JPH0624115B2 - ２重収束質量分析計 - Google Patents
２重収束質量分析計Info
- Publication number
- JPH0624115B2 JPH0624115B2 JP62058323A JP5832387A JPH0624115B2 JP H0624115 B2 JPH0624115 B2 JP H0624115B2 JP 62058323 A JP62058323 A JP 62058323A JP 5832387 A JP5832387 A JP 5832387A JP H0624115 B2 JPH0624115 B2 JP H0624115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass spectrometer
- ion
- double
- daughter
- ions
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 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、イオン源と衝突活性化室を持ち娘イオンの検
出機能を持つ２重収束質量分析計に関する。
出機能を持つ２重収束質量分析計に関する。
第４図は娘イオンの検出機能を持つ２重収束質量分析計
の構成を示したものである。第４図に示す２重収束質量
分析計において、イオン源３１で生成され運動エネルギ
ーＥ0 に加速されたイオンは衝突活性化室３２に入射さ
れる。衝突活性化室３２は気体分子が導入されており、
イオンは気体分子と衝突して活性化される。活性化され
たイオンのうちあるものは最初の場、例えば第４図では
電場までの自由空間、すなわち電磁場のない空間で開裂
して娘イオンを生成する。この娘イオンはもとのイオン
（親イオン）と異なる質量とエネルギーを持つ。このよ
うにして生成された娘イオンを検出するには、イオン加
速電圧Ｖa 、電場の強さＥ、磁場の強さＢの間に一定の
関係を満たす必要がある。これらの値（Ｖa 、Ｅ、Ｂ）
の間に一定の関係を満たして掃引する方法はリンク掃引
法として知られている。
の構成を示したものである。第４図に示す２重収束質量
分析計において、イオン源３１で生成され運動エネルギ
ーＥ0 に加速されたイオンは衝突活性化室３２に入射さ
れる。衝突活性化室３２は気体分子が導入されており、
イオンは気体分子と衝突して活性化される。活性化され
たイオンのうちあるものは最初の場、例えば第４図では
電場までの自由空間、すなわち電磁場のない空間で開裂
して娘イオンを生成する。この娘イオンはもとのイオン
（親イオン）と異なる質量とエネルギーを持つ。このよ
うにして生成された娘イオンを検出するには、イオン加
速電圧Ｖa 、電場の強さＥ、磁場の強さＢの間に一定の
関係を満たす必要がある。これらの値（Ｖa 、Ｅ、Ｂ）
の間に一定の関係を満たして掃引する方法はリンク掃引
法として知られている。
ところで、第４図において、自由空間で生じた娘イオン
の質量をｍ、エネルギーをＥm とすると、この娘イオン
を検出するためには２重収束質量分析計の各場をこのイ
オンが通過できる値に設定すればよい。このようにする
と２重収束条件が満たされるので、娘イオンはコレクタ
スリット３６上にシャープな像を結ぶ。
の質量をｍ、エネルギーをＥm とすると、この娘イオン
を検出するためには２重収束質量分析計の各場をこのイ
オンが通過できる値に設定すればよい。このようにする
と２重収束条件が満たされるので、娘イオンはコレクタ
スリット３６上にシャープな像を結ぶ。
しかし厳密には娘イオンがコレクタスリット３６上にシ
ャープな像を結ばないという問題がある。その理由は、
イオンが開裂する際に親イオンの軌道と娘イオンの軌道
の間にわずかなずれを生じ、そのために娘イオンの軌道
は本来の２重収束条件を満たすべき軌道からずれるため
である。
ャープな像を結ばないという問題がある。その理由は、
イオンが開裂する際に親イオンの軌道と娘イオンの軌道
の間にわずかなずれを生じ、そのために娘イオンの軌道
は本来の２重収束条件を満たすべき軌道からずれるため
である。
言い換えると、従来装置では、第５図に示すようにソー
ススリット３３と最初の場、ここでは電場３４との間の
自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂が起こるため
に、娘イオンの軌道がずれ、コレクタスリット３６上で
の像に広がりが生じ、その結果娘イオンの質量分解能が
制限されてしまうことになる。
ススリット３３と最初の場、ここでは電場３４との間の
自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂が起こるため
