JPH0746596B2 - 質量分析方法 - Google Patents
質量分析方法Info
- Publication number
- JPH0746596B2 JPH0746596B2 JP60287079A JP28707985A JPH0746596B2 JP H0746596 B2 JPH0746596 B2 JP H0746596B2 JP 60287079 A JP60287079 A JP 60287079A JP 28707985 A JP28707985 A JP 28707985A JP H0746596 B2 JPH0746596 B2 JP H0746596B2
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- ion
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- ions
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Description
【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は試料分子をイオン化し、試料から生成されたイ
オンが別途導入された中性分子或はイオンとどのような
反応を呈するかを質量分析的方法によつて調査する方法
に関する。
オンが別途導入された中性分子或はイオンとどのような
反応を呈するかを質量分析的方法によつて調査する方法
に関する。
ロ 従来の技術 質量分析には従来種々の手法が用いられている。最も一
般的なのは試料分子を電子衝撃によつてイオン化し、生
成される多種の断片イオンの質量スペクトルを測定する
もので、断片イオンの質量と強度のデータからもとの試
料分子の構造を再構成しようとするものである。CIイオ
ン化法による質量分析は、イオン化室内で反応ガスを電
子衝撃によりイオン化し、その中に試料分子を導入して
試料分子と反応ガスイオンとを結合させ、この結合によ
つて生じたイオンの質量を測定するもので、試料分子の
分子量を直接的に知ることができる。その他に試料のイ
オン化によつて生成されたイオンが更に自然に或はHeの
ような適当な不活性ガスのガス分子との衝突による衝撃
で開裂が促進されて生じる娘イオンの質量分析を行つ
て、もとのイオンの構造を調べる開裂イオン質量分析法
等が知られている。
般的なのは試料分子を電子衝撃によつてイオン化し、生
成される多種の断片イオンの質量スペクトルを測定する
もので、断片イオンの質量と強度のデータからもとの試
料分子の構造を再構成しようとするものである。CIイオ
ン化法による質量分析は、イオン化室内で反応ガスを電
子衝撃によりイオン化し、その中に試料分子を導入して
試料分子と反応ガスイオンとを結合させ、この結合によ
つて生じたイオンの質量を測定するもので、試料分子の
分子量を直接的に知ることができる。その他に試料のイ
オン化によつて生成されたイオンが更に自然に或はHeの
ような適当な不活性ガスのガス分子との衝突による衝撃
で開裂が促進されて生じる娘イオンの質量分析を行つ
て、もとのイオンの構造を調べる開裂イオン質量分析法
等が知られている。
試料の分析においては、単一の分析法で試料の全容が明
かになるものではなく、種々の分析法により得られる情
報を総合して、試料の構成が推測されるのであり、より
多種の情報を得ることによつて推測の確実性が高められ
るものである。この意味で新規な分析手法の開発は常に
望まれている所である。
かになるものではなく、種々の分析法により得られる情
報を総合して、試料の構成が推測されるのであり、より
多種の情報を得ることによつて推測の確実性が高められ
るものである。この意味で新規な分析手法の開発は常に
望まれている所である。
ハ 発明が解決しようとする問題点 新規な分析手法の開発が望まれていると云つても、余り
複雑な方法であつたり、特殊な装置を必要とするものは
経済性の面で好ましくない。本発明は通常の質量分析装
置に簡単な付加を行うだけで実行可能であり、手法的に
も簡単な新しい分析方法を提案するものである。
複雑な方法であつたり、特殊な装置を必要とするものは
経済性の面で好ましくない。本発明は通常の質量分析装
置に簡単な付加を行うだけで実行可能であり、手法的に
