析計ＭＳＩ及びＭＳ
２の特性に応じて適当なレンズ作用を持たせるようにす
ることが必要となる。つまり、ここで２個のＱレンズ２
．３を使用する理由は、Ｘ方向に収束作用を持つＱレン
ズがＸ方向に対して発散作用を持つので、他方のＱレン
ズでこの発散作用を打ち消すためである。従うて、上記
の第１図に示すＱレンズの中でＸ方向に凸レンズの作用
を持つレンズについては、従来より使用しているユニポ
テンシャルレンズに置き換えてもよい、なぜならＸ方向
の収束性はＸ方向のように高い精度を必要としないから
である。
が第２図である。この第２図に示すようにＱレンズ２．
３は、一方向に対して凸レンズの作用をさせると、他方
向に対しては凹レンズの作用をする。そのため、Ｘ方向
については完全な方向収束を行わせるが、Ｘ方向につい
ては接続する前段及び後段の質量分析計ＭＳＩ及びＭＳ
２の特性に応じて適当なレンズ作用を持たせるようにす
ることが必要となる。つまり、ここで２個のＱレンズ２
．３を使用する理由は、Ｘ方向に収束作用を持つＱレン
ズがＸ方向に対して発散作用を持つので、他方のＱレン
ズでこの発散作用を打ち消すためである。従うて、上記
の第１図に示すＱレンズの中でＸ方向に凸レンズの作用
を持つレンズについては、従来より使用しているユニポ
テンシャルレンズに置き換えてもよい、なぜならＸ方向
の収束性はＸ方向のように高い精度を必要としないから
である。
次に本発明の詳細な説明する。Ｘ方向に凸レンズ作用を
持つレンズは、第３図に示すように必ずしもコレクタス
リット１１とソーススリット１４との間に設ける必要は
なく、第３図（ａｌに示すようにコレクタスリット１１
の前方に設けてもよいし、第３図（ｂｌに示すようにコ
レクタスリット１４の後方に設けてもよい、ただしＸ方
向に凸レンズ作用を持つＱレンズ１３は、必ずコレクタ
スリット１１とソーススリット１４との間に設ける必要
がある。この場合のユニポテンシャルレンズは、第６図
に示したようにＸ方向とＸ方向に凸レンズの作用を持つ
軸対称型のものと、Ｘ方向だけに収束作用を持つ面対称
型のものがあるが、後者の方が望ましい。
持つレンズは、第３図に示すように必ずしもコレクタス
リット１１とソーススリット１４との間に設ける必要は
なく、第３図（ａｌに示すようにコレクタスリット１１
の前方に設けてもよいし、第３図（ｂｌに示すようにコ
レクタスリット１４の後方に設けてもよい、ただしＸ方
向に凸レンズ作用を持つＱレンズ１３は、必ずコレクタ
スリット１１とソーススリット１４との間に設ける必要
がある。この場合のユニポテンシャルレンズは、第６図
に示したようにＸ方向とＸ方向に凸レンズの作用を持つ
軸対称型のものと、Ｘ方向だけに収束作用を持つ面対称
型のものがあるが、後者の方が望ましい。
上記のようにタンデム型質量分析装置におけるコレクタ
スリットとソーススリットとの間に設ける収束レンズに
Ｑレンズを用いると、従来用いているユニポテンシャル
レンズに比較して次のような利点がある。
スリットとソーススリットとの間に設ける収束レンズに
Ｑレンズを用いると、従来用いているユニポテンシャル
レンズに比較して次のような利点がある。
（イ）Ｑレンズの軸上はゼロ電位であり、電極に加える
電圧も通常ユニポテンシャルレンズに比べて小さくでき
る。そのためビームが偏向されることが少なく軸合わせ
が容易である。
電圧も通常ユニポテンシャルレンズに比べて小さくでき
る。そのためビームが偏向されることが少なく軸合わせ
が容易である。
（ロ）収差が小さく角度分布が広いビームでも収束させ
ることができる。
ることができる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である０例えば上記の実施例では
、タンデム型質量分析装置を構成する前段及び後段の質
量分析計Ｍ’ＳＩＭＳ２に二重収束型を使用したが、必
ずしも二重収束型である必要はなく、前段の質量分析計
ＭＳｌに単収束型を使用してもよく、また、後段の質量
分析計ＭＳ２に磁場又は電場だけのものを使用してもよ
い、勿論、二重収束型でも電場をＥｌｆ場をＢとすると
、ＥＢＥＢ型、ＢＥＢＥ型等いろいろな組み合わせがあ
るが、本発明はいかなる組み合わせのものにも適用でき
る。さらに、衝突室は、レーザを使ってイオンを解離す
る等、他の手段を用いてもよいし、この手段と収束レン
ズの配置関係は逆であってもよい。
く、種々の変形が可能である０例えば上記の実施例では
、タンデム型質量分析装置を構成する前段及び後段の質
量分析計Ｍ’ＳＩＭＳ２に二重収束型を使用したが、必
ずしも二重収束型である必要はなく、前段の質量分析計
ＭＳｌに単収束型を使用してもよく、また、後段の質量
分析計ＭＳ２に磁場又は電場だけのものを使用してもよ
い、勿論、二重収束型でも電場をＥｌｆ場をＢとすると
、ＥＢＥＢ型、ＢＥＢＥ型等いろいろな組み合わせがあ
るが、本発明はいかなる組み合わせのものにも適用でき
る。さらに、衝突室は、レーザを使ってイオンを解離す
る等、他の手段を用いてもよいし、この手段と収束レン
ズの配置関係は逆であってもよい。
Ｃ発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前段
と後段の質量分析計ＭＳｉＭＳ２の間の収束レンズにＱ
レンズ（静電四重極レンズＨＱｕａｄｒｕｐｏｌｅ １
ｅｎｓ）を用いたので、イオンビームが偏向されること
が少なくなり、軸合わせが容易になる。また、収差が小