に、娘イオンの軌道がずれ、コレクタスリット３６上で
の像に広がりが生じ、その結果娘イオンの質量分解能が
制限されてしまうことになる。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、娘イ
オンの軌道のずれをなくし、質量分解能を高めることが
できる２重収束質量分析計を提供することを目的とする
ものである。
オンの軌道のずれをなくし、質量分解能を高めることが
できる２重収束質量分析計を提供することを目的とする
ものである。
そのために本発明の２重収束質量分析計は、イオン源と
衝突活性化室を持つ２重収束質量分析計であって、衝突
活性化室とソーススリットとの間に親イオンと娘イオン
をその物理的特性の相違により分離するためのフィルタ
ーを配置し、かつそのフィルターと２重収束質量分析計
を同一娘イオンが通過できるように連動して制御するこ
とを特徴とするものである。
衝突活性化室を持つ２重収束質量分析計であって、衝突
活性化室とソーススリットとの間に親イオンと娘イオン
をその物理的特性の相違により分離するためのフィルタ
ーを配置し、かつそのフィルターと２重収束質量分析計
を同一娘イオンが通過できるように連動して制御するこ
とを特徴とするものである。
本発明の２重収束質量分析計では、衝突活性化室とソー
ススリットとの間に親イオンと娘イオンをそのエネルギ
ーや運動量等、物理的特性の相違により分離するための
フィルターを配置し、かつそのフィルターと２重収束質
量分析計を同一娘イオンが通過できるように連動して制
御するので、娘イオンの軌道のずれがなくなる。すなわ
ち、仮に全ての開裂が、衝突活性化室３２とソーススリ
ット３３との間で起こりソーススリット３２と最初の場
の間ではおこらないとすれば、娘イオンの軌道は本来の
２重収束条件を満たす軌道とずれることはなく、娘イオ
ンはシャープな像を結ぶことになる。本発明の２重収束
質量分析計はこの原理に基づくものである。
ススリットとの間に親イオンと娘イオンをそのエネルギ
ーや運動量等、物理的特性の相違により分離するための
フィルターを配置し、かつそのフィルターと２重収束質
量分析計を同一娘イオンが通過できるように連動して制
御するので、娘イオンの軌道のずれがなくなる。すなわ
ち、仮に全ての開裂が、衝突活性化室３２とソーススリ
ット３３との間で起こりソーススリット３２と最初の場
の間ではおこらないとすれば、娘イオンの軌道は本来の
２重収束条件を満たす軌道とずれることはなく、娘イオ
ンはシャープな像を結ぶことになる。本発明の２重収束
質量分析計はこの原理に基づくものである。
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２重収束質量分析計の１実施例構
成を示す図、第２図は本発明に係る２重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図である。
成を示す図、第２図は本発明に係る２重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図である。
本発明に係る２重収束質量分析計は、第１図に示すよう
に衝突活性化室２とソーススリット６との間に特定のエ
ネルギーを持ったイオンだけを通すフィルター電場を設
けることである。
に衝突活性化室２とソーススリット６との間に特定のエ
ネルギーを持ったイオンだけを通すフィルター電場を設
けることである。
次にその動作を説明すると、まず、親イオンの質量をＭ
0 、エネルギーをＥ0 、娘イオン質量をｍ、エネルギー
をＥm とする。ここで娘イオンを検出する場合は、フィ
ルター電場３及び２重収束質量分析計の電場７はエネル
ギーＥm のイオンが通過できるように設定する。また磁
場８もこの娘イオンが通過できるように設定する。
0 、エネルギーをＥ0 、娘イオン質量をｍ、エネルギー
をＥm とする。ここで娘イオンを検出する場合は、フィ
ルター電場３及び２重収束質量分析計の電場７はエネル
ギーＥm のイオンが通過できるように設定する。また磁
場８もこの娘イオンが通過できるように設定する。
このように各場を設定した２重収束質量分析計におい
て、イオン源１で生成され加速されたイオンが衝突活性
化室２に入射し、気体分子と衝突して活性化されると、
その活性化されたイオンのうちあるものは衝突活性化室
２とフィルター電場３との間の自由空間Ａで娘イオンを
開裂生成する。この娘イオンは、娘イオンの軌道５に沿
ってフィルター電場３、ソーススリット６、自由空間
Ｂ、２重収束質量分析計の電場７及び磁場８を通りコレ
クタスリット９上に像を結ぶ。一方、自由空間Ａを通っ
た親イオンは、親イオンの軌道４に示すようにフィルタ
ー電場３を通過することができず２重収束質量分析計の
