RU2308117C2 - Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type - Google Patents
Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308117C2 RU2308117C2 RU2005134500/28A RU2005134500A RU2308117C2 RU 2308117 C2 RU2308117 C2 RU 2308117C2 RU 2005134500/28 A RU2005134500/28 A RU 2005134500/28A RU 2005134500 A RU2005134500 A RU 2005134500A RU 2308117 C2 RU2308117 C2 RU 2308117C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- frequency
- amplitude
- voltage
- ion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано при создании гиперболоидных масс-спектрометров с высокой разрешающей способностью и чувствительностью.The invention relates to the field of mass spectrometry and can be used to create hyperboloid mass spectrometers with high resolution and sensitivity.
Известен способ анализа в гиперболоидном масс-спектрометре типа "трехмерная ионная ловушка", по которому путем подбора параметров электрического поля ограничивают возможный диапазон захватываемых масс. За счет этого реализуется необходимая разрешающая способность прибора. По этому способу ионы образуют в рабочем объеме анализатора путем ионизации электронным потоком, после чего ионы сортируют некоторое время, необходимое для достижения нужной степени сортировки, а потом выводят в измерительное устройство [1].A known method of analysis in a hyperboloid mass spectrometer of the type "three-dimensional ion trap", by which by selecting the parameters of the electric field limit the possible range of captured masses. Due to this, the necessary resolution of the device is realized. According to this method, the ions form in the working volume of the analyzer by ionization by an electron beam, after which the ions are sorted for some time necessary to achieve the desired degree of sorting, and then output to the measuring device [1].
Известный способ обладает рядом недостатков, основной из которых - низкая эффективность использования пробы и вводимого в анализатор электронного потока. Это приводит к существенному уменьшению скорости сканирования массового диапазона и непомерной электронной нагрузке на электроды прибора, приводящей к быстрому загрязнению последних и ограничению срока службы анализатора.The known method has several disadvantages, the main of which is the low efficiency of the use of the sample and the electron stream introduced into the analyzer. This leads to a significant decrease in the scanning speed of the mass range and exorbitant electronic load on the electrodes of the device, leading to a quick contamination of the latter and a limited service life of the analyzer.
Известен способ анализа ионов в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ионной ловушки, по которому ионы вводят извне в рабочий объем анализатора и захватывают в широком диапазоне масс за счет соударений ионов с молекулами буферного газа [2]. В известном способе устраняются отмеченные выше недостатки.A known method of analysis of ions in a hyperboloid mass spectrometer such as a three-dimensional ion trap, according to which ions are introduced from outside into the working volume of the analyzer and capture in a wide range of masses due to collisions of ions with molecules of a buffer gas [2]. In the known method, the above disadvantages are eliminated.
Однако известный способ также обладает рядом недостатков, главным из которых является необходимость присутствия в рабочем объеме анализатора буферного газа при относительно высоком давлении (приблизительно 1 мТорр). Основной функцией буферного газа в известном способе является уменьшение кинетической энергии ионов посредством столкновений, в результате чего осуществляется снижение амплитуды колебаний ионов и происходит сжатие ионов к центру ловушки. Недостатки: низкая эффективность захвата ионов (при давлении 1 мТорр - порядка 0.2%) и дискриминация ионов по массам.However, the known method also has several disadvantages, the main of which is the need for the presence of a buffer gas at a relatively high pressure (approximately 1 mTorr) in the working volume of the analyzer. The main function of the buffer gas in the known method is to reduce the kinetic energy of ions through collisions, resulting in a decrease in the amplitude of ion vibrations and compression of the ions to the center of the trap. Disadvantages: low efficiency of ion capture (at a pressure of 1 mTorr - about 0.2%) and discrimination of ions by mass.
Известен способ анализа ионов в гиперболоидном масс-спектрометре типа трехмерной ионной ловушки, по которому ионы вводят извне в объем ловушки одновременно с изменением амплитуды ВЧ напряжения, прикладываемого к электродам анализатора [3]. Известный способ позволяет снизить требуемое давление буферного газа, повысить эффективность захвата ионов более чем на порядок и компенсировать дискриминацию ионов по массам.There is a method of analyzing ions in a hyperboloid mass spectrometer such as a three-dimensional ion trap, according to which ions are introduced from the outside into the trap volume simultaneously with a change in the amplitude of the RF voltage applied to the analyzer electrodes [3]. The known method allows to reduce the required pressure of the buffer gas, to increase the efficiency of ion capture by more than an order of magnitude and to compensate for the discrimination of ions by mass.
