JPS5960856A - 四重極質量分析装置 - Google Patents
四重極質量分析装置Info
- Publication number
- JPS5960856A JPS5960856A JP57172429A JP17242982A JPS5960856A JP S5960856 A JPS5960856 A JP S5960856A JP 57172429 A JP57172429 A JP 57172429A JP 17242982 A JP17242982 A JP 17242982A JP S5960856 A JPS5960856 A JP S5960856A
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- JP
- Japan
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- quadrupole
- electrode
- mass
- quadrupole electrode
- contamination
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes
- H01J49/34—Dynamic spectrometers
- H01J49/42—Stability-of-path spectrometers, e.g. monopole, quadrupole, multipole, farvitrons
- H01J49/4205—Device types
- H01J49/421—Mass filters, i.e. deviating unwanted ions without trapping
- H01J49/4215—Quadrupole mass filters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
- H01J49/062—Ion guides
- H01J49/063—Multipole ion guides, e.g. quadrupoles, hexapoles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は四重極質量分析装置に関する。四重極質量分析
装置は磁場型質量分析装置に比し、質量数の走査を高速
で行うのが容易であると云う利点を有する反面、試料等
による汚染の影響を受は易く、汚染による性能低下が著
るしい。特に四重極質量分析装置の基本性能である分解
能と感度の関係及び質量数と感度の関係に強い影響を及
ぼすのはレンズ系を含むイオン源と四重極の電極棒の汚
＝１＝ 染である。
装置は磁場型質量分析装置に比し、質量数の走査を高速
で行うのが容易であると云う利点を有する反面、試料等
による汚染の影響を受は易く、汚染による性能低下が著
るしい。特に四重極質量分析装置の基本性能である分解
能と感度の関係及び質量数と感度の関係に強い影響を及
ぼすのはレンズ系を含むイオン源と四重極の電極棒の汚
＝１＝ 染である。
従来四重極質量分析装置における上述した汚染に対する
対策としては洗滌法が用いられていた。
対策としては洗滌法が用いられていた。
この洗滌法はイオン源に対してはイオン源の組立て精度
が質量分析装置の性能に余シ関係しないので、分解、洗
滌１組立てと云う作業は実際上余り問題を起さず、ユー
ザ側で比較的容易に実行できるが、四重種棒は組立てに
おける数ミクロンの誤差が性能に重大な影響を与えるだ
め、分解、洗滌、組立てと云う作業は色々な工夫と非常
な注意を要するものであり、ユーザー側で実施すること
は殆んど不可能である。
が質量分析装置の性能に余シ関係しないので、分解、洗
滌１組立てと云う作業は実際上余り問題を起さず、ユー
ザ側で比較的容易に実行できるが、四重種棒は組立てに
おける数ミクロンの誤差が性能に重大な影響を与えるだ
め、分解、洗滌、組立てと云う作業は色々な工夫と非常
な注意を要するものであり、ユーザー側で実施すること
は殆んど不可能である。
本発明は四重極質量分析装置の汚染の影響を軽減させる
と共に分解洗滌を容易ならしめることによって、四重極
質量分析装置が内部の汚染によって敏感に悪影響を受け
ると云う同装置の欠点を解消しようとするものである。
と共に分解洗滌を容易ならしめることによって、四重極
質量分析装置が内部の汚染によって敏感に悪影響を受け
ると云う同装置の欠点を解消しようとするものである。
本発明はイオン源のイオン出射口と四重極電極との間に
これらと同軸的に四重種型の前置電極を設け、この前置
電極に四重極電極に印加するのと同じ直流及び高周波の
電圧を印加すると共に、四重極電極との間に一定のバイ
アス電圧を与えることによって、四重極電極と同様の質
量分析の作用とイオン源から入射したイオンを加速させ
るようにした四重極質量分析器を提供するもので、併せ
て前置電極を四重極電極とは独立したユニットに構成し
て前置電極だけを容易に取外せるようとしだものである
。
これらと同軸的に四重種型の前置電極を設け、この前置
