KR20140020152A - 질량 분석기용 rf/dc 이온 가이드 - Google Patents

질량 분석기용 rf/dc 이온 가이드 Download PDF

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KR20140020152A
KR20140020152A KR1020120086898A KR20120086898A KR20140020152A KR 20140020152 A KR20140020152 A KR 20140020152A KR 1020120086898 A KR1020120086898 A KR 1020120086898A KR 20120086898 A KR20120086898 A KR 20120086898A KR 20140020152 A KR20140020152 A KR 20140020152A
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황인범
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(주)영린기기
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Abstract

본 발명은 이온을 질량분석기로 전달하는 이온 가이드에 관한 것이다. 본 발명의 이온 가이드(100)는 이온이 진입하는 입구(101)와 이온을 전달하는 출구(102) 사이에 복수의 DC 고리(110, 110…)와 복수의 전극을 갖는 복수의 RF 멀티폴 고리(120, 120…)가 서로 교차하면서 배열되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 이와 같은 이온 가이드(100)가 내장된 대기압 이온원 질량 분석기를 제안한다.

Description

질량 분석기용 RF/DC 이온 가이드{RF/DC ION GUIDE FOR MASS SPECTROMETER}
본 발명은 질량 분석기에 관한 것이며, 특히 질량 분석기를 위한 이온 가이드에 관한 것이다.
대기압에서 이온을 만드는 이온원을 이용하는 질량분석기에 있어서, 이온원으로부터 질량분석부가 있는 고진공으로 이온을 효과적으로 보내기 위한 수단이 필요하다. 이를 위해서 압력이 점차 감소하는 여러 진공단계를 포함하는 진공계(vacuum system)를 사용하게 된다. 그런데 각 진공단계에서 다음 단계로 이온을 효율적으로 보내기 위해서는 전달효율이 높은 이온 가이드가 필요하다. 특별히 대기압에서 첫 번째 진공챔버로 들어갈 때 이온은 공기의 흐름에 따라서 이동하게 되는데, 공기는 첫 번째 진공단계에서 자유팽창하고, 이온도 여러 방향으로 흩어진다. 여러 방향으로 흩어진 이온을 모아서 다음 진공단계로 나 있는 이온 렌즈를 통과시키기 위해서는 효과적으로 이온을 모아주는 이온 가이드가 필요하다. 특별히 1단계 진공 챔버의 압력인 1 torr 정도의 압력 범위에서는 전기적 방전이 진공이나 대기압에서 보다 더 잘 일어나기 때문에 낮은 전기장에서도 작동하는 특별한 형태의 RF 이온 가이드가 필요하다. 또한 다단계 질량분석이 가능한 탠덤 질량분석장비에서는 RF 이온 가이드로 된 충돌셀(Collision Cell) 내에서 이온을 중성분자와 충돌시켜서 조각화하고, 조각화된 이온의 질량을 분석하여서 분자의 구조에 대한 정보를 얻는다. 충돌셀의 RF 이온 가이드는 특정한 에너지로 산란하는 조각화된 이온을 수집하여 빠른 속도로 다음 단계의 질량분석기로 보내야 한다.
대기압 이온원과 질량분석기를 연결하는 인터페이스와 탠덤 질량분석장비의 충돌셀을 위해 넓은 질량범위의 이온을 효과적으로 수집하고 빠른 시간에 전달하는 이온 가이드가 필요하다.