も簡単な新しい分析方法を提案するものである。
ニ 問題点解決のための手段 質量分析部とエネルギー分析部とよりなる質量分析計を
用い、質量分析部とエネルギー分析部との間に前後にイ
オンビームが通過できる開口を有する反応室を配置し、
この反応室に従来の不活性ガスの代わりにメタンとかア
ンモニア等の反応ガスを導入し、質量分析部で特定質量
のイオンを選択して上記反応室に入射させ、反応室にお
けるイオンと反応ガスとの反応によつて生成されたイオ
ンをエネルギー分析部でエネルギー分析する。
用い、質量分析部とエネルギー分析部との間に前後にイ
オンビームが通過できる開口を有する反応室を配置し、
この反応室に従来の不活性ガスの代わりにメタンとかア
ンモニア等の反応ガスを導入し、質量分析部で特定質量
のイオンを選択して上記反応室に入射させ、反応室にお
けるイオンと反応ガスとの反応によつて生成されたイオ
ンをエネルギー分析部でエネルギー分析する。
ホ 作用 加速されたイオンと反応ガスとの反応にはイオンの特性
によつて種々な型がある。一つは電荷交換でイオンから
反応ガスに電荷が移り、イオンが中性化して中性分子ビ
ームを作る反応であるが、この反応によつて生ずる中性
分子ビームは本発明方法によつては扱えない。もう一つ
の反応はイオンと反応ガスとの単なる衝突によつてイオ
ンが活性化されて開裂する反応で、これは不活性ガス分
子を衝突させて開裂を促進させる場合と同じであり、こ
の反応で生ずる娘イオンについては衝突活性化法による
MIKE（Ｓ）（Mass analysed Ion Kinetic Energy Spect
roscopy）測定と同じである。本発明が利用する反応は
イオンと活性ガスとが結合し、この結合によつて生じた
イオンがもとと異る種々なイオンと中性分子とに開裂す
る反応で、この反応によつて生じたイオンのエネルギー
スペクトルを測定するものである。今質量分析部で選択
されたイオンの質量をＭ、反応ガスの質量をＮとする。
イオンを質量を表わす文字の右肩に十を付して表わす
と、イオン反応は M+＋Ｎ→（Ｍ＋Ｎ）+ ……………（１） のように書くことができる。ｎはもとのイオンから反応
ガスに移つた部分或は反応ガスからもとのイオンに移つ
た部分を示し、ｎ＝Ｎの場合（開裂を起さない）を含め
たＭ′+の質量を測定する。上記（１）（２）式の各反
応でエネルギーの出入がないものとすると、（２）式の
右辺のイオン及び分子が有する運動エネルギーの和は左
辺のイオン（Ｍ＋Ｎ）+の運動エネルギーと等しく、
（Ｍ＋Ｎ）+の運動のエネルギーは（１）式左辺のイオ
ン及び分子の運動エネルギーと等しく、Ｎの運動のエネ
ルギーはＭ+の運動エネルギーに比し無視できるので、
結句（２）式右辺のイオン及び分子の運動のエネルギー
の和はもとのイオンＭ+の運動のエネルギーと等しく、
これはイオン加速電圧によつて決まり、これをEoとす
る。（Ｍ＋Ｎ）+の開裂によつて生じたＭ′+とＮ′とは
同じ速度を持つているから、速度をＶとしＭ′+の運動
のエネルギーをＥ′とすると 上式から により、エネルギーＥ′のスペクトルからＭ′を求める
ことができる。（３）式のような状況は反応室にイオン
加速電圧と同程度（絶対値が加速電圧より大とならな
い）の電圧を印加した場合に作り易い。
によつて種々な型がある。一つは電荷交換でイオンから
反応ガスに電荷が移り、イオンが中性化して中性分子ビ
ームを作る反応であるが、この反応によつて生ずる中性
分子ビームは本発明方法によつては扱えない。もう一つ
の反応はイオンと反応ガスとの単なる衝突によつてイオ
ンが活性化されて開裂する反応で、これは不活性ガス分
子を衝突させて開裂を促進させる場合と同じであり、こ
の反応で生ずる娘イオンについては衝突活性化法による
MIKE（Ｓ）（Mass analysed Ion Kinetic Energy Spect
roscopy）測定と同じである。本発明が利用する反応は
イオンと活性ガスとが結合し、この結合によつて生じた
イオンがもとと異る種々なイオンと中性分子とに開裂す
る反応で、この反応によつて生じたイオンのエネルギー
スペクトルを測定するものである。今質量分析部で選択
されたイオンの質量をＭ、反応ガスの質量をＮとする。
イオンを質量を表わす文字の右肩に十を付して表わす
