JPH06310089A - イオン質量分析装置 - Google Patents
イオン質量分析装置Info
- Publication number
- JPH06310089A JPH06310089A JP5100957A JP10095793A JPH06310089A JP H06310089 A JPH06310089 A JP H06310089A JP 5100957 A JP5100957 A JP 5100957A JP 10095793 A JP10095793 A JP 10095793A JP H06310089 A JPH06310089 A JP H06310089A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- ion
- mass spectrometer
- lens
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 質量分析計７へのイオンの導入効率を高めて
検出感度を向上させることを目的とする。 【構成】 円筒型のレンズ電極９ａの周壁に、イオンの
軌道に影響を与えない複数の開口１３を形成し、これら
開口１３を通してレンズ電極９ａ，９ｂ，９ｃの筒内部
の残留ガスを排気して真空度を高め、残留ガスに衝突散
乱されるイオンを低減してイオンの輸送効率を高めてい
る。
検出感度を向上させることを目的とする。 【構成】 円筒型のレンズ電極９ａの周壁に、イオンの
軌道に影響を与えない複数の開口１３を形成し、これら
開口１３を通してレンズ電極９ａ，９ｂ，９ｃの筒内部
の残留ガスを排気して真空度を高め、残留ガスに衝突散
乱されるイオンを低減してイオンの輸送効率を高めてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料をプラズマやグロ
ー放電によりイオン化して質量分析を行うイオン質量分
析装置に関する。
ー放電によりイオン化して質量分析を行うイオン質量分
析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のイオン質量分析装置と
して代表的なものに、誘導結合プラズマ質量分析装置
（以下、ＩＣＰ／ＭＳという）がある。
して代表的なものに、誘導結合プラズマ質量分析装置
（以下、ＩＣＰ／ＭＳという）がある。
【０００３】図４は、このようなＩＣＰ／ＭＳの概略構
成図である。このＩＣＰ／ＭＳでは、プラズマトーチ１
の誘導コイル２に高周波電流を流して試料をプラズマ化
し、これにより生成されたイオンをサンプリング用のイ
ンターフェイス３を通過させて差動排気室４内に導入す
る。そして、差動排気室４内に配置された円筒型のイオ
ン引出電極８でイオンを後方に向けて引き出し、この引
き出されたイオンを円筒型の複数のレンズ電極９1ａ，
９ｂ，９ｃからなるレンズ系９1を用いて四重極管等の
質量分析計７の入口に収束させた後、質量分析計７で質
量分離を行い、質量分離された特定のイオンをエレクト
ロンマルチプライヤ等のイオン検出器１２で検出するも
のであり、検出感度が高いために微量分析が可能で、ま
た、同位体の分析などにも適している等の利点を有す
る。
成図である。このＩＣＰ／ＭＳでは、プラズマトーチ１
の誘導コイル２に高周波電流を流して試料をプラズマ化
し、これにより生成されたイオンをサンプリング用のイ
ンターフェイス３を通過させて差動排気室４内に導入す
る。そして、差動排気室４内に配置された円筒型のイオ
ン引出電極８でイオンを後方に向けて引き出し、この引
き出されたイオンを円筒型の複数のレンズ電極９1ａ，
９ｂ，９ｃからなるレンズ系９1を用いて四重極管等の
質量分析計７の入口に収束させた後、質量分析計７で質
量分離を行い、質量分離された特定のイオンをエレクト
ロンマルチプライヤ等のイオン検出器１２で検出するも
のであり、検出感度が高いために微量分析が可能で、ま
た、同位体の分析などにも適している等の利点を有す
る。
【０００４】このようなＩＣＰ／ＭＳでは、インターフ
ェイス３を構成するサンプリングコーン５とスキマー６
と間は、ロータリポンプ等で差動排気され、レンズ系９
1が配置された差動排気室４および質量分析計７が配置
されている真空室１１は、拡散ポンプ等で真空排気され
ており、所要の真空度となっている。
ェイス３を構成するサンプリングコーン５とスキマー６
と間は、ロータリポンプ等で差動排気され、レンズ系９
1が配置された差動排気室４および質量分析計７が配置
されている真空室１１は、拡散ポンプ等で真空排気され
ており、所要の真空度となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、差動排気室
４内の複数の円筒型のレンズ電極９1ａ，９ｂ，９ｃ
は、個別に電圧が印加され、これによって形成された電
界によって図５に示されるように、筒内を通過するイオ
ンを矢符Ａで示されるように質量分析計７の入口に収束
させるものである。なお、破線は等電位面を示してい
る。
４内の複数の円筒型のレンズ電極９1ａ，９ｂ，９ｃ
は、個別に電圧が印加され、これによって形成された電
界によって図５に示されるように、筒内を通過するイオ
ンを矢符Ａで示されるように質量分析計７の入口に収束
させるものである。なお、破線は等電位面を示してい
る。
【０００６】ところが、かかる複数のレンズ電極９