본 발명의 발명가들은 위와 같은 이온 가이드에 관련한 과제를 효율적으로 해결하기 위해 오랫동안 연구 노력한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 대기압 하에서 작동하는 이온원을 사용하는 질량 분석기를 위한 향상된 이온 가이드와 탠덤 질량분석기의 충돌셀을 위한 보다 향상된 기능을 수행하는 이온 가이드를 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 국면은 이온을 질량분석기로 전달하는 이온 가이드로서:
이온이 진입하는 입구와 이온을 전달하는 출구 사이에 복수의 DC 고리와 복수의 전극을 갖는 복수의 RF 멀티폴 고리가 서로 교차하면서 배열되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 RF 멀티폴 고리의 각 이웃한 전극에 진폭은 같지만 다른 위상의 RF 전압이 가해지도록 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 RF 멀티폴 고리의 상기 복수의 전극은 서로 이격하여 배열함으로써 고리를 형성하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 일 실시예에 있어서, 인접한 상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리는 서로 상이한 DC 바이어스 전압이 가해지도록 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 DC 고리의 내경과 상기 RF 멀티폴 고리의 내접원이 서로 동일한 것이 좋다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 다른 실시예에 있어서, 상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리의 내경이 점차 줄어드는 구조를 갖도록 하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 다른 실시예에 있어서, 상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리의 내경이 점차 줄어들거나 점차 커지는 부위를 갖도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 이온 가이드의 바람직한 다른 실시예에 있어서, 상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리의 배열에 있어 각 고리의 중심은 일직선상에 있거나 또는 곡선상에 위치하여 배열되도록 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 국면은 상기의 이온 가이드가 내장된 대기압 이온원 질량 분석기를 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 질량 분석기에 있어서, 상기 이온 가이드는 상기 질량 분석기 내에서 이온을 대기압에서 진공으로 보내는 다중 진공계의 진공 챔버 내에 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 질량 분석기에 있어서, 상기 이온 가이드는 상기 질량 분석기 내의 충돌셀(-이온은 이 충돌셀에서 조각화 된다) 내에 설치되어 조각화된 이온을 수집하는 기능을 수행할 수 있다.
대기압에서 이온을 만드는 이온원을 이용하는 질량분석기에 있어서, 이온원으로부터 질량분석부가 있는 고진공의 챔버 안으로 이온을 효과적으로 보내기 위해서는 압력이 점차 감소하는 여러 진공단계를 갖는 진공계를 사용하는 인터페이스가 필요하다. 이와 같은 본 발명의 과제해결수단에 따르면, 그와 같은 인터페이스의 이온 전달 효율이 높아지고 질량분석기의 검출감도가 향상된다는 뛰어난 효과를 발휘할 수 있다.
또한 탠덤 질량분석장비의 경우, 첫 번째 질량분석기에서 선별한 이온이 가스 분자로 채워진 충돌셀에 보내지면 이온이 중성분자와 충돌하여 조각화된다. 조각화된 이온을 두 번째 질량기에 보내서 분석하여 원래 이온의 구조에 대한 정보를 얻게 된다. 충돌셀은 RF 이온 가이드가 포함되어 있어서, 특정한 에너지로 산란하는 조각화된 이온을 수집하고 빠른 속도로 이차단계의 질량분석기로 보내야 한다. 본 발명의 이온 가이드는 넓은 질량범위의 이온을 효과적으로 수집하고 빠른 시간에 두 번째 질량분석기에 전달할 수 있어서 탠덤 질량분석기 충돌셀의 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 명세서에서 구체적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 가이드(100)의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 이온 가이드(100)의 구성 중 DC 고리(110)와 RF 멀티폴 고리(120)의 구성 및 회로 연결을 보다 상세히 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이온 가이드(100)에 대한 회로 구성의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대기압 이온원 탠덤 질량분석기(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온 가이드(100c)의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이온 가이드(100d)의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
대기압 이온원 (Atmosphere pressure ion source)를 사용하는 질량분석기(API-MS)의 경우에는 이온원에서 질량분석기가 있는 진공으로 얼마나 효율적으로 이온을 전달하지는 관건이 된다. 즉, 이온을 전달하는 효율이 질량분석기의 검출한계를 결정하는 중요한 요소가 된다. 현대의 API-MS는 압력이 점차적으로 낮아지는 여러 진공단계를 거치는 진공계를 사용하고 각 진공단계에서 이온 가이드들을 사용한다. 본 발명은 여러 각도로 산란하는 이온을 효과적으로 수집하고 이온의 에너지를 배경가스와의 충돌로 낮춤으로써 이온이 이온 가이드 축상에 모이게 하여서 이온을 효율적으로 전달해 준다.