Однако известный способ обладает существенным недостатком. Изменение параметров электрического поля приводит к существенному изменению положения рабочих точек ионов на диаграмме стабильности. Таким образом, по известному способу увеличение чувствительности гиперболоидных масс-спектрометров сопровождается существенным уменьшением диапазона захватываемых масс в пределах одного скана.However, the known method has a significant drawback. Changing the parameters of the electric field leads to a significant change in the position of the working points of the ions on the stability diagram. Thus, by the known method, an increase in the sensitivity of hyperboloid mass spectrometers is accompanied by a significant decrease in the range of captured masses within a single scan.
Целью настоящего изобретения является устранение недостатка известного способа, повышение чувствительности гиперболоидных масс-спектрометров типа "трехмерная ионная ловушка" без уменьшения диапазона захватываемых масс в пределах одного скана.The aim of the present invention is to eliminate the disadvantage of this method, increasing the sensitivity of hyperboloid mass spectrometers of the type "three-dimensional ion trap" without reducing the range of captured masses within a single scan.
Указанная цель достигается тем, что в рабочий объем трехмерной ионной ловушки, к электродам которой прикладывается ВЧ напряжение, вводят ионы, накапливают их там, при этом рабочие точки анализируемых ионов располагают в стабильной области общей диаграммы стабильности, и выводят накопленные ионы из объема ловушки в детекторную систему путем перевода их рабочих точек в нестабильную область изменением параметров электрического поля: амплитуды или частоты ВЧ напряжения. При этом ввод ионов в объем ловушки производят одновременно с изменением во времени амплитуды и частоты ВЧ напряжения, прикладываемого к электродам анализатора. Изменение же амплитуды и частоты ВЧ напряжения осуществляют таким образом, чтобы рабочая точка анализируемого иона на диаграмме стабильности не изменяла своего положения. Такое изменение возможно при условии соблюдения следующего соотношения:This goal is achieved by the fact that ions are introduced into the working volume of a three-dimensional ion trap, to the electrodes of which an RF voltage is applied, they are accumulated there, while the working points of the analyzed ions are placed in a stable region of the overall stability diagram, and the accumulated ions are removed from the volume of the trap into the detector system by transferring their operating points to an unstable region by changing the parameters of the electric field: the amplitude or frequency of the RF voltage. In this case, the introduction of ions into the volume of the trap is carried out simultaneously with a change in time of the amplitude and frequency of the RF voltage applied to the analyzer electrodes. The change in the amplitude and frequency of the RF voltage is carried out in such a way that the working point of the analyzed ion on the stability diagram does not change its position. Such a change is possible subject to the following ratio:
где U(t) - амплитуда и - частота ВЧ напряжения, прикладываемого к электродам анализатора, соответственно.where U (t) is the amplitude and - the frequency of the RF voltage applied to the electrodes of the analyzer, respectively.
В этом случае по предлагаемому способу амплитуда колебаний ионов, вводимых в объем анализатора гиперболоидного масс-спектрометра при одновременном увеличении амплитуды и квадрата частоты ВЧ напряжения, неизменно снижается для всех ионов, рабочие точки которых лежат внутри стабильной области. При этом, как показывают результаты анализа, эффективность захвата ионов по данному способу эквивалентна эффективности захвата по известному способу, однако диапазон захватываемых масс за один скан охватывает всю стабильную область. Таким образом, предлагаемый способ анализа позволяет производить захват ионов с высокой эффективностью без снижения диапазона захватываемых масс.In this case, according to the proposed method, the amplitude of ion vibrations introduced into the volume of the analyzer of a hyperboloid mass spectrometer while increasing the amplitude and the square of the frequency of the RF voltage, is constantly reduced for all ions whose operating points lie inside a stable region. Moreover, as shown by the results of the analysis, the capture efficiency of ions by this method is equivalent to the capture efficiency by a known method, however, the range of captured masses per scan covers the entire stable region. Thus, the proposed method of analysis allows the capture of ions with high efficiency without reducing the range of captured masses.