と、イオン反応は M+＋Ｎ→（Ｍ＋Ｎ）+ ……………（１） のように書くことができる。ｎはもとのイオンから反応
ガスに移つた部分或は反応ガスからもとのイオンに移つ
た部分を示し、ｎ＝Ｎの場合（開裂を起さない）を含め
たＭ′+の質量を測定する。上記（１）（２）式の各反
応でエネルギーの出入がないものとすると、（２）式の
右辺のイオン及び分子が有する運動エネルギーの和は左
辺のイオン（Ｍ＋Ｎ）+の運動エネルギーと等しく、
（Ｍ＋Ｎ）+の運動のエネルギーは（１）式左辺のイオ
ン及び分子の運動エネルギーと等しく、Ｎの運動のエネ
ルギーはＭ+の運動エネルギーに比し無視できるので、
結句（２）式右辺のイオン及び分子の運動のエネルギー
の和はもとのイオンＭ+の運動のエネルギーと等しく、
これはイオン加速電圧によつて決まり、これをEoとす
る。（Ｍ＋Ｎ）+の開裂によつて生じたＭ′+とＮ′とは
同じ速度を持つているから、速度をＶとしＭ′+の運動
のエネルギーをＥ′とすると 上式から により、エネルギーＥ′のスペクトルからＭ′を求める
ことができる。（３）式のような状況は反応室にイオン
加速電圧と同程度（絶対値が加速電圧より大とならな
い）の電圧を印加した場合に作り易い。
衝突活性化によるMIKES測定はもとのイオン単独の性質
に基く開裂パターンを調べるものであるが、本発明はも
とのイオンを反応ガスによつて変成した場合の開裂パタ
ーンを調べるもので、もとのイオンが反応ガスによつて
変性を受けるか受けないか、変性によつて開裂パターン
がどのように変化するか等が新しい分析情報となる。
に基く開裂パターンを調べるものであるが、本発明はも
とのイオンを反応ガスによつて変成した場合の開裂パタ
ーンを調べるもので、もとのイオンが反応ガスによつて
変性を受けるか受けないか、変性によつて開裂パターン
がどのように変化するか等が新しい分析情報となる。
ヘ 実施例 図は本発明方法を実施する装置の一例で磁場先行型二重
収束質量分析計である。Ｂは質量分析部の磁場、Ｅはエ
ネルギー分析部の電場、Ｉはイオン源、Ｄはイオン検出
器で、Ａが反応室である。反応室は前後に開口を有する
箱で、磁場Ｂにより形成される特定質量イオンのイオン
束の収束点に配置される。反応室にはガス導入管Ｇが接
続されていて、メタン、アンモニア等の反応ガスが供給
できるようになつている。
収束質量分析計である。Ｂは質量分析部の磁場、Ｅはエ
ネルギー分析部の電場、Ｉはイオン源、Ｄはイオン検出
器で、Ａが反応室である。反応室は前後に開口を有する
箱で、磁場Ｂにより形成される特定質量イオンのイオン
束の収束点に配置される。反応室にはガス導入管Ｇが接
続されていて、メタン、アンモニア等の反応ガスが供給
できるようになつている。
上述装置で試料をイオン化して生成される断片イオンか
ら選択した特定質量のイオンが反応室Ａの中央に収束す
るように磁場を設定し、反応室に反応ガスを導入して選
択された質量のイオンと反応させる。反応によつて生じ
たイオンは反応室を通り抜けエネルギー分析部の電場Ｅ
に入射し、電場Ｅを掃引することによつて、反応によつ
て生じたイオンのエネルギースペクトルが求まり、この
スペクトルは前記（３）式によつて質量スペクトルに変
換される。
ら選択した特定質量のイオンが反応室Ａの中央に収束す
るように磁場を設定し、反応室に反応ガスを導入して選
択された質量のイオンと反応させる。反応によつて生じ
たイオンは反応室を通り抜けエネルギー分析部の電場Ｅ
に入射し、電場Ｅを掃引することによつて、反応によつ
て生じたイオンのエネルギースペクトルが求まり、この
スペクトルは前記（３）式によつて質量スペクトルに変
換される。
衝突活性化或は自然開裂による開裂反応の場合のMIKES
測定では開裂イオンの質量Ｍ″、エネルギーＥ″、もと
のイオンの質量Ｍ、エネルギーEoとすると で表わされ、前記（３）式による反応イオンのエネルギ
ースペクトルと上式による開裂イオンのエネルギースペ
クトルの中には重なるもの（例えばＭ′+＝（Ｍ＋Ｎ）+
の場合と未開裂イオンＭは同じエネルギーEoを有する）
がある。上述実施例では直接的にはこの重なりを識別で
きないが、エネルギー分析用電場の後に更に質量分析用
磁場を配置した構成を用いると上述した識別ができる。
測定では開裂イオンの質量Ｍ″、エネルギーＥ″、もと
