JPH1164282A - Adjustment method of mass spectrometer - Google Patents

Adjustment method of mass spectrometer

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Publication number
JPH1164282A
JPH1164282A JP9222230A JP22223097A JPH1164282A JP H1164282 A JPH1164282 A JP H1164282A JP 9222230 A JP9222230 A JP 9222230A JP 22223097 A JP22223097 A JP 22223097A JP H1164282 A JPH1164282 A JP H1164282A
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JP
Japan
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mass spectrometer
ion
ions
ion trap
trap mass
Prior art date
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Application number
JP9222230A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Sakairi
実 坂入
Masaru Tomioka
勝 冨岡
Yasuaki Takada
安章 高田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 液体クロマトグラフ/質量分析計、キャピラ
リー電気泳動/質量分析計、プラズマ/質量分析計にお
いて、イオントラップ質量分析部内部の真空度が十分に
良くなるまで、装置の調整が開始できず、効率的な装置
搬入ができないという欠点があった。 【解決手段】 装置パラメータを、イオントラップ質量
分析部内部の真空度が十分に良くなるまで実行できない
ものとそうでないものに分けて、真空が立ち上がるまで
は、真空によらないパラメータの調整を行なう。 【効果】 装置の搬入に伴う立ち上げ時間が短くなる。
(57) [Summary] (with correction) [Problem] In a liquid chromatograph / mass spectrometer, capillary electrophoresis / mass spectrometer, and plasma / mass spectrometer, the degree of vacuum inside the ion trap mass spectrometer is sufficiently improved. Until then, there was a drawback that the adjustment of the device could not be started and the device could not be efficiently loaded. SOLUTION: The apparatus parameters are divided into those that cannot be executed until the degree of vacuum inside the ion trap mass spectrometer becomes sufficiently high and those that cannot be executed until the degree of vacuum inside the ion trap mass spectrometer is sufficiently improved. [Effect] The start-up time required for carrying in the apparatus is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】溶液中の物質を液体クロマト
グラフで分離後、分離された成分をイオン化して質量分
析計で検出する液体クロマトグラフ/質量分析計に関す
る。また、分離手段にキャピラリー電気泳動を用いるキ
ャピラリー電気泳動/質量分析計にも関する。さらに、
溶液中の試料をプラズマによりイオン化して生成したイ
オンを質量分析するプラズマ・質量分析計にも関係す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid chromatograph / mass spectrometer in which a substance in a solution is separated by a liquid chromatograph, and the separated components are ionized and detected by a mass spectrometer. The present invention also relates to a capillary electrophoresis / mass spectrometer using capillary electrophoresis as a separation means. further,
The present invention also relates to a plasma / mass spectrometer that mass-analyzes ions generated by ionizing a sample in a solution by plasma.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術には、ラピッドコミュニケー
ションマススペクトロメトリ、1992年、6号、31
3頁に開示されている方法がある。参考のために、従来
例の構成を図6に示した。この方法では、シリンジポン
プを用いて、静電噴霧現象を利用したイオン化法である
エレクトロスプレー法により生成したイオンを、差動排
気部を通して高真空に導入する。このとき、差動排気部
内には、静電レンズを設けイオンを収束し、この領域に
おけるイオンの透過率を向上させている。差動排気部を
通過したイオンは、さらに静電レンズで収束され、一対
のお椀状のエンドキャップ電極とドーナツ状のリング電
極よりなるイオントラップ質量分析計に導入される。こ
のイオントラップ質量分析計に導入されたイオンは、リ
ング電極に印加された高周波電圧の振幅を掃引すること
により質量分離されて、エンドキャップ電極の中心に存
在する細孔から外に取り出され、イオン検出器により検
出される。この方法では、イオンをいったんイオントラ
ップ質量分析計内部に溜め込んだ後質量分離を行うた
め、特に質量スペクトルを測定する際のシグナル量が大
幅に向上するというメリットがあった。
2. Description of the Related Art The prior art includes Rapid Communication Mass Spectrometry, No. 6, 1992, 31.
There is a method disclosed on page 3. FIG. 6 shows a configuration of a conventional example for reference. In this method, using a syringe pump, ions generated by an electrospray method, which is an ionization method utilizing an electrostatic spray phenomenon, are introduced into a high vacuum through a differential evacuation unit. At this time, an electrostatic lens is provided in the differential evacuation section to converge the ions, thereby improving the transmittance of the ions in this region. The ions that have passed through the differential evacuation unit are further converged by an electrostatic lens and introduced into an ion trap mass spectrometer including