JPS635859B2 - - Google Patents
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- JPS635859B2 JPS635859B2 JP53119348A JP11934878A JPS635859B2 JP S635859 B2 JPS635859 B2 JP S635859B2 JP 53119348 A JP53119348 A JP 53119348A JP 11934878 A JP11934878 A JP 11934878A JP S635859 B2 JPS635859 B2 JP S635859B2
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- Japan
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- magnetic field
- mass number
- ion
- electric field
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 42
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 21
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は質量分析装置、特にメタステイブルイ
オンの測定に有用な質量分析装置に関する。
オンの測定に有用な質量分析装置に関する。
イオンの中には非常に不安定なため、イオン源
の出口付近で m+ 0→m+ d＋m〓 ……(1) のように解離してしまうものがある。通常質量数
m0をもつイオンm+ 0はプリカーサーイオン
（precursor ion）、質量数mdをもつイオンm+ dは
ドーターイオン（daughter ion）と呼ばれる。
の出口付近で m+ 0→m+ d＋m〓 ……(1) のように解離してしまうものがある。通常質量数
m0をもつイオンm+ 0はプリカーサーイオン
（precursor ion）、質量数mdをもつイオンm+ dは
ドーターイオン（daughter ion）と呼ばれる。
なお、m〓はm〓＝mo―mdで与えられる。
今、電場と磁場を用いるいわゆる二重収歛質量
分析装置において、電場および磁場がそれぞれ
E0およびB0のときプリカーサーイオンm+ 0が検出
され、又電場および磁場がそれぞれEdおよびBd
のときドーターイオンm+ dが検出されるとすると、
一般に次式が成立することが知られている。
分析装置において、電場および磁場がそれぞれ
E0およびB0のときプリカーサーイオンm+ 0が検出
され、又電場および磁場がそれぞれEdおよびBd
のときドーターイオンm+ dが検出されるとすると、
一般に次式が成立することが知られている。
md／m0＝Ed／E0 ……(2)
m2 d／m0＝m* d ……(3)
B2 d／B2 0＝m* d／m0 ……(4)
したがつて、(3)式および(4)式からは
md／m0＝Bd／B0 ……(5)
が得られ、又(2)式および(5)式からは
B0／E0＝Bd／Ed ……(6)
が得られる。これらの式は、真の質量数がmdで
あるドーターイオンm+ dのピークは記録されたマ
ススペクトル上では質量数単位でm* dの位置に、
電場単位でEdの位置に現われることを意味する。
ここで、ドーターイオンm+ dはイオン源の出口付
近でプリカーサーイオンm+ 0が解離することによ
つて生じた非常に不安定なものであることから、
これは一般にメタステイブルイオン
（metastable ion）とも呼ばれる。
あるドーターイオンm+ dのピークは記録されたマ
ススペクトル上では質量数単位でm* dの位置に、
電場単位でEdの位置に現われることを意味する。
ここで、ドーターイオンm+ dはイオン源の出口付
近でプリカーサーイオンm+ 0が解離することによ
つて生じた非常に不安定なものであることから、
これは一般にメタステイブルイオン
（metastable ion）とも呼ばれる。
メタステイブルイオンの測定において実際に求
めようとするのはmdなる値であり、このmdなる
値を求める従来のやり方を以下に説明する。
めようとするのはmdなる値であり、このmdなる
値を求める従来のやり方を以下に説明する。
第１図を参照するに、イオン源１から引き出さ
れるイオンは電極２によつて形成される電場によ
りエネルギー分散され、更に磁石３によつて形成
される磁電により質量分散され、その結果として
イオン加速電圧、電場および磁場により決定され
る特定のイオンがイオンコレクター４によつて検
出される。
れるイオンは電極２によつて形成される電場によ
りエネルギー分散され、更に磁石３によつて形成
される磁電により質量分散され、その結果として
イオン加速電圧、電場および磁場により決定され
