JPH0536376A - Quadrupole mass spectrometer - Google Patents

Quadrupole mass spectrometer

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JPH0536376A
JPH0536376A JP3035951A JP3595191A JPH0536376A JP H0536376 A JPH0536376 A JP H0536376A JP 3035951 A JP3035951 A JP 3035951A JP 3595191 A JP3595191 A JP 3595191A JP H0536376 A JPH0536376 A JP H0536376A
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健一 阪田
Hisafumi Matsuzaki
寿文 松崎
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • H01J49/34Dynamic spectrometers
    • H01J49/42Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
    • H01J49/4205Device types
    • H01J49/421Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
    • H01J49/4215Quadrupole mass filters

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】試料中に共存する高質量数のイオンによる妨害
を受けることなく低質量数のイオンを正確に測定できる
ようにした四重極質量分析計を提供する。 【構成】四重極質量分析計において、イオン源と、該イ
オン源から導かれたイオンを収束する第1のイオンレン
ズと、第1の四重極マスフィルタと、該第1四重極マス
フィルタを通過したイオンを収束する第2のイオンレン
ズと、第2四重極マスフィルタとを設け、第1イオンレ
ンズで収束されたイオンが第1四重極マスフィルタを通
過し、その後、第2イオンレンズで収束されてのち第2
四重極マスフィルタを通過するようにしたもの。
(57) [Summary] [Objective] To provide a quadrupole mass spectrometer capable of accurately measuring low mass number ions without being interfered by high mass number ions coexisting in a sample. In a quadrupole mass spectrometer, an ion source, a first ion lens for converging ions introduced from the ion source, a first quadrupole mass filter, and a first quadrupole mass. A second ion lens that converges the ions that have passed through the filter and a second quadrupole mass filter are provided, and the ions that have been converged by the first ion lens pass through the first quadrupole mass filter, and then the After being converged by a 2-ion lens, the second
The one that passes through a quadrupole mass filter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波誘導結合プラズ
マ分析装置などに使用され四重極マスフィルタを構成す
る四重極ロッドを有する四重極質量分析計に関し、特
に、低質量側の干渉を無くすることにより低質量領域で
高い分解能が得られるようにした四重極質量分析計に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quadrupole mass spectrometer having a quadrupole rod which is used in a high frequency inductively coupled plasma analyzer and constitutes a quadrupole mass filter. The present invention relates to a quadrupole mass spectrometer capable of obtaining high resolution in a low mass region by eliminating.

【0002】[0002]

【従来の技術】四重極質量分析計を用いた高周波誘導結
合プラズマ分析装置は、一般に、プラズマト―チの外室
と最外室にガス調節器を介してアルゴンガス供給源から
アルゴンガスが供給され、内室には試料導入装置から試
料(分析対象)が搬入されるようになっている。また、
プラズマト―チに巻回された高周波誘導コイルには高周
波電源によって高周波電流が流され、該コイルの周囲に
高周波磁界が形成される。この状態で、上記高周波磁界
の近傍でアルゴンガス中に電子かイオンが植え付けられ
ると、該高周波磁界の作用によって瞬時に高周波誘導結
合プラズマが生ずる。
2. Description of the Related Art A high-frequency inductively coupled plasma analyzer using a quadrupole mass spectrometer generally supplies argon gas from an argon gas supply source to the outer chamber and outermost chamber of a plasma torch via a gas regulator. The sample (analysis target) is supplied to the inner chamber from the sample introduction device. Also,
A high-frequency current is applied to the high-frequency induction coil wound around the plasma torch by a high-frequency power source, and a high-frequency magnetic field is formed around the coil. In this state, when electrons or ions are implanted in the argon gas in the vicinity of the high frequency magnetic field, high frequency inductively coupled plasma is instantaneously generated by the action of the high frequency magnetic field.

【0003】更に、ノズルとスキマ―に挟まれたフォア
チャンバ―本体内は、真空ポンプによって吸引されてい
る。また、センタ―チャンバ―内には、引出し電極,ア
パ―チャ―レンズ,四重極レンズ,アパ―チャ―,及び
エントランスレンズが設けられると共に、該センタ―チ
ャンバ―の内部は第1油拡散ポンプによってに吸引さ
れ、四重極マスフィルタを収容しているリアチャンバ―
内は第2油拡散ポンプによってに吸引されている。
Further, the inside of the fore chamber main body sandwiched between the nozzle and the skimmer is sucked by a vacuum pump. Further, the center chamber is provided with an extraction electrode, an aperture lens, a quadrupole lens, an aperture, and an entrance lens, and the inside of the center chamber is a first oil diffusion pump. Rear chamber, which is aspirated by and contains a quadrupole mass filter
The inside is sucked by the second oil diffusion pump.

【0004】この状態で、高周波誘導結合プラズマ中に
上述のようにして気化された試料が導入され、イオン化
や発光が行われる。該プラズマ内のイオンは、ノズルや
スキマ―を経由してのち引出し電極の間とイオンレンズ
系の間を通って収束され、四重極マスフィルタに導入さ
れる。
In this state, the sample vaporized as described above is introduced into the high frequency inductively coupled plasma, and ionization and light emission are performed. Ions in the plasma are converged through the extraction electrode and the ion lens system after passing through a nozzle and a skimmer, and are introduced into the quadrupole mass filter.

【0005】このようにして四重極マスフィルタに入っ
たイオンのうち目的の質量電荷比のイオンだけが、四重
極マスフィルタを通過し二次電子増倍管に導かれて検出
される。この検出信号が信号処理部に送出されて演算・
処理されることによって、前記試料中の被測定元素分析
値が求められるようになっている。また、上記四重極マ
スフィルタを構成する四重極ロッドにおいてはファ―ス
トリ―ジョンと呼ばれる安定領域を利用してマススペク
トルが得られるようになっている。
Of the ions thus entered into the quadrupole mass filter, only the ions having the desired mass-to-charge ratio pass through the quadrupole mass filter and are guided to the secondary electron multiplier to be detected. This detection signal is sent to the signal processing unit for calculation /
By processing, the elemental analysis value of the measured element in the sample can be obtained. Further, in the quadrupole rod which constitutes the above quadrupole mass filter, a mass spectrum is obtained by utilizing a stable region called fast fusion.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする問題点】然しながら、上記従
来例においては、分解能がM/(ΔM)=2M即ち0.
5程度しか得られず、それ以上の分解能を上げることが
困難となっていた。また、四重極の別の安定領域でセカ
ンドリ―ジョンと呼ばれる領域を利用してマススペクト
ルを得れば分解能が大巾に改善されることが知られてい
るものの、質量数238のウランイオン(即ち、
238 U)が多く含まれていると質量数28.7以下のイ
オン(例えば、ヘリウム,リチウム,ベリリウム,ホウ
素,炭素,窒素,酸素,弗素,ニオブ,マグネシウム,
アルミニウム,シリコンの各イオン)が測定できないと
いう欠点があった。
However, in the above-mentioned conventional example, the resolution is M / (ΔM) = 2M, that is, 0.
Only about 5 was obtained, and it was difficult to increase the resolution beyond that. It is known that the resolution can be greatly improved by obtaining a mass spectrum using another stable region of the quadrupole called a second region, but the uranium ion with a mass number of 238 ( That is,
If it contains a large amount of 238 U, ions having a mass number of 28.7 or less (eg, helium, lithium, beryllium, boron, carbon, nitrogen, oxygen, fluorine, niobium, magnesium,
It has the drawback that it cannot measure aluminum and silicon ions.

【0007】本発明は、かかる状況に鑑みてなされもの
であり、その課題は、試料中に共存する高質量数のイオ
ンによる妨害を受けることなく低質量数のイオンを正確
に測定できるようにした四重極質量分析計を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to make it possible to accurately measure a low mass number ion without being disturbed by a high mass number ion coexisting in a sample. It is to provide a quadrupole mass spectrometer.

【0008】[0008]

【問題点を解決するための手段】本発明は、四重極質量
分析計において、イオン源と、該イオン源から導かれた
イオンを収束する第1のイオンレンズと、第1の四重極
マスフィルタと、該第1四重極マスフィルタを通過した
イオンを収束する第2のイオンレンズと、第2四重極マ
スフィルタとを設け、第1イオンレンズで収束されたイ
オンが第1四重極マスフィルタを通過し、その後、第2
イオンレンズで収束されてのち第2四重極マスフィルタ
を通過することによって前記課題を解決したものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a quadrupole mass spectrometer, an ion source, a first ion lens for converging ions guided from the ion source, and a first quadrupole. A mass filter, a second ion lens that converges the ions that have passed through the first quadrupole mass filter, and a second quadrupole mass filter are provided, and the ions that are converged by the first ion lens are the first fourth Pass through the quadrupole mass filter and then the second
The above problem is solved by passing through the second quadrupole mass filter after being converged by the ion lens.

【0009】[0009]

【作用】本発明は次のように作用する。即ち、イオン源
1から導かれたイオンを、第1イオンレンズ2で収束さ
せてのち第1四重極マスフィルタ3を通過させ、その
後、第2イオンレンズ4で収束させてのち第2四重極マ
スフィルタ5を通過させる。第1四重極マスフィルタ3
を通過することによって質量数238のUがスペクトル
から除去されるため、かかるウランイオンの妨害を受け
ることなく質量数23のナトリウムイオンが正確に測定
できるようになる。
The present invention operates as follows. That is, the ions guided from the ion source 1 are converged by the first ion lens 2 and then passed through the first quadrupole mass filter 3, and then are converged by the second ion lens 4 and then the second quadrupole. Pass through the polar mass filter 5. First quadrupole mass filter 3
Since the U of mass number 238 is removed from the spectrum by passing through, the sodium ion of mass number 23 can be accurately measured without being interfered with by the uranium ion.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明について図を用いて詳細に説明
する。図1は本発明実施例の要部構成説明図であり、図
中、1は高周波誘導結合プラズマあるいは電子型イオン
源でなるイオン源、2は第1のイオンレンズ、3は第1
の四重極マスフィルタ、4は第2のイオンレンズ、5は
第2四重極マスフィルタ、6aはファ―ストリ―ジョン
用四重極マスフィルタ電源、6bはセカンドリ―ジョン
用四重極マスフィルタ電源、7は二次電子増倍管でなる
検出器である。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of the main configuration of an embodiment of the present invention, in which 1 is an ion source composed of a high frequency inductively coupled plasma or an electronic ion source, 2 is a first ion lens, and 3 is a first ion lens.
Quadrupole mass filter, 4 is a second ion lens, 5 is a second quadrupole mass filter, 6a is a power quadrupole mass filter power supply, and 6b is a second quadrupole mass filter. The filter power source, 7 is a detector composed of a secondary electron multiplier.

【0011】また、図2は四重極マスフィルタのイオン
通過領域を示す図であり、図中、(1)は第1四重極マ
スフィルタのイオン通過領域を示し、(2)は第2四重
極マスフィルタのイオン通過領域を示している。また、
図2において、横軸は質量数(amu)を示すと共に、
Aは低質量領域に表われたバンドパスフィルタの部分、
Bは質量数238の箇所、Cは質量数23付近の狭いバ
ンドパス領域、Dは高質量領域に表われたハイパスフィ
タの部分をそれぞれ示している。
FIG. 2 is a diagram showing the ion passage region of the quadrupole mass filter. In the figure, (1) shows the ion passage region of the first quadrupole mass filter, and (2) shows the second region. The ion passage region of the quadrupole mass filter is shown. Also,
In FIG. 2, the horizontal axis indicates the mass number (amu), and
A is the part of the bandpass filter expressed in the low mass region,
B is the mass number 238, C is the narrow bandpass region near the mass number 23, and D is the high-pass filter portion shown in the high mass region.