본 발명에 따른 이온 가이드는, DC 고리와 RF 멀티폴(Multipole) 고리(낮은 두께의 고리모양의 멀티폴 전극)들을 번갈아 가면서 쌓인 모양을 갖는다. 어느 한 RF 멀티폴 고리에서, 이웃한 전극들에는 RF 전압은 진폭은 같지만 위상이 서로 180도 다른 RF 전압들이 가해져서 고리 내부에서 멀티폴 전기장을 만든다. 또한 DC 고리의 내경이 멀티폴 전극들의 내접원과 같도록 구성함으로써 이웃한 멀티폴 고리들로부터 만들어진 멀티폴 전기장이 DC 고리 내부에도 어느 정도 유지된다. 또한 인접한 DC 고리와 멀티폴 고리 사이에 다른 DC 전압들이 가해져서 이온 가이드 내에서 축 방향으로 DC 전기장이 만들어진다. DC 고리와 인접한 멀티폴 전극들 사이의 RF 전기장 효과와 반경 방향의 RF 멀티폴 전기장의 효과로 인해서 이온은 이온 가이드 중심축에 가깝게 모이게 되고 이온 가이드 축 방향으로 형성된 DC 전기장에 의해서 이온은 이온 가이드 축 방향으로 이동되어 이온 가이드 다음의 이온 광학계에 전달된다.
본 발명의 또 다른 형태의 적용은 DC 고리와 RF 멀티폴 고리의 내경이 점진적으로 커지거나 작아지는 부분을 가질 수 있다. 고리의 내경이 점진적으로 작아지는 실시형태는 이온들이 공간적으로 넓은 범위에 분포되어 있거나, 여러 방향으로 산란하는 이온들을 효과적으로 모으기 위해서 사용될 수 있다. 또한, 내경이 증가하였다가 감소하는 실시형태는 많은 양의 이온을 이온 가이드 내부에 가두었다가 방출하는 용도에 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 가이드(100)를 나타내었다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 이온 가이드(1)는 중심축(X)을 따라서 DC 고리(110, 110…)와 RF 멀티폴 고리(120, 120…)가 연이어서 교차 배열된 구조로 이루어져 있다. 입구(101)를 통해서 들어온 이온들이 이온 가이드(100)를 통과한 후에 출구(102)를 통해서 다른 이온 가이드나 질량분석기로 전달되게 된다.
도 2는 이온 가이드(100)를 구성하는 DC 고리(110)와 RF 멀티폴 고리(120)를 보다 상세하게 나타내었다. 도 2(a)는 1개의 DC 고리(110)의 형태를 나타내며, 도 2(b)는 1개의 RF 멀티폴 고리(120)의 형태를 나타낸다. 도 2(b)에 도시된 것처럼, RF 멀티폴 고리(120)는 4개의 분절 전극(120a, 120b, 120c, 120d)이 고리 형태를 이루게 된다. 그리고 도 2(d)에 나타낸 것처럼, RF 멀티폴 고리(120)의 각 전극(120a, 120b, 120c, 120d)에는 진폭은 같지만 위상이 다른 전압이 인접한 전극들에 가해지고 또한 동일한 DC 전압이 가해진다. 즉 RF 멀티폴 고리(120)의 각 이웃한 전극에는 진폭은 같지만 다른 위상의 RF 전압이 가해져서 RF 멀티폴 전기장을 만들게 된다. 또한, DC 고리(110)에는 DC 전압이 가해진다(도 2(c)).
이온 가이드(100)에 인가된 전압들은, 도 3에 도시된 것처럼, DC 분압 전기 회로 및 교류 축전기 병렬연결과 DC 및 RF 전원 장치에 의해서 가해질 수 있다. 이웃한 멀티폴 전극(120)들에서 위상이 같은 전극들은 동일한 반경 방향으로 배치된다.
DC 분압 전기회로에 의해서 다른 전압들이 각 고리에 가해지고, 고리의 DC 전압 차에 의해서 이온 가이드 내부에 축 방향으로 DC 전기장이 생긴다. 본 발명에 따르면 인접한 DC 고리와 RF멀티폴 고리들에는 서로 상이한 DC 바이어스 전압이 가해져서 고리 배열 구조 내부에 축방향으로 DC 전기장이 형성되어서 이온들을 축방향으로 이동시킬 수 있는 구조로 되어 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 이온 가이드가 설치된 대기압 이온원 탠덤 질량분석기(1)의 구성을 개략적으로 나타내었다. 대기압 이온원 탠덤 질량분석기(1)는 대기압 하에 작동하는 이온원(5)과 진공챔버(20) 내에 있는 질량 분석기(21, 23)를 포함한다. 대기압 이온원(5)에서 만들어진 이온은 이온 유입구(14)를 통해서 제 1 진공 챔버(10)로 유입된다. 제 1 진공챔버(10)로 유입된 이온은 전술한 본 발명의 이온 가이드(100a)를 통해서 수집되고, 이온 가이드 축(X) 주위로 모아지게 된다. 그리고 다음 단계로 구성되어 있는 이온 렌즈(15)를 통해서 제 1 질량분석기(21)로 보내진다. 제 1 질량분석기(21)는 특정한 질량의 이온을 선별해서 충돌셀(22)로 보내지고, 충돌셀(22) 내의 가스 분자와 충돌하여 조각화된다. 조각화된 이온은 전술한 본 발명의 이온 가이드(100b)에 의해서 수집되고, 제 2 질량분석기(23)에 보내져서 조각화된 이온의 정보를 얻고 검출기(25)가 이를 해석하여 제 1 질량분석기(21)에 의해서 선별된 이온의 구조적 정보를 얻을 수 있다.