a pair of bowl-shaped end cap electrodes and a donut-shaped ring electrode. The ions introduced into the ion trap mass spectrometer are mass-separated by sweeping the amplitude of the high-frequency voltage applied to the ring electrode, taken out of a pore existing at the center of the end cap electrode, and extracted. Detected by the detector. In this method, since ions are temporarily stored in the ion trap mass spectrometer and then mass separation is performed, there is an advantage that a signal amount particularly when a mass spectrum is measured is greatly improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、図
6に示すように、イオンを収束させるためのダンピング
ガスを内部に満たすためと、エンドキャップ電極11
a、11bとリング電極12を電気的に絶縁して保持す
るためという二つの理由から、エンドキャップ電極11
a、11bとリング電極12の間に、絶縁リング22
a、22b設けていた。しかし、この構造では、いった
ん装置全体を大気圧にさらした後、エンドキャップ電極
11a、11bとリング電極12で囲まれたイオントラ
ップ質量分析部内部を排気するには、主にエンドキャッ
プ電極11a、11bに設けれられたイオン取り込み用
の細孔とイオン取り出しようの細を通してのみ排気する
ことになるので、排気効率が悪く、測定が実質的に開始
できるようになるまで時間が非常にかかることになる。
これは、特に、解体したイオントラップ質量分析装置を
搬入して組み上げて真空排気し、イオン源、イオンの加
速電圧、イオンレンズ等の調整をして再度測定できるよ
うにする場合に、真空排気までの時間がかかるため、装
置の再立ち上げに多大な時間を要するという大きな欠点
を有していた。
In the above prior art, as shown in FIG. 6, the inside of the end cap electrode 11 is filled with a damping gas for converging ions.
a, 11b and the ring electrode 12 are electrically insulated and held for two reasons.
a, 11b and the ring electrode 12, an insulating ring 22
a, 22b. However, in this structure, in order to exhaust the inside of the ion trap mass analyzer surrounded by the end cap electrodes 11a and 11b and the ring electrode 12, once the entire apparatus is exposed to the atmospheric pressure, the end cap electrodes 11a, 11a, Since the gas is exhausted only through the pores for taking in the ions provided in 11b and the narrow holes for extracting the ions, the exhaust efficiency is poor, and it takes a very long time before the measurement can be substantially started. Become.
This is especially true when the disassembled ion trap mass spectrometer is loaded, assembled and evacuated, and the ion source, ion accelerating voltage, ion lens, etc. are adjusted so that measurement can be performed again. It takes a long time, so that it takes a long time to restart the apparatus.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記従来技術の問題を解
決するためには、装置を真空排気開始後、調整が必要な
パラメータのうち、イオントラップ質量分析部内部の真
空が完全に立ち上がらなくてもすむもの(イオン源、イ
オンレンズなど)についてはその段階で調整を主に行な
い、真空が完全に立ち上がってからでないといけないパ
ラメータ(イオンの加速電圧など)とは分離して調整す
ることによって、全体の装置搬入からの立ち上げ時間を
短縮する。
In order to solve the above-mentioned problems in the prior art, after starting the evacuation of the apparatus, the vacuum inside the ion trap mass spectrometer among the parameters that need to be adjusted does not completely rise. For those that need to be used (ion source, ion lens, etc.), adjustments are mainly made at that stage, and adjustments are made separately from parameters (such as ion acceleration voltage) that must be reached after the vacuum has completely risen. Shortens the time required for starting up the entire equipment.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図1を用いて
説明する。図1では、大気圧下における溶液中の試料分
子のイオン化法として、静電噴霧現象を利用したエレク
トロスプレー法を用いているが、コロナ放電を用いた大
気圧化学イオン化法、加熱噴霧を利用した大気圧スプレ
ー法、高速のガス流を利用したソニックスプレーイオン
化法などの他の大気圧イオン化法を用いても効果は同様
に得られる。また、誘導結合プラズマやマイクロ波プラ
ズマを用いたプラズマ/質量分析計においても同様な効
果が得られる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an electrospray method using an electrostatic spray phenomenon is used as a method for ionizing a sample molecule in a solution under an atmospheric pressure, but an atmospheric pressure chemical ionization method using a corona discharge and a heated spray are used. The same effect can be obtained by using another atmospheric pressure ionization method such as an atmospheric pressure spray method or a sonic spray ionization method using a high-speed gas flow. A similar effect can be obtained in a plasma / mass spectrometer using inductively coupled plasma or microwave plasma.