電極に四重極電極に印加するのと同じ直流及び高周波の
電圧を印加すると共に、四重極電極との間に一定のバイ
アス電圧を与えることによって、四重極電極と同様の質
量分析の作用とイオン源から入射したイオンを加速させ
るようにした四重極質量分析器を提供するもので、併せ
て前置電極を四重極電極とは独立したユニットに構成し
て前置電極だけを容易に取外せるようとしだものである
。
四重極電極汚染の原因は主としてイオン源から出射した
試料のイオン及び中性分子が付着することによるもので
、電極棒の前部即ちイオン入射側に汚染が集中している
。四重極質量分析器では四重極電極の前端部及び後端部
は正しい四重極電場とは異った端縁電場が形成されてお
り、特に前端側の端縁電場の影響で、質量が増すにつれ
て感度が低下し、またスペクトルピークが広がる等の現
象が現われるが、四重極電極の電極棒の前端部の汚染の
影響はとの端縁電場の影響にきわめて似ている。四重極
電極棒の前端部付近に付着した汚染物質は絶縁性被膜を
形成し、この被膜にイオンが付着して帯電するので、四
重極電極には成る特定質量のイオンに安定軌道を与える
ような電圧が印加してあっても、四重極電極の前端部付
近はその質量のイオンに対（−で不安定な領域になって
いる。
試料のイオン及び中性分子が付着することによるもので
、電極棒の前部即ちイオン入射側に汚染が集中している
。四重極質量分析器では四重極電極の前端部及び後端部
は正しい四重極電場とは異った端縁電場が形成されてお
り、特に前端側の端縁電場の影響で、質量が増すにつれ
て感度が低下し、またスペクトルピークが広がる等の現
象が現われるが、四重極電極の電極棒の前端部の汚染の
影響はとの端縁電場の影響にきわめて似ている。四重極
電極棒の前端部付近に付着した汚染物質は絶縁性被膜を
形成し、この被膜にイオンが付着して帯電するので、四
重極電極には成る特定質量のイオンに安定軌道を与える
ような電圧が印加してあっても、四重極電極の前端部付
近はその質量のイオンに対（−で不安定な領域になって
いる。
この領域が質量分析器の性能に及ぼす影響は端縁電場の
影響と同様にその領域をイオンが通過するに要する時間
ｔに関係し、ｔが長くなる程影響が大きくなる。ｔは上
述不安定領域（汚染範囲）の長さをＬ１イオン質量をＭ
、その領域へのイオンで与えられる。この式からＥを一
定とすると汚染の影響はＭが犬となる和犬となる。従っ
てイオン打込み電圧をＭに比例して変化させるようにす
れば汚染の影響を質量走査の全範囲にわたって一定に抑
えることができ、質量数が増すに従い感度が低下すると
かスペクトルピークの幅が増すと云った影響を緩和でき
る。他方四重極質量分析装置の到達分解能Ｒはイオンが
四重極電場を通過する間に受ける高周波電場の交番回数
Ｎに関係し、実験的に Ｒ＝ Ｎ 、、、、、、、・、−、、、（２）
Ｋは定数に で与えられる。Ｎはイオンの軸方向の速度と高周波電場
の周波数ｆとで定まシ、四重極電極の長さで与えられる
。（３）式を（２）式に代入すればＬＩ Ｆｊ ＝ −Ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（４）ＫＥ 分解能は質量スペクトルのピーク幅をΔＭとするとＭ／
ΔＭで定義されるが、ピーク幅ΔＭは高質量域でも一定
であることが望まれる。従って四重極質量分析装置でΔ
Ｍ一定の質量走査を行う場合、分解能Ｒは質量Ｍに比例
してＲ＝ＣＭ（Ｃは定数）となる。即ち（４）式におい
て１ｆｉ−一定の条件で質量数走査を行うべきことが要
求される。このことは前述したように汚染の影響を質量
走査範囲で一定に抑えるためにはＥを質量に比例して変
化させると云う結論と矛盾する。本発明はこの矛盾を前
置四重極電極の設置によって解決したものである。
影響と同様にその領域をイオンが通過するに要する時間
ｔに関係し、ｔが長くなる程影響が大きくなる。ｔは上
述不安定領域（汚染範囲）の長さをＬ１イオン質量をＭ
、その領域へのイオンで与えられる。この式からＥを一
定とすると汚染の影響はＭが犬となる和犬となる。従っ
てイオン打込み電圧をＭに比例して変化させるようにす
れば汚染の影響を質量走査の全範囲にわたって一定に抑
えることができ、質量数が増すに従い感度が低下すると
かスペクトルピークの幅が増すと云った影響を緩和でき
る。他方四重極質量分析装置の到達分解能Ｒはイオンが
四重極電場を通過する間に受ける高周波電場の交番回数
Ｎに関係し、実験的に Ｒ＝ Ｎ 、、、、、、、・、−、、、（２）
Ｋは定数に で与えられる。Ｎはイオンの軸方向の速度と高周波電場
の周波数ｆとで定まシ、四重極電極の長さで与えられる
。（３）式を（２）式に代入すればＬＩ Ｆｊ ＝ −Ｍ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・（４）ＫＥ 分解能は質量スペクトルのピーク幅をΔＭとするとＭ／
ΔＭで定義されるが、ピーク幅ΔＭは高質量域でも一定
であることが望まれる。従って四重極質量分析装置でΔ
Ｍ一定の質量走査を行う場合、分解能Ｒは質量Ｍに比例
してＲ＝ＣＭ（Ｃは定数）となる。即ち（４）式におい