さく広角ビームでも効率良く収束させることができる。
と後段の質量分析計ＭＳｉＭＳ２の間の収束レンズにＱ
レンズ（静電四重極レンズＨＱｕａｄｒｕｐｏｌｅ １
ｅｎｓ）を用いたので、イオンビームが偏向されること
が少なくなり、軸合わせが容易になる。また、収差が小
さく広角ビームでも効率良く収束させることができる。
第１図は本発明に係るタンデム型質量分析装置の１実施
例を説明するための図、第２図は収束レンズ中のイオン
ビームの軌道を説明するための図、第３図は本発明に係
るタンデム型質量分析装置の他の実施例を説明するため
の図、第４図は２台の扇形磁場型二重収束質量分析計を
直列に接続したタンデム型質量分析装置の構成例を示す
図、第５図は従来の収束レンズの例を示す図、第６図は
ユニポテンシャルレンズのタイプを示す図である。 ■と１２・・・コレクタスリット、２．３．６と１３・
・・Ｑレンズ、４と１４・・・ソーススリット、５Ａ。 ５Ｂ、６Ａと６Ｂ・・・１ｉ極、１１と１５・・・ユニ
ポテンシャルレンズ 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外２名）第１図 第２図 第３図 、 （（１ン 。 戸 ３０ コしフグ入り・ｌト 第す図 （α）（ｂ）
例を説明するための図、第２図は収束レンズ中のイオン
ビームの軌道を説明するための図、第３図は本発明に係
るタンデム型質量分析装置の他の実施例を説明するため
の図、第４図は２台の扇形磁場型二重収束質量分析計を
直列に接続したタンデム型質量分析装置の構成例を示す
図、第５図は従来の収束レンズの例を示す図、第６図は
ユニポテンシャルレンズのタイプを示す図である。 ■と１２・・・コレクタスリット、２．３．６と１３・
・・Ｑレンズ、４と１４・・・ソーススリット、５Ａ。 ５Ｂ、６Ａと６Ｂ・・・１ｉ極、１１と１５・・・ユニ
ポテンシャルレンズ 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外２名）第１図 第２図 第３図 、 （（１ン 。 戸 ３０ コしフグ入り・ｌト 第す図 （α）（ｂ）
Claims (2)
- （１）２台の質量分析計を直列に接続し、該接続部で前
段の質量分析計で選択したイオンの解離イオンを発生さ
せて後段の質量分析計で分析するように構成したタンデ
ム型質量分析装置であって、前段の質量分析計のコレク
タスリットと後段の質量分析計のソーススリットとの間
に軸道平面に収束作用を持つ静電四重極レンズを配置し
たことを特徴とするタンデム型質量分析装置。 - （２）軸道平面に垂直な方向に収束作用を持つレンズを
前段の質量分析計のコレクタスリットと後段の質量分析
計のソーススリットとの間又はその近傍に配置したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタンデム型質
量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282656A JPS63136451A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | タンデム型質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61282656A JPS63136451A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | タンデム型質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136451A true JPS63136451A (ja) | 1988-06-08 |
| JPH0463506B2 JPH0463506B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=17655350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61282656A Granted JPS63136451A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | タンデム型質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63136451A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248349A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 質量分析計 |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP61282656A patent/JPS63136451A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248349A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 質量分析計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0463506B2 (ja) | 1992-10-12 |
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