【0006】図1に、エレクトロスプレーイオン源を設
けたイオントラップ質量分析計の構成図を示した。この
装置では、以下のように動作する。混合試料を分離する
ための液体クロマトグラフやシリンジポンプより導入さ
れた試料溶液は、エレクトロスプレーイオン源1に設け
られたキャピラリー2に送られる。このキャピラリー2
には高電圧が印加されて、静電噴霧現象によりキャピラ
リー先端から帯電した微小液滴が生成する。生成した帯
電液滴は、ヒータ6a、6bにより加熱された差動排気
部の第1細孔3、第2細孔4、スキマー5を通過する課
程で、加熱や中性分子との衝突などにより気化されイオ
ンが生成する。また、第1細孔3と第2細孔4、第2細
孔4とスキマー5間には電圧が印加できるようになって
おり、イオン透過率を向上させると同時に、残留する分
子との衝突によりクラスタの開裂を行う。差動排気部
は、通常、ロータリポンプ、スクロールポンプ、メカニ
カルブースタポンプなどの荒引きポンプ18により排気
される。ターボ分子ポンプを使用することも可能であ
る。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an ion trap mass spectrometer provided with an electrospray ion source. This device operates as follows. A sample solution introduced from a liquid chromatograph or a syringe pump for separating a mixed sample is sent to a capillary 2 provided in an electrospray ion source 1. This capillary 2
Is applied with a high voltage, and charged micro droplets are generated from the tip of the capillary due to the electrostatic spray phenomenon. The generated charged droplets pass through the first pores 3, the second pores 4, and the skimmer 5 of the differential pumping section heated by the heaters 6a and 6b, and are heated or collided with neutral molecules. It is vaporized and produces ions. Further, a voltage can be applied between the first pore 3 and the second pore 4 and between the second pore 4 and the skimmer 5, so that the ion permeability is improved and the collision with the remaining molecules is achieved. To cleave the cluster. The differential pumping section is usually evacuated by a roughing pump 18 such as a rotary pump, a scroll pump, a mechanical booster pump, or the like. It is also possible to use turbo molecular pumps.

【0007】生成したイオンはスキマー5を通過後、静
電レンズ7により収束される。通常、3枚の電極で一組
であるアインツエルレンズなどが用いられる。イオンは
さらにスリット8通過後、偏向器9で偏向されて、ゲー
ト電極10を経て、一対のお椀状のエンドキャップ電極
11a、11bとリング電極12よりなるイオントラッ
プ質量分析計に導入される。エンドキャップ電極11
a、11bとリング電極12の間には、これらの電極に
囲まれた領域にイオンを収束させるためのヘリウムガス
などのダンピングガスを導入するためと、これらの電極
を電気的に絶縁した上で保持するために、絶縁リング2
8a、28bが設けられている(図2参照)。通常、こ
の絶縁リング28a、28bは石英などの材質からでき
ている。イオンはエンドキャップ電極11aのイオン取
り込み口23から導入されて、リングに印加された高周
波電圧により形成された高周波電場により溜め込まれた
後、高周波電圧をスキャンすることによってエンドキャ
ップ電極11bに設けられたイオン取り出し細孔31
(図5参照)より系外に排出される。スリット8はスキ
マーから流入する微小液滴などを含むジェットの立体角
を制限し、余計な微小液滴等がイオントラップ質量分析
計内に導入されるのを防ぐ。偏向器9を用いているの
は、スキマーを通過した微小液滴がエンドキャップ電極
の細孔を通して直接イオントラップ質量分析部に導入さ
れないようにするためである。ここでは、多数の開口部
を設けた内筒、外筒よりなる二重円筒型の偏向器9を用
いており、内筒の開口部より滲みだした外筒の電界を用
いて偏向している。ゲート電極10は、イオントラップ
質量分析部内に溜め込んだイオンを系外に取り出す際
に、外部からイオンが質量分析部内に導入されないよう
にする役目をする。
After the generated ions pass through the skimmer 5, they are converged by the electrostatic lens 7. Usually, an Einzel lens, which is a set of three electrodes, is used. After further passing through the slit 8, the ions are deflected by the deflector 9, pass through the gate electrode 10, and are introduced into the ion trap mass spectrometer including the pair of bowl-shaped end cap electrodes 11 a and 11 b and the ring electrode 12. End cap electrode 11
a, 11b and the ring electrode 12 for introducing a damping gas such as helium gas for converging ions in a region surrounded by these electrodes, and after electrically insulating these electrodes. Insulation ring 2 to hold
8a and 28b are provided (see FIG. 2). Usually, the insulating rings 28a and 28b are made of a material such as quartz. The ions are introduced from the ion intake port 23 of the end cap electrode 11a, are collected by a high frequency electric field formed by the high frequency voltage applied to the ring, and are provided on the end cap electrode 11b by scanning the high frequency voltage. Ion extraction pore 31
(See FIG. 5). The slit 8 limits the solid angle of the jet including the microdroplets flowing from the skimmer, and prevents extra microdroplets and the like from being introduced into the ion trap mass spectrometer. The deflector 9 is used in order to prevent microdroplets that have passed through the skimmer from being directly introduced into the ion trap mass analyzer through the pores of the end cap electrode. Here, a double-cylindrical deflector 9 composed of an inner cylinder and an outer cylinder provided with a number of openings is used, and deflection is performed using an electric field of the outer cylinder that has oozed from the openings of the inner cylinder. . The gate electrode 10 serves to prevent external ions from being introduced into the mass analysis unit when the ions stored in the ion trap mass analysis unit are taken out of the system.