て１ｆｉ−一定の条件で質量数走査を行うべきことが要
求される。このことは前述したように汚染の影響を質量
走査範囲で一定に抑えるためにはＥを質量に比例して変
化させると云う結論と矛盾する。本発明はこの矛盾を前
置四重極電極の設置によって解決したものである。
５−
図は本発明の一実施例を示す。１はイオン化室で試料ガ
スが導入されてイオン化される。イオン化室１で生成さ
れたイオンはイオン化室１と電極２との間の電場によっ
て引出され加速される。電極２，３．４は静電レンズ系
を構成しており、イオン出射口５にイオンビームを収束
させている。
スが導入されてイオン化される。イオン化室１で生成さ
れたイオンはイオン化室１と電極２との間の電場によっ
て引出され加速される。電極２，３．４は静電レンズ系
を構成しており、イオン出射口５にイオンビームを収束
させている。
６が四重極電極で図では上下対角線上の２本の電極棒だ
けが示されているが、図の紙面の向う側とこちら側にも
夫々一本ずつ平行に配置されて四重極電極を構成してい
る。７はこれら４本の四重極電極棒を保持しているホル
ダーである。８が本発９は前置四重極電極ホルダーであ
る。１０はイオン検出器である。
けが示されているが、図の紙面の向う側とこちら側にも
夫々一本ずつ平行に配置されて四重極電極を構成してい
る。７はこれら４本の四重極電極棒を保持しているホル
ダーである。８が本発９は前置四重極電極ホルダーであ
る。１０はイオン検出器である。
イオン化室１は直流電源１１によって電圧が印加されて
おシ、四重極電極６は全体としてアース電位である。イ
オン化室１の電位と四重極電極６の全体としての電位（
アース電位）との差が四重極電極６へのイオン打込み電
圧である。先に述べたようにこのイオン打込み電圧は一
定である。１２は四重極電極６に印加する直流電圧Ｖ及
び高周波電圧Ｕ ｓｉｎωｔの電源回路である。１３は
前置四重極電極８に印加する直流電圧■及び高周波電圧
Ｕ日１ｎωｔの電源回路である。１４はイオン出射口５
及び前置四重極電極８にバイアスを与える直流電源で、
イオン化室１に印加される電圧と反対極性のバイアス電
圧をイオン出射口５及び前置四重極電極８に印加してい
る。従って前置四重極電極８へのイオン打込み電圧は電
源１１と１４の出力電圧の和であって、四重極電極６へ
のイオン打込み電圧よシ犬となっている。１５は質量走
査制御回路で、電源回路１２．１３における直流電圧■
及び高周波電圧の振幅Ｕを所定の関係で変化させてスペ
クトルビーク幅一定の質量数走査を行うと共に、バイア
ス電源１４の出力を質量走査と関係して変化させ、前記
（１）式においてＭ ／ Ｅを一定に保つ。
おシ、四重極電極６は全体としてアース電位である。イ
オン化室１の電位と四重極電極６の全体としての電位（
アース電位）との差が四重極電極６へのイオン打込み電
圧である。先に述べたようにこのイオン打込み電圧は一
定である。１２は四重極電極６に印加する直流電圧Ｖ及
び高周波電圧Ｕ ｓｉｎωｔの電源回路である。１３は
前置四重極電極８に印加する直流電圧■及び高周波電圧
Ｕ日１ｎωｔの電源回路である。１４はイオン出射口５
及び前置四重極電極８にバイアスを与える直流電源で、
イオン化室１に印加される電圧と反対極性のバイアス電
圧をイオン出射口５及び前置四重極電極８に印加してい
る。従って前置四重極電極８へのイオン打込み電圧は電
源１１と１４の出力電圧の和であって、四重極電極６へ
のイオン打込み電圧よシ犬となっている。１５は質量走
査制御回路で、電源回路１２．１３における直流電圧■
及び高周波電圧の振幅Ｕを所定の関係で変化させてスペ
クトルビーク幅一定の質量数走査を行うと共に、バイア
ス電源１４の出力を質量走査と関係して変化させ、前記
（１）式においてＭ ／ Ｅを一定に保つ。
以上の構成で、四重極電極の汚染は殆んど前置四重極電
極８の所で起っている。しかしこの部分は上述したよう
にイオン打込み電圧が高くしであるから、イオン通過時
間が短かくなって汚染の影響が少なく、かつ前置四重極
に与えるバイアスを質量に比例して変化させることによ
り、質量が増す程汚染の影響が大きくなるのが抑制され
ている。
極８の所で起っている。しかしこの部分は上述したよう
にイオン打込み電圧が高くしであるから、イオン通過時
間が短かくなって汚染の影響が少なく、かつ前置四重極
に与えるバイアスを質量に比例して変化させることによ
り、質量が増す程汚染の影響が大きくなるのが抑制され
ている。
まだ汚染を受ける前置四重極が本体の四重極電極６と別
ユニットになっているので、本体四重極電極６とは独立
して取外すことができ、容易に汚染を洗滌することがで
きる。四重極電極は高い構造精度を要求されるが、その
前面に配置される前置四重極電極は質量分析に関しては
補助的に作用するだけであるから構造精度の要求は本体
の四重極電極６より低くてよく、従ってユーザー側にお
いて分離ｐ分解、洗滌２組立等容易に実施可能である。
ユニットになっているので、本体四重極電極６とは独立
して取外すことができ、容易に汚染を洗滌することがで
