JPH05275054A - タンデム形質量分析装置 - Google Patents
タンデム形質量分析装置Info
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- JPH05275054A JPH05275054A JP4068059A JP6805992A JPH05275054A JP H05275054 A JPH05275054 A JP H05275054A JP 4068059 A JP4068059 A JP 4068059A JP 6805992 A JP6805992 A JP 6805992A JP H05275054 A JPH05275054 A JP H05275054A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タンデム形質量分析装置のインターフェース
系レンズを改善し、低コストで高分解能，高質量分析特
性を図る。 【構成】 イオン源１と検知器９との間に、前段の質量
分析装置（イオン源スリット２、静電４重極レンズ３
ａ，３ｂ，３ｃ、扇形磁場４、扇形電場５、コレクター
スリット６）と後段の質量分析装置（イオン源スリット
８，静電４重極レンズ３ａ´，３ｂ´，３ｃ´、扇形磁
場４´、扇形電場５´、コレクタースリット６´）とを
直列に接続し、その接続部に対のハーフプレートレンズ
７ａ，７ｂを設ける。レンズ７ａ，７ｂは、軌道平面の
水平方向に収束特性と軸ずれ調整の偏向機能を有し軌道
平面に垂直な方向にはレンズ作用を持たない。
系レンズを改善し、低コストで高分解能，高質量分析特
性を図る。 【構成】 イオン源１と検知器９との間に、前段の質量
分析装置（イオン源スリット２、静電４重極レンズ３
ａ，３ｂ，３ｃ、扇形磁場４、扇形電場５、コレクター
スリット６）と後段の質量分析装置（イオン源スリット
８，静電４重極レンズ３ａ´，３ｂ´，３ｃ´、扇形磁
場４´、扇形電場５´、コレクタースリット６´）とを
直列に接続し、その接続部に対のハーフプレートレンズ
７ａ，７ｂを設ける。レンズ７ａ，７ｂは、軌道平面の
水平方向に収束特性と軸ずれ調整の偏向機能を有し軌道
平面に垂直な方向にはレンズ作用を持たない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、医学，薬学，有機化学
等の分野において、高分子の有機構造解析に用いられる
質量分析装置に係り、特に高分解能高質量の特性を有す
るタンデム形質量分析装置に関する。
等の分野において、高分子の有機構造解析に用いられる
質量分析装置に係り、特に高分解能高質量の特性を有す
るタンデム形質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、２重収束形質量分析装置を直
列に接続したタンデム形質量分析装置が知られている。
この種の質量分析装置は、前段の質量分析装置で特定の
親イオンを選択した後、ガス衝突で解離させ発生した娘
イオンを後段の質量分析装置で分析するもので、高分解
能，高質量特性を有するものとして評価されている。
列に接続したタンデム形質量分析装置が知られている。
この種の質量分析装置は、前段の質量分析装置で特定の
親イオンを選択した後、ガス衝突で解離させ発生した娘
イオンを後段の質量分析装置で分析するもので、高分解
能，高質量特性を有するものとして評価されている。
【０００３】代表的な従来技術として、図５に特開昭６
３−１３６４５１号公報に開示されたタンデム形質量分
析装置を示す。図中、１はイオン源で、前段の質量分析
装置は、イオン源スリット２、扇形電場５、扇形磁場
４、コレクタースリット６を備え、後段の質量分析装置
は、イオン源スリット８、扇形磁場５´、扇形磁場４
´、コレクタースリット６´を備える。９はイオン検知
器、１３は前段の質量分析装置で選択された親イオンを
解離して娘イオンを発生させる衝突室である。
３−１３６４５１号公報に開示されたタンデム形質量分
析装置を示す。図中、１はイオン源で、前段の質量分析
装置は、イオン源スリット２、扇形電場５、扇形磁場
４、コレクタースリット６を備え、後段の質量分析装置
は、イオン源スリット８、扇形磁場５´、扇形磁場４
´、コレクタースリット６´を備える。９はイオン検知
器、１３は前段の質量分析装置で選択された親イオンを
解離して娘イオンを発生させる衝突室である。
【０００４】これに記載された発明は、前段のコレクタ
ースリット６と後段のイオン源スリット８の間に軌道平