На чертеже приведены зависимости амплитуд колебаний ионов по r- и z-координатам при изменении параметров электрического поля внутри анализатора по предлагаемому способу. Видно, что амплитуды колебаний по r- и z-координатам непрерывно уменьшаются (данные получены для импульсного сигнала типа "меандр").The drawing shows the dependences of the amplitudes of the oscillations of ions in the r- and z-coordinates when changing the parameters of the electric field inside the analyzer by the proposed method. It can be seen that the oscillation amplitudes along the r and z coordinates are continuously decreasing (data obtained for a pulsed signal of the meander type).
Предлагаемый способ анализа позволяет существенно (более чем на порядок) повысить чувствительность приборов без снижения диапазона захватываемых масс. Реализация предлагаемого способа не вызывает трудностей.The proposed analysis method allows significantly (more than an order of magnitude) to increase the sensitivity of devices without reducing the range of captured masses. The implementation of the proposed method does not cause difficulties.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Шеретов Э.П., Зенкин В.А., Болигатов О.И. Трехмерный квадрупольный масс-спектрометр с накоплением / Приборы и техника эксперимента, 1971, №1.1. Sheretov E.P., Zenkin V.A., Boligatov O.I. Three-dimensional quadrupole mass spectrometer with accumulation / Instruments and experimental equipment, 1971, No. 1.
2. G.C.Stafford, P.E.Kelly, J.E.P.Syka, W.Reynolds, J.E.J.Todd, Int. J. Mass Spectrom. Ion Proces. 60 (1984) 85.2. G. C. Stafford, P. E. Kelly, J. E. P. Syka, W. Reynolds, J. E. J. Todd, Int. J. Mass Spectrom. Ion Proces. 60 (1984) 85.
3. V.M.Doroshenko, R.J.Cotter. Method and apparatus for trapping ions by increasing trapping voltage during ion introduction. United States Patent №5399857, 1995.3. V.M. Doroshenko, R.J. Cotter. Method and apparatus for trapping ions by increasing trapping voltage during ion introduction. United States Patent No. 5399857, 1995.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005134500/28A RU2308117C2 (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005134500/28A RU2308117C2 (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005134500A RU2005134500A (en) | 2007-05-20 |
RU2308117C2 true RU2308117C2 (en) | 2007-10-10 |
Family
ID=38163785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005134500/28A RU2308117C2 (en) | 2005-11-07 | 2005-11-07 | Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2308117C2 (en) |
-
2005
- 2005-11-07 RU RU2005134500/28A patent/RU2308117C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005134500A (en) | 2007-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3989845B2 (en) | Method and apparatus for mass spectrometry | |
JP3495512B2 (en) | Ion trap mass spectrometer | |
US20200357626A1 (en) | Electrostatic linear ion trap design for charge detection mass spectrometry | |
US5128542A (en) | Method of operating an ion trap mass spectrometer to determine the resonant frequency of trapped ions | |
JP3752470B2 (en) | Mass spectrometer | |
JP5603246B2 (en) | Mass spectrometer | |
US8164053B2 (en) | Mass analyzer and mass analyzing method | |
CA2655358C (en) | High throughput quadrupolar ion trap | |
JP4709024B2 (en) | Reaction apparatus and mass spectrometer | |
US8362418B2 (en) | Non-destructive, high order harmonic ion motion image current detection | |
JP2005183022A (en) | Mass spectroscope | |
US7956322B2 (en) | Mass spectrometer and mass spectrometric analysis method | |
US20130001415A1 (en) | Frequency scan linear ion trap mass spectrometry | |
JP4369454B2 (en) | Ion trap mass spectrometry method | |
JP7416550B2 (en) | Acquisition strategy for top-down analysis with reduced background and peak overlap | |
CA2528300C (en) | Space charge adjustment of activation frequency | |
JP2001160373A (en) | Ion trap mass spectrometry and ion trap mass spectrometer | |
JP5737144B2 (en) | Ion trap mass spectrometer | |
JP4506260B2 (en) | Method of ion selection in ion storage device | |
RU2308117C2 (en) | Analyzing method using hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type | |
JP5412246B2 (en) | Spectral signal correction method in quadrupole mass spectrometer | |
JP3067208B2 (en) | Quadrupole mass spectrometry using applied signal with non-resonant frequency | |
RU2260871C2 (en) | Method for analyzing charged particles in hyperboloid mass spectrometer of three-dimensional ion trap type | |
JP3950563B2 (en) | Data processing method in mass spectrometer, recording medium for mass spectrometer, and mass spectrometer | |
RU2199793C2 (en) | Technique for analysis of charged particles in hyperboloid mass spectrometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20081223 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091108 |