RU2367053C1 - Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367053C1 RU2367053C1 RU2008123637/28A RU2008123637A RU2367053C1 RU 2367053 C1 RU2367053 C1 RU 2367053C1 RU 2008123637/28 A RU2008123637/28 A RU 2008123637/28A RU 2008123637 A RU2008123637 A RU 2008123637A RU 2367053 C1 RU2367053 C1 RU 2367053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- mass
- time
- field
- periodic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области масс-селективного анализа заряженных частиц в двумерных линейных ВЧ полях и может быть использовано для улучшения аналитических, эксплуатационных и потребительских свойств масс-спектрометров времяпролетного типа. Способ масс-селективного анализа состоит в формировании двумерного линейного периодического по оси Х ВЧ поля и осуществления в нем времяпролетного разделения ионов по удельному заряду. Периодическое поле состоит из элементарных двумерных линейных электрических ВЧ полей в областях у>0 и у<0, сдвинутых относительно друг друга по оси Х на величину х0. Анализируемые ионы вводятся в рабочий объем анализатора и совершают в плоскости XOY(n-2)/2 близких к периодическим с периодом 2х0 колебаний. Время дрейфа ионов в анализаторе оказывается пропорциональным массе заряженных частиц и числу (n-2) элементарных ВЧ полей. Способ и устройство масс-селективного разделения заряженных частиц в периодических двумерных линейных ВЧ полях увеличивают время движения ионов в анализаторе, обладают свойством пространственно-временной фокусировки ионов с различными начальными координатами по осям Х и Z, энергиям и углам влета, что позволяет улучшить аналитические характеристики радиочастотных времяпролетных масс-спектрометров и усовершенствовать их конструкцию. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области масс-селективного анализа заряженных частиц в двумерных линейных ВЧ полях и может быть использовано для улучшения аналитических, эксплуатационных и потребительских свойств масс-спектрометров времяпролетного типа. Времяпролетное разделение ионов по удельному заряду может осуществляться в линейных ВЧ полях, создаваемых плоскими электродами с дискретным линейным распределением ВЧ потенциала на них [1, 2]. Разрешающая способность времяпролетных масс-спектрометров возрастает при увеличении времени дрейфа заряженных частиц в рабочем пространстве анализаторов, которое ограничивается их линейными размерами L. Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в усовершенствовании способа масс-анализа заряженных частиц и конструкций анализаторов, использующих масс-селективное разделение ионов по времени пролета в линейных ВЧ полях.
Предлагаемый способ масс-селективного анализа состоит в формировании периодического с периодом 2х0 по оси Х двумерного линейного ВЧ поля и осуществления в нем времяпролетного разделения ионов по удельному заряду. Периодическое поле (Фиг.1) состоит из (n-2) элементарных двумерных линейных электрических ВЧ полей с распределением потенциала вида
где i=1, 2…(n-2) - порядковый номер элементарных полей, - геометрический параметр, φ - потенциал на электродах анализатора. Элементарные поля в областях y>0 и y<0 сдвинуты относительно друг друга по оси Х на величину x0.
Формирование элементарных полей с распределением потенциала (1) осуществляется с помощью системы из n плоских с размерами y0 и 4х0 по осям У и Z электродов с линейным дискретным распределением потенциала по координате у на них [2] (чертеж). Соседние электроды в каждой полусфере y≥0 и y≤0 расположены на расстоянии 2х0 друг от друга и к ним приложены противофазные ВЧ потенциалы φ и -φ. Системы электродов в положительной и отрицательной областях координаты у смещены по оси X относительно друг друга на величину x0.
Анализируемые ионы с начальными координатами x0/4<xН<3х0/4, уН≈0 и начальными скоростями νx≈0, νy>0 в течении короткого интервала времени tИ импульсным пакетом через щель для ввода в заземленном электроде вводятся в рабочий объем анализатора. В каждом i-м элементарном поле анализатора траектории движения ионов по координатам х и у описываются периодическими с периодом Т=π/βω функциями
где е, m - заряд и масса ионов, V и ω - амплитуда и частота ВЧ питающего напряжения. В пространстве элементарного поля заряженные частицы по оси Y совершают возвратные колебания с начальной и конечной координатой y=0, а по оси Х их координата возрастает на величину 2х0. При этом в координатах х, y ионы совершают близкие к периодическим с периодом 2х0 колебания. За время tA=(n-2)T координаты заряженных частиц по оси Х изменяются от начальной хН до конечной xK=х0(n-2)+хH и ионы выводятся из анализатора. Полное время движения ионов в анализаторе с периодическим полем составляет
Таким образом время дрейфа заряженных частиц в пространстве анализатора с периодическими двумерными линейными ВЧ полями по сравнению с анализатором с элементарным полем увеличивается в (n-2) раза. Периодическое линейное ВЧ поле для заряженных частиц можно рассматривать как замедляющую систему, которая увеличивает время их пребывания в рабочем пространстве анализатора и тем самим повышает разрешающую способность масс-спектрометра.
При углах влета ионов |α|<0.5 arctg(x0/y0) и числе периодов поля n/2<5 периодическое линейное поле сохраняет свойство пространственно-временной фокусировки ионов с различными энергиями влета WB и начальными координатами xH присущее элементарному двумерному линейному полю.
Предлагаемый способ масс-селективного разделения заряженных частиц в периодических двумерных линейных ВЧ полях и устройство для его осуществления увеличивают время движения ионов в анализаторе, обладают свойством пространственно-временной фокусировки ионов с различными начальными координатами по осям Х и Z, энергиям и углам влета, что позволяет улучшить аналитические характеристики радиочастотных времяпролетных масс-спектрометров. Технологичная конструкция электродной системы предлагаемого масс-анализатора и простой способ его ВЧ питания улучшает эксплуатационные и потребительские качества приборов подобного типа.
На чертеже распределение потенциала во времяпролетном масс-анализаторе с периодическим двумерным линейным ВЧ полем |φ|=100 В и траектории движения заряженных частиц в плоскости XOY.
Литература
1. Гуров B.C., Мамонтов Е.В., Дягилев А.А. Электродные системы с дискретным линейным распределением ВЧ потенциала для масс-анализаторов заряженных частиц. // Масс-спектрометрия, 2007, том 4, №2. С.139-142.
2. Мамонтов Е.В., Филиппов И.В. Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета и устройство для его осуществления. // Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2006115270/28, 03.05.2006.
Claims (2)
1. Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном ВЧ поле, отличающийся тем, что с помощью системы из двух наборов по n/2 в положительной у>0 и отрицательной у≤0 полусферах граничных поверхностей x=(i-1)x0, где i=1, 3…(n-1) при у≥0 и i=2, 4…n при у≤0, с размерами Ly>>x0 и Lz>4x0 по осям Y и Z, с противофазными дискретно-линейными по оси Y распределениями ВЧ потенциала на них, и одной заземленной поверхности у=0, формируются (n-2) периодических областей с двумерными линейными ВЧ полями и на ионы, образованные с начальными координатами хН≈х0/2, yH=0, |zH|<x0/2 и начальными скоростями по осям Х и Y, νx≈0, νy>0 воздействуют линейным по координатам х и у периодическим с периодом 2х0 по оси Х ВЧ полем, при этом ионы за время tA, пропорциональное их массе m и числу периодов (n-2)/2, совершают на плоскости XOY (n-2)/2 циклов близких к гармоническим с периодом 2х0 колебаний с конечными координатами х(tA)=хH+(n-2)х0 и у(tA)=0.