きる。四重極電極は高い構造精度を要求されるが、その
前面に配置される前置四重極電極は質量分析に関しては
補助的に作用するだけであるから構造精度の要求は本体
の四重極電極６より低くてよく、従ってユーザー側にお
いて分離ｐ分解、洗滌２組立等容易に実施可能である。
図面は本発明の一実施例装置の縦断側面図である。
１・・・イオン化室、２． ３． ４・・・電極、５・
・・イオン出射口、６・・・四重極電極、７・・・同ホ
ルダー、８・・・前置四重極電極、９・・・同ホルダー
、１０・・・イオン検出器、１１・・・直流高圧電源、
１２．１３・・・四重極電極に印加する直流及び高周波
の電圧電源回路、］、４・・・バイアス電源、１５・・
・質量走査制御回路。 代理人 弁理士 縣 浩 介
・・イオン出射口、６・・・四重極電極、７・・・同ホ
ルダー、８・・・前置四重極電極、９・・・同ホルダー
、１０・・・イオン検出器、１１・・・直流高圧電源、
１２．１３・・・四重極電極に印加する直流及び高周波
の電圧電源回路、］、４・・・バイアス電源、１５・・
・質量走査制御回路。 代理人 弁理士 縣 浩 介
Claims (1)
- 本体の四重極電極の前側に同軸的にかつ本体四重極電極
とは独立して取外し可能に前置四重極電極を設け、同前
置四重極電極には本体四重極電極と同じ直流及び交流の
四重極電圧を印加すると共に、本体四重極電極に対して
バイアス電圧を印加するようＫしたことを特徴とする四
重極質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172429A JPS5960856A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 四重極質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57172429A JPS5960856A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 四重極質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960856A true JPS5960856A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15941802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57172429A Pending JPS5960856A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 四重極質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960856A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254157U (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-19 | ||
| JP2005534140A (ja) * | 2002-05-13 | 2005-11-10 | サーモ・エレクトロン・コーポレーション | 改良された質量分析計およびその質量フィルタ |
| WO2008044285A1 (fr) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Shimadzu Corporation | Spectroscope de masse quadripolaire |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP57172429A patent/JPS5960856A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254157U (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-19 | ||
| JP2005534140A (ja) * | 2002-05-13 | 2005-11-10 | サーモ・エレクトロン・コーポレーション | 改良された質量分析計およびその質量フィルタ |
| WO2008044285A1 (fr) * | 2006-10-11 | 2008-04-17 | Shimadzu Corporation | Spectroscope de masse quadripolaire |
| JP4730439B2 (ja) * | 2006-10-11 | 2011-07-20 | 株式会社島津製作所 | 四重極型質量分析装置 |
| US8207495B2 (en) | 2006-10-11 | 2012-06-26 | Shimadzu Corporation | Quadrupole mass spectrometer |
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