WO2021054812A1 - Time-of-flight mass spectrometer - Google Patents
Time-of-flight mass spectrometer Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021054812A1 WO2021054812A1 PCT/KZ2020/000001 KZ2020000001W WO2021054812A1 WO 2021054812 A1 WO2021054812 A1 WO 2021054812A1 KZ 2020000001 W KZ2020000001 W KZ 2020000001W WO 2021054812 A1 WO2021054812 A1 WO 2021054812A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mirror
- electrostatic
- ion
- electrodes
- mass spectrometer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
- H01J49/405—Time-of-flight spectrometers characterised by the reflectron, e.g. curved field, electrode shapes
Definitions
- the invention relates to obdas "Masa-siektromet with ortotnalshym input ions and can be used in rescheisch set Orchies minutes bioorttshicheskoy cells and chemistry, immunology, biotechnology and m br us at shtushy method substances ionization" daktroshyut pin “edektrosyarey” and Drew GIH.
- the proletal mass scaler which consists of a pulsed ion source, a fieldless drift space, a combat system with a homogeneous electric sensor with zero (thin reflector) and an ion detector, in which time-flow focusing of ions is achieved, but energy up to the second order (Karataev VA, Mamyr BA, Shmshzh D;.
- the main disadvantage of the known analogue is the comparatively low values of the resolving power and sensitivity associated with the use of a uniform electrostatic field formed in the accelerator gaps between flat meacostructures and grids in an ion source and in a two-stage electrostatic mirror acting as an ion reflector.
- Grid electrodes physically block part of the space for the passage of ions, and also leads to a whole host of undesirable effects (such as uncontrolled charges on the grids under the action of ionic radiation, deflection of the grids during heating, etc.).
- the conditions for early focusing are not met, which directly leads to a decrease in the resolution of the device.
- m The closest m of the technical essence is a time-of-birth mass spectrometer, consisting of: an ion source tm ⁇ olesh oed d, an orthogonal ion accelerator (sulfur), an extraordinary society ttzhttm and ion acceleration, a bttwt flight space, two cascade electrostatic mirror.
- the area of 3S accumulation of the palser is made in the form of a mono-hoop, which creates a non-uniform illusionary field, which makes it possible to significantly reduce the turnaround time of ions for a weakly diverging navel, which gives the effect of waterm: resolution several times (Patent RU> 23S I 591, M1Zh P ( ⁇ 49/40, published: 10.02.2010, byu.Le 4).
- the disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the field, due to the fact that in the region of ion acceleration of the orthogonal accelerator (nsheira) and the two-stage shetron mirror, which plays the role of an ion reflector, homogeneous negative values are used, which is formed between flat fields of 45 m indicated above, they fundamentally cannot provide spatial focusing of ions in the transverse direction, which leads to a loss in the ion beam, and the use of mesh structure'guri grids significantly aggravates the problem.
- the objective of the invention is to increase the sensitivity of a so time-of-flight mass spectrometer with orthogonal ion injection by improving the quality of spatial ion focusing.
- the proposed invention is: high sensitivity of the device.
- a time-of-flight mass- $ 5 enstrometer consisting of an ion source of the type ⁇ chzd1 trosnroi>5> 5 orthogonal ion accelerator (shshera), including bNao and the accumulation and acceleration of ions, a field-free transit space, a two-caecade mirror and a detector, i cmmemcnmtiti with
- the palser's acceleration region and the electrostatic mirror are formed by three or more meshless electrodes made in the form of parallel plates, separated by straight or annular gaps , creating a bottom electrostatic field of two-dimensional or horizontal symmetry, respectively, for this neck, the reflective electrode of an electrostatic mirror, following the meshless electrodes, is in the form of a half rings.
- the invention is illustrated by numerical calculations and a drawing.
- the figure shows one of the possible options for the proposed time-of-flight mass-emission and orthogonal injection of ions in two projections (o-in the XE plane, b ⁇ in the YZ plane).