面の水平方向（ｘ方向）に収束作用を持つ静電４重極レ
ンズ３を配置している。さらに軌道平面に垂直な方向
（ｙ方向）に収束作用を持つレンズを配置する構成を請
求している。
ースリット６と後段のイオン源スリット８の間に軌道平
面の水平方向（ｘ方向）に収束作用を持つ静電４重極レ
ンズ３を配置している。さらに軌道平面に垂直な方向
（ｙ方向）に収束作用を持つレンズを配置する構成を請
求している。
【０００５】一方、最近の質量分析計のイオン光学系の
進歩はめざましく、特開昭５９−２１５６５０号公報に
開示される質量分析装置のように、イオン源と一様磁場
の間に２個の静電４重極レンズを配置して狭い磁極間で
ビームを絞り、磁場と電場の間にさらに静電４重極レン
ズを配置して軌道平面に垂直な方向に収束させ、軌道平
面の水平方向の像縮小率が非常に高いイオン光学系が考
案されている。この装置はイオン源スリット幅が大きく
開いても像縮小率が高いので分解能がよく、軌道平面に
垂直方向（ｙ方向）の収束作用によりｙ方向にはビーム
発散を抑えててほゞ平行ビームとしているので、その分
析感度が優れている。
進歩はめざましく、特開昭５９−２１５６５０号公報に
開示される質量分析装置のように、イオン源と一様磁場
の間に２個の静電４重極レンズを配置して狭い磁極間で
ビームを絞り、磁場と電場の間にさらに静電４重極レン
ズを配置して軌道平面に垂直な方向に収束させ、軌道平
面の水平方向の像縮小率が非常に高いイオン光学系が考
案されている。この装置はイオン源スリット幅が大きく
開いても像縮小率が高いので分解能がよく、軌道平面に
垂直方向（ｙ方向）の収束作用によりｙ方向にはビーム
発散を抑えててほゞ平行ビームとしているので、その分
析感度が優れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、後者のような
質量分析装置（特開昭５９−２１５６５０号）をタンデ
ム形質量分析装置に応用するために、２台直列に接続し
て、これに図５に示すような静電４重極レンズ３を、前
段コレクタースリット６・後段イオン源スリット８間に
インターフェースのレンズとして設置すると次のような
問題が生じた。
質量分析装置（特開昭５９−２１５６５０号）をタンデ
ム形質量分析装置に応用するために、２台直列に接続し
て、これに図５に示すような静電４重極レンズ３を、前
段コレクタースリット６・後段イオン源スリット８間に
インターフェースのレンズとして設置すると次のような
問題が生じた。
【０００７】すなわち、 前段の質量分析装置は像縮小率が高いので、イオンビ
ームはコレクタースリット６を通過した後、ｘ（横）方
向に急速に発散する。これを後段の質量分析装置に有効
に通すためには、静電４重極レンズ３でｘ方向に再収束
作用を与えて、後段のイオン源スリット８上に大きく拡
大像を作ってやる必要がある。すると静電４重極レンズ
３の常として、ｙ（縦）方向では強い発散作用がある。
図６はこの時のイオンビームの状態を示し、同図の
（ａ）がｘ方向のビーム状態（拡大像を与えるための収
束）を示し、同図（ｂ）がｙ方向のビーム状態を示す。
同図（ｂ）に示すように、前段の質量分析装置のビーム
はｙ方向にほゞ平行に飛行しているので、静電４重極レ
ンズ３でｘ方向に収束を与えると〔図６（ａ）〕、ビー
ムが大きくｙ方向に発散してしまい、後段の質量分析装
置への透過率が著しく低下する。
ームはコレクタースリット６を通過した後、ｘ（横）方
向に急速に発散する。これを後段の質量分析装置に有効
に通すためには、静電４重極レンズ３でｘ方向に再収束
作用を与えて、後段のイオン源スリット８上に大きく拡
大像を作ってやる必要がある。すると静電４重極レンズ
３の常として、ｙ（縦）方向では強い発散作用がある。
図６はこの時のイオンビームの状態を示し、同図の
（ａ）がｘ方向のビーム状態（拡大像を与えるための収
束）を示し、同図（ｂ）がｙ方向のビーム状態を示す。
同図（ｂ）に示すように、前段の質量分析装置のビーム
はｙ方向にほゞ平行に飛行しているので、静電４重極レ
ンズ３でｘ方向に収束を与えると〔図６（ａ）〕、ビー
ムが大きくｙ方向に発散してしまい、後段の質量分析装
置への透過率が著しく低下する。
【０００８】なお、１０は親イオンビーム、１１はスリ
ット通過イオン、１２は娘イオンビームである。
ット通過イオン、１２は娘イオンビームである。
【０００９】静電４重極レンズは軸対称に沿ったビー
ムに対して収束発散作用があるが、ビームを左右に偏向
する作用を持たないので、前段の質量分析装置の電場偏