自由空間Ｂに到達することはない。そのため、自由空間
Ｂでは娘イオンが生成されることないので、従来法で発
生したような娘イオンの軌道のずれはなくなる。従って
本発明の構成による装置ではシャープな娘イオンの像を
コレクタスリット９上に得ることができる。
て、イオン源１で生成され加速されたイオンが衝突活性
化室２に入射し、気体分子と衝突して活性化されると、
その活性化されたイオンのうちあるものは衝突活性化室
２とフィルター電場３との間の自由空間Ａで娘イオンを
開裂生成する。この娘イオンは、娘イオンの軌道５に沿
ってフィルター電場３、ソーススリット６、自由空間
Ｂ、２重収束質量分析計の電場７及び磁場８を通りコレ
クタスリット９上に像を結ぶ。一方、自由空間Ａを通っ
た親イオンは、親イオンの軌道４に示すようにフィルタ
ー電場３を通過することができず２重収束質量分析計の
自由空間Ｂに到達することはない。そのため、自由空間
Ｂでは娘イオンが生成されることないので、従来法で発
生したような娘イオンの軌道のずれはなくなる。従って
本発明の構成による装置ではシャープな娘イオンの像を
コレクタスリット９上に得ることができる。
この動作原理から明らかなようにフィルター電場３と２
重収束質量分析計の電場７は同じエネルギーを持つイオ
ンを通すように連動させる必要がある。
重収束質量分析計の電場７は同じエネルギーを持つイオ
ンを通すように連動させる必要がある。
ところで、一般に娘イオンのエネルギーは、開裂の際あ
る幅に広がって分布する。従って、第１図に示すような
構成の場合、娘イオンビームは、フィルター電場３のエ
ネルギー分散作用によってソーススリット６上では空間
的に広がってしまうことになる。そのため、ソーススリ
ット６を細くした場合には、生成した娘イオンの中で一
部のものしかソーススリット６を通過できなくなる。一
方、フィルター電場３の目的は、親イオンと娘イオンを
分離することにあるので、エネルギー分解能はあまり高
くする必要はない。このような事情に鑑みてフィルター
電磁場をエネルギー収束型としたのが第２図に示す例で
あり、具体的にはフィルター電場を２個の組み合わせと
して用いソーススリット１８上でエネルギー収束作用を
もたせるようにしたものである。
る幅に広がって分布する。従って、第１図に示すような
構成の場合、娘イオンビームは、フィルター電場３のエ
ネルギー分散作用によってソーススリット６上では空間
的に広がってしまうことになる。そのため、ソーススリ
ット６を細くした場合には、生成した娘イオンの中で一
部のものしかソーススリット６を通過できなくなる。一
方、フィルター電場３の目的は、親イオンと娘イオンを
分離することにあるので、エネルギー分解能はあまり高
くする必要はない。このような事情に鑑みてフィルター
電磁場をエネルギー収束型としたのが第２図に示す例で
あり、具体的にはフィルター電場を２個の組み合わせと
して用いソーススリット１８上でエネルギー収束作用を
もたせるようにしたものである。
第２図に示す構成の動作原理を説明する。フィルター電
場１３は、そのエネルギー分散作用で親イオンと娘イオ
ンの分離を行う。中間スリット１６は、親イオンは通さ
ないが、広がった娘イオンビームはほとんど通過するも
のである。このように設定するためには娘イオンと親イ
オンのエネルギー差 ΔＥ＝｜Ｅo −Ｅm ｜ が娘イオンのエネルギーの広がりδＥに比べて十分大き
いことが必要であり、通常はこの条件が満たされてい
る。一方フィルター電場１７は、フィルター電場１３と
逆方向にエネルギー分散作用を持ち、ソーススリット１
８上では両者の分散が打ち消し合ってエネルギー収束さ
せるようにするものである。このようにすると、エネル
ギーに幅を持った娘イオンビームでもソーススリット１
８上で広がることが無くなる。
場１３は、そのエネルギー分散作用で親イオンと娘イオ
ンの分離を行う。中間スリット１６は、親イオンは通さ
ないが、広がった娘イオンビームはほとんど通過するも
のである。このように設定するためには娘イオンと親イ
オンのエネルギー差 ΔＥ＝｜Ｅo −Ｅm ｜ が娘イオンのエネルギーの広がりδＥに比べて十分大き
いことが必要であり、通常はこの条件が満たされてい
る。一方フィルター電場１７は、フィルター電場１３と
逆方向にエネルギー分散作用を持ち、ソーススリット１
８上では両者の分散が打ち消し合ってエネルギー収束さ
せるようにするものである。このようにすると、エネル
ギーに幅を持った娘イオンビームでもソーススリット１
８上で広がることが無くなる。
第３図は後段の２重収束分析計に本発明を適用したＭＳ
／ＭＳ質量分析装置の例を示す図である。この場合、第
１図または第２図においてイオン源の部分が質量分析計
２１（ＭＳ１）に置き換わることになる。すなわち質量
分瀬計２１は特定の質量のイオンだけを生成するイオン