- the following conventions are used;
- the proposed time-of-flight mass spectrometer consists of m ion source 1, which creates a continuous ion beam, an orthogonal ion accelerator (nadser), including accumulation regions but "(from a plate with a potential to the grounded grid) of their acceleration (the gap including the grounded grid, the grid with the vshshshcht TT potential and meshless electrodes 2, 3 and 4, made in the form of a pair of free-standing plates separated by straight gaps), a drift-free space (the gap between electrodes 4 and b), a trashavian electrostatic mirror (non-toned zyasktrodm b, 7, 8, made in the form of a pair of parallel shastai, rschladeishh 90 kshtsemi zorami) and detector 9,
- the proposed device operates in the following way, a continuous beam, with a form in the z.n. in source 1, enters the area of the nakoshshish sulfur, where, when the impulse potential is applied in the area
- a mass of ions (nadeer) of the ion beam here, which cuts out of the continuous beam and accelerates the ion packet orthogonally to the original direction, which, falling into the region of acceleration of ions (paleer) with an inhomogeneous electrical reflection, is accelerated to the energy of a summer in a zero-pass mirror space, with an inhomogeneous field, flies to the bshy vom xgrowetrae and 1.00 hits the detector, it is assumed that the velocity vector of the ion packet, as in the prototype, is a small area with axis 2,
- the proposed inter-span mao-sherometer with otogonal ion input differs from the known analogs by the presence of meshless electrodes that create an inhomogeneous but electrostatic subsurface of two-dimensional symmetry in the area of acceleration of paleer ions, which creates an unstable time focus 5 at the boundary of zero m and forms a single beam in two mutually perpendicular iairavdeinyah and elektroetat eenoe mirror inhomogeneous field trshyuake l m mmetrvdts which carries eitheryaprodegouyu focusing on ion energy up to the third iis order inclusive simultaneously e spatial fshushreshshy parallel ion beam in two mutually Yerpa shkudyar x directions in the focal plane of the mirror 4 ⁇ s f, aligned with the plane detector.
- An inhomogeneous electrostatic field of two-dimensional symmetry is created
- the invention is based on the result of a numerical calculation of two new electronic-ontic elements: I) a four-element immersion iso lens (Kelmam V.M. " Yavor S.Ya., Electronic optics. // JL, um, 196V.
- C, 132 consisting of a shzoshshgo / shekhtr dsh combined with a grid electrode with a pulling pitch U p ', and three meshless electrodes 2, 3 and 4; 2) a rehelectrodiotopexnalioshterk t, consisting of six meshless rows 6, 7, and B.
- a the position of the primary focus time.
- the geometric dimensions are given is the distance between the plastids of the meshless electrodes of the immersion lens and ffiiiii M;! electrodes are given in units of accelerating potential 14 $ V 4 (drift potential).
- the origin of coordinates is aligned with the plane and the electrode with stitching poteshdaashm **,
- the parameters of the threefold transaquial lyshgo mirror which determine the conditions for the time-of-flight ion focusing in terms of energy up to 55th order, inclusive, simultaneously with the spatial focusing of a parallel ion beam in two mutually perpendicular directions in the focal plane of the 2 ”z mirror, are given in Table 2.
- ⁇ is the length of the middle (seventh) mirror electrode
- R is the shield of the radius of curvature of the gap between points 6 and? mirrors
- s the position of its focal plane
- and and is the distance between the spacing of the mirror electrodes.
- the advantage of the invention is the high sensitivity of the device.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
The invention relates to the field of mass spectrometry with the orthogonal introduction of ions, and is applicable in the fields of organic and bioorganic chemistry, immunology, biotechnology and medicine in the ionization of substances of interest using, inter alia, electron impact and electrospray methods. The present time-of-flight mass spectrometer consists of an electrospray-type ion source, an orthogonal ion accelerator (pulser) comprising ion accumulation and acceleration regions, a field-free flight space, an electrostatic mirror, and a detector. The acceleration region of the pulser is comprised of three gridless electrodes in the form of a pair of parallel plates separated by straight gaps, which generate a heterogeneous electrostatic field that has two-dimensional symmetry, and the electrostatic mirror is also comprised of three gridless electrodes in the form of a pair of parallel plates separated by annular gaps, which generate a heterogeneous electrostatic field that has transaxial symmetry. The advantage of the proposed invention is the high sensitivity of the device.