る特定のイオンがイオンコレクター４によつて検
出される。
今、(1)式の解離がイオン源１と電場との間のフ
イールドフリー領域（field free region）におい
て行なわれるものとし、又プリカーサーイオン
m+ 0が検出される電場E0は電場電圧発生器６から
の電圧を電極２に与えることによつて得られ、そ
の電圧は又基準電圧発生器５からのスイツチ１０
の接点ＡおよびＣを介して与えられる電圧VEOに
よつて発生されるものとする。更にプリカーサー
イオンm+ 0が検出される磁場B0は磁場電流制御器
７からの電流を磁石３に与えることによつて得ら
れ、その磁場B0は又ホール素子等からなる磁場
検出器８によつて検出され、これによつて該検出
器は電圧VBOを発生するものとする。この電圧
VBOは磁場―質量数変換器９によつて質量数m0に
変換され、したがつて磁場―質量数変換器９の出
力値からプリカーサーイオンm+ 0の質量数m0を判
別することができる。磁場検出器８の出力電圧
VBOは又利得変換器１１にも与えられる。
イールドフリー領域（field free region）におい
て行なわれるものとし、又プリカーサーイオン
m+ 0が検出される電場E0は電場電圧発生器６から
の電圧を電極２に与えることによつて得られ、そ
の電圧は又基準電圧発生器５からのスイツチ１０
の接点ＡおよびＣを介して与えられる電圧VEOに
よつて発生されるものとする。更にプリカーサー
イオンm+ 0が検出される磁場B0は磁場電流制御器
７からの電流を磁石３に与えることによつて得ら
れ、その磁場B0は又ホール素子等からなる磁場
検出器８によつて検出され、これによつて該検出
器は電圧VBOを発生するものとする。この電圧
VBOは磁場―質量数変換器９によつて質量数m0に
変換され、したがつて磁場―質量数変換器９の出
力値からプリカーサーイオンm+ 0の質量数m0を判
別することができる。磁場検出器８の出力電圧
VBOは又利得変換器１１にも与えられる。
磁場検出器８の出力電圧がVBOであることをた
とえばデイジタルポルトメータを用いて確認し、
次いで利得変換器１１の出力が電圧VEOと等しく
なるように利得変換器１１の利得をVEO／VBOに
設定し、この状態でスイツチ１０を接点Ａから接
点Ｂに切り換えて電場電圧発生器６を利得変換器
１１の出力に応動するようにすると共に磁場電流
制御器７からの電流を変えることにより磁場を
B0から零に向かつて走査すると、磁場対電場比
が一定となるように電場は第２図ａに示されるよ
うにE0から零に向かつて時間の関数として走査
される。この磁場対電場比が一定という条件は(6)
式を満すことを意味するもので、このように磁場
対電場比が一定となるように磁場および電場を走
査することを一般にリンクドスキヤン（linked
scan）と呼んでいる。
とえばデイジタルポルトメータを用いて確認し、
次いで利得変換器１１の出力が電圧VEOと等しく
なるように利得変換器１１の利得をVEO／VBOに
設定し、この状態でスイツチ１０を接点Ａから接
点Ｂに切り換えて電場電圧発生器６を利得変換器
１１の出力に応動するようにすると共に磁場電流
制御器７からの電流を変えることにより磁場を
B0から零に向かつて走査すると、磁場対電場比
が一定となるように電場は第２図ａに示されるよ
うにE0から零に向かつて時間の関数として走査
される。この磁場対電場比が一定という条件は(6)
式を満すことを意味するもので、このように磁場
対電場比が一定となるように磁場および電場を走
査することを一般にリンクドスキヤン（linked
scan）と呼んでいる。
このリンクドスキヤンの間中利得変換器１１の
出力電圧をスイツチ１０の接点ＢおよびＣを介し
てたとえばXY記録計１２のＸ軸に与えると共
に、イオンコレクター４の出力信号をXY記録計
のＹ軸に与えると、該記録計のチヤートにはm+ 0
をプリカーサーイオンとするメタステイブルイオ
ンのマススペクトルが第２図ｂに示されるように
記録される。
出力電圧をスイツチ１０の接点ＢおよびＣを介し
てたとえばXY記録計１２のＸ軸に与えると共
に、イオンコレクター４の出力信号をXY記録計
のＹ軸に与えると、該記録計のチヤートにはm+ 0
をプリカーサーイオンとするメタステイブルイオ
ンのマススペクトルが第２図ｂに示されるように
記録される。
第２図において、電場が零であるときのチヤー
ト上での位置PZと電場がEdであるときのチヤー
ト上での位置（すなわちメタステイブルイオンの
ピークが現われる位置）Pdとの間の距離をldと
し、又位置PZと電場がE0であるときのチヤート
上での位置（すなわちプリカーサーイオンのピー
クが現われる位置）P0との間の距離をl0とすれ
ば、Ed／E0＝ld／l0であるから、これを(2)式に代
入すれば、md＝m0ld／l0となり、メタステイブル
イオンm+ dの真の質量数mdを求めることができ
