RU137381U1 - Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ - Google Patents
Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU137381U1 RU137381U1 RU2013128937/28U RU2013128937U RU137381U1 RU 137381 U1 RU137381 U1 RU 137381U1 RU 2013128937/28 U RU2013128937/28 U RU 2013128937/28U RU 2013128937 U RU2013128937 U RU 2013128937U RU 137381 U1 RU137381 U1 RU 137381U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ion
- time
- detector
- ions
- mass analyzer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
1. Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ, содержащее вакуумную камеру источника ионов с электронным ударом и ионно-оптическую систему транспортировки, а также высоковакуумную камеру времяпролетного масс-анализатора, включающую в себя ортогональный ускоритель и бланкер, ионное зеркало, пролетное пространство, детектор, отличающееся тем, что бланкер расположен в пролетном пространстве перед детектором.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высоковакуумная область времяпролетного масс-анализатора и ортогонального ускорителя отделена от вакуумной камеры с ионно-оптической системой транспортировки и источником ионов с электронным ударом отсекающим клапаном (шибером).3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор и его электрические высоковакуумные разъемы расположены на отдельном съемном фланце, присоединяемом непосредственно к общему фланцу без изменения параметров ионно-оптической системы масс-анализатора.
Description
Настоящая полезная модель относится к приборам для качественного и количественного анализа летучих веществ и паров жидкостей и в совокупности с капиллярным газовым хроматографом реализует метод хромато-масс-спектрометрии в реальном времени, который широко используются в экологии, технологии, фармацевтике, токсикологии, медицинской практике и в исследовательских целях.
Для реализации метода хромато-масс-спектрометрии разработаны и применяются приборы, объединяющие в себе газовый хроматограф и в качестве высокочувствительного детектора масс-спектрометр с источником ионов с электронным ударом, при помощи которого оценивается количество анализируемого вещества в хроматографическом пике.
Описанное устройство обладает следующим основным недостатком: бланкер - устройство импульсного электрического отклонения легких ионов, расположено за ортогональным импульсным ускорителем ионов (палсер) вблизи ионного зеркала, поэтому пролетная база ионов от ускорителя до бланкера мала для существенного времяпролетного разделения ионов по массам. В такой конструкции под воздействием отклоняющего импульса бланкера из пакета ионов выводятся не только легкие ионы гелия, но и более тяжелые осколочные ионы, которые несут масс-спектрометрическую информацию об анализируемом веществе.
Ближайшим из известных технических решений аналогичного назначения (прототипом) является устройство используемое в хромато-масс-спектрометрическом комплексе JMS-T100GCV фирмы JEOL Япония (URL: www.jeol.com), в котором легкие ионы отклоняются в постоянном магнитном поле, создаваемом у источника ионов с электронным ударом. Использование постоянного магнитного поля приводит к существенной дискриминации по массам в составе непрерывного ионного пучка, выходящего из источника ионов с электронным ударом. Поэтому за источником ионов расположена сложная компенсирующая ионно-оптическая система для транспортировки основного пучка в палсер ортогонально направлению дрейфа пакета ионов во времяпролетном масс-анализаторе. Использование постоянного магнитного поля в рассматриваемом устройстве не позволяет использовать в качестве газа носителя другие газы кроме гелия, т.к., например, для азота магнитное поле будет сильнее при тех же энергиях ионов в источнике, что увеличит дискриминации в ионном пучке и соответственно искажению масс-спектрометрической информации. В устройстве применен разделяющий вакуумную камеру источника ионов и высовакуумную камеру масс-анализатора высоковакуумный клапан.
Другими недостатками описанного устройства являются отсутствие возможности проводить технологическое обслуживание источника ионов с электронным ударом, подверженного интенсивному загрязнению в процессе эксплуатации, без развакуумирования масс-анализатора, сложность и длительность процедуры замены вторичного электронного умножителя, которая требует почти полной разборки ионно-оптической системы масс-анализатора.