Description
ВРЕМШРО ЛЕТНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР TIMESHRO FLIGHT MASS SPECTROMETER
Изобретение относится к обдас » масе-сиектромет с ортотналшым вводом ионов и может применяться при рещеищ задан оршийчеекей и биоорттшической химии, иммунологии, биотехнологии и м ш ны при ионизации штушы веществ метода » дактрошют удара, "эдектросярей" и дру гих. The invention relates to obdas "Masa-siektromet with ortotnalshym input ions and can be used in rescheisch set Orchies minutes bioorttshicheskoy cells and chemistry, immunology, biotechnology and m br us at shtushy method substances ionization" daktroshyut pin "edektrosyarey" and Drew GIH.
Известен ере мя пр о л етны й масс сшктрометр, состоящий : из импульсного истопника ионов, беспол евого дрейфового пространства, ^сражающей системы с однородным элекгроетатач кнм нолем (иощый рефлектор) и детектора ионов, в котором достигнута времяпродетная фокусировка ионов но энергии до второго порядка (Каратаев В. А, Мамырии Б. А., Шмшж Д;В. Новый принцип фокусировки ионных пакетов во время пролетных масс-спектрометрах // Журнал технической физики. 1971.Known as the proletal mass scaler, which consists of a pulsed ion source, a fieldless drift space, a combat system with a homogeneous electric sensor with zero (thin reflector) and an ion detector, in which time-flow focusing of ions is achieved, but energy up to the second order (Karataev VA, Mamyr BA, Shmshzh D;. The new principle focus ion packets during flight mass spectrometer // technical physics in 1971...
Т.41. а 14984501). T.41. a 14984501).
Основным недостатком известного аналога является срав ител шо низкие значения разрешающей способности и чувстви ельности, связанная С использованием в ионном истопнике и двухступенчатом электростатическом зеркале, выполняющем роль ионного рефлектора, однородного электростатического поля, образованного в ускорительных промежутках между плоскими меякоструктуряммп сетками. Сеточные электроды физически перекрывают часть пространства для прохождения ионов, а также приводит к целому раду нежелательных эффектов ( яад не неконтролируемых зарядов на сетках под действие ионного по ом, прогибы сеток при нагревании и т,д.). Для части ионов, претерпевших рассеяние на сетках, но дошедших до детектора, условия дремяпродешой фокусировки не выполняются, что непосредственно ведет к уменьшению разрешающей способности прибора. Кроме того, однородные электростатические ноля принишиадыш не могут обещ ггь пространственную фокусировку ионов в поперечном н ра шш, что приводит к их потере в ионном иакете-
m Наиболее близким m технической сущности является времянродетный масс-сп ктрометр, состоящий: из источника ионов тш ^олеш оед й , ортогонального ускорителя ионов (пал сера), вшноишощего обществ ттжттт и ускорения ионов, бттжтого пролетного пространства, двух каскадного элсктростатннешсого зеркала и детектора. Области 3S накопления палсер выполнена в виде мононодя, создающего неоднородное злеи осшшчес е поле, которое позволяет значительно уменьшить вре я разворота ионов для слабо расходящегося пупка, что дает эффект водйч м: разрешающей способности в несколько раз (Патент RU > 23S I 591 , М1Ж П (Щ 49/ 40, опубликовано: 10.02.2010, бюя.Ле 4). The main disadvantage of the known analogue is the comparatively low values of the resolving power and sensitivity associated with the use of a uniform electrostatic field formed in the accelerator gaps between flat meacostructures and grids in an ion source and in a two-stage electrostatic mirror acting as an ion reflector. Grid electrodes physically block part of the space for the passage of ions, and also leads to a whole host of undesirable effects (such as uncontrolled charges on the grids under the action of ionic radiation, deflection of the grids during heating, etc.). For some of the ions that have undergone scattering on the grids, but reached the detector, the conditions for early focusing are not met, which directly leads to a decrease in the resolution of the device. In addition, homogeneous electrostatic zeros cannot promise spatial focusing of ions in the transverse axis, which leads to their loss in the ionic jet. m The closest m of the technical essence is a time-of-birth mass spectrometer, consisting of: an ion source tm ^ olesh oed d, an orthogonal ion accelerator (sulfur), an extraordinary society ttzhttm and ion acceleration, a bttwt flight space, two cascade electrostatic mirror. The area of 3S accumulation of the palser is made in the form of a mono-hoop, which creates a non-uniform illusionary field, which makes it possible to significantly reduce the turnaround time of ions for a weakly diverging navel, which gives the effect of waterm: resolution several times (Patent RU> 23S I 591, M1Zh P (Щ 49/40, published: 10.02.2010, byu.Le 4).