源と考えればよい。
／ＭＳ質量分析装置の例を示す図である。この場合、第
１図または第２図においてイオン源の部分が質量分析計
２１（ＭＳ１）に置き換わることになる。すなわち質量
分瀬計２１は特定の質量のイオンだけを生成するイオン
源と考えればよい。
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。例えば上記の実施例で
は、Ｅ−Ｂ（電場、磁場）の組み合わせによる２重収束
分析計としたが、特にこれに限ることなく種々の２重収
束の組み合わせでもよい。しかしいずれの場合でもフィ
ルター電場は２重収束質量分析計と同じエネルギーのイ
オンを通過させるように連動して動作させることが必要
であることは勿論のことである。また、親イオンを活性
化させる方法は衝突によるものだけではなくレーザーの
照射などの方法もある。従って、本発明の構成における
衝突活性化室は他の方法による活性化法の装置と置き換
えることができる。衝突活性化室を種々の目的で接地電
位以外の電位で用いる場合があるが、この場合でも親イ
オンのエネルギーと娘イオンのエネルギーに差がある場
合には本発明を適用できる。
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、Ｅ−Ｂ（電場、磁場）の組み合わせによる２重収束
分析計としたが、特にこれに限ることなく種々の２重収
束の組み合わせでもよい。しかしいずれの場合でもフィ
ルター電場は２重収束質量分析計と同じエネルギーのイ
オンを通過させるように連動して動作させることが必要
であることは勿論のことである。また、親イオンを活性
化させる方法は衝突によるものだけではなくレーザーの
照射などの方法もある。従って、本発明の構成における
衝突活性化室は他の方法による活性化法の装置と置き換
えることができる。衝突活性化室を種々の目的で接地電
位以外の電位で用いる場合があるが、この場合でも親イ
オンのエネルギーと娘イオンのエネルギーに差がある場
合には本発明を適用できる。
フィルター電場は、親イオンと娘イオンとを分離するこ
とが目的であるら、他の場（たとえば磁場）を用いても
同じ目的を達成できる。磁場を用いた場合、磁場には運
動量の分散作用が有るので親イオンと娘イオンの運動量
の差で分離することができる。また第２図と同様にして
ソーススリット上で運動量分散を打ち消すこともでき
る。
とが目的であるら、他の場（たとえば磁場）を用いても
同じ目的を達成できる。磁場を用いた場合、磁場には運
動量の分散作用が有るので親イオンと娘イオンの運動量
の差で分離することができる。また第２図と同様にして
ソーススリット上で運動量分散を打ち消すこともでき
る。
他の一般的な扇形場（電場及び磁場の重畳場）でも原理
的には可能である。この場合、親イオンと娘イオンの分
離はエネルギー、運動量を含んだ一般的な量の分散によ
って行われることになる。ソーススリット上で分散を打
ち消すような組み合わせも勿論可能である。いずれの場
を用いるにしてもフィルターと２重収束質量分析計は同
じ娘イオンを通過させるように連動して制御する必要が
ある。このようにフィルターは種々の可能性はあるが磁
場を含む場は一般的に制御が難しく装置が大ががりにな
るため実用的には電場を用いるフィルターが最適であ
る。
的には可能である。この場合、親イオンと娘イオンの分
離はエネルギー、運動量を含んだ一般的な量の分散によ
って行われることになる。ソーススリット上で分散を打
ち消すような組み合わせも勿論可能である。いずれの場
を用いるにしてもフィルターと２重収束質量分析計は同
じ娘イオンを通過させるように連動して制御する必要が
ある。このようにフィルターは種々の可能性はあるが磁
場を含む場は一般的に制御が難しく装置が大ががりにな
るため実用的には電場を用いるフィルターが最適であ
る。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、衝突
活性化室とソーススリットの間にある条件を満たすイオ
ンのみ通過させるフィルターを設け、娘イオン検出時は
親イオンを通過できないようにするので、２重収束質量
分析計の自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂がお
こらなくなった。そのため娘イオンの軌道が本来の軌道
とずれることが無くなり、娘イオンの質量分解能の向上
を図ることができる。
活性化室とソーススリットの間にある条件を満たすイオ
ンのみ通過させるフィルターを設け、娘イオン検出時は
親イオンを通過できないようにするので、２重収束質量
分析計の自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂がお
こらなくなった。そのため娘イオンの軌道が本来の軌道
とずれることが無くなり、娘イオンの質量分解能の向上
を図ることができる。
第１図は本発明に係る２重収束質量分析計の１実施例構
成を示す図、第２図は本発明に係る２重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図、第３図は後段の２重
収束分析計に本発明を適用したＭＳ／ＭＳ質量分析装置
の例を示す図、第４図は娘イオンの検出機能を持つ２重
収束質量分析計の構成を示す図、第５図は娘イオンの軌
道のずれが生じる場合を説明するための図である。 １……イオン源、２……衝突活性化室、３……フィルタ
ー電場、４……親イオン軌道、５……娘イオン軌道、６
……ソーススリット、７……電場、８……磁場、９……
コレクタスリット。
成を示す図、第２図は本発明に係る２重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図、第３図は後段の２重
収束分析計に本発明を適用したＭＳ／ＭＳ質量分析装置
の例を示す図、第４図は娘イオンの検出機能を持つ２重
収束質量分析計の構成を示す図、第５図は娘イオンの軌
道のずれが生じる場合を説明するための図である。 １……イオン源、２……衝突活性化室、３……フィルタ
ー電場、４……親イオン軌道、５……娘イオン軌道、６
……ソーススリット、７……電場、８……磁場、９……
コレクタスリット。
Claims (2)
- 【請求項１】イオン源と衝突活性化室を持つ２重収束質
量分析計であって、衝突活性化室とソーススリットとの
間に親イオンと娘イオンをその物理的特性の相違により
分離するためのフィルターを配置し、かつそのフィルタ
ーと２重収束質量分析計を同一娘イオンが通過できるよ
うに連動して制御することを特徴とする２重収束質量分
析計。 - 【請求項２】上記フィルターによりソーススリット上で
の娘イオンの分散を打ち消すようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の２重収束質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058323A JPH0624115B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ２重収束質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058323A JPH0624115B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ２重収束質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225468A JPS63225468A (ja) | 1988-09-20 |
| JPH0624115B2 true JPH0624115B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=13081076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058323A Expired - Lifetime JPH0624115B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ２重収束質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624115B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2685169C (en) * | 2007-02-01 | 2016-12-13 | Sionex Corporation | Differential mobility spectrometer pre-filter assembly for a mass spectrometer |
| US8067731B2 (en) * | 2008-03-08 | 2011-11-29 | Scott Technologies, Inc. | Chemical detection method and system |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP62058323A patent/JPH0624115B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225468A (ja) | 1988-09-20 |
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