向で、イオンビームが中心軸からずれるそのビームを後
段のイオン源スリットに導くことが難しくなる。
ムに対して収束発散作用があるが、ビームを左右に偏向
する作用を持たないので、前段の質量分析装置の電場偏
向で、イオンビームが中心軸からずれるそのビームを後
段のイオン源スリットに導くことが難しくなる。
【００１０】また、静電４重極レンズは構造が複雑で
特に多段にするとコストが高くなる。
特に多段にするとコストが高くなる。
【００１１】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、低コストにして高分解能，高質量分析特性を更に
高めるタンデム形質量分析装置を提供することにある。
的は、低コストにして高分解能，高質量分析特性を更に
高めるタンデム形質量分析装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
するために、基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
【００１３】すなわち、タンデム形質量分析装置におい
て、前段の質量分析装置のコレクタースリットと後段の
質量分析装置のイオン源スリットの間に、インターフェ
ースのレンズとして、軌道平面の水平方向に収束特性と
軸ずれ調整の偏向機能を有し且つ軌道平面に垂直な方向
にはレンズ作用を持たないレンズを設けた。
て、前段の質量分析装置のコレクタースリットと後段の
質量分析装置のイオン源スリットの間に、インターフェ
ースのレンズとして、軌道平面の水平方向に収束特性と
軸ずれ調整の偏向機能を有し且つ軌道平面に垂直な方向
にはレンズ作用を持たないレンズを設けた。
【００１４】
【作用】上記構成よりなれば、特に、特開昭５９−２１
５６５０号で開示されたイオン光学系のように、コレク
タースリットで像縮小率が小さくｙ方向にはほゞ平行ビ
ームを通過させるタイプの質量分析装置を直列接続する
場合に次のような作用がなされる。
５６５０号で開示されたイオン光学系のように、コレク
タースリットで像縮小率が小さくｙ方向にはほゞ平行ビ
ームを通過させるタイプの質量分析装置を直列接続する
場合に次のような作用がなされる。
【００１５】前段の質量分析装置（以下、単に前段と略
する）のイオン光学系で高い像縮小率で収束されたイオ
ンビーム（親イオンビーム）は、前段のコレクタースリ
ットを通過後、軌道平面内でｘ方向に大きく発散しよう
とするが、上記特性を与えたインターフェースのレンズ
でｘ方向にゆるやかに再収束作用を受け、後段質量分析
装置（以下、単に後段と略する）のイオン源スリットに
拡大像として収束させることができる（この収束は、親
イオンビームがガス衝突室にて解離されて生じる娘イオ
ンのビームとして収束される）。この場合、前段と後段
の間でのｘ方向におけるビーム発散を防止することは勿
論、ビームを後段のイオンスリット源で拡大像として結
ぶことができるので、後段イオン源スリット通過後のビ
ームの拡がり角を小さくして、後段での発散も抑制され
る。
する）のイオン光学系で高い像縮小率で収束されたイオ
ンビーム（親イオンビーム）は、前段のコレクタースリ
ットを通過後、軌道平面内でｘ方向に大きく発散しよう
とするが、上記特性を与えたインターフェースのレンズ
でｘ方向にゆるやかに再収束作用を受け、後段質量分析
装置（以下、単に後段と略する）のイオン源スリットに
拡大像として収束させることができる（この収束は、親
イオンビームがガス衝突室にて解離されて生じる娘イオ
ンのビームとして収束される）。この場合、前段と後段
の間でのｘ方向におけるビーム発散を防止することは勿
論、ビームを後段のイオンスリット源で拡大像として結
ぶことができるので、後段イオン源スリット通過後のビ
ームの拡がり角を小さくして、後段での発散も抑制され
る。
【００１６】また、前段のイオン光学系ではイオンビー
ムが前段コレクタースリットでほゞ平行に通過するが、
本発明に用いるインターフェースのレンズは、ｙ方向に
はレンズ作用をもたないので、ｙ方向にはそのままの状
態（ほゞ平行な状態）で後段のイオン光学系にビームが
送られる。
ムが前段コレクタースリットでほゞ平行に通過するが、
本発明に用いるインターフェースのレンズは、ｙ方向に
はレンズ作用をもたないので、ｙ方向にはそのままの状
態（ほゞ平行な状態）で後段のイオン光学系にビームが
送られる。
【００１７】また、前段の電場偏向により、前段のコレ
クタースリットを通過するイオンビームが、このコレク