Предлагаемая полезная модель позволяет улучшить отношение сигнала к шуму за счет решения задачи отделения легких ионов гелия от основных анализируемых ионов в ионном пакете без дискриминаций по массе; существенно упрощает и сокращает по времени технологическое обслуживание масс-спектрометра и замену вторичного электронного умножителя,.
Для решения указанной задачи устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ содержит бланкер, расположенный в пролетном пространстве перед детектором; снабжено отсекающим клапаном (шибером), отделяющим вакуумную камеру с ионно-оптической системой транспортировки и источником ионов от высоковакуумной области времяпролетного масс-анализатора, и отдельным съемным фланцем с детектором и электрическими высоковакуумными разъемами необходимыми для работы детектора, присоединяемым непосредственно на общей фланец без изменения параметров ионно-оптической системы масс-анализатора.
Полезная модель поясняется фиг.1, на которой представлена схема заявляемого устройства времяпролетного масс-спектрометра для работы в качестве детектора в составе комплекса хромато-масс-спектрометр и проведения количественного анализа.
Предлагаемое устройство содержит высоковакуумную камеру масс-анализатора 1, к которой крепятся источник ионов с электронным ударом 2, ионно-оптическая системы транспортировки 3, отсекающий клапан (шибер) 4, импульсный ортогональный ускоритель (палсер) 5. В пролетном пространстве 6 высоковакуумной камеры масс-анализатора 1 установлены двухкаскадное ионное зеркало 7 и импульсный дефлектор (бланкер) 8. Детектор 9 располагается на отдельном фланце 10, присоединяемом к основному фланцу 11, на котором крепится весь времяпролетный масс-анализатор.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. Из капиллярного газового хроматографа проба вместе с газом-носителем (гелий, азот) через прогреваемый капилляр поступает непосредственно в источник ионов с электронным ударом 2. Полученные ионы формируются в непрерывный пучок ионно-оптической транспортирующей системой 3 и поступают в ортогональный ускоритель (палсер) 5. Между высоковакуумной камерой масс-анализатора 1 и источником ионов 2 ионно-оптической системы транспортировки 3 расположен ручной высоковакуумный затвор (шибер) 4, который с одной стороны, позволяет изолировать вакуумно плотно камеру масс-анализатора при регламентных работах, а с другой стороны, является элементом ионно-оптической системы (заземленным электродом).
Непрерывный ионный пучок, поступивший в ортогональный ускоритель 5, под воздействием импульсного электрического поля ускоряется в направлении ортогональном оси входа непрерывного пучка в виде пакета ионов. Частота следования импульсов согласована со скоростью заполнения ускорителя непрерывным пучком, что позволяет достичь почти 100%-ого использование ионного пучка. Ионный пакет поступает в пролетное пространство 6 и до ионного зеркала 7 образует пространственно-временной фокус, после отражения разделившегося ионного пакета в ионном зеркале 7 перед детектором 9 образуется энергетический фокус. Для отделения ионов газа-носителя (гелия, азота) от информативных ионов перед детектором 9 установлен импульсный дефлектор (бланкер) 8, на который с задержкой согласованно поступает высоковольтный импульс, отклоняющий только ионы газа носителя. Информативные ионы пробы поступают на детектор 9 - вторичный электронный умножитель с постоянной времени менее 2 наносекунд. Преобразованный и усиленный ионный ток поступает через высоковакуумный разъем на широкополосный усилитель для регистрации его с помощью высокоскоростного АЦП. Детектор 9 и электрические высоковакуумные разъемы, необходимые для его работы, располагаются на дополнительном фланце 10, присоединяемом к основному фланцу 11. Использование отдельного фланца для детектора 9 позволяет существенно упростить и сократить во времени процедуру замены детектора 9, в противном случае необходима разборка экранирующего короба пролетного пространства 6, демонтаж ионного зеркала 7.
В предложенном устройстве нет необходимости полной остановки прибора или его разборки для замены узлов с коротким сроком службы (катод, вторичный электронный умножитель). При проведении технологического обслуживания прибора используют один отсекающий клапан (шибер).
