JPH041460B2 - - Google Patents
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- JPH041460B2 JPH041460B2 JP62073095A JP7309587A JPH041460B2 JP H041460 B2 JPH041460 B2 JP H041460B2 JP 62073095 A JP62073095 A JP 62073095A JP 7309587 A JP7309587 A JP 7309587A JP H041460 B2 JPH041460 B2 JP H041460B2
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- Japan
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- slit
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- ions
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- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 32
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Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、第１の磁場、電場、第２の磁場を備
え、前段を２重収束の質量分析計とし或いは後段
を２重収束の質量分析計とするタンデム型質量分
析装置として構成できうようになつた質量分析装
置に関する。
え、前段を２重収束の質量分析計とし或いは後段
を２重収束の質量分析計とするタンデム型質量分
析装置として構成できうようになつた質量分析装
置に関する。
一般に、扇形磁場型の質量分析計においては、
分析試料をイオン源でイオン化してソーススリツ
トから導入し、電場及び磁場により同一質量毎の
イオンビームをコレクタスリツト上に２重収束さ
せて検出し分析している。分析対象が混合物の場
合には、コレクタスリツトで検出されるイオンピ
ークに複数種類のイオンが混じつてしまうため、
ピークの同定ができないという問題が生じる。こ
のような場合には、２台の質量分析計を直列に接
続したタンデム型質量分析装置を用い、前段の質
量分析計で或るピークのイオン（プリカーサイオ
ン、親イオン）を選択し、さらにそれを衝突室で
開裂させたイオン（ドータイオン、娘イオン）に
ついて後段の質量分析計でその内容の分析
（MS／MS質量分析；Multi−Stage Mass
Spectrometry）を行うことがある。
分析試料をイオン源でイオン化してソーススリツ
トから導入し、電場及び磁場により同一質量毎の
イオンビームをコレクタスリツト上に２重収束さ
せて検出し分析している。分析対象が混合物の場
合には、コレクタスリツトで検出されるイオンピ
ークに複数種類のイオンが混じつてしまうため、
ピークの同定ができないという問題が生じる。こ
のような場合には、２台の質量分析計を直列に接
続したタンデム型質量分析装置を用い、前段の質
量分析計で或るピークのイオン（プリカーサイオ
ン、親イオン）を選択し、さらにそれを衝突室で
開裂させたイオン（ドータイオン、娘イオン）に
ついて後段の質量分析計でその内容の分析
（MS／MS質量分析；Multi−Stage Mass
Spectrometry）を行うことがある。
磁場をＢ、電場をＥ、４重極マスをＱとする
と、MS／MSの組合わせの種類には、従来、
BE、EBE、EBQQ、BEQQ、BEB、EBEB等が
ある。これらのうちのBEB型のMS／MS装置
（タンデム型質量分析装置）の従来例を示したの
が第２図である。このMS／MS装置は、従来例
として多くは見られないが、一般には第２図に示
すように逆配置光学系B1Eによる２重収束質量分
析計の後方に単一磁場B2を追加することによつ
てB1EB2型にして用いることができうという有利
な点がある。この場合の使用方法としては、次の
３手法が存在する。
と、MS／MSの組合わせの種類には、従来、
BE、EBE、EBQQ、BEQQ、BEB、EBEB等が
ある。これらのうちのBEB型のMS／MS装置
（タンデム型質量分析装置）の従来例を示したの
が第２図である。このMS／MS装置は、従来例