상기 이온 가이드(100a)는 대기압 이온원(5)으로부터 유입된 가스의 분위기 하에서 작동하고, 이온 가이드(100b)는 충돌셀(100b)에 공급된 가스의 분위기 하에서 작동하게 된다.
이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 가이드(100)의 구성과, 이 이온 가이드(100)를 설치한 대기압 이온원 탠덤 질량분석기(1)의 개략적인 원리를 살펴보았다. 이제 이온 가이드의 작동원리를 보다 구체적으로 설명한다.
DC/RF 멀티폴 고리 배열에서 RF 멀티폴 고리(120, 120…)들은 같은 RF 위상의 전극들이 동일한 반경 방향으로 배열되어서 DC 고리(110, 110…) 내부에서는 두 인접한 멀티폴 고리 및 다른 멀리 떨어진 멀티폴 고리들에 의해서 RF 멀티폴 전기장이 형성된다. RF 멀티폴 전기장에 의해서 이온들은 이온 가이드 축(X)으로 향하는 반경 방향의 힘을 받아서 가이드 축 근처에 모이게 된다.
RF 멀티폴 고리(120, 120…)에 의한 RF 멀티폴 전기장에 의해서 이온들에 가해지는 축으로 향하는 반경 방향의 힘은 균일하지 않은 RF 전기장에서 전하를 띤 입자들이 받는 힘으로 유사 포텐셜 (Pseudo-potential)에 의한 것으로 알려져 있다. RF 멀티폴 고리 내의 RF 멀티폴 전기장은 보통의 멀티폴의 이온 가이드의 것과는 다르다. 이는 고리내부에서 전기장이 멀티폴 고리들뿐만 아니라 DC 고리들(110, 110…)에 의해서 영향을 받기 때문이다. 그리고, RF 멀티폴 전기장에 의한 유사 포텐셜의 세기는 멀티폴 고리(120, 120…)의 내경과 RF 전압의 진폭에 의해서 결정된다.
본 발명에 따른 이온 가이드에 있어서 유사 포텐셜에는 RF 멀티폴 고리(120, 120…)에 의한 RF 멀티폴 필드와, DC 고리(110, 110…)와 멀티폴 전극들에 의한 것이 있는데, 이들의 총합은 이온 가이드의 축(X)을 따라서 가장 낮은 값을 갖는다.
균일하지 않은 RF 전기장에 의한 유사 포텐셜은 멀티폴 고리(120, 120…)의 전극들에 의해서도 나타나지만, 멀티폴 전극(120, 120…)과 DC 고리(110, 110…)와의 전기장에 의해서도 생기는데, 그 전기장의 세기는 고리의 내경에는 상관없이 인접한 고리들 사이의 거리와 RF 멀티폴 고리에 가해진 RF 진폭에 의해서 정해진다. DC 고리(110, 110…)와 RF 멀티폴 전극에 의한 유사 포텐셜에 의한 효과는 고리의 내경이 커질 때 이온의 수집에 중요한 역할을 한다. 고리의 내경이 커지면, RF 멀티폴 전기장의 유사 포텐셜에 의한 이온에 미치는 힘은 약하게 되지만, DC 고리(110, 110…)와 RF 멀티폴 전극들에 의한 유사 포텐셜은 고리들 사이의 거리와 RF 진폭에 의해서 결정되기 때문에 고리의 내경이 커져도 일정하게 유지된다.
만약 이온 가이드가 진공에서 작용한다면, 이온들은 미세 운동을 제외하면, 유사 포텐셜 최소값 주위를 왕복 운동을 하고 일정한 총에너지, 포텐셜에너지와 운동에너지의 합이 일정하게 유지된다.
본 발명에 의한 이온 가이드의 적용에서는 이온 가이드가 중성 가스 분자가 있는 공간에서 작용한다. 그 경우에 이온은 가스 분자와 충돌하여 에너지를 잃고 최소의 포텐셜 에너지를 갖게 된다. 따라서 이온들은 유사 포텐셜이 가장 낮은 부분인 이온 가이드 축(X)을 따라서 모이게 된다. 만약 같은 전기를 띤 많은 수의 이온들이 있다면 모든 이온들은 유사 포텐셜에 의한 힘뿐만 아니라 이온들 상호 간의 밀치는 힘에 의한 공간 전하 효과(space charge effect)의 작용으로, 이온 가이드 중심축(X) 주위에 분포되는데, 이온 가이드 축(X)으로 가까이 갈수록 밀도가 높은 이온의 분포를 갖게 된다.
이온 가이드 축(X) 주위에 분포된 이온들은 DC/RF 멀티폴 고리들에 가해진 DC 전압들의 차이에 의해서 형성된 DC 전기장에 의해서 이온 가이드 축(X) 방향으로 이동되어서 질량분석기에 보내진다. 이때 이온들이 이온 가이드 축(X) 주위에 분포하고 있어서 전달 효율이 높아지고, 따라서 질량분석기의 검출한계가 낮아진다.
[본 발명의 다른 실시형태]
(1) 본 발명의 바람직한 다른 실시형태로는 이온 가이드의 DC 고리(110, 110…)와 RF 멀티폴 고리(120, 120…)의 내경이 점차 줄어들거나 점차 커지는 부위를 가지도록 하는 실시형태들이 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시형태로서, 이온 가이드(100c)를 구성하는 고리들의 내경(R1, R2)이 점차 작아지는 구성을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 DC 고리들(110, 110…)의 내경(R1)도 점차로 작아지며, RF 멀티폴 고리들(120, 120…)의 내경(R2)도 점차로 작아지게 된다. 또한, 바람직하게는 R1>R2의 관계를 가질 수 있다.
대기압 하에서 작용하는 이온화원을 사용하는 질량분석기에 있어서, 이온을 진공으로 보내기 위해서 압력이 단계적으로 낮아지는 다단계 진공계를 갖고, 각 진공단계에서 이온 가이드를 사용한다. 특히 대기압에서 생성된 이온이 제 1 진공 챔버(10)로 들어갈 때 중성인 가스는 자유팽창하고 가스와 함께 진공 챔버(10)로 유입된 이온도 가스 분자와 같이 여러 방향으로 흩어지다. 여러 방향으로 산란하는 이온을 수집하기 위해서는 입구가 크고 큰 입구에서도 이온을 수집할 수 있는 이온 가이드가 필요하다. 본 실시예에서 나타낸 이온 가이드는 보통의 RF 멀티폴 이온 가이드와 달리 내경이 커도 이온 수집효과가 유지되기 때문에 큰 입구를 가지고 점차 내경이 줄어드는 고리들을 갖는 이온 가이드를 만들어서 높은 이온 수집 효과를 가져올 수 있다.
(2) 도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 변형예를 나타낸다. 이온 가이드(100d)를 구성하는 고리들의 내경(R3, R4)가 점차 커졌다가 작아지는 구성으로 변형될 수 있다(도면에서는 이를 보다 잘 나타내기 위하여 과장되게 표현하였다). 도 6에 도시된 바와 같이 DC 고리들(110, 110…)의 내경(R2)이 점차로 커졌다가 순차적으로 작아지며, 마찬가지로 RF 멀티폴 고리들(120, 120…)의 내경(R4)도 점차로 커졌다가 순차적으로 작아지게 된다. 바람직하게는 일정 구간(점차로 고리들의 내경이 커지는 구간)에서는 R3<R4의 관계를 가질 수 있으며, 다른 구간(점차로 고리들의 내경이 작아지는 구간)에서는 R3>R4의 관계를 가질 수 있다.