Предложенное техническое решение позволяет снизить дискриминацию ионов, повысить чувствительность устройства и тем самым добиться уменьшения порога обнаружения, а также упростить его технологическое обслуживание и использование.
Источники информации
1. ПриборTruTOFHTHighThroughputTOFMSкомпанииLECOCjrporation, США (URL: www.leco.com.). (прототип).
2. ПриборJMS-T100GCVфирмыJEOLЯпония (URL: www.jeol.com).
Claims (3)
1. Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ, содержащее вакуумную камеру источника ионов с электронным ударом и ионно-оптическую систему транспортировки, а также высоковакуумную камеру времяпролетного масс-анализатора, включающую в себя ортогональный ускоритель и бланкер, ионное зеркало, пролетное пространство, детектор, отличающееся тем, что бланкер расположен в пролетном пространстве перед детектором.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высоковакуумная область времяпролетного масс-анализатора и ортогонального ускорителя отделена от вакуумной камеры с ионно-оптической системой транспортировки и источником ионов с электронным ударом отсекающим клапаном (шибером).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что детектор и его электрические высоковакуумные разъемы расположены на отдельном съемном фланце, присоединяемом непосредственно к общему фланцу без изменения параметров ионно-оптической системы масс-анализатора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128937/28U RU137381U1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128937/28U RU137381U1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU137381U1 true RU137381U1 (ru) | 2014-02-10 |
Family
ID=50032591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013128937/28U RU137381U1 (ru) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU137381U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU207354U1 (ru) * | 2019-08-08 | 2021-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) | Установка для измерения состава пучка ионов |
-
2013
- 2013-06-26 RU RU2013128937/28U patent/RU137381U1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU207354U1 (ru) * | 2019-08-08 | 2021-10-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ИФВЭ) | Установка для измерения состава пучка ионов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10794879B2 (en) | GC-TOF MS with improved detection limit | |
| CN106415777B (zh) | 具有轴向脉动转换器的多反射飞行时间质谱仪 | |
| CA2943617C (en) | An apparatus and method for sub-micrometer elemental image analysis by mass spectrometry | |
| US7291845B2 (en) | Method for controlling space charge-driven ion instabilities in electron impact ion sources | |
| US20150048245A1 (en) | Ion Optical System For MALDI-TOF Mass Spectrometer | |
| JP2017098267A5 (ru) | ||
| EP2665084A2 (en) | Improvements in and relating to the measurement of ions | |
| US9627190B2 (en) | Energy resolved time-of-flight mass spectrometry | |
| US20150090874A1 (en) | Method and apparatus to provide parallel acquisition of mass spectrometry/mass spectrometry data | |
| CN104011829A (zh) | 用于脉冲计数应用的与电子倍增器连接的超快跨阻放大器 | |
| Berkout et al. | Miniaturized EI/Q/oa TOF mass spectrometer | |
| Balcerzak | An overview of analytical applications of time of flight-mass spectrometric (TOF-MS) analyzers and an inductively coupled plasma-TOF-MS technique | |
| US9035244B2 (en) | Automatic gain control with defocusing lens | |
| Long et al. | Ion-ion coincidence imaging at high event rate using an in-vacuum pixel detector | |
| US20180240657A1 (en) | Collision cell having an axial field | |
| Querci et al. | An RF-only ion funnel interface for ion cooling in laser ablation time of flight mass spectrometry | |
| KR102058874B1 (ko) | 모터의 탄화수소 배출물에 대한 결정 장치 | |
| KR20150065493A (ko) | 냉전자 소스원을 이용한 이온트랩 질량분석기 | |
| JP2011175897A (ja) | 質量分析装置 | |
| CN109716484B (zh) | 质谱分析装置 | |
| RU137381U1 (ru) | Устройство времяпролетного масс-спектрометра для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ | |
| US20230360901A1 (en) | Charge detection for ion accumulation control | |
| JP2013109837A (ja) | 質量分布分析方法及び質量分布分析装置 | |
| CN107946167B (zh) | 一种金属配合物质谱分析装置 | |
| CN108493091B (zh) | 一种高电子利用率低能电离装置、质谱系统及方法 |