タースリットとインターフェースレンズと後段イオン源
スリットとを結ぶ中心軸に対し軸ずれしても、インター
フェースレンズがビームを任意に偏向させる機能を有す
るので、この偏向作用によりビームの軸ずれ修正が可能
となる。この偏向作用は、現実のタンデム形質量分析装
置のように長い軌道距離を複数の扇形の磁場と電場で偏
向する場合の軸ずれの調整に非常に有効であり、静電４
重極レンズでは望めない効果である。
クタースリットを通過するイオンビームが、このコレク
タースリットとインターフェースレンズと後段イオン源
スリットとを結ぶ中心軸に対し軸ずれしても、インター
フェースレンズがビームを任意に偏向させる機能を有す
るので、この偏向作用によりビームの軸ずれ修正が可能
となる。この偏向作用は、現実のタンデム形質量分析装
置のように長い軌道距離を複数の扇形の磁場と電場で偏
向する場合の軸ずれの調整に非常に有効であり、静電４
重極レンズでは望めない効果である。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図面により説明する。
【００１９】まず図１により、本発明の一実施例に係る
タンデム形質量分析装置の全体構成について説明する。
タンデム形質量分析装置の全体構成について説明する。
【００２０】本実施例では、前段，後段の２重収束質量
分析装置を直列に接続したタイプのタンデム形質量分析
装置で、１はイオン源で、前段の質量分析装置は、イオ
ン源スリット２、扇形磁場４、扇形電場５、コレクター
スリット６と、イオン源スリット２・磁場４間に配置さ
れた静電４重極レンズ３ａ，３ｂと、磁場４・電場５間
に配置された静電４重極レンズ３ｃとより成る。後段の
質量分析装置は、ガス衝突室付きイオン源スリット８、
扇形磁場４´、扇形電場５´、コレクター６´と、イオ
ン源スリット８・磁場４´間に配置された静電４重極レ
ンズ３ａ´，３ｂ´と、磁場４´・電場５´間に配置さ
れた静電４重極レンズ３ｃ´とより成る。９はイオン検
知器である。
分析装置を直列に接続したタイプのタンデム形質量分析
装置で、１はイオン源で、前段の質量分析装置は、イオ
ン源スリット２、扇形磁場４、扇形電場５、コレクター
スリット６と、イオン源スリット２・磁場４間に配置さ
れた静電４重極レンズ３ａ，３ｂと、磁場４・電場５間
に配置された静電４重極レンズ３ｃとより成る。後段の
質量分析装置は、ガス衝突室付きイオン源スリット８、
扇形磁場４´、扇形電場５´、コレクター６´と、イオ
ン源スリット８・磁場４´間に配置された静電４重極レ
ンズ３ａ´，３ｂ´と、磁場４´・電場５´間に配置さ
れた静電４重極レンズ３ｃ´とより成る。９はイオン検
知器である。
【００２１】前段，後段質量分析装置の接続部となるコ
レクタースリット６とガス衝突室付きイオン源スリット
８間には、インターフェースのレンズ７としてハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂが配置してある。衝突室付イオ
ン源スリット８にはアルゴンなどの衝突ガスを図２に示
すように導入口１３から入れて親イオンを解離する。
レクタースリット６とガス衝突室付きイオン源スリット
８間には、インターフェースのレンズ７としてハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂが配置してある。衝突室付イオ
ン源スリット８にはアルゴンなどの衝突ガスを図２に示
すように導入口１３から入れて親イオンを解離する。
【００２２】ここで、図２によりハーフプレートレンズ
７ａ，７ｂについて説明する。
７ａ，７ｂについて説明する。
【００２３】ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂは、左右
に分割されたレンズ電極よりなり、イオンビームの通過
経路を挾んで軌道平面の水平方向に対をなして配置さ
れ、アース電極１４で囲まれている。また、各ハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂに独立して電圧Ｖ，Ｖ′を印加
するよう設定してある。ハーフプレートレンズ７ａ，７
ｂは、以上の構成をなすことで、軌道平面の水平方向
（ｘ方向）に収束特性を有しまた軸ずれ調整の偏向機能
を有し、且つ、軌道平面に垂直な方向（ｙ方向）にはレ
ンズ作用を持たないように設定してある。
に分割されたレンズ電極よりなり、イオンビームの通過
経路を挾んで軌道平面の水平方向に対をなして配置さ
れ、アース電極１４で囲まれている。また、各ハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂに独立して電圧Ｖ，Ｖ′を印加
するよう設定してある。ハーフプレートレンズ７ａ，７
ｂは、以上の構成をなすことで、軌道平面の水平方向
（ｘ方向）に収束特性を有しまた軸ずれ調整の偏向機能
を有し、且つ、軌道平面に垂直な方向（ｙ方向）にはレ
ンズ作用を持たないように設定してある。
【００２４】上記構成よりなれば、前段の質量分析装置
では、静電４重極レンズ３ａ,３ｂ,３ｃが存在すること
で、高い像縮小率で特定の親イオンビーム１０をｘ方向
に収束して高分解能、高感度でコレクタースリット６の
位置で分離させる。
では、静電４重極レンズ３ａ,３ｂ,３ｃが存在すること
で、高い像縮小率で特定の親イオンビーム１０をｘ方向
に収束して高分解能、高感度でコレクタースリット６の
位置で分離させる。
【００２５】スリット６を通過したビーム１１は、ハー
フプレートレンズ７ａ，７ｂにてｘ方向の収束作用を受
けた後（このレンズの作用は後述する）、ガス衝突室に
て解離され、これにより生成された娘イオンビーム１２
が後段の２重収束質量分析装置のイオン光学系を経てイ
オン検知器９に至る。
フプレートレンズ７ａ，７ｂにてｘ方向の収束作用を受
けた後（このレンズの作用は後述する）、ガス衝突室に
て解離され、これにより生成された娘イオンビーム１２
が後段の２重収束質量分析装置のイオン光学系を経てイ
オン検知器９に至る。
【００２６】ここで、本実施例のハーフプレートレンズ
７ａ，７ｂの作用を図３，図４により説明する。
７ａ，７ｂの作用を図３，図４により説明する。
【００２７】図３に示すように、前段のイオン光学系で
高い像縮小率で収束された親イオンビーム１０はコレク
タースリット６を通過後、軌道平面内でｘ（横）方向に
α2の角度で大きく発散しようとするが（図１の破線は
この発散の仮想線である）、ハーフプレートレンズ７
ａ，７ｂによりゆるやかに再収束作用を受け、衝突室付
イオン源スリット８に娘イオンビーム１２になって拡大
像として結ばれる。そのあと拡がり角α1′はα2より小
さいため、後段の質量分析装置で発散することはない。
一方、イオンビーム１０は、軌道平面に垂直なｙ（縦）
方向では、前段のイオン光学系の作用によりほゞ平行ビ
ーム状態でコレクタースリット６を通過するが、ハーフ
プレートレンズ７ａ，７ｂはそのｙ方向にはレンズ作用
を持たないので、ビーム１１がそのまま後段の質量分析
装置に送られる。
高い像縮小率で収束された親イオンビーム１０はコレク
タースリット６を通過後、軌道平面内でｘ（横）方向に
α2の角度で大きく発散しようとするが（図１の破線は
この発散の仮想線である）、ハーフプレートレンズ７
ａ，７ｂによりゆるやかに再収束作用を受け、衝突室付
イオン源スリット８に娘イオンビーム１２になって拡大
像として結ばれる。そのあと拡がり角α1′はα2より小
さいため、後段の質量分析装置で発散することはない。
一方、イオンビーム１０は、軌道平面に垂直なｙ（縦）
方向では、前段のイオン光学系の作用によりほゞ平行ビ
ーム状態でコレクタースリット６を通過するが、ハーフ
プレートレンズ７ａ，７ｂはそのｙ方向にはレンズ作用
を持たないので、ビーム１１がそのまま後段の質量分析
装置に送られる。
【００２８】その結果、後段のイオン源スリット８の後
でもｘ方向に大きな拡がり角を持つことなく、ｙ方向に
はほゞ平行ビームとなるので、前段と同じく、後段の２
重収束質量分析装置（８〜６´）を透過率良く通過し、
イオン検知器９で検出される。 なお、このタンデム形
質量分析装置は、有機構造解析に用いるので、特定の親
ビーム１０は、既述のようにガス衝突室（スリット８兼
用）で解離され、エネルギーの異なる娘イオン１２が生
成されるが、娘イオンを質量分析するため、磁場４′の
Ｂ′と電場５′のＥ′がＢ′／Ｅ′＝一定となる関係で
走査される。
でもｘ方向に大きな拡がり角を持つことなく、ｙ方向に
はほゞ平行ビームとなるので、前段と同じく、後段の２
重収束質量分析装置（８〜６´）を透過率良く通過し、
イオン検知器９で検出される。 なお、このタンデム形
質量分析装置は、有機構造解析に用いるので、特定の親
ビーム１０は、既述のようにガス衝突室（スリット８兼
用）で解離され、エネルギーの異なる娘イオン１２が生
成されるが、娘イオンを質量分析するため、磁場４′の
Ｂ′と電場５′のＥ′がＢ′／Ｅ′＝一定となる関係で
走査される。
【００２９】また、実際のタンデム形質量分析装置で
は、コレクタースリット６とハーフプレートレンズ７
ａ，７ｂと衝突室付イオン源レンズ８を結ぶ機械的中心
軸Ｚに沿って親イオンビームが通過するとは限らず、図
４に示したように、入射する親イオンビームの中心軸
Ｚ′が横方向にずれる場合が考えられる。しかし、本実
施例によれば、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂを用い
て、左右の印加電圧Ｖ，Ｖ′を変えて調整すれば、親イ
オンビームの中心軸を機械的中心軸Ｚに合わせることが
できる。
は、コレクタースリット６とハーフプレートレンズ７
ａ，７ｂと衝突室付イオン源レンズ８を結ぶ機械的中心
軸Ｚに沿って親イオンビームが通過するとは限らず、図
４に示したように、入射する親イオンビームの中心軸
Ｚ′が横方向にずれる場合が考えられる。しかし、本実
施例によれば、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂを用い
て、左右の印加電圧Ｖ，Ｖ′を変えて調整すれば、親イ
オンビームの中心軸を機械的中心軸Ｚに合わせることが
できる。
【００３０】この偏向作用は、現実のタンデム形質量分
析装置のように長い軌道距離を複数の扇形の磁場と電場
で偏向する場合の軸ずれの調整に非常に有効である。
析装置のように長い軌道距離を複数の扇形の磁場と電場
で偏向する場合の軸ずれの調整に非常に有効である。
【００３１】ハーフプレート７ａ，７ｂのＺ軸上の配置
は、前段の質量分析装置の縮小率をどの程度拡大するか
により決められるが、後段の質量分析装置のイオン源ス
リット８に倍率１の像を結ぼうとすれば、コレクタース
リット６からハーフプレートレンズ７ａ，７ｂまでの距
離をａ、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂから衝突室付
イオン源スリット８までの距離をｂとすれば、コレクタ
ースリット６での縮小率をＭとして ａ／ｂ＝Ｍ の関係にすればよい。
は、前段の質量分析装置の縮小率をどの程度拡大するか
により決められるが、後段の質量分析装置のイオン源ス
リット８に倍率１の像を結ぼうとすれば、コレクタース
リット６からハーフプレートレンズ７ａ，７ｂまでの距
離をａ、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂから衝突室付
イオン源スリット８までの距離をｂとすれば、コレクタ
ースリット６での縮小率をＭとして ａ／ｂ＝Ｍ の関係にすればよい。
【００３２】なお、ハーフプレートレンズの代わりに図
８に示したような従来の円盤や角穴のユニポテンシャル
レンズ１５又は１５´を用いると、右図に示したような
ｙ方向に変化する等電位面が発生し、ｙ方向に平行に入
射したビームが収束作用を受け、Ｚ方向の距離が長くな
るにつれて１度焦点を結んでから発散してしまうので都
合が悪い。またｘ方向の偏向作用も期待できないので、
ビームの中心軸Ｚ′のずれを補正することもできないの
で不適である。
８に示したような従来の円盤や角穴のユニポテンシャル
レンズ１５又は１５´を用いると、右図に示したような
ｙ方向に変化する等電位面が発生し、ｙ方向に平行に入
射したビームが収束作用を受け、Ｚ方向の距離が長くな
るにつれて１度焦点を結んでから発散してしまうので都
合が悪い。またｘ方向の偏向作用も期待できないので、
ビームの中心軸Ｚ′のずれを補正することもできないの
で不適である。
【００３３】本実施例によれば、次のような効果を奏す
る。
る。
【００３４】前段，後段に像縮小率の高い２重収束質量
分析装置を用い、且つその中間に簡単な構造のハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂをインターフェース系レンズ７
として介在させることにより、前段から後段に発散を充
分に抑制し且つ余計な収束を与えないで、また軸ずれを
修正しつつイオンビームを送るので、低コストにしてこ
の種質量分析装置の高分解能，高質量分析特性をより一
層高めることができる。
分析装置を用い、且つその中間に簡単な構造のハーフプ
レートレンズ７ａ，７ｂをインターフェース系レンズ７
として介在させることにより、前段から後段に発散を充
分に抑制し且つ余計な収束を与えないで、また軸ずれを
修正しつつイオンビームを送るので、低コストにしてこ
の種質量分析装置の高分解能，高質量分析特性をより一