として多くは見られないが、一般には第２図に示
すように逆配置光学系B1Eによる２重収束質量分
析計の後方に単一磁場B2を追加することによつ
てB1EB2型にして用いることができうという有利
な点がある。この場合の使用方法としては、次の
３手法が存在する。
第１の磁場B1と電場Ｅからなる２重集束の
単一質量分析計として用いる。
単一質量分析計として用いる。
第１の磁場B1と電場Ｅとの中間に第１の衝
突室CC１を設け、第１の磁場B1を第１の質量
分析計、電場Ｅと第２の磁場により二重集束す
る第２の質量分析計とし、第１の質量分析計か
らの解裂イオンを第２の質量分析計で分析す
る。
突室CC１を設け、第１の磁場B1を第１の質量
分析計、電場Ｅと第２の磁場により二重集束す
る第２の質量分析計とし、第１の質量分析計か
らの解裂イオンを第２の質量分析計で分析す
る。
電場Ｅと第２の磁場B2の中間には第２の衝
突室CC２を設け、第１の磁場B1と電場Ｅによ
り二重集束する第１の質量分析計、第２の磁場
B2を第２の質量分析計とし、第１の質量分析
計からの解裂イオンを第２の質量分析計で分析
する。
突室CC２を設け、第１の磁場B1と電場Ｅによ
り二重集束する第１の質量分析計、第２の磁場
B2を第２の質量分析計とし、第１の質量分析
計からの解裂イオンを第２の質量分析計で分析
する。
のBE型のMS／MS装置では、第１及び第２
の質量分析計が単一場となるため２重収束に比べ
て性能は劣り、磁場で最大5000程度の分解能とな
り、また、電場で娘イオンを分析すると100〜200
程度の分解能となる。これに対して、上記で
は、２重収束する第２の質量分析計で数万の分解
能となり、娘イオンの分解能を上げることがで
き、上記では、２重収束する第１の質量分析計
で10万近い分解能となり、親イオンの分解能を上
げることができる。
の質量分析計が単一場となるため２重収束に比べ
て性能は劣り、磁場で最大5000程度の分解能とな
り、また、電場で娘イオンを分析すると100〜200
程度の分解能となる。これに対して、上記で
は、２重収束する第２の質量分析計で数万の分解
能となり、娘イオンの分解能を上げることがで
き、上記では、２重収束する第１の質量分析計
で10万近い分解能となり、親イオンの分解能を上
げることができる。
ところで、上記の如きBEB型装置では、上記
〜の３手法に対して分解能や通過率といつた
基本性能が保証される必要がある。しかし、第１
の磁場B1と電場Ｅにより単一の質量分析計とし
て使用するの手法のために第１の磁場B1、電
場Ｅ、スリツトS1，S3の配置が決定されている。
そのため、一般的には、インオ源から出射する
イオンのうち図面に垂直な方向の成分は、スリツ
トS3の付近である程度収束をしている。このスリ
ツトS3を出射したイオンは、出射後垂直方向に広
がる傾向にあり、第２の磁場B2の狭いギヤツプ
を通過しにくくなる。そして第２の磁場B2を出
射したイオンはさらに垂直方向に広がりスリツト
S4に到達する。このように広がつたイオンビーム
は、スリツトS4後方の検出器Ｄの垂直方向の検出
能力に限界があるため検出できない。このように
従来は、〜の基本性能を同時に満足すること
は不可能とされ、に重点がおかれとは無視
されたシステムとなつていた。
〜の３手法に対して分解能や通過率といつた
基本性能が保証される必要がある。しかし、第１
の磁場B1と電場Ｅにより単一の質量分析計とし
て使用するの手法のために第１の磁場B1、電
場Ｅ、スリツトS1，S3の配置が決定されている。
そのため、一般的には、インオ源から出射する
イオンのうち図面に垂直な方向の成分は、スリツ
トS3の付近である程度収束をしている。このスリ
ツトS3を出射したイオンは、出射後垂直方向に広
がる傾向にあり、第２の磁場B2の狭いギヤツプ
を通過しにくくなる。そして第２の磁場B2を出
射したイオンはさらに垂直方向に広がりスリツト
S4に到達する。このように広がつたイオンビーム
は、スリツトS4後方の検出器Ｄの垂直方向の検出
能力に限界があるため検出できない。このように
従来は、〜の基本性能を同時に満足すること
は不可能とされ、に重点がおかれとは無視
されたシステムとなつていた。
本発明は、上記の問題点を解決するものであつ
て、垂直平面内での収束性の向上、正しいイオン
軌道の設定が可能な質量分析装置を提供すること
を目的とものである。
て、垂直平面内での収束性の向上、正しいイオン
軌道の設定が可能な質量分析装置を提供すること
を目的とものである。
そのために本発明の質量分析装置は、第１の磁
場発生手段、電場発生手段、第２の磁場発生手段
を備え、前段を２重収束の質量分析計とし或いは
後段を２重収束の質量分析計とするタンデム型質
量分析装置として構成できるようになつた質量分
析装置において、前記電場発生手段の後方に配置
される衝突室と前記第２の磁場発生手段との間に
スリツト及び静電四重極レンズを配置すると共
に、該静電四重極レンズに印加する電圧を調節で
きるように構成したことを特徴とするものであ
る。
場発生手段、電場発生手段、第２の磁場発生手段
を備え、前段を２重収束の質量分析計とし或いは
後段を２重収束の質量分析計とするタンデム型質
量分析装置として構成できるようになつた質量分
析装置において、前記電場発生手段の後方に配置
される衝突室と前記第２の磁場発生手段との間に
スリツト及び静電四重極レンズを配置すると共
に、該静電四重極レンズに印加する電圧を調節で
きるように構成したことを特徴とするものであ
る。
本発明の質量分析装置では、衝突室と第２の磁
場との間にスリツト及び静電四重極レンズを配置
するので、第１の磁場、電場、及び第２の磁場に
より前段を２重収束する質量分析計とする場合と
後段を２重収束する質量分析計とする場合の使用
構成に応じて該静電四重極レンズに印加する電圧
を調節し、収束性を向上させ、正しいイオン軌道
を設定することができる。
場との間にスリツト及び静電四重極レンズを配置
するので、第１の磁場、電場、及び第２の磁場に
より前段を２重収束する質量分析計とする場合と
後段を２重収束する質量分析計とする場合の使用
構成に応じて該静電四重極レンズに印加する電圧
を調節し、収束性を向上させ、正しいイオン軌道
を設定することができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係る質量分析装置の１実施例
を説明するための図であり、B1とB2は磁場、Ｅ
は電場、CC１とCC２は衝突室、S1〜S5はスリツ
ト、ＱはＱポールレンズ、SWは電圧切り換え
部、Ｉはイオン源、Ｄは検出器を示す。
を説明するための図であり、B1とB2は磁場、Ｅ
は電場、CC１とCC２は衝突室、S1〜S5はスリツ
ト、ＱはＱポールレンズ、SWは電圧切り換え
部、Ｉはイオン源、Ｄは検出器を示す。
本発明に係る質量分析装置は、第２図に示す従
来構成の質量分析装置における衝突室CC２と磁
場B2との間に第１図に示すようにスリツトS5お
よびＱポールレンズ（Quadrupole lens；静電四
重極レンズ）Ｑを配置し、さらに、Ｑポールレン
ズＱの収束性を異なる２つのモードに対して切り
換えられるようにＱポールレンズの電圧切り換え
部SWを設けたものである。
来構成の質量分析装置における衝突室CC２と磁
場B2との間に第１図に示すようにスリツトS5お
よびＱポールレンズ（Quadrupole lens；静電四
重極レンズ）Ｑを配置し、さらに、Ｑポールレン
ズＱの収束性を異なる２つのモードに対して切り
換えられるようにＱポールレンズの電圧切り換え
部SWを設けたものである。
第１図ａは第１の磁場B1を第１質量分析計MS
１、電場Ｅの第２の磁場B2により２重収束する
第２の質量分析計MS２とし、第１の質量分析計
MS１からの解裂イオンを第２の質量分析計MS
２により分析するように構成した場合（前記の
使用法）の例を示す。この場合には、衝突室CC
２及びスリツトS5を用いずイオンの全量を通過さ
せるので、先に述べたようにスリツトS3を出射し
たイオンは、出射後垂直方向に広がる傾向にあ
る。そこで、ＱポールレンズＱにより垂直方向の
収束を行う。すなわち、第１の磁場B1と電場Ｅ
により単一の質量分析計として使用するために第
１の磁場B1、電場Ｅ、スリツトS1，S2の配置が
決定されていて、イオン源から出射するイオン
のうちの図面に垂直な方向の成分は、スリツトS3
の付近で収束をしている。そのためスリツトS3を
出射したイオンは、出射後垂直方向に広がる傾向
にあり、第２の磁場B2の狭いギヤツプを通過し
にくくなる。しかも、第２の磁場B2を出射した
イオンはさらに垂直方向に広がりスリツトS4に到
達するので、スリツトS4後方の検出器Ｄでは、垂
直方向の検出能力には限界があるため、このイオ
ンビームが検出できない。ＱポールレンズＱは、
このような問題をカバーするためスリツトS3と第
２の磁場B2との中間にあつて、垂直方向の収束
を行うものである。なお、電場Ｅと第２の磁場
B2の光学系での２重集束性は、図示l1とl2の距離
を適当に選択することにより完全に得られる。
１、電場Ｅの第２の磁場B2により２重収束する
第２の質量分析計MS２とし、第１の質量分析計
MS１からの解裂イオンを第２の質量分析計MS
２により分析するように構成した場合（前記の
使用法）の例を示す。この場合には、衝突室CC
２及びスリツトS5を用いずイオンの全量を通過さ
せるので、先に述べたようにスリツトS3を出射し
たイオンは、出射後垂直方向に広がる傾向にあ
る。そこで、ＱポールレンズＱにより垂直方向の
収束を行う。すなわち、第１の磁場B1と電場Ｅ
により単一の質量分析計として使用するために第
１の磁場B1、電場Ｅ、スリツトS1，S2の配置が
決定されていて、イオン源から出射するイオン
のうちの図面に垂直な方向の成分は、スリツトS3
の付近で収束をしている。そのためスリツトS3を
出射したイオンは、出射後垂直方向に広がる傾向
にあり、第２の磁場B2の狭いギヤツプを通過し
にくくなる。しかも、第２の磁場B2を出射した
イオンはさらに垂直方向に広がりスリツトS4に到
達するので、スリツトS4後方の検出器Ｄでは、垂
直方向の検出能力には限界があるため、このイオ
ンビームが検出できない。ＱポールレンズＱは、
このような問題をカバーするためスリツトS3と第
２の磁場B2との中間にあつて、垂直方向の収束
を行うものである。なお、電場Ｅと第２の磁場
B2の光学系での２重集束性は、図示l1とl2の距離
を適当に選択することにより完全に得られる。
また、第１図ｂは、第１の磁場B1と電場によ
り２重収束する単一の質量分析計MS１′として
用いる場合（前記の使用法）の例、或いはさら
にその後段に第２の磁場B2を第２の質量分析計
MS２′として加え、第１の質量分析計MS１′か
らの解裂イオンを第２の質量分析計MS２′で分
析する場合の例を示すものである。
り２重収束する単一の質量分析計MS１′として
用いる場合（前記の使用法）の例、或いはさら
にその後段に第２の磁場B2を第２の質量分析計
MS２′として加え、第１の質量分析計MS１′か
らの解裂イオンを第２の質量分析計MS２′で分
析する場合の例を示すものである。
まず、前者の単一の質量分析計として用いる場
合には従来技術と全く異なる点はない。この目的
のために第１の磁場B1や電場Ｅ、スリツトS1，
S3の配置が決定される。
合には従来技術と全く異なる点はない。この目的
のために第１の磁場B1や電場Ｅ、スリツトS1，
S3の配置が決定される。
それに対して後者の場合には、衝突室CC２に
おいて解裂したイオンを第２の磁場B2で分析す
るので、この場合重要な点は、第２の磁場B2の
分解能を向上させる目的で解裂したイオンの軌道
をスリツトで限定させる必要がある事、及び同じ
目的で衝突室CC２に高電圧を印加する場合があ
る点である。このようにする場合には衝突室CC
２でのレンズ作用するイオンの収束性の乱れを防
止する目的で、スリツトS3の他に第２の分析計用
のスリツトS5を配置する必要がある。従つてＱポ
ールレンズＱに第１図ａの場合と同じ電圧を印加
すると、スリツトS5を出射するイオンはスリツト
S4には像を結ばなくなる。そこで、この場合に
は、Ｑポールレンズに第１図ａとは別の電圧を印
加することによつてスリツトS5を出射したイオン
をスリツトS4に結像される。
おいて解裂したイオンを第２の磁場B2で分析す
るので、この場合重要な点は、第２の磁場B2の
分解能を向上させる目的で解裂したイオンの軌道
をスリツトで限定させる必要がある事、及び同じ
目的で衝突室CC２に高電圧を印加する場合があ
る点である。このようにする場合には衝突室CC
２でのレンズ作用するイオンの収束性の乱れを防
止する目的で、スリツトS3の他に第２の分析計用
のスリツトS5を配置する必要がある。従つてＱポ
ールレンズＱに第１図ａの場合と同じ電圧を印加
すると、スリツトS5を出射するイオンはスリツト
S4には像を結ばなくなる。そこで、この場合に
は、Ｑポールレンズに第１図ａとは別の電圧を印
加することによつてスリツトS5を出射したイオン
をスリツトS4に結像される。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形が可能である。例えば本
発明は、第１の磁場B1と電場Ｅの光学系として
QQHQC光学系（例えば特願昭58−33168）を用
いた場合にも適用できる。また、衝突室CC２に、
スリツトS5への結像のためのレンズを含ませた場
合にも適用でき、第１図ｂの衝突室CC２の部分
はこれを適用した例を示している。
のではなく、種々の変形が可能である。例えば本
発明は、第１の磁場B1と電場Ｅの光学系として
QQHQC光学系（例えば特願昭58−33168）を用
いた場合にも適用できる。また、衝突室CC２に、
スリツトS5への結像のためのレンズを含ませた場
合にも適用でき、第１図ｂの衝突室CC２の部分
はこれを適用した例を示している。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、第１の磁場、電場、第２の磁場からなり、電
場と、第２の磁場との間に衝突室を設けた質量分
析系において、衝突室と第２の磁場との間にＱポ
ールレンズを用いるので、垂直平面内での収束性
が向上する。また、衝突室とＱポールレンズとの
間にスリツトを設ける事により解裂イオンの軌道
を正しく規制できるとともに衝突室に電圧を印加
した場合も正しいイオン軌道を設定できる。さら
に、Ｇポールレンズに印加する電圧を、電場と第
２の磁場による光学系として用いる場合と、第２
の磁場の光学系として用いる場合とで切り換える
ことにより、両者の光学系で正しく結像させるこ
とができる。
ば、第１の磁場、電場、第２の磁場からなり、電
場と、第２の磁場との間に衝突室を設けた質量分
析系において、衝突室と第２の磁場との間にＱポ
ールレンズを用いるので、垂直平面内での収束性
が向上する。また、衝突室とＱポールレンズとの
間にスリツトを設ける事により解裂イオンの軌道
を正しく規制できるとともに衝突室に電圧を印加
した場合も正しいイオン軌道を設定できる。さら
に、Ｇポールレンズに印加する電圧を、電場と第
２の磁場による光学系として用いる場合と、第２
の磁場の光学系として用いる場合とで切り換える
ことにより、両者の光学系で正しく結像させるこ
とができる。
第１図は本発明に係る質量分析系の１実施例構
成を示す図、第２図はEBE型のMS／MS装置の
従来例を示す図である。 B1とB2……磁場、Ｅ……電場、CC１とCC２…
…衝突室、S1〜S5……スリツト、Ｑ……Ｑポール
レンズ、SW……電源切り換え部、Ｉ……イオン
源、Ｄ……検出器。
成を示す図、第２図はEBE型のMS／MS装置の
従来例を示す図である。 B1とB2……磁場、Ｅ……電場、CC１とCC２…
…衝突室、S1〜S5……スリツト、Ｑ……Ｑポール
レンズ、SW……電源切り換え部、Ｉ……イオン
源、Ｄ……検出器。
Claims (1)
- １ 第１の磁場発生手段、電場発生手段、第２の
磁場発生手段を備え、前段を２重収束の質量分析
計とし或いは後段を２重収束の質量分析計とする
タンデム型質量分析装置として構成できるように
なつた質量分析装置において、前記電場発生手段
の後方に配置される衝突室と前記第２の磁場発生
手段との間にスリツト及び静電四重極レンズを配
置すると共に、該静電四重極レンズに印加する電
圧を調節できるように構成したことを特徴とする
質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073095A JPS63239759A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62073095A JPS63239759A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239759A JPS63239759A (ja) | 1988-10-05 |
| JPH041460B2 true JPH041460B2 (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=13508428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62073095A Granted JPS63239759A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239759A (ja) |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP62073095A patent/JPS63239759A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63239759A (ja) | 1988-10-05 |
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