40 Недостатком прототипа является сравнительно низкая яу витедьноеть, обусловленная тем, что в области ускорения ионов ортогонального ускорителя (ншеера) и двухкаскадном шетронном зе кале, шшшющш роль ионного рефлектора, используются однородные злсетростатинескве ноля, образоващше между плоскими 45 мшкоетруктурны и сетками, Такие поля, как указано выше, принципиально не могут обеспечить пространственную фокусировк ионов в поперечном ншравдешш, что приводят ж в к потере в ионном шкете, а налмиие мешшструк'гури сеток существенно усугубляет еитуаишо. 40 The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the field, due to the fact that in the region of ion acceleration of the orthogonal accelerator (nsheira) and the two-stage shetron mirror, which plays the role of an ion reflector, homogeneous negative values are used, which is formed between flat fields of 45 m indicated above, they fundamentally cannot provide spatial focusing of ions in the transverse direction, which leads to a loss in the ion beam, and the use of mesh structure'guri grids significantly aggravates the problem.
Задачей изобретения является увеличение чувствительности so времяпро летного масс-спектрометра с ортогональнм вводом ионов путем повышения качества пространственной фокусировки ионов. The objective of the invention is to increase the sensitivity of a so time-of-flight mass spectrometer with orthogonal ion injection by improving the quality of spatial ion focusing.
Техническим результатом: предлагаемого изобретения является: высокая чувствительность прибора. The technical result: the proposed invention is: high sensitivity of the device.
Для достижения технического результате то времяпролетном масс- $5 епштрометре, состоящем из источника ионов типа <чздо1 троснрой>5>5 ортогонального ускорителя ионов (шшеера), вклюнающего бЯао и накопления и ускорения ионов, бесполевого пролетного пространства, двухкаекадного зеркала и детектора, я cmmmemcnmtiti с тобртшнае область ускорения палсера и электростатическое зеркало образованы тремя
или более бессеточными электродами, выполненными в виде на ы параллельных пластан, разделенных прямыми или кольцевыми зазорами, создающих н днор щое электростатнчесто поле двумерной иди траишк здьной симметрии соответствен но, ори этом шеяний отражающий электрод электростатического зеркала, следующий за сщ бессеточными электродами, вышолмт в виде полукольца. To achieve the technical result, a time-of-flight mass- $ 5 enstrometer, consisting of an ion source of the type <chzd1 trosnroi>5> 5 orthogonal ion accelerator (shshera), including bNao and the accumulation and acceleration of ions, a field-free transit space, a two-caecade mirror and a detector, i cmmemcnmtiti with The palser's acceleration region and the electrostatic mirror are formed by three or more meshless electrodes made in the form of parallel plates, separated by straight or annular gaps , creating a bottom electrostatic field of two-dimensional or horizontal symmetry, respectively, for this neck, the reflective electrode of an electrostatic mirror, following the meshless electrodes, is in the form of a half rings.
Изобретение поясняется численными расчетами и чертежом. The invention is illustrated by numerical calculations and a drawing.