層高めることができる。
【００３５】なお、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂに
は必ずしもアース電極１４は必要ではなく、ハーフプレ
ート７ａ，７ｂ単独でも充分な効果を奏し得る。また、
上記実施例では、ハーフプレートレンズはＺ方向に左右
１段のみを図示してきたが、２段，３段と多段のハーフ
プレートをＺ方向に並べた多段ハーフプレートレンズで
も効果は発揮できる。２段の実施例を図７に示す。Ｚ方
向に並んだ電極には異なる最適な電位Ｖ1，Ｖ2が印加さ
れ、ｘ方向の微量偏向にはＶ1，Ｖ2に対してわずかに異
なるＶ1′，Ｖ2′の電位で最適値に調整される。
は必ずしもアース電極１４は必要ではなく、ハーフプレ
ート７ａ，７ｂ単独でも充分な効果を奏し得る。また、
上記実施例では、ハーフプレートレンズはＺ方向に左右
１段のみを図示してきたが、２段，３段と多段のハーフ
プレートをＺ方向に並べた多段ハーフプレートレンズで
も効果は発揮できる。２段の実施例を図７に示す。Ｚ方
向に並んだ電極には異なる最適な電位Ｖ1，Ｖ2が印加さ
れ、ｘ方向の微量偏向にはＶ1，Ｖ2に対してわずかに異
なるＶ1′，Ｖ2′の電位で最適値に調整される。
【００３６】また、図示しないが、後段の質量分析装置
の適宜位置（例えば静電４重極レンズ３ｂ´と磁場４´
との間）にイオンビーム量をモニタするＴＩＭ（total
ionmonitor）を設け、このＴＩＭによりイオンビーム量
をみながら、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂの電圧値
Ｖ，Ｖ´を調整すれば、ハーフプレートレンズの最適の
収束作用及びビーム軸調整を行うことができ、最大ビー
ム量を得ることができる。
の適宜位置（例えば静電４重極レンズ３ｂ´と磁場４´
との間）にイオンビーム量をモニタするＴＩＭ（total
ionmonitor）を設け、このＴＩＭによりイオンビーム量
をみながら、ハーフプレートレンズ７ａ，７ｂの電圧値
Ｖ，Ｖ´を調整すれば、ハーフプレートレンズの最適の
収束作用及びビーム軸調整を行うことができ、最大ビー
ム量を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、タンデム
形質量分析装置の前段，後段の間に、軌道平面の水平方
向に収束作用と偏向作用を与え、軌道平面と垂直方向に
はレンズ作用を持たない特性のレンズをインタフェース
として介在させることで、また、このレンズは、構造的
に簡単でコスト的に有利がハーフレンズのようなものを
使用できるので、低コストにして高分解能，高質量分析
特性を更に高めるタンデム形質量分析装置を提供するこ
とができる。
形質量分析装置の前段，後段の間に、軌道平面の水平方
向に収束作用と偏向作用を与え、軌道平面と垂直方向に
はレンズ作用を持たない特性のレンズをインタフェース
として介在させることで、また、このレンズは、構造的
に簡単でコスト的に有利がハーフレンズのようなものを
使用できるので、低コストにして高分解能，高質量分析
特性を更に高めるタンデム形質量分析装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例に係るタンデム形質量分析装
置の全体構成を示す平面図
置の全体構成を示す平面図
【図２】上記実施例に用いる前段コレクタースリット、
ハーフプレートレンズ、後段イオン源スリットの配置を
示す一部切欠斜視図
ハーフプレートレンズ、後段イオン源スリットの配置を
示す一部切欠斜視図
【図３】上記ハーフプレートの作用を受けたビーム軌道
を示す説明図
を示す説明図
【図４】上記ハーフプレートによるビーム軸ずれ修正状
態を示す説明図
態を示す説明図
【図５】従来のタンデム形質量分析装置の一例を示す平
面図
面図
【図６】従来のタンデム形質量分析装置の問題点を指摘
した説明図
した説明図
【図７】本発明の他の実施例に用いたハーフプレートの
使用態様を示す説明図
使用態様を示す説明図
【図８】従来のユニポテンシャルレンズの縦方向の収
束，発散作用を示す説明図
束，発散作用を示す説明図
１…イオン源、２…イオン源スリット、３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ａ´，３ｂ´，３ｃ´…静電４重極レンズ、４…
扇形磁場、５…扇形電場、６…コレクタースリット、７
ａ，７ｂ…ハーフプレートレンズ（インターフェース系
レンズ）、８…衝突室付イオン源スリット、９…イオン