のイオンの質量Ｍ、エネルギーEoとすると で表わされ、前記（３）式による反応イオンのエネルギ
ースペクトルと上式による開裂イオンのエネルギースペ
クトルの中には重なるもの（例えばＭ′+＝（Ｍ＋Ｎ）+
の場合と未開裂イオンＭは同じエネルギーEoを有する）
がある。上述実施例では直接的にはこの重なりを識別で
きないが、エネルギー分析用電場の後に更に質量分析用
磁場を配置した構成を用いると上述した識別ができる。
ト 効果 本発明方法は上述したような内容で、装置としては二重
収束型質量分析計に反応室を付加するだけでよく、この
付加によつて質量分析計の従来の用法は妨げられない
上、反応室は導入ガスの選択により衝突活性化法による
MIKES測定にも利用できるので、本発明方法は他の質量
分析手法と容易に併用できる利点があり、分析情報の拡
大に非常に有効である。
収束型質量分析計に反応室を付加するだけでよく、この
付加によつて質量分析計の従来の用法は妨げられない
上、反応室は導入ガスの選択により衝突活性化法による
MIKES測定にも利用できるので、本発明方法は他の質量
分析手法と容易に併用できる利点があり、分析情報の拡
大に非常に有効である。
図面は本発明方法を実施する装置の一例の平面図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】質量分析部とエネルギー分析部を有する装
置を用い、質量分析部とエネルギー分析部との間に反応
室を配置してメタンとかアンモニア等の反応ガスを導入
し、質量分析部で選択された特定質量のイオンが上記反
応室を通過する際に同反応室内で行われる上記イオンと
反応ガスとの反応によって生成されるイオンについてエ
ネルギー分析部でエネルギースペクトル測定を行うこと
を特徴とする質量分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287079A JPH0746596B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 質量分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60287079A JPH0746596B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 質量分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62168332A JPS62168332A (ja) | 1987-07-24 |
| JPH0746596B2 true JPH0746596B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=17712781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60287079A Expired - Fee Related JPH0746596B2 (ja) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | 質量分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746596B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253964A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-14 | Shimadzu Corp | イオン開裂反応分析記録方法 |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287079A patent/JPH0746596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62168332A (ja) | 1987-07-24 |
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| JPH0560057B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |