RU2398308C1 - Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method - Google Patents
Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398308C1 RU2398308C1 RU2009118859/28A RU2009118859A RU2398308C1 RU 2398308 C1 RU2398308 C1 RU 2398308C1 RU 2009118859/28 A RU2009118859/28 A RU 2009118859/28A RU 2009118859 A RU2009118859 A RU 2009118859A RU 2398308 C1 RU2398308 C1 RU 2398308C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ions
- flight
- axis
- time
- mass
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области масс-анализа ионов в двумерных линейных ВЧ полях и может быть использовано для улучшения аналитических и конструкторско-технологических характеристик динамических масс-спектрометров. В радиочастотных времяпролетных масс-спектрометрах при образовании заряженных частиц в ионном источнике и их транспортировке в область входной апертуры анализатора из-за разброса начальных скоростей происходит временная расфокусировка пакета ионов, величина которой оказывается пропорциональна начальным координатам y0 частиц по оси Y, что снижает разрешающую способность масс-спектрометров [1]. Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в усовершенствовании систем ввода ионов и конструкции масс-анализаторов времяпролетного типа с двумерными линейными ВЧ электрическими полями.The invention relates to the field of mass analysis of ions in two-dimensional linear RF fields and can be used to improve the analytical, design and technological characteristics of dynamic mass spectrometers. In radio-frequency time-of-flight mass spectrometers, when charged particles are formed in an ion source and transported to the analyzer input aperture due to the spread of the initial velocities, a temporary defocus of the ion packet occurs, the value of which is proportional to the initial coordinates y 0 of the particles along the Y axis, which reduces the resolution mass spectrometers [1]. The technical task of the invention is to improve the ion input systems and the design of time-of-flight mass analyzers with two-dimensional linear HF electric fields.
Задача решается путем совмещения области образования ионов с входной апертурой радиочастотного времяпролетного масс-анализатора. При этом ионы образуются во входной апертуре (или транспортируются в нее) с начальными координатами y0≈0 по оси Y и x0≈xa/2 по оси X, а затем под действием ВЧ электрического поля анализатора ускоряются и вводятся в пространство дрейфа радиочастотного времяпролетного масс-спектрометра. Схема времяпролетного масс-анализатора с двумерным линейным ВЧ электрическим полем с образованием ионов во входной апертуре показана на чертеже.The problem is solved by combining the region of ion formation with the input aperture of the radio frequency time-of-flight mass analyzer. In this case, ions are formed in the input aperture (or transported into it) with the initial coordinates y 0 ≈0 along the Y axis and x 0 ≈x a / 2 along the X axis, and then they are accelerated and introduced into the radio frequency drift space under the influence of the RF electric field of the analyzer time-of-flight mass spectrometer. A diagram of a time-of-flight mass analyzer with a two-dimensional linear HF electric field with the formation of ions in the input aperture is shown in the drawing.
Электродная система из плоских с дискретно-линейным с шагом Δφ распределением потенциала электродов 1, 2, 3 и плоского со щелями для ввода вывода ионов заземленного электрода 4 создает в области дрейфа ионов анализатора -xa<x<xa, 0<y<ya двумерное линейное ВЧ поле с распределением потенциалаThe electrode system from flat with a discrete-linear distribution of the potential of electrodes 1, 2, 3 with a step Δφ and a flat one with slots for inputting the ion output of the grounded electrode 4 creates -x a <x <x a , 0 <y <y in the ion drift region a two-dimensional linear RF field with potential distribution
Низкочастотные (секулярные) компоненты траекторий движения ионов в линейном ВЧ поле при y≈0 и начальной фазе ВЧ поля φ=π описывается выражениямиThe low-frequency (secular) components of the ion trajectories in a linear rf field at y≈0 and the initial phase of the rf field φ = π are described by the expressions
где νox, νoy - проекции начальных скоростей ионов на оси X и Y, V, ω и φ - амплитуда, частота и фаза ВЧ питающего напряжения, m - масса анализируемых ионов. Из (2) видно, что при выполнении условияwhere ν ox , ν oy are the projections of the initial ion velocities on the X and Y axes, V, ω and φ are the amplitude, frequency and phase of the RF supply voltage, m is the mass of the analyzed ions. From (2) it is clear that when the condition
колебания ионов в рабочей области анализатора по оси Y дрейфа имеют возвратный характер (см. чертеж), соответствующий колебаниям заряженных частиц в радиочастотном времяпролетном масс-спектрометре [3].vibrations of ions in the working area of the analyzer along the y-axis of the drift have a return character (see drawing), corresponding to vibrations of charged particles in a radio-frequency time-of-flight mass spectrometer [3].
Условие (3) выполняется для всех положительных значений проекций начальных скоростей ионов νoy≥0 и отрицательных значений, модуль которых не превышает величины . Таким образом из (2) следует, что ввод ионов в пространство дрейфа радиочастотного времяпролетного масс-анализатора может осуществляться без их ускорения в ионном источнике. Начальное ускорение ионов в этом случае происходит под действием компоненты Ey электрического поля анализатора, имеющей в первую четверть периода ВЧ поля при фазе φ=π положительное значениеCondition (3) is satisfied for all positive values of the projections of the initial ion velocities ν oy ≥0 and negative values whose modulus does not exceed . Thus, it follows from (2) that ions can be introduced into the drift space of the radio-frequency time-of-flight mass analyzer without their acceleration in the ion source. The initial ion acceleration in this case occurs under the action of the analyzer electric field component E y , which has a positive value in the first quarter of the RF field period at the phase φ = π
Размер xа по оси Х радиочастотного времяпролетного анализатора должен выбираться с учетом выполнения условия (3), а величина ya исходя из максимальной амплитуды колебаний ионов вдоль оси дрейфа YThe size x a along the X axis of the radio-frequency time-of-flight analyzer should be selected taking into account the fulfillment of condition (3), and the value y a based on the maximum amplitude of ion vibrations along the drift axis Y
где νoy max - максимальное значение проекции начальной скорости ионов на ось Y.where ν oy max is the maximum value of the projection of the initial ion velocity on the Y axis.
Так как размеры 2xa, ya электродной системы по осям Х и Y оказываются соизмеримыми, для получения высокой линейности поля рабочая область анализатора в плоскости XOY должна быть замкнутой, что достигается введением электрода 3.Since the dimensions 2x a , y a of the electrode system along the X and Y axes are comparable, to obtain a high linearity of the field, the analyzer working area in the XOY plane must be closed, which is achieved by introducing electrode 3.
Предлагаемый способ и устройство масс-разделения ионов по времени пролета в двумерных линейных ВЧ электрических полях позволяют упростить конструкцию радиочастотных времяпролетных масс-спектрометров и повысить их разрешающую способность.The proposed method and device for mass separation of ions by time of flight in two-dimensional linear HF electric fields can simplify the design of radio-frequency time-of-flight mass spectrometers and increase their resolution.
ЛитератураLiterature
1. Мамонтов Е.В., Гуров В.С., Филиппов И.В., Дягилев А.А. Способ ввода заряженных частиц в радиочастотный времяпролетный масс-анализатор и устройство для его осуществления // Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2007106273/28(006819), 19.02.2007.1. Mamontov E.V., Gurov V.S., Filippov I.V., Diaghilev A.A. A method of introducing charged particles into a radio frequency time-of-flight mass analyzer and a device for its implementation // Decision on the grant of a patent for an invention according to application No. 2007106273/28 (006819), 02/19/2007.
2. Мамонтов Е.В., Филиппов И.В. Способ масс-селективного анализа ионов по времени пролета и устройство для его осуществления // Патент №2327245. Приоритет изобретения 03.05.2006.2. Mamontov E.V., Filippov I.V. The method of mass selective analysis of ions by time of flight and a device for its implementation // Patent No. 23237245. Priority of the invention 03.05.2006.
3. Мамонтов Е.В., Гуров В.С., Филиппов И.В., Дятлов Р.Н. Способ разделения заряженных частиц по удельному заряду и устройство для его осуществления // Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2005124794/28, 03.08.2005.3. Mamontov E.V., Gurov V.S., Filippov I.V., Dyatlov R.N. The method of separation of charged particles by specific charge and device for its implementation // Decision on the grant of a patent for an invention according to application No. 2005124794/28, 03.08.2005.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118859/28A RU2398308C1 (en) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118859/28A RU2398308C1 (en) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2398308C1 true RU2398308C1 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42798891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009118859/28A RU2398308C1 (en) | 2009-05-20 | 2009-05-20 | Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2398308C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618212C2 (en) * | 2015-07-22 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method for time-of-flight mass-separating ions in linear radio-frequency electric field and device for its implementation |
US10147591B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-12-04 | Auckland Uniservices Limited | Ion mirror, an ion mirror assembly and an ion trap |
-
2009
- 2009-05-20 RU RU2009118859/28A patent/RU2398308C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10147591B2 (en) | 2015-02-03 | 2018-12-04 | Auckland Uniservices Limited | Ion mirror, an ion mirror assembly and an ion trap |
RU2618212C2 (en) * | 2015-07-22 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method for time-of-flight mass-separating ions in linear radio-frequency electric field and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1009516A1 (en) | Rotating field mass and velocity analyzer | |
US7186972B2 (en) | Time of flight mass analyzer having improved mass resolution and method of operating same | |
US11276544B2 (en) | Dynamic electron impact ion source | |
US10607825B2 (en) | Mass spectrometer | |
RU2398308C1 (en) | Method for mass-separation of ions based on time of flight and device for realising said method | |
US20160020082A1 (en) | Mass spectrometer system and method | |
US3457404A (en) | Quadrupole mass analyzer | |
RU2634614C1 (en) | Method of mass-analysis with resonant excitation of ions and device for its implementation | |
RU2327245C2 (en) | Mass selective device and analysis method for drift time of ions | |
JP6120389B2 (en) | Dual rotating electric field mass spectrometer | |
Blaum et al. | Peak shape for a quadrupole mass spectrometer: comparison of computer simulation and experiment | |
JP6006322B2 (en) | Mass spectrometer and mass separator | |
CN105810550B (en) | Traveling trap ion guide and related system and method | |
CN114667588A (en) | Compact time-of-flight mass spectrometer | |
RU2422939C1 (en) | Method of generating two-dimensional linear electric field and device for realising said method | |
RU2367053C1 (en) | Method for mass selective analysis of ions on flight time in linear rf field and device for realising said method | |
US20240290605A1 (en) | Mass spectrometer and method | |
RU2293396C1 (en) | Method and device for separating charged particles by their specific charge | |
RU2444083C2 (en) | Method for time-of-flight separation of ions according to mass and device for realising said method | |
Jang et al. | Ion transmission probability through quadrupole mass filter depending on initial ion condition and rod misalignment | |
RU2618212C2 (en) | Method for time-of-flight mass-separating ions in linear radio-frequency electric field and device for its implementation | |
JP2012216527A (en) | Mass spectrometer | |
US10685827B2 (en) | Quadrupole ion trap apparatus and quadrupole mass spectrometer | |
Mamontov et al. | A radio-frequency time-of-flight mass analyzer of ions with planar discrete electrodes | |
RU2557009C2 (en) | Method and device for ions separation by specific charge with fourier transform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110521 |