検知器，１０…親イオンビーム、１１…スリット通過イ
オン、１２…娘イオンビーム。
ｃ，３ａ´，３ｂ´，３ｃ´…静電４重極レンズ、４…
扇形磁場、５…扇形電場、６…コレクタースリット、７
ａ，７ｂ…ハーフプレートレンズ（インターフェース系
レンズ）、８…衝突室付イオン源スリット、９…イオン
検知器，１０…親イオンビーム、１１…スリット通過イ
オン、１２…娘イオンビーム。
Claims (6)
- 【請求項１】 ２台の質量分析装置を直列に接続して、
前段の質量分析装置で特定の親イオンを選択した後、ガ
ス衝突で解離させ発生した娘イオンを後段の質量分析装
置で分析するタンデム形質量分析装置において、 前段の質量分析装置のコレクタースリットと後段の質量
分析装置のイオン源スリットの間に、インターフェース
のレンズとして、軌道平面の水平方向に収束特性と軸ず
れ調整の偏向機能を有し且つ軌道平面に垂直な方向には
レンズ作用を持たないレンズを設けたことを特徴とする
タンデム形質量分析装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記インターフェー
スのレンズは、イオンビームの通過経路を挾んで軌道平
面の水平方向に対向配置した対のハーフプレートレンズ
よりなり、各ハーフプレートレンズに独立して電圧が印
加できるよう設定してあることを特徴とするタンデム形
質量分析装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記イ
ンターフェースのレンズは、前段の質量分析装置のコレ
クタースリットの近くに配置され、後段の質量分析装置
のイオン源スリット上に拡大像を写すレンズであること
を特徴とするタンデム形質量分析装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
において、前段の質量分析装置は、イオン源スリットと
磁場の間に複数の静電４重極レンズが配置されて像縮小
率の高いイオン光学系としてあるタンデム形質量分析装
置。 - 【請求項５】 請求項４において、前段の質量分析装置
は、磁場と電場の間に静電４重極レンズを設置されて、
２重収束点のコレクタースリットにおいてイオンビーム
が軌道平面に垂直な方向でがほゞ平行に進むイオン光学
系としてあるタンデム形質量分析装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれか１項
において、後段の質量分析装置を通過するイオンビーム
量をモニタするＴＩＭ（total ion monitor）を有し、
このＴＩＭによりイオンビーム量をみながら前記インタ
ーフェースのレンズの電極の印加電圧を調整するよう設
定してあることを特徴とするタンデム形質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068059A JPH05275054A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タンデム形質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068059A JPH05275054A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タンデム形質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275054A true JPH05275054A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13362837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068059A Pending JPH05275054A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タンデム形質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275054A (ja) |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP4068059A patent/JPH05275054A/ja active Pending
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