【0008】このイオントラップ質量分析部内に導入さ
れたイオンは、イオントラップ質量分析部内部に導入さ
れたヘリウムなどのガスと衝突してその軌道が小さくな
った後、リング電極に印加された高周波電圧をスキャン
することによってエンドキャップ電極11bのイオン取
り出し細孔32より系外に排出され、引き出しレンズ1
3を経てイオン検出器により検出される。ヘリウムなど
のガスは、ボンベ26などの供給源からレギュレータ2
5を通して供給される。この場合のイオン検出器は、コ
ンバージョンダイノード14でイオンが電子に変換さ
れ、その電子をシンチレーションカウンタで検出してい
る。得られた信号は増幅器16で増幅後、データ処理装
置18に送られる。コンバージョンダイノード14に印
加する電圧は高圧電源17により印加されるが、その極
性を変化させることによって正または負イオンを計測す
ることができる。また、真空外から電圧を印加するため
のフィードスルーは、シンチレーションカウンタ15を
使う場合、検出器のノイズの原因となる外部からの光の
漏れに注意しなければならない。ここでは、光が漏れな
いように、二流化モリブデンなどの充填剤を入れた高分
子素材などを用いるとともに、黒いカバーを用いてい
る。
[0008] The ions introduced into the ion trap mass spectrometer collide with a gas such as helium introduced into the ion trap mass spectrometer to reduce the trajectory thereof, and then apply a high-frequency voltage applied to the ring electrode. Is scanned out of the system through the ion extraction pores 32 of the end cap electrode 11b,
Through 3 is detected by the ion detector. Gas such as helium is supplied from a source such as a cylinder 26 to the regulator 2.
5 is supplied. In this case, the ion detector converts ions into electrons at the conversion dynode 14, and detects the electrons with a scintillation counter. The obtained signal is amplified by the amplifier 16 and sent to the data processing device 18. The voltage applied to the conversion dynode 14 is applied by the high voltage power supply 17, and by changing the polarity, positive or negative ions can be measured. When the scintillation counter 15 is used for feedthrough for applying a voltage from outside the vacuum, attention must be paid to light leakage from the outside which causes noise in the detector. Here, in order to prevent light from leaking, a polymer material containing a filler such as molybdenum disulfide is used, and a black cover is used.