(3) 상기 실시예들에 있어서 이온 가이드들은 원형 고리 형태를 예시하였으나, 타원이나 다각형의 다양한 기하학적 형태를 가질 수 있다.
(4) 도시된 실시예에 있어서, 본 발명의 이온 가이드들의 두께는 일정한 것으로 나타나 있지만 이는 두께의 균일성을 전제로 한 것은 아니다. DC 고리들과 RF 멀티폴 고리들의 두께는 점차적으로 얇아지거나 또는 두꺼워질 수 있다.
(5) 도시된 실시예에 있어서, 본 발명의 이온 가이드들을 구성하는 DC 고리들과 RF 멀티폴 고리의 배열은 중심축을 기준으로 일직선상에 위치하는 것으로 나타내었으나, 소정의 곡률을 갖는 곡선상으로 배열될 수 있다.
(6) 도시된 실시예에 있어서, 본 발명의 RF 멀티폴 고리는 4개의 전극을 가진 것으로 나타냈으나, 복수의 전극이라면 좋고, 바람직하게는 2, 4, 6, 8개 이상의 복수의 전극인 것이 좋다.
(7) 도시된 실시예에 있어서, 본 발명의 이온 가이드들을 구성하는 DC 고리들과 RF 멀티폴 고리들은 어떤 매개물 없이 서로 이격 되어 설치되어 있는 구조로 도시되어 있으나, 절연체로 밀봉되거나 또는 절연체를 매개로 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (10)

  1. 이온을 질량분석기로 전달하는 이온 가이드로서:
    이온이 진입하는 입구와 이온을 전달하는 출구 사이에 복수의 DC 고리와 복수의 전극을 갖는 복수의 RF 멀티폴 고리가 서로 교차하면서 배열되는 것을 특징으로 하는 이온 가이드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RF 멀티폴 고리의 각 이웃한 전극에 진폭은 같지만 다른 위상의 RF 전압이 가해지는 것을 특징으로 하는 이온 가이드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RF 멀티폴 고리의 상기 복수의 전극은 서로 이격하여 배열함으로써 고리를 형성하는 것인 이온 가이드.
  4. 제1항에 있어서,
    인접한 상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리는 서로 상이한 DC 바이어스 전압이 가해지는 것을 특징으로 하는 이온 가이드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 DC 고리의 내경과 상기 RF 멀티폴 고리의 내접원이 서로 동일한 것인 이온 가이드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리의 내경이 점차 줄어들거나 점차 커지는 부위를 갖는 이온 가이드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 DC 고리와 상기 RF 멀티폴 고리의 배열에 있어 각 고리의 중심은 일직선상에 있거나 또는 곡선상에 위치하여 배열되는 것인 이온 가이드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 이온 가이드가 내장된 대기압 이온원 질량 분석기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이온 가이드는 상기 질량 분석기 내에서 이온을 대기압에서 진공으로 보내는 다중 진공계의 진공 챔버 내에 설치되는 것인, 질량 분석기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이온 가이드는 상기 질량 분석기 내의 충돌셀(-이온은 이 충돌셀에서 조각화 된다) 내에 설치되어 조각화된 이온을 수집하는 기능을 수행하는 것인, 질량 분석기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108335964A (zh) * 2017-01-20 2018-07-27 广州智纯科学仪器有限公司 离子迁移谱与飞行时间质谱联用仪及其联用接口结构

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2390935A (en) * 2002-07-16 2004-01-21 Anatoli Nicolai Verentchikov Time-nested mass analysis using a TOF-TOF tandem mass spectrometer
EP2013895B8 (en) * 2006-04-28 2019-07-17 Micromass UK Limited Mass spectrometer
GB0624740D0 (en) * 2006-12-12 2007-01-17 Micromass Ltd Mass spectrometer
GB0705730D0 (en) * 2007-03-26 2007-05-02 Micromass Ltd Mass spectrometer
KR20080093336A (ko) * 2007-04-16 2008-10-21 삼성전자주식회사 가속 장치 및 이를 구비한 이온 주입 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102036259B1 (ko) 2018-06-04 2019-10-24 (주)바이오니아 질량분석기용 이온가이드 및 이를 이용한 이온소스
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JP2021524143A (ja) * 2018-06-04 2021-09-09 バイオニア コーポレーション 質量分析器用イオンガイドおよびそれを用いたイオンソース

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