る。もちろん、Edの値をたとえばデイジタルボ
ルトメータで測定して(2)式から真の質量数mdを
求めることもできる。
ト上での位置PZと電場がEdであるときのチヤー
ト上での位置（すなわちメタステイブルイオンの
ピークが現われる位置）Pdとの間の距離をldと
し、又位置PZと電場がE0であるときのチヤート
上での位置（すなわちプリカーサーイオンのピー
クが現われる位置）P0との間の距離をl0とすれ
ば、Ed／E0＝ld／l0であるから、これを(2)式に代
入すれば、md＝m0ld／l0となり、メタステイブル
イオンm+ dの真の質量数mdを求めることができ
る。もちろん、Edの値をたとえばデイジタルボ
ルトメータで測定して(2)式から真の質量数mdを
求めることもできる。
しかし、いずれにしても、メタステイブルイオ
ンの真の質量数を(2)式を用いていちいち計算する
ことによつて求めなければならないため、これが
データ解析上大変な不便を与える。
ンの真の質量数を(2)式を用いていちいち計算する
ことによつて求めなければならないため、これが
データ解析上大変な不便を与える。
本発明の目的はメタステイブルイオンの質量数
を容易かつ正確に知ることができる質量分析装置
を提供することにある。
を容易かつ正確に知ることができる質量分析装置
を提供することにある。
第３図は本発明にもとづく一実施例を示す。同
図において、第１図と共通のものについては同じ
符号が用いられている。第３図において、第１図
に対して特徴的な点だけを説明するに、まずリン
クドスキヤン開始時に磁場―質量数変換器９から
得られる質量数m0の値が記憶装置１３に記憶さ
れる。リンクドスキヤンのときは記憶装置１３か
ら質量数m0が電圧Vn0として読み出されて演算回
路１４に導入される。又、演算回路１４には基準
電圧発生器５からの電圧VEOが導入されると共
に、利得変換器１１の出力電圧（これをVExとす
る）がスイツチ１０の接点ＢおよびＣを介して導
入される。演算回路１４では上記三つの入力にも
とづいてVn0・VEx／VEO＝Vdなる演算が行なわ
れる。その結果として得られるVdは質量数変換
器１５で質量数に比例した値に変換されてこれが
数字表示器（たとえばLED素子）１６にデイジ
タル表示されると共に、同時にVdをマーク信号
発生器１７に導入して該マーク信号発生器からた
とえば１マス、10マス、100マス毎にスパイク信
号を発生させ、これをXY記録計１２のＸ軸に導
入することによりそのチヤート上に１２ａで示さ
れるように質量数を表わすマークが表示される。
したがつて、このマークからメタステイブルイオ
ンの真の質量数mdを直読することができる。
図において、第１図と共通のものについては同じ
符号が用いられている。第３図において、第１図
に対して特徴的な点だけを説明するに、まずリン
クドスキヤン開始時に磁場―質量数変換器９から
得られる質量数m0の値が記憶装置１３に記憶さ
れる。リンクドスキヤンのときは記憶装置１３か
ら質量数m0が電圧Vn0として読み出されて演算回
路１４に導入される。又、演算回路１４には基準
電圧発生器５からの電圧VEOが導入されると共
に、利得変換器１１の出力電圧（これをVExとす
る）がスイツチ１０の接点ＢおよびＣを介して導
入される。演算回路１４では上記三つの入力にも
とづいてVn0・VEx／VEO＝Vdなる演算が行なわ
れる。その結果として得られるVdは質量数変換
器１５で質量数に比例した値に変換されてこれが
数字表示器（たとえばLED素子）１６にデイジ
タル表示されると共に、同時にVdをマーク信号
発生器１７に導入して該マーク信号発生器からた
とえば１マス、10マス、100マス毎にスパイク信
号を発生させ、これをXY記録計１２のＸ軸に導
入することによりそのチヤート上に１２ａで示さ
れるように質量数を表わすマークが表示される。
したがつて、このマークからメタステイブルイオ
ンの真の質量数mdを直読することができる。
第４図は本発明にもとづくもう一つの実施例を
示すもので、第３図に対して特徴的な点は電圧
VExを関数発生器１８によりV′Exに補正した上で
演算回路１４に入力するようにしたことである。
第１図および第３図における磁場検出器８の出力
はその磁場検出器の性能程度等にもとづき必らず
しも磁場と厳密な意味で比例関係にあるとは限ら
ない。しかし、磁場と磁場検出器８の出力との対
応関係は実測によつて予かじめ知ることができる
ので、その対応関係の不一致を補正するように関
数発生器１８として多数点における折線近似によ
る関数発生器又はROMあるいはRAM等のメモ
リー素子に入出力関係値を記憶したものを用いる
ことにより磁場に正確に対応した出力V′Exを演算
回路１４に導入してやることができる。したがつ
て、第４図の実施例によれば、磁場検出器８の出
力、したがつて利得変換器１１の出力VExが磁場
と厳密な意味で対応しないことによるメタステイ
ブルイオンの真の質量数の誤差を正確に補正する
ことができる。
示すもので、第３図に対して特徴的な点は電圧
VExを関数発生器１８によりV′Exに補正した上で
演算回路１４に入力するようにしたことである。
第１図および第３図における磁場検出器８の出力
はその磁場検出器の性能程度等にもとづき必らず
しも磁場と厳密な意味で比例関係にあるとは限ら
ない。しかし、磁場と磁場検出器８の出力との対
応関係は実測によつて予かじめ知ることができる
ので、その対応関係の不一致を補正するように関
数発生器１８として多数点における折線近似によ
る関数発生器又はROMあるいはRAM等のメモ
リー素子に入出力関係値を記憶したものを用いる
ことにより磁場に正確に対応した出力V′Exを演算
回路１４に導入してやることができる。したがつ
て、第４図の実施例によれば、磁場検出器８の出
力、したがつて利得変換器１１の出力VExが磁場
と厳密な意味で対応しないことによるメタステイ
ブルイオンの真の質量数の誤差を正確に補正する
ことができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、メタステイブルイオンの質量数を容易かつ正
確に知ることができる質量分析装置が提供され
る。
ば、メタステイブルイオンの質量数を容易かつ正
確に知ることができる質量分析装置が提供され
る。
第１図は従来の質量分析装置のブロツクダイア
グラム、第２図は第１図の装置を用いてメタステ
イブルイオンの真の質量数を求めるやり方を説明
するための図、第３図は本発明にもとづく一つの
実施例を示す質量分析装置のブロツクダイアグラ
ム、第４図は本発明にもとづくもう一つの実施例
を示す質量分析装置の要部のブロツクダイアグラ
ムである。 １…イオン源、２…電極、３…磁石、４…イオ
ンコレクター、５…基準電圧発生器、６…電場電
圧発生器、７…磁場電流制御器、８…磁場検出
器、９…磁場―質量数変換器、１１…利得変換
器、１３…記憶装置、１４…演算回路、１５…質
量数変換器、１７…マーク信号発生器、１８…関
数発生器。
グラム、第２図は第１図の装置を用いてメタステ
イブルイオンの真の質量数を求めるやり方を説明
するための図、第３図は本発明にもとづく一つの
実施例を示す質量分析装置のブロツクダイアグラ
ム、第４図は本発明にもとづくもう一つの実施例
を示す質量分析装置の要部のブロツクダイアグラ
ムである。 １…イオン源、２…電極、３…磁石、４…イオ
ンコレクター、５…基準電圧発生器、６…電場電
圧発生器、７…磁場電流制御器、８…磁場検出
器、９…磁場―質量数変換器、１１…利得変換
器、１３…記憶装置、１４…演算回路、１５…質
量数変換器、１７…マーク信号発生器、１８…関
数発生器。
Claims (1)
- １ プリカーサーイオンから生ずるメタステイブ
ルイオンを、磁場対電場比を一定に保ちながらそ
の磁場および電場を走査することによつて測定す
る質量分析装置において、プリカーサーイオンが
検出される電場値に対応する第１の電気信号を発
生する手段と、上記磁場を検出する手段と、この
磁場検出手段の出力にもとづいて上記走査中の電
場値に対応する第２の電気信号を発生する手段
と、上記磁場検出手段の出力にもとづいて上記プ
リカーサーイオンの質量数に対応する第３の電気
信号を発生する手段と、上記磁場とこれに対応す
る上記磁場検出手段の出力との間の不一致を補正
するように上記第２の電気信号を補正された第２
の電気信号に変換する手段と、上記第１の電気信
号、上記補正された第２の電気信号および上記第
３の電気信号にもとづいて上記メタステイブルイ
オンの質量数を求める計算を行う手段と、その求
められたメタステイブルイオンの質量数を表示す
る手段とを備えていることを特徴とする質量分析
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11934878A JPS5546420A (en) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | Mass spectroscope |
| DE19792939521 DE2939521A1 (de) | 1978-09-29 | 1979-09-28 | Massenspektrometer |
| US06/080,025 US4256963A (en) | 1978-09-29 | 1979-09-28 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11934878A JPS5546420A (en) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | Mass spectroscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5546420A JPS5546420A (en) | 1980-04-01 |