【0009】通常、質量数/電荷とイオン強度の関係
(マススペクトル)や、ある質量数/電荷のイオン強度
の時間変化(マスクロマトグラム)などを表示する。静
電レンズ、スリット、偏向器、ゲート電極、イオントラ
ップ質量分析部、イオン検出器の存在するチャンバー
は、ターボ分子ポンプ22で排気される。なお、ターボ
分子ポンプ22には背圧側に補助ポンプが必要となる
が、これを差動排気部に用いている荒引きポンプ21と
兼用することは可能である。この実施例では、差動排気
部に排気容量900リットル/分程度のスクロールポン
プを、チャンバー用の排気装置として200リットル/
秒程度のターボ分子ポンプを使用しており、このターボ
分子ポンプの補助ポンプとしてスクロールポンプを兼用
している。このような系にすることによって、複雑にな
りがちな大気圧イオン化質量分析装置の排気系を非常に
単純化できる。
Normally, the relationship between mass number / charge and ion intensity (mass spectrum) and the time change of ion intensity at a certain mass number / charge (mass chromatogram) are displayed. The chamber in which the electrostatic lens, the slit, the deflector, the gate electrode, the ion trap mass analyzer, and the ion detector are located is evacuated by the turbo molecular pump 22. The turbo molecular pump 22 requires an auxiliary pump on the back pressure side, but it can also be used as the roughing pump 21 used for the differential pumping section. In this embodiment, a scroll pump having an exhaust capacity of about 900 liter / minute is provided in the differential exhaust section, and a 200 liter / minute is used as an exhaust device for the chamber.
A turbo molecular pump for about a second is used, and a scroll pump is also used as an auxiliary pump of the turbo molecular pump. With such a system, the exhaust system of the atmospheric pressure ionization mass spectrometer, which tends to be complicated, can be greatly simplified.

【0010】イオントラップ質量分析装置全体を調整す
る主な装置パラメータは、イオン源、イオン加速電圧、
イオンレンズ、イオントラップ質量分析部の4部分に分
けられる。この参考図を図2に示した。
The main instrument parameters for adjusting the entire ion trap mass spectrometer are an ion source, an ion accelerating voltage,
It is divided into four parts: an ion lens and an ion trap mass spectrometer. This reference diagram is shown in FIG.

【0011】イオン源に、静電噴霧現象を利用したエレ
クトロスプレー法を用いる場合には、試料溶液を静電噴
霧するためのキャピラリーに印加する電圧、キャピラリ
ー先端回りに流す噴霧補助ガスの量、キャピラリー先端
と第1細孔との位置関係、差動排気部における第1細孔
3と第2細孔4間の電圧、差動排気部における第2細孔
4とスキマー5間の電圧などが主要なパラメータとな
る。他のイオン源を用いた場合には、大気圧化学イオン
化法(試料溶液の霧化するための霧化器温度、生成した
液滴を気化するための気化器温度、コロナ放電のための
針電極に印加する電圧など)、ソニックスプレー法(試
料溶液をガス噴霧するための噴霧ガス量など)、大気圧
スプレー法(試料溶液を加熱噴霧するための霧化器温度
など)のようになる。
When the electrospray method utilizing the electrostatic spraying phenomenon is used as the ion source, the voltage applied to the capillary for electrostatically spraying the sample solution, the amount of the auxiliary spray gas flowing around the capillary tip, the capillary Mainly the positional relationship between the tip and the first pore, the voltage between the first pore 3 and the second pore 4 in the differential pumping section, the voltage between the second pore 4 and the skimmer 5 in the differential pumping section, etc. Parameters. When other ion sources are used, the atmospheric pressure chemical ionization method (atomizer temperature for atomizing the sample solution, vaporizer temperature for vaporizing the generated droplets, needle electrode for corona discharge) , A sonic spray method (eg, a spray gas amount for gas-spraying a sample solution), and an atmospheric pressure spray method (eg, an atomizer temperature for heating and spraying a sample solution).

【0012】イオン加速電圧は、生成したイオンをイオ
ントラップ質量分析部内に打ち込むためのエネルギーを
与えるためのもので、実際にはスキマー5に印加する電
圧である。
The ion accelerating voltage is for giving energy for driving generated ions into the ion trap mass spectrometer, and is actually a voltage applied to the skimmer 5.

【0013】イオンレンズは、スキマーを通過したイオ
ンをイオントラップ質量分析部に効率的に輸送するため
のレンズである。図1や図2では、スキマー5からのイ
オンを3枚の電極よりなるアインツエルレンズと呼ばれ
る静電レンズ7により収束してスリットを通過させた
後、偏向器9(図では、二重円筒型の偏向レンズの例を
示している)により中性粒子を除いてイオンをイオント
ラップ質量分析部に導入している。もちろん、この部分
に、クアドルポールレンズやオクタポールレンズなどの
他のレンズを用いてもよいことは言うまでもない。イオ
ンレンズの調整では、静電レンズの電圧や偏向レンズの
電圧を変化させて、透過するイオン量が最大となるよう
にする。
The ion lens is a lens for efficiently transporting the ions that have passed through the skimmer to the ion trap mass analyzer. In FIGS. 1 and 2, ions from the skimmer 5 are converged by an electrostatic lens 7 called an Einzel lens composed of three electrodes and passed through a slit. In this case, ions are introduced into the ion trap mass spectrometer except for neutral particles. Of course, it goes without saying that another lens such as a quadrupole lens or an octapole lens may be used for this part. In the adjustment of the ion lens, the voltage of the electrostatic lens and the voltage of the deflection lens are changed so that the amount of transmitted ions is maximized.

【0014】イオントラップ質量分析部の調整では、高
周波電圧やイオンの溜め込み時間、ヘリウムなどのイオ
ントラップ質量分析部内部に導入するガス圧の調整など
がある。
The adjustment of the ion trap mass spectrometer includes adjustment of a high-frequency voltage, a storage time of ions, and a gas pressure of helium or the like introduced into the ion trap mass spectrometer.

【0015】以上述べてきた装置パラメータのうち、イ
オントラップ質量分析部内部の真空度が十分に立ち上が
っていない場合でも、ある程度調整が可能なものは、イ
オン源とイオンレンズである。この考えに立つと、装置
を搬入して立ちあげる際の手順が従来の場合とは、図3
のように異なってくる。
Among the above-mentioned apparatus parameters, the ion source and the ion lens can be adjusted to some extent even when the degree of vacuum inside the ion trap mass spectrometer is not sufficiently raised. Based on this idea, the procedure for loading and starting up the device is different from the conventional case shown in FIG.
Will be different.

【0016】従来のように、装置を搬入して組み上げ、
イオントラップ質量分析部内部の真空が十分良くなった
時点(排気開始から少なくとも1時間以上)で、イオン
源、イオン加速電圧、イオンレンズ、イオントラップ質
量分析部の装置パラメータの調整を行なおうとすると、
装置を搬入する第1日目は、装置の使用場所への搬入、
装置の組み立てを行なった後、イオントラップ質量分析
部内部が十分に排気されるまで数時間以上待つことにな
る。従って、実質的には、装置の調整を行なうのは2日
目になってしまう。この場合、複数のイオン源の調整が
ある場合にはさらに調整が大変な作業となる。
[0016] As in the prior art, the apparatus is carried in and assembled.
When the vacuum inside the ion trap mass spectrometer is sufficiently improved (at least one hour from the start of evacuation), it is attempted to adjust the ion source, ion acceleration voltage, ion lens, and device parameters of the ion trap mass spectrometer. ,
On the first day of carrying in the equipment, carry it in to the place of use of the equipment,
After assembling the apparatus, it is necessary to wait several hours or more until the inside of the ion trap mass spectrometer is sufficiently exhausted. Therefore, the adjustment of the apparatus is practically the second day. In this case, if there is a plurality of ion sources to be adjusted, the adjustment becomes more difficult.

【0017】これに対し、本発明の手順では、装置の使
用場所への搬入、装置の組み立て、真空引きの後、イオ
ントラップ質量分析部内部が十分に排気されていない段
階で、イオントラップ質量分析部内部の圧力と関係のな
いパラメータである、イオン源とイオンレンズの調整を
開始する。このとき重要なのは、イオントラップ質量分
析部に用いられているエンドキャップ電極11a、11
bとリング電極12には、高周波電圧ではなく、接地電
位あるいは直流電圧を印加することである。これは、こ
の段階では、エンドキャップ電極11a、11bとリン
グ電極12を質量分析計としてではなく、単なる電極と
して用いることに他ならない。このとき、イオン源で生
成したイオンはエンドキャップ電極11a、11bとリ
ング電極12を通過し、質量分離されていないトータル
の電流量がイオン検出器により検出されることになる。
まず、この電流量が最大となるように、イオン源とイオ
ンレンズの調整を行なう。この調整段階でのエンドキャ
ップ電極とリング電極の電圧は接地電位で問題はない
が、この部分でのイオンの透過量が少ない場合には、リ
ング電極12と検出器側のエンドキャップ電極11bに
は、電圧を印加しても構わない。例えば、正イオンを観
測する場合には、マイナス数百ボルトの電圧を印加して
もよい。負イオンでは逆の極性となる。
On the other hand, according to the procedure of the present invention, after the apparatus has been carried into the place of use, the apparatus has been assembled, and the apparatus has been evacuated, the ion trap mass spectrometry section is not sufficiently exhausted. The adjustment of the ion source and the ion lens, which are parameters independent of the pressure inside the unit, is started. At this time, what is important is that the end cap electrodes 11a and 11a used in the ion trap mass spectrometer are used.
Applying not the high frequency voltage but the ground potential or the DC voltage to b and the ring electrode 12. This means that, at this stage, the end cap electrodes 11a and 11b and the ring electrode 12 are not used as mass spectrometers but as mere electrodes. At this time, ions generated by the ion source pass through the end cap electrodes 11a and 11b and the ring electrode 12, and the total amount of current not mass-separated is detected by the ion detector.
First, the ion source and the ion lens are adjusted so that the amount of current becomes maximum. The voltage of the end cap electrode and the ring electrode at this adjustment stage is not a problem with the ground potential, but if the amount of transmitted ions in this portion is small, the ring electrode 12 and the end cap electrode 11b on the detector side are connected. Alternatively, a voltage may be applied. For example, when observing positive ions, a voltage of minus several hundred volts may be applied. Negative ions have the opposite polarity.

【0018】このような調整を行なっている間に、イオ
ントラップ質量分析部内部の圧力が十分に良くなれば、
残された装置パラメータであるイオンの加速電圧とイオ
ントラップ質量分析部の調整に移行することができる。
図3では、これらのパラメータを2日目に行なうように
してあるが、従来の手順に比較して、本発明による手順
では1日目が有効に使えると同時に、2日目の作業が少
なくなり装置の立ち上げが早くなるというメリットが出
てくる。
If the pressure inside the ion trap mass spectrometer becomes sufficiently high during such adjustment,
It is possible to shift to the adjustment of the ion accelerating voltage and the ion trap mass analyzer, which are the remaining apparatus parameters.
In FIG. 3, these parameters are performed on the second day. However, compared to the conventional procedure, the procedure according to the present invention enables the first day to be used effectively and reduces the work on the second day. This has the advantage that the start-up of the device is faster.

【0019】イオンの加速電圧の調整では、イオンのイ
オントラップ質量分析部への入射エネルギーを決定する
ことになるが、この場合にはイオントラップ質量分析部
を運転し、質量分離したイオンを最大にするように調整
することになる。この調整前に決定したイオン源やイオ
ンレンズの設定した電圧は、ほぼ加速電圧分だけ平行移
動すれば良い。また、イオントラップ質量分析部に関す
る装置パラメータ(高周波電圧やイオンの溜め込み時
間、ヘリウムなどのイオントラップ質量分析部内部に導
入するガス圧の調整など)も合わせて検討する。このよ
うに、この段階では、イオン源やイオンレンズの調整は
ほぼすんでいるので、調整が従来に比較して簡単とな
る。
In the adjustment of the acceleration voltage of the ions, the incident energy of the ions to the ion trap mass spectrometer is determined. In this case, the ion trap mass spectrometer is operated to maximize the mass-separated ions. Will be adjusted. The voltage set by the ion source and the ion lens determined before the adjustment may be translated in parallel by almost the acceleration voltage. In addition, the parameters of the ion trap mass spectrometer (e.g., high-frequency voltage, ion accumulation time, adjustment of the pressure of gas such as helium introduced into the ion trap mass spectrometer) are also examined. As described above, at this stage, the adjustment of the ion source and the ion lens is almost completed, so that the adjustment is easier than in the related art.

【0020】上記の例では、ひとつのイオン源が設けら
れている場合を述べたが、第1細孔に対して複数の大気
圧イオン源30a、30bが同時に設置されており、そ
れが回転軸29を中心に回転できるようになっている場
合、同時に複数のイオン源を調整しなければならないよ
うな場合は特に有効である。
In the above example, one ion source is provided. However, a plurality of atmospheric pressure ion sources 30a and 30b are installed at the same time for the first pore, and the This is particularly effective in the case where the ion source can be rotated around the center 29, and when it is necessary to adjust a plurality of ion sources at the same time.