2. Устройство для масс-селективного анализа ионов по времени пролета, содержащее электродную систему для формирования двумерного линейного ВЧ поля, отличающееся тем, что в качестве электродной системы используют n ограниченных плоскостью у=0 дискретных по оси Y с шагом d электродов с размерами Ly и Lz по осям Y и Z, расположенных в полуплоскостях x=(i-1)x0, у≥0 при нечетных i и у≤0 при четных i, выполненных в виде равномерно распределенных по оси Y с шагом d плоских металлических пластин, и заземленного электрода с рабочей поверхностью в плоскости у=0, причем в заземленном электроде имеются щели с координатами центров x=x0(1+2i)/2, шириной Δх<<х0, длиной Δz<x0/2 для ввода-вывода и перевода ионов из одной области периодического поля в другую.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123637/28A RU2367053C1 (ru) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123637/28A RU2367053C1 (ru) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2367053C1 true RU2367053C1 (ru) | 2009-09-10 |
Family
ID=41166744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008123637/28A RU2367053C1 (ru) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367053C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012005561A2 (ru) | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Saparqaliyev Aldan Asanovich | Способ масс- спектрометрии и устройство для его осуществления |
RU2444083C2 (ru) * | 2010-05-13 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ времяпролетного разделения ионов по массам и устройство для его осуществления |
WO2014126449A1 (ru) | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Sapargaliyev Aldan Asanovich | Способ и устройства масс-спектрометрии |
US10147591B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-12-04 | Auckland Uniservices Limited | Ion mirror, an ion mirror assembly and an ion trap |
-
2008
- 2008-06-10 RU RU2008123637/28A patent/RU2367053C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444083C2 (ru) * | 2010-05-13 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет | Способ времяпролетного разделения ионов по массам и устройство для его осуществления |
WO2012005561A2 (ru) | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Saparqaliyev Aldan Asanovich | Способ масс- спектрометрии и устройство для его осуществления |
DE112011102315T5 (de) | 2010-07-09 | 2013-06-20 | Aldan Asanovich Sapargaliyev | Verfahren der Massenspektrometrie und Einrichtung für seine Ausführung |
WO2014126449A1 (ru) | 2013-02-15 | 2014-08-21 | Sapargaliyev Aldan Asanovich | Способ и устройства масс-спектрометрии |
US10147591B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-12-04 | Auckland Uniservices Limited | Ion mirror, an ion mirror assembly and an ion trap |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9966244B2 (en) | Ion manipulation device | |
US7375344B2 (en) | Ion focussing and conveying device and a method of focussing and conveying ions | |
US9812311B2 (en) | Ion manipulation method and device | |
US3648046A (en) | Quadrupole gas analyzer comprising four flat plate electrodes | |
RU2367053C1 (ru) | Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета в линейном вч поле и устройство для его осуществления | |
Opačić et al. | Digital mass filter analysis in stability zones A and B | |
CN108735572B (zh) | 离子导引装置、方法及质谱仪 | |
Sonalikar et al. | Numerical analysis of segmented-electrode Orbitraps | |
US11201048B2 (en) | Quadrupole devices | |
Konenkov et al. | Spatial harmonics of linear multipoles with round electrodes | |
Sudakov et al. | Possibility of operating quadrupole mass filter at high resolution | |
RU2422939C1 (ru) | Способ образования двумерного линейного электрического поля и устройство для его осуществления | |
RU2327245C2 (ru) | Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета и устройство для его осуществления | |
US11276544B2 (en) | Dynamic electron impact ion source | |
US9330896B2 (en) | Mass analysis device and mass separation device | |
Hägg et al. | New ion-optical devices utilizing oscillatory electric fields. II. Stability of ion motion in a two-dimensional hexapole field | |
CN105810550B (zh) | 行进阱离子引导器以及有关系统和方法 | |
US10438788B2 (en) | System and methodology for expressing ion path in a time-of-flight mass spectrometer | |
RU2444083C2 (ru) | Способ времяпролетного разделения ионов по массам и устройство для его осуществления | |
RU2398308C1 (ru) | Способ масс-разделения ионов по времени пролета и устройство для его осуществления | |
RU2387043C2 (ru) | Способ формирования двумерного линейного поля и устройство для его осуществления | |
US20190228960A1 (en) | Quadrupole ion trap apparatus and quadrupole mass spectrometer | |
Janulyte et al. | Performance assessment of a portable mass spectrometer using a linear ion trap operated in non‐scanning mode | |
RU2391740C2 (ru) | Квадрупольный масс-спектрометр | |
RU2276426C1 (ru) | Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100611 |