【0012】このような要部構成からなる本発明の実施
例において、第1四重極マスフィルタ3にはファ―スト
リ―ジョン用四重極マスフィルタ電源6aから駆動電圧
が印加され、第2四重極マスフィルタ5にはファ―スト
リ―ジョン用四重極マスフィルタ電源6bから駆動電圧
が印加される。この状態で、イオン源1から導かれたイ
オンは、第1イオンレンズ2で収束されてのち第1四重
極マスフィルタ3を通過し、図2(1)に示すような質
量範囲のスペクトルを与える。即ち、低質量領域に表わ
れたバンドパスフィルタの部分Aが表われるようなスペ
クトルを与える。
In the embodiment of the present invention having the above-mentioned main structure, a driving voltage is applied to the first quadrupole mass filter 3 from the power quadrupole mass filter power supply 6a, A driving voltage is applied to the quadrupole mass filter 5 from a power quadrupole mass filter power supply 6b. In this state, the ions guided from the ion source 1 are converged by the first ion lens 2 and then pass through the first quadrupole mass filter 3 to obtain a spectrum in the mass range as shown in FIG. 2 (1). give. That is, it gives a spectrum in which the part A of the bandpass filter appearing in the low mass region appears.

【0013】一方、第1四重極マスフィルタ3を除去し
た場合、イオン源1から導かれたイオンは、第1及び第
2イオンレンズ2,4で収束されてのち第2四重極マス
フィルタ5を通過し、図2(ロ)に示すようなスペクト
ルを与える。即ち、ハイパスフィルタとして働く高質量
側のファ―ストリ―ジョンのスペクトルとバンドパスフ
ィルタとして働くセカンドリ―ジョンの低質量側スペク
トルが重なって表われてくる。このため、質量数238
のウランイオンと質量数23のナトリウムイオンが含ま
れている試料を分析対象として質量数23のナトリウム
イオンを測定する場合には、前述のように質量数238
のウランイオンが測定妨害成分となる。
On the other hand, when the first quadrupole mass filter 3 is removed, the ions introduced from the ion source 1 are converged by the first and second ion lenses 2 and 4 and then the second quadrupole mass filter. 5 to give a spectrum as shown in FIG. That is, the spectrum of the first mass acting as a high-pass filter and the spectrum of the second mass acting as a band-pass filter overlap each other. Therefore, the mass number 238
When the sample containing the uranium ion and the sodium ion having the mass number of 23 is analyzed and the sodium ion having the mass number of 23 is measured, the mass number of 238 is determined as described above.
The uranium ion of is a measurement interference component.

【0014】しかし、第1イオンレンズ2で収束させて
のち第1四重極マスフィルタ3を通過させ、その後、第
2イオンレンズ4で収束させてのち第2四重極マスフィ
ルタ5を通過させると、第1四重極マスフィルタ3を通
過することによって質量数238のウランイオンが除去
されるため、かかるウランイオンの妨害を受けることな
く質量数23のナトリウムイオンが正確に測定できるよ
うになる。尚、本発明は上述の実施例に限定されること
なく種々の変形が可能であり、例えば、第1四重極マス
フィルタ3として磁場型フィルタやウィ―ンフィルタ等
を用いても良い。
However, after being converged by the first ion lens 2, it is passed through the first quadrupole mass filter 3, and after being converged by the second ion lens 4, it is passed through the second quadrupole mass filter 5. Then, since the uranium ion having the mass number of 238 is removed by passing through the first quadrupole mass filter 3, the sodium ion having the mass number of 23 can be accurately measured without being interfered with by the uranium ion. . The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, a magnetic field type filter or a Wien filter may be used as the first quadrupole mass filter 3.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、四重極質量分析計において、イオン源と、該イオン
源から導かれたイオンを収束する第1のイオンレンズ
と、第1の四重極マスフィルタと、該第1四重極マスフ
ィルタを通過したイオンを収束する第2のイオンレンズ
と、第2四重極マスフィルタとを設け、第1イオンレン
ズで収束されたイオンが第1四重極マスフィルタを通過
し、その後、第2イオンレンズで収束されてのち第2四
重極マスフィルタを通過するように構成した。このた
め、試料中に共存する高質量数のイオンによる妨害を受
けることなく低質量数のイオンを正確に測定できるよう
にした四重極質量分析計が実現する。
According to the present invention described in detail above, in a quadrupole mass spectrometer, an ion source, a first ion lens for converging ions guided from the ion source, and a first ion lens A quadrupole mass filter, a second ion lens that converges the ions that have passed through the first quadrupole mass filter, and a second quadrupole mass filter are provided, and the ions that are converged by the first ion lens are It is configured such that it passes through the first quadrupole mass filter, then is converged by the second ion lens, and then passes through the second quadrupole mass filter. Therefore, it is possible to realize a quadrupole mass spectrometer capable of accurately measuring low mass number ions without being disturbed by high mass number ions coexisting in the sample.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の要部ブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of an essential part of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の動作を説明するための特性曲線
図である。
FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 イオン源 2,4 イオンレンズ 3,5 四重極マスフィルタ 6a,6b 四重極マスフィルタ電源 7 検出器コンピュ―タ 2 D/Aコンバ―タ 3 切換回路 4 発信器 5 交流電圧増幅回路 6 直流電圧増幅回路 7 四重極ロッド 1 Ion source 2,4 Ion lens 3,5 Quadrupole mass filter 6a, 6b Quadrupole mass filter power supply 7 Detector computer 2 D / A converter 3 Switching circuit 4 Oscillator 5 AC voltage amplification circuit 6 DC voltage amplifier circuit 7 Quadrupole rod