【0021】上記の例では、差動排気部からスキマーを
通して流入したイオンを偏向後、イオントラップ質量分
析部に導入しているが、偏向しない場合にも同様な効果
が得られることは言うまでもない。
In the above example, the ions that have flowed through the skimmer from the differential evacuation unit are deflected and then introduced into the ion trap mass analysis unit. However, it goes without saying that the same effect can be obtained even when the deflection is not performed.

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

【図1】本発明による装置構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の装置構成図。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an apparatus according to the present invention.

【図3】調整手順。FIG. 3 is an adjustment procedure.

【図4】イオン源。FIG. 4 shows an ion source.

【図5】従来装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−−−エレクトロスプレーイオン源、2−−−キャピ
ラリー、3−−−第1細孔、4−−−第2細孔、5−−
−スキマー、6a、6b−−−ヒータ、7−−−静電レ
ンズ、8−−−スリット、9−−−偏向器、10−−−
ゲート電極、11a、11b−−−エンドキャップ電
極、12−−−リング電極、13−−−引き出しレン
ズ、14−−−コンバージョンダイノード、15−−−
シンチレーションカウンタ、16−−−増幅器、17−
−−高圧電源、18−−−データ処理装置、19−−−
イオントラップ質量分析部制御電源、20−−−PC/
MSインターフェイス、21−−−荒引きポンプ、22
−−−ターボ分子ポンプ、23−−−イオン源制御電
源、24−−−イオン加速電圧制御電源、25−−−レ
ギュレータ、26−−−ボンベ、27−−−イオンレン
ズ制御電源、28a、28b−−−石英リング、29−
−−回転軸、30a、30b−−−大気圧イオン源、3
1−−−イオン取り込み細孔、32−−−イオン取り出
し細孔。
1 ---- electrospray ion source, 2 ---- capillary, 3 ---- first pore, 4 ---- second pore, 5 ----
-Skimmer, 6a, 6b-heater, 7-electrostatic lens, 8--slit, 9--deflector, 10---
Gate electrode, 11a, 11b --- end cap electrode, 12 --- ring electrode, 13 --- extraction lens, 14 --- conversion dynode, 15 ---
Scintillation counter, 16 --- amplifier, 17-
--- High voltage power supply, 18 --- Data processing device, 19 ---
Ion trap mass spectrometer control power supply, 20 --- PC /
MS interface, 21 --- roughing pump, 22
--- Turbo molecular pump, 23 --- Ion source control power supply, 24--Ion acceleration voltage control power supply, 25--Regulator, 26--cylinder, 27--Ion lens control power supply, 28 a, 28 b --- Quartz ring, 29-
--- rotating shaft, 30a, 30b--atmospheric pressure ion source, 3
1 ---- Ion taking-in pore, 32 ---- Ion taking-out pore.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】大気圧下でイオンを生成するイオン源と、
該イオン源から生成したイオンを高真空領域に取り込む
ための差動排気部と、該差動排気部を通過して高真空領
域に取り込まれたイオンを引き出して収束する収束レン
ズ部と、該収束レンズ部で収束されたイオンを一対のエ
ンドキャップ電極とリング電極、および両者を絶縁する
ための絶縁リングからなるイオントラップ質量分析計に
より質量分析する質量分析部からなるイオントラップ質
量分析装置において、 エンドキャップ電極とリング電極に接地電圧、あるいは
直流電圧を印加することによって、前記イオン源で生成
したイオンの全イオン電流量を計測して調整を行なう方
法。
1. An ion source for generating ions at atmospheric pressure;
A differential evacuation unit for introducing ions generated from the ion source into a high vacuum region, a converging lens unit for extracting and converging ions introduced through the differential evacuation unit into the high vacuum region, An ion trap mass spectrometer comprising a mass spectrometer for mass-analyzing the ions converged by the lens unit with an ion trap mass spectrometer comprising a pair of end cap electrodes and a ring electrode and an insulating ring for insulating both ends, A method in which a ground voltage or a DC voltage is applied to a cap electrode and a ring electrode to measure and adjust a total ion current amount of ions generated by the ion source.
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