1ａ，９ｂ，９ｃは、円周方向に沿う適宜の数箇所に絶
縁材１０を介在させて数ｍｍ程度の僅かな間隔をあけて
連続的に配置されており、かかる僅かな間隔等を通して
レンズ電極９1の筒内部の排気が行われることになり、
このため、筒内部の排気効率があまり良好でなく、レン
ズ電極９1ａ，９ｂ，９ｃを通過するイオンが、残留ガ
スに衝突散乱されてイオンの輸送効率が低下し、検出感
度が低下するという難点がある。
1ａ，９ｂ，９ｃは、円周方向に沿う適宜の数箇所に絶
縁材１０を介在させて数ｍｍ程度の僅かな間隔をあけて
連続的に配置されており、かかる僅かな間隔等を通して
レンズ電極９1の筒内部の排気が行われることになり、
このため、筒内部の排気効率があまり良好でなく、レン
ズ電極９1ａ，９ｂ，９ｃを通過するイオンが、残留ガ
スに衝突散乱されてイオンの輸送効率が低下し、検出感
度が低下するという難点がある。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、質量分析計へのイオンの導入効率を高め、
これによって、検出感度を向上させることを目的とす
る。
れたもので、質量分析計へのイオンの導入効率を高め、
これによって、検出感度を向上させることを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、イオン源で発生されるイオンが導入
される差動排気室内に、前記イオンを質量分析計に向け
て引き出すイオン引出電極と、引き出されたイオンを質
量分析計の入口に収束させる円筒型の複数のレンズ電極
とが配置されたイオン質量分析装置において、前記複数
のレンズ電極の少なくとも一つのレンズ電極の周壁に、
イオンの軌道に影響を与えない開口を形成している。
を解決するために、イオン源で発生されるイオンが導入
される差動排気室内に、前記イオンを質量分析計に向け
て引き出すイオン引出電極と、引き出されたイオンを質
量分析計の入口に収束させる円筒型の複数のレンズ電極
とが配置されたイオン質量分析装置において、前記複数
のレンズ電極の少なくとも一つのレンズ電極の周壁に、
イオンの軌道に影響を与えない開口を形成している。
【０００９】
【作用】上記構成においては、円筒型のレンズ電極の周
壁に、イオンの軌道に影響を与えない開口を形成したの
で、この開口を通してレンズ電極の筒内部の残留ガスが
排気されて真空度が上がり、残留ガスに衝突散乱される
イオンが低減されてイオンの輸送効率が向上する。
壁に、イオンの軌道に影響を与えない開口を形成したの
で、この開口を通してレンズ電極の筒内部の残留ガスが
排気されて真空度が上がり、残留ガスに衝突散乱される
イオンが低減されてイオンの輸送効率が向上する。
【００１０】
【実施例】以下、図面によって本発明の実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１１】図１は、本発明をＩＣＰ／ＭＳに適用した
場合の概略構成図であり、図４の従来例に対応する部分
には、同一の参照符号を付す。
場合の概略構成図であり、図４の従来例に対応する部分
には、同一の参照符号を付す。
【００１２】同図において、１はイオン源としてのプラ
ズマトーチ、２は誘導コイル、３はインターフェイス、
４はこのインターフェイス３に連設された差動排気室で
ある。インターフェイス３は、サンプリングコーン５お
よびスキマー６からなり、それぞれには、共通するイオ
ン通過軸Ｏ上にオリフィス５ａ，６ａが形成されてい
る。そして、サンプリングコーン５とスキマー６との間
はロータリポンプ等で排気されている。また、差動排気
室４は、拡散ポンプ等で真空排気されており、この差動
排気室４内には、サンプリングコーン５とスキマー６の
各々のオリフィス５ａ，６ａを通過したイオンを質量分
析計７に向けて引き出すイオン引出電極８と、このイオ
ン引出電極８で引き出されたイオンを質量分析計７の入
口に収束させるレンズ系９とが上記のイオン通過軸Ｏに
それぞれ一致させて順次設けられている。このレンズ系
９は、３分割された円筒型の各レンズ電極９ａ，９ｂ，
９ｃで構成されており、これらレンズ電極９ａ〜９ｃ
は、円周方向に沿う適宜の数箇所に絶縁材１０を介在さ
せて数ｍｍ程度の僅かな間隔をあけて連続的に配置され
ている。また、レンズ系９を構成する各レンズ電極９ａ
〜９ｃには、イオン収束用の電圧を印加する図示しない
電圧印加手段が接続されている。
ズマトーチ、２は誘導コイル、３はインターフェイス、
４はこのインターフェイス３に連設された差動排気室で
ある。インターフェイス３は、サンプリングコーン５お
よびスキマー６からなり、それぞれには、共通するイオ
ン通過軸Ｏ上にオリフィス５ａ，６ａが形成されてい
る。そして、サンプリングコーン５とスキマー６との間
はロータリポンプ等で排気されている。また、差動排気
室４は、拡散ポンプ等で真空排気されており、この差動
排気室４内には、サンプリングコーン５とスキマー６の
各々のオリフィス５ａ，６ａを通過したイオンを質量分
析計７に向けて引き出すイオン引出電極８と、このイオ
ン引出電極８で引き出されたイオンを質量分析計７の入
口に収束させるレンズ系９とが上記のイオン通過軸Ｏに
それぞれ一致させて順次設けられている。このレンズ系
９は、３分割された円筒型の各レンズ電極９ａ，９ｂ，
９ｃで構成されており、これらレンズ電極９ａ〜９ｃ
は、円周方向に沿う適宜の数箇所に絶縁材１０を介在さ
せて数ｍｍ程度の僅かな間隔をあけて連続的に配置され
ている。また、レンズ系９を構成する各レンズ電極９ａ
〜９ｃには、イオン収束用の電圧を印加する図示しない
電圧印加手段が接続されている。
【００１３】１１は差動排気室４に連設された真空室
で、拡散ポンプ等で真空排気されており、この真空室１
１内に四重極型の質量分析計７および質量分離された特
定のイオンを検出するエレクトロンマルチプライヤ等の
イオン検出器１２が配置されている。
で、拡散ポンプ等で真空排気されており、この真空室１
１内に四重極型の質量分析計７および質量分離された特
定のイオンを検出するエレクトロンマルチプライヤ等の
イオン検出器１２が配置されている。
【００１４】以上の構成は、図４の従来例と基本的に同
様である。
様である。
【００１５】この実施例では、レンズ電極９の筒内部の
排気効率を高め、イオンの残留ガスとの衝突散乱を低減
して質量分析計７へのイオンの導入効率を高めるため
に、次のように構成している。
排気効率を高め、イオンの残留ガスとの衝突散乱を低減
して質量分析計７へのイオンの導入効率を高めるため
に、次のように構成している。
【００１６】すなわち、この実施例では、初段のレンズ
電極９ａの周壁には、図２に示されるように、２箇所ず
つ対向させて合計６箇所に、筒内部と外部とを連通させ
る円形の開口１３、いわゆる横穴を形成している。
電極９ａの周壁には、図２に示されるように、２箇所ず
つ対向させて合計６箇所に、筒内部と外部とを連通させ
る円形の開口１３、いわゆる横穴を形成している。
【００１７】これら開口１３の大きさや数は、図３に示
されるように、質量分析計７の入口に収束するイオンの
軌道Ａに影響を与えないように設定される。なお、図３
において、破線は等電位面を示している。
されるように、質量分析計７の入口に収束するイオンの
軌道Ａに影響を与えないように設定される。なお、図３
において、破線は等電位面を示している。
【００１８】このようにレンズ電極９ａの周壁に、複数
の開口１３を形成しているので、これらの開口１３を通
してレンズ径９の筒内部の残留ガスが排気されて真空度
が上がり、これによって、残留ガスに衝突散乱されるイ
オンが減少してイオンの輸送効率が向上して検出感度が
向上することになる。
の開口１３を形成しているので、これらの開口１３を通
してレンズ径９の筒内部の残留ガスが排気されて真空度
が上がり、これによって、残留ガスに衝突散乱されるイ
オンが減少してイオンの輸送効率が向上して検出感度が
向上することになる。
【００１９】さらに、レンズ系９の筒内部で反射される
光が、これらの開口１３を通して筒の外に出てしまうの
で、イオン検出器１２に入る光が減少し、光によるバッ
クグラウンドが改善される。
光が、これらの開口１３を通して筒の外に出てしまうの
で、イオン検出器１２に入る光が減少し、光によるバッ
クグラウンドが改善される。
【００２０】以上の構成を有するＩＣＰ／ＭＳにおいて
は、プラズマトーチ１の誘導コイル２に高周波電流を流
して試料をプラズマ化し、発生したイオンが、インター
フェイス３のサンプリングコーン５およびスキマー６の
各オリフィス５ａ，６ａをそれぞれ通過する。そして、
イオンは、イオン引出電極８で後方に向けて引き出さ
れ、この引き出されたイオンを円筒型の複数のレンズ電
極９ａ〜９ｃを用いて質量分析計７の入口に収束させた
後、質量分析計７で質量分離を行い、質量分離された特
定のイオンをイオン検出器１２で検出する。
は、プラズマトーチ１の誘導コイル２に高周波電流を流
して試料をプラズマ化し、発生したイオンが、インター
フェイス３のサンプリングコーン５およびスキマー６の
各オリフィス５ａ，６ａをそれぞれ通過する。そして、
イオンは、イオン引出電極８で後方に向けて引き出さ
れ、この引き出されたイオンを円筒型の複数のレンズ電
極９ａ〜９ｃを用いて質量分析計７の入口に収束させた
後、質量分析計７で質量分離を行い、質量分離された特
定のイオンをイオン検出器１２で検出する。
【００２１】上述の実施例では、開口１３を初段のレン
ズ電極９ａのみに形成したけたけれども、他のレンズ電
極９ｂ，９ｃに形成してもよく、また、上述の上述で
は、開口１３を対向する位置に対象に形成したけれど
も、非対象に形成してもよく、開口の形状も任意の形状
であってよい。
ズ電極９ａのみに形成したけたけれども、他のレンズ電
極９ｂ，９ｃに形成してもよく、また、上述の上述で
は、開口１３を対向する位置に対象に形成したけれど
も、非対象に形成してもよく、開口の形状も任意の形状
であってよい。
【００２２】また、上述の実施例では、レンズ系９は、
３つのレンズ電極９ａ〜９ｃで構成されたけれども、３
つに限らないのは勿論である。
３つのレンズ電極９ａ〜９ｃで構成されたけれども、３
つに限らないのは勿論である。
【００２３】なお、この実施例では、ＩＣＰ／ＭＳにつ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、試料をグロー放電よってイオン化して質量分析を行
うものに適用することもできる。
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、試料をグロー放電よってイオン化して質量分析を行
うものに適用することもできる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、円筒型の