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年8月27日[Submission date] August 27, 1992

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】[0015]

【発明の効果】以上詳しく説明したような本発明によれ
ば、四重極質量分析計において、イオン源と、該イオン
源から導かれたイオンを収束する第1のイオンレンズ
と、第1の四重極マスフィルタと、該第1四重極マスフ
ィルタを通過したイオンを収束する第2のイオンレンズ
と、第2四重極マスフィルタとを設け、第1イオンレン
ズで収束されたイオンが第1四重極マスフィルタを通過
し、その後、第2イオンレンズで収束されてのち第2四
重極マスフィルタを通過するように構成した。このた
め、試料中にに共存する高質量数のイオンによる妨害を
受けることなく低質量数のイオンを正確に測定できるよ
うにした四重極質量分析計が実現する。
According to the present invention described in detail above, in a quadrupole mass spectrometer, an ion source, a first ion lens for converging ions guided from the ion source, and a first ion lens A quadrupole mass filter, a second ion lens that converges the ions that have passed through the first quadrupole mass filter, and a second quadrupole mass filter are provided, and the ions that are converged by the first ion lens are It is configured such that it passes through the first quadrupole mass filter, then is converged by the second ion lens, and then passes through the second quadrupole mass filter. Therefore, it is possible to realize a quadrupole mass spectrometer capable of accurately measuring low mass number ions without being disturbed by high mass number ions coexisting in the sample.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief explanation of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例の要部ブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram of an essential part of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の動作を説明するための特性曲線
図である。
FIG. 2 is a characteristic curve diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 イオン源 2,4 イオンレンズ 3,5 四重極マスフィルタ 6a,6b 四重極マスフィルタ電源 7 検出器コンピュータ 2 D/Aコンバータ 3 切換回路 4 発信器 5 交流電圧増幅回路 6 直流電圧増幅回路 7 四重極ロッド[Explanation of symbols] 1 ion source 2,4 ion lens 3,5 quadrupole mass filter 6a, 6b quadrupole mass filter power supply 7 detector computer 2 D / A converter 3 switching circuit 4 oscillator 5 AC voltage amplification circuit 6 DC voltage amplification circuit 7 Quadrupole rod

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】イオン源と、該イオン源から導かれたイオ
ンを収束する第1のイオンレンズと、第1の四重極マス
フィルタと、該第1四重極マスフィルタを通過したイオ
ンを収束する第2のイオンレンズと、第2四重極マスフ
ィルタとを具備し、前記第1イオンレンズで収束された
イオンが第1四重極マスフィルタを通過し、その後、前
記第2イオンレンズで収束されてのち第2四重極マスフ
ィルタを通過することを特徴とする四重極質量分析計。
Claim: What is claimed is: 1. An ion source, a first ion lens for converging ions introduced from the ion source, a first quadrupole mass filter, and a first quadrupole mass. A second ion lens that converges the ions that have passed through the filter and a second quadrupole mass filter are provided, and the ions that have been converged by the first ion lens pass through the first quadrupole mass filter, and then A quadrupole mass spectrometer, which is converged by the second ion lens and then passes through a second quadrupole mass filter.
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