| JPS635859B2 true JPS635859B2 (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=14759256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11934878A Granted JPS5546420A (en) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | Mass spectroscope |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4256963A (ja) |
| JP (1) | JPS5546420A (ja) |
| DE (1) | DE2939521A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4514637A (en) * | 1983-02-24 | 1985-04-30 | Eaton Corporation | Atomic mass measurement system |
| JPS6092343A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-23 | Sumitomo Chem Co Ltd | 低温加硫方法 |
| JPS62168333A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-24 | Shimadzu Corp | 質量分析方法 |
| US5313061A (en) * | 1989-06-06 | 1994-05-17 | Viking Instrument | Miniaturized mass spectrometer system |
| EP0476062B1 (en) * | 1989-06-06 | 1996-08-28 | Viking Instruments Corp. | Miniaturized mass spectrometer system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1498531C3 (de) * | 1963-11-27 | 1973-11-29 | Varian Mat Gmbh, 2800 Bremen | Vorrichtung zur Bestimmung der Massenzahl aus der im Spalt des Trenn magneten eines Massenspektrometers herrschenden Feldstarke |
| US3475604A (en) * | 1965-09-30 | 1969-10-28 | Hitachi Ltd | Mass spectrometer having means for simultaneously detecting single focussing and double focussing mass spectra |
| US3803410A (en) * | 1966-01-06 | 1974-04-09 | Ass Elect Ind | Means for producing electrical marker pulses |
| GB1149426A (en) * | 1966-12-01 | 1969-04-23 | Ass Elect Ind | Improvements relating to mass spectrometry |
| US3610921A (en) * | 1968-05-01 | 1971-10-05 | Perkin Elmer Corp | Metastable mass analysis |
-
1978
- 1978-09-29 JP JP11934878A patent/JPS5546420A/ja active Granted
-
1979
- 1979-09-28 DE DE19792939521 patent/DE2939521A1/de active Granted
- 1979-09-28 US US06/080,025 patent/US4256963A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2939521C2 (ja) | 1987-02-26 |
| US4256963A (en) | 1981-03-17 |
| DE2939521A1 (de) | 1980-04-03 |
| JPS5546420A (en) | 1980-04-01 |
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