レンズ電極の周壁に、イオンの軌道に影響を与えない開
口を形成したので、この開口を通してレンズ電極の筒内
部の残留ガスが排気されて真空度が上がり、残留ガスに
衝突散乱されるイオンが低減されてイオンの輸送効率が
向上し、検出感度が向上する。
レンズ電極の周壁に、イオンの軌道に影響を与えない開
口を形成したので、この開口を通してレンズ電極の筒内
部の残留ガスが排気されて真空度が上がり、残留ガスに
衝突散乱されるイオンが低減されてイオンの輸送効率が
向上し、検出感度が向上する。
【図１】本発明の実施例に係るＩＣＰ／ＭＳの構成を示
す側面断面図である。
す側面断面図である。
【図２】図１のレンズ電極９ａの斜視図である。
【図３】図１の実施例のイオンの軌道を示す図である。
【図４】従来例の構成図である。
【図５】従来例のイオンの軌道を示す図である。
１ プラズマトーチ ４ 差動排気室 ８ 引出電極 ９ａ，９1ａ，９ｂ，９ｃ レンズ電極 １３ 開口
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源で発生されるイオンが導入され
る差動排気室内に、前記イオンを質量分析計に向けて引
き出すイオン引出電極と、引き出されたイオンを質量分
析計の入口に収束させる円筒型の複数のレンズ電極とが
配置されたイオン質量分析装置において、 前記複数のレンズ電極の少なくとも一つのレンズ電極の
周壁に、イオンの軌道に影響を与えない開口を形成した
ことを特徴とするイオン質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5100957A JPH06310089A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | イオン質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5100957A JPH06310089A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | イオン質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310089A true JPH06310089A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14287840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5100957A Pending JPH06310089A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | イオン質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310089A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6358726B1 (ja) * | 2018-04-03 | 2018-07-18 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システムとそのイオン引き出し構造、グロー放電質量分析装置 |
| JP6396618B1 (ja) * | 2018-04-03 | 2018-09-26 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システム及びこれを用いたグロー放電質量分析装置 |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP5100957A patent/JPH06310089A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6358726B1 (ja) * | 2018-04-03 | 2018-07-18 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システムとそのイオン引き出し構造、グロー放電質量分析装置 |
| JP6396618B1 (ja) * | 2018-04-03 | 2018-09-26 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システム及びこれを用いたグロー放電質量分析装置 |
| JP2019185870A (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システム及びこれを用いたグロー放電質量分析装置 |
| JP2019185869A (ja) * | 2018-04-03 | 2019-10-24 | グローテクノロジー株式会社 | グロー放電システムとそのイオン引き出し構造、グロー放電質量分析装置 |
| US10468240B2 (en) | 2018-04-03 | 2019-11-05 | Glow Technology KK | Glow discharge system and glow discharge mass spectroscope using the same |
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