На фигуре показан один из возможных вариантов предлагаемого вре пролетиого масо-сиеыгромет а е ортогоншшшм вводом ионов в двух проекциях (о-в плоскости ХЕ, b ~~ в плоскости YZ). Используются следующие обозначения; The figure shows one of the possible options for the proposed time-of-flight mass-emission and orthogonal injection of ions in two projections (o-in the XE plane, b ~~ in the YZ plane). The following conventions are used;
1 - источник ионов; 3, 4 - бессеточные электроды, создающие шо родаое зп&тростгтескт воле двумерной симметрии в области ускорения ионов;1 - ion source; 3, 4 - meshless electrodes, creating a wide range of two-dimensional symmetry in the region of ion acceleration;
5 - положение первичного временного фокуса * ~ формируемого
ортогональным ускорителем (шлеером); б, 7, 8 - бессеточные электроды, создающие нездно шое электростатическое иоде трансажсйальшш симметрии (трехэдск роднос т адсакемшшюе зеркало); 5 - the position of the primary temporary focus * ~ formed orthogonal accelerator (slider); b, 7, 8 - meshless electrodes, creating a neonatal electrostatic iodine of the transverse symmetry (three-sided relation to the adherent mirror);
9 ~ детектор ионов, Предлагаемый времяпродетный масстеиектрометр состоит m источника ионов 1, создающего непрерывный ионный пучок, ортогои ого ускорителя ионов (надсера), включающего области накопления но » (от пластины с потенциалом
до заземленной сетки) их ускорения (промежуток, включающий заземленную сетку, сетку с вшшшщт тт потенциалом
и бессеточные электроды 2, 3 и 4, выполненные в виде пары дарадяедшых пластин, разделенных прямыми зазорами), бесп елевого дрейфового пространства (промежуток между электродаш 4 и б), трашавдаящого элсктростатичеекаго зеркала (бес тониые зясктродм б, 7,
8, выполненные в виде пары параллельных шастай, рщладеишх 90 кшьце ми з орами) и детектора 9, 9 ~ ion detector, The proposed time-of-flight mass spectrometer consists of m ion source 1, which creates a continuous ion beam, an orthogonal ion accelerator (nadser), including accumulation regions but "(from a plate with a potential to the grounded grid) of their acceleration (the gap including the grounded grid, the grid with the vshshshcht TT potential and meshless electrodes 2, 3 and 4, made in the form of a pair of free-standing plates separated by straight gaps), a drift-free space (the gap between electrodes 4 and b), a trashavian electrostatic mirror (non-toned zyasktrodm b, 7, 8, made in the form of a pair of parallel shastai, rschladeishh 90 kshtsemi zorami) and detector 9,
Предлагаемое устройство работает следующим образо , Непрерывный жттж пучок, с фо м яро в з.нн ы й в источнике 1, вшшшет в область накошщиш пал сера, где при подаче импульсного потенциал в облаете
мжоштйм ионов (надеера) щвдшгтея зде гростатмнееюе ло, которое 95 вырезает из непрерывного пучка и ортогонально первоначальному направлению ускоряет ионный пакет, который попадая в область ускорения ионов (палеера) с неоднородным электроажичеешм подом, ускоряется до энергии летах в бесподевом пролетном пространстве, отражаете» зеркалом с неоднородным полем, летит в бссхю вом хгроетраие ве и 1.00 попадает на детектор, Нредшйагаетещ что вектор скорости ионного пакета, как и в прототипе, составляет небольшой угод с осью 2, The proposed device operates in the following way, a continuous beam, with a form in the z.n. in source 1, enters the area of the nakoshshish sulfur, where, when the impulse potential is applied in the area There is a mass of ions (nadeer) of the ion beam here, which cuts out of the continuous beam and accelerates the ion packet orthogonally to the original direction, which, falling into the region of acceleration of ions (paleer) with an inhomogeneous electrical reflection, is accelerated to the energy of a summer in a zero-pass mirror space, with an inhomogeneous field, flies to the bshy vom xgrowetrae and 1.00 hits the detector, it is assumed that the velocity vector of the ion packet, as in the prototype, is a small area with axis 2,
У существующих вр япродетивх масе-еоектро етрв е ортогональным вводом ионов сравнительно низкая чу етиттшост связанная с отсутствием пространственной фокусировки ионов в двух 105 взаимно перпендикулярных поверенных навравлен х, что приводит их потере в ионном шкете, попадающим на детектор, The existing modern mass-eectroelectrometry with orthogonal injection of ions has a relatively low sensitivity associated with the absence of spatial focusing of ions in two 105 mutually perpendicular attorneys on the direction of x, which leads to their loss in the ion array, falling on the detector,
Предлагаемый вршяпролетный маое-ше рометр с о тогональным вводом ионов отличается от известных аналогов наличием бессеточных электродов, создающих в облает ускорения ионов палеера неоднородное но электростатическое поде двумерной симметрии, которое создае нершчвмй временной фокус 5 на границе ноля м формирует да ил единый пучж тшт в двух взаимно перпендикулярных иаиравдеинях, и электроетат ееное зеркало с неоднородным полем тршюаке ль м мметрвдц которое осуществляет времяпродегоую фокусировку ионов по энергий до третьего iis порядка включительно одновременно е пространственной фшушрешшй параллельного пучка ионов в двух взаимно йерп шкудяр х направлениях в фокальной плоскости зеркала 4 ~ sf, совмещенной с плоскостью
детектора. Неоднородное электростатическое поде двумерной симметрии создается бессеточными электродами о прямыми зазорами, а ожнородное 120 электростатическое ноле транезкеиадьной симметрии создается бессеточными мещюдамн с щдщевь и ора и. The proposed inter-span mao-sherometer with otogonal ion input differs from the known analogs by the presence of meshless electrodes that create an inhomogeneous but electrostatic subsurface of two-dimensional symmetry in the area of acceleration of paleer ions, which creates an unstable time focus 5 at the boundary of zero m and forms a single beam in two mutually perpendicular iairavdeinyah and elektroetat eenoe mirror inhomogeneous field trshyuake l m mmetrvdts which carries vremyaprodegouyu focusing on ion energy up to the third iis order inclusive simultaneously e spatial fshushreshshy parallel ion beam in two mutually Yerpa shkudyar x directions in the focal plane of the mirror 4 ~ s f, aligned with the plane detector. An inhomogeneous electrostatic field of two-dimensional symmetry is created by gridless electrodes with straight gaps, and a homogeneous 120 electrostatic field of transverse symmetry is created by gridless meshes with a gap and a hole.
Следует отметить, что именно совмещение двух фактор в^ связанных с формированием ортогощяшым ускорителем параллельного пучка ионов в двух в з аим но-п ерп енд окулярных направлениях и их фокусировкой в 125 фокальной плоскости зеркала,, существенно улучшают качество пространственной фокусировки ионов в приборе в целом и. соответств нсг значв ьно повышает его чушштея осты It should be noted that it is precisely the combination of two factors in ^ associated with the formation of a parallel beam of ions by the orthogonal accelerator in two oppositely perpendicular directions and their focusing in the 125 focal plane of the mirror, that significantly improves the quality of spatial focusing of ions in the device as a whole. and. the corresponding nsg significantly increases its size
Изобретение основано результата численного расчета двух новых элоктронно-онтичоских элементов: I) четырехэлежтродцого иммерсионного iso объектива (Кельмам В.М.» Явор С.Я, Электронная оптика. //JL, ум, 196В. The invention is based on the result of a numerical calculation of two new electronic-ontic elements: I) a four-element immersion iso lens (Kelmam V.M. " Yavor S.Ya., Electronic optics. // JL, um, 196V.
С, 132), состоящего из шзошшго /шехтр дщ совмещенного е сеточным электродом с вытягивающим тошщадом U р ·' , и трех бессеточных электродов 2, 3 и 4; 2) рехэлектродиото тр еакснальиош терк т, состоящего ш бессеточных зяеггродов 6, 7 и В. C, 132), consisting of a shzoshshgo / shekhtr dsh combined with a grid electrode with a pulling pitch U p ', and three meshless electrodes 2, 3 and 4; 2) a rehelectrodiotopexnalioshterk t, consisting of six meshless rows 6, 7, and B.
135 Параметры четырехэлеггродиого иммерсионного объектива, определяющие условия формиромиш верщчнот временного фокуса, на границе воля и параллельного пучка НОНОЙ В двух юш® жрнендикудярнь направлениях, приведены в таблице L 135 Parameters of a four-element immersion objective, which determine the conditions for the formation of a temporal focus, at the boundary between the will and the parallel beam of the NONOI in two directions, are given in Table L
Таблица 1 Параметры чегырехзл ародиого иммерсионного объектива Table 1 Parameters of the fourfold immersion lens
140 Зде
140 Here
2 и 3, а _ положение первичного вре нохтз фокуса. При -ном геометрические размеры даны
- рассто между пластидами бессеточных электродов иммерсионного об ективу а ffiiiiiM ;! электродах даны в единицах ускоряющего потенциала
14$
V 4 (потенциала дрейфа). Начало координат совмещено с плоскостью и электрода с штжшвающи потешдаашм ** , 2 and 3, a = the position of the primary focus time. For -nom, the geometric dimensions are given is the distance between the plastids of the meshless electrodes of the immersion lens and ffiiiii M;! electrodes are given in units of accelerating potential 14 $ V 4 (drift potential). The origin of coordinates is aligned with the plane and the electrode with stitching poteshdaashm **,
Дня того чтобы можно ыло неподьзт ъ эта данные при любых значениях вытягивающего
ускоряющего потенциала
» соотношения потенциалов да в безразмерных величинахThe day that this data can be unused for any values of the pull accelerating potential »The ratio of potentials yes in dimensionless quantities
У /(! Ыщ а Т 4L и «А Y / (! Ish a T 4L and “ A
ISO » « \ J о и значении потенциала ^ на первом элект ода ПриISO "" \ J about and the value of the potential ^ at the first electrode At
V ж О V f O
** потенциалы m электродах 2, 3 и 4 будут определяться авенс вом ** potentials of m electrodes 2, 3 and 4 will be determined by the avens
( 2,3,4)
(2,3,4)
Параметры трежше гродного трансакеиал ышго зеркшт определяющие условия времяпролет ой фокусировки ионов по энергии до 55 третьего порядка включительно одновременно с пространственной фокусировкой параллельного пучка ионов в двух взаимно перпендикулярных направлениях в фокальной паоскоста зеркала 2 ” z , приведены в таблице 2. The parameters of the threefold transaquial lyshgo mirror, which determine the conditions for the time-of-flight ion focusing in terms of energy up to 55th order, inclusive, simultaneously with the spatial focusing of a parallel ion beam in two mutually perpendicular directions in the focal plane of the 2 ”z mirror, are given in Table 2.
Таблица 2 Параметры трехэдектродного гран с акс иая н ого зеркала
Здесь ^ - длина среднего (седьмого) электрода зе кала, R - щит радиуса кривизны зазора между эде гродам 6 и ? зеркала, s
положение его фокальной плоскости, а и - расстояние между шастцпшм электродов зеркаля. Напало координат совмещем© с серединой зазора между электродами 7 и Я. 65 Для обеспечения вышеуказанных режимов работы па е а и н ш рефлектора, об си е ч ивающи х высокую чувстаитеяшоеть предлагаемого масс-спектрометра, количество бессеточных электродов, формирующих неоднородное электростатическое поле, как в области ускорения ионов паяеера, так и в траиеак адшом электрнстатнчееком зеркале, должно быть70 не меньше трех. При большем числе электродов отражающий электрод
т ашаксиадмгого зеркала, следующий з бессеточным м элек родами, щ>» т быть вышмш в виде полукольца, что придаст масс-спектрометру большую компактность. Table 2 Parameters of the three-electrode facet mirror Here ^ is the length of the middle (seventh) mirror electrode, R is the shield of the radius of curvature of the gap between points 6 and? mirrors, s the position of its focal plane, and and is the distance between the spacing of the mirror electrodes. Let us combine the coordinates of © with the middle of the gap between the electrodes 7 and I. 65 To ensure the above modes of operation of the reflector pa e a and n w, indicating a high sensitivity of the proposed mass spectrometer, the number of gridless electrodes forming a nonuniform electrostatic field, as in the region of acceleration of the ions of the payer, and in the trajectory electrical mirror, there should be 70 at least three. With more electrodes, the reflective electrode m asaxiadmgogo mirror, next to meshless m electrons, w> »t be in the form of a half-ring, which will make the mass spectrometer more compact.
Таким образом, преимуществом иреддаш от изобретения является высокая нувствнтелщос'гь прибора.
Thus, the advantage of the invention is the high sensitivity of the device.
Claims
ФОРМУЛА М БРЕТЕШШ i. Времяпрояетный масс-спектрометр, состоящий ш источника ионов типа осзиектроснрей», ортогонального ускорителя ионов (надсера), включающего области накопления и ускорения ионов, беспол евого продетого пространства, дву х кас ка дного зеркала и детектора, отличающийся тем что область ушшр жя наясора и электростатическое зеркало образованы тремя или более бессеточными электродами, выполненными в виде нары параллельных пластин, разделенных прямыми или кольцевыми зазорами, создающих неоднородное электростатическое поле двумерной или трансаксиальной симметрии соответственно, FORMULA M BRETES i. A time-passing mass spectrometer consisting of an ion source of the type "ossiectrosnray", an orthogonal ion accelerator (nadser), which includes regions of accumulation and acceleration of ions, a fieldless space, a two-cascade mirror and a detector, characterized in that the region is wider and electrostatic. the mirror is formed by three or more meshless electrodes made in the form of a bunk of parallel plates, separated by straight or annular gaps, creating an inhomogeneous electrostatic field of two-dimensional or transaxial symmetry, respectively,
2. Времяпролетньш масс-спектрометр по пЛ отличающийся тем, что последний отражающий электрод электростатического зеркала, следующий за его бессеточными электродами, выполнен в виде полукольца.
2 . Time-of-flight mass spectrometer according to PL, characterized in that the last reflecting electrode of the electrostatic mirror, following its meshless electrodes, is made in the form of a half-ring.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20865848.4A EP4012748A4 (en) | 2019-09-18 | 2020-01-20 | Time-of-flight mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KZ20190692 | 2019-09-18 | ||
| KZ2019/0692.1 | 2019-09-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021054812A1 true WO2021054812A1 (en) | 2021-03-25 |
Family
ID=74884132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/KZ2020/000001 WO2021054812A1 (en) | 2019-09-18 | 2020-01-20 | Time-of-flight mass spectrometer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4012748A4 (en) |
| WO (1) | WO2021054812A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326925B2 (en) * | 2005-03-22 | 2008-02-05 | Leco Corporation | Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer with isochronous curved ion interface |
| RU2381591C2 (en) | 2008-04-03 | 2010-02-10 | Институт аналитического приборостроения Российской Академии Наук (ИАнП РАН) | Time-of-flight mass spectrometre |
| WO2014073943A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи" | Multiple reflection time-of-flight mass analyzer |
| US20170278689A1 (en) * | 2011-02-28 | 2017-09-28 | Shimadzu Corporation | Mass analyser and method of mass analysis |
-
2020
- 2020-01-20 WO PCT/KZ2020/000001 patent/WO2021054812A1/en unknown
- 2020-01-20 EP EP20865848.4A patent/EP4012748A4/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326925B2 (en) * | 2005-03-22 | 2008-02-05 | Leco Corporation | Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer with isochronous curved ion interface |
| RU2381591C2 (en) | 2008-04-03 | 2010-02-10 | Институт аналитического приборостроения Российской Академии Наук (ИАнП РАН) | Time-of-flight mass spectrometre |
| US20170278689A1 (en) * | 2011-02-28 | 2017-09-28 | Shimadzu Corporation | Mass analyser and method of mass analysis |
| WO2014073943A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | Некоммерческое Акционерное Общество "Алматинский Университет Энергетики И Связи" | Multiple reflection time-of-flight mass analyzer |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KARATAEV V.I.MAMYRIN B .A.SHMIKK D.V: "A new principle of focusing ion packets in time-of-flight mass spectrometers", JOURNAL OF TECHNICAL PHYSICS, vol. 41, 1971, pages 1498 - 1501 |
| See also references of EP4012748A4 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4012748A4 (en) | 2022-10-26 |
| EP4012748A1 (en) | 2022-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104067371B (en) | Multi-reflection mass spectrometer | |
| CN104067372B (en) | Multiple reflection mass spectrograph | |
| US20200357625A1 (en) | Mass spectrometer and method for time-of-flight mass spectrometry | |
| JP6287419B2 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
| JP6527170B2 (en) | Multiple reflection time-of-flight mass spectrometer with axial pulse converter | |
| US8642951B2 (en) | Device, system, and method for reflecting ions | |
| US5696375A (en) | Multideflector | |
| US6717132B2 (en) | Gridless time-of-flight mass spectrometer for orthogonal ion injection | |
| DE102017219518A1 (en) | Multi-reflection mass spectrometer with delay stage | |
| JP5637299B2 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
| JP2008529221A (en) | Ion optics system | |
| US5821534A (en) | Deflection based daughter ion selector | |
| JP3392345B2 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
| CN103531432B (en) | A kind of method of pulsed ion source, mass spectrometer and generation ion | |
| WO2021054812A1 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
| US5744797A (en) | Split-field interface | |
| Pomozov et al. | Reflectrons with ion orthogonal acceleration based on planar gridless mirrors | |
| US5942758A (en) | Shielded lens | |
| RU2769377C1 (en) | Tof mass spectrometer | |
| US3217161A (en) | Electrode means to electrostatically focus ions separated by a mass spectrometer on a detector | |
| US3558879A (en) | Electrostatic deflector for selectively and adjustably bending a charged particle beam | |
| JP2757460B2 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
| CN109841488B (en) | High-capacity electrostatic ion trap for ion storage | |
| US2845539A (en) | Mass spectrometry | |
| Mamatova | Influence of an ion trap geometry on its trapping efficiency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20865848 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020865848 Country of ref document: EP Effective date: 20220309 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |