JPS60129663A - リンクドスキヤン質量分析装置 - Google Patents
リンクドスキヤン質量分析装置Info
- Publication number
- JPS60129663A JPS60129663A JP58238095A JP23809583A JPS60129663A JP S60129663 A JPS60129663 A JP S60129663A JP 58238095 A JP58238095 A JP 58238095A JP 23809583 A JP23809583 A JP 23809583A JP S60129663 A JPS60129663 A JP S60129663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- voltage
- mass
- acceleration voltage
- sweep
- 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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】
、、本発明は質量分析装置、特にイオン加速電圧と電、
場強痕とをリンクして掃引する型の二重集束質量分析装
置に関するものである。 。
場強痕とをリンクして掃引する型の二重集束質量分析装
置に関するものである。 。
電場と磁場を有する二重集束型の質量分析装置において
、親イオンの解裂により生ずる娘イオンの質量スペクト
ルを檜！る場合、イオン加速電圧（Ｖ）と電場（Ｅ）と
を、Ｖ／Ｅ、２を一定に保って撞、引する、所謂Ｖ、
／ Ｅ ２ リンクドスキャン法が行われている。
、親イオンの解裂により生ずる娘イオンの質量スペクト
ルを檜！る場合、イオン加速電圧（Ｖ）と電場（Ｅ）と
を、Ｖ／Ｅ、２を一定に保って撞、引する、所謂Ｖ、
／ Ｅ ２ リンクドスキャン法が行われている。
ここで、Ｖ／Ｅ２ リンクドスキャン法について説明す
る。今、親イオンの質量をＭＯ，イオン加速電圧を■０
とし１、娘イオンの質量をｍｏとすれば、娘イオンのエ
ネルギーＵ０は下式で表わされる。
る。今、親イオンの質量をＭＯ，イオン加速電圧を■０
とし１、娘イオンの質量をｍｏとすれば、娘イオンのエ
ネルギーＵ０は下式で表わされる。
ＵＯ＝ （ｍｏ ／ＭＯ＞ ｅＶ（１（、，１，、）こ
の時、娘イオ、ンが二重集束条件を１満たしなが９、検
出、されるためには、電場の回転半径、及び強さをｒｅ
、Ｅｏ、磁場の回転半径及び強さを、ｒ、、ｍ 。
の時、娘イオ、ンが二重集束条件を１満たしなが９、検
出、されるためには、電場の回転半径、及び強さをｒｅ
、Ｅｏ、磁場の回転半径及び強さを、ｒ、、ｍ 。
Ｂｏとした時に、以下に示す２式が同時に成立しなけれ
ばならない。
ばならない。
ｍｏ、＝ＦＴ（ｏ／Ｖｏ）Ｂｏ （２）ｍｏ＝β（Ｍ（
１／Ｖ、、ｏ ） Ｅｏ （３）ここで、α、βは夫々
下式で定義される。
１／Ｖ、、ｏ ） Ｅｏ （３）ここで、α、βは夫々
下式で定義される。
α−ｅ−ｒｍ ２ ／２ ’ （４）
β−ｒｅ ／２ （５）
そして、（２）、（３）式からｍｏを消去すると下式が
得られる。
得られる。
（Ｂ／ ＥＴ）（ｓｒＷ「）Ｂｏ ） −ＡｒＶＴ／Ｅ
。
。
（６）
（６）式から、Ｂｏを一定にし、ｆ■ｉ／Ｅ０の値（又
はＶＯ／Ｅ２の値）が（６）式の左辺の値（又は左辺の
値の２乗値）に常に等しくなるようにして電場と加速電
圧を同時に掃引することにより、特定の親イオンＭＯ′
から派生した娘イオンの質量スペクトルが得られること
が分る。
はＶＯ／Ｅ２の値）が（６）式の左辺の値（又は左辺の
値の２乗値）に常に等しくなるようにして電場と加速電
圧を同時に掃引することにより、特定の親イオンＭＯ′
から派生した娘イオンの質量スペクトルが得られること
が分る。
上述のようなＶ／Ｅ２ リンクドスキャン法は、ＢＯ一
定の条件で行われるので掃引精度が良く、較正の精度も
高いという特徴がある。しかし、加速電圧を掃引する関
係上、広い質量範囲にわたって掃引することは困難であ
る。そのため、狭い質量範囲だけ掃引する精密質量測定
に適している方法である。
定の条件で行われるので掃引精度が良く、較正の精度も
高いという特徴がある。しかし、加速電圧を掃引する関
係上、広い質量範囲にわたって掃引することは困難であ
る。そのため、狭い質量範囲だけ掃引する精密質量測定
に適している方法である。
ところで、質量スペクトル中のピークの質量を正確にめ
るには、未知試料中に質量既知の標準試料を混入するこ
とにより未知試料によるピークと標準試料によるピーク
とが混在する質量スペクトルを得、質量既知の標準試料
のピークを用いて未知試料の質量を決定する必要がある
。
るには、未知試料中に質量既知の標準試料を混入するこ
とにより未知試料によるピークと標準試料によるピーク
とが混在する質量スペクトルを得、質量既知の標準試料
のピークを用いて未知試料の質量を決定する必要がある
。
ところが、Ｖ／Ｅ２ リンクドスキャン法は゛本来特定
の親イオンから派生した娘イオンのみの質量スペクトル
を得るものであるから、標準試料を混入したとしても、
未知試料の親イオンから派生した娘イオンの質量スペク
トル中には標準試料から派生した娘イオンによるピーク
が含まれることは無く、従って従来のＶ／Ｅ２ リンク
ドスキャン法では、得られる質量スペクトル中のピーク
の質量数を正確に決定することは困難であった。
の親イオンから派生した娘イオンのみの質量スペクトル
を得るものであるから、標準試料を混入したとしても、
未知試料の親イオンから派生した娘イオンの質量スペク
トル中には標準試料から派生した娘イオンによるピーク
が含まれることは無く、従って従来のＶ／Ｅ２ リンク
ドスキャン法では、得られる質量スペクトル中のピーク
の質量数を正確に決定することは困難であった。
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので
あり、イオン源と、該イオン源からのイオンを分析する
電場及び磁場から成る二重集束質量分析系と、該分析系
で分析されたイオンを検出Ｊ−る検出器とを備えた装置
において、前記イオン源にお【プるイオン加速電圧Ｖと
前記電場の強度Ｅ３− を、Ｖ／Ｅ２が一定になるような関係を保って同期的に
掃引する手段を設けると共に、該掃引手段による掃引の
周期よりも十分に短い周期で、前記イオン源におけるイ
オン加速電圧を該掃引手段によ□って与えられた電圧と
、該電圧に予め定めた係数を掛けた電圧との間で時分割
的に切換えることにより、未知試料によるピークと標準
試料によるピークとが混在した質量スペクトルを得るこ
とを可能ならしめ、それにより質量数を正確に決定する
ことのできるリンゲドスキャン質量分析装置を提供する
ことを目的としている。以下、図面を用いて本発明を詳
述する。
あり、イオン源と、該イオン源からのイオンを分析する
電場及び磁場から成る二重集束質量分析系と、該分析系
で分析されたイオンを検出Ｊ−る検出器とを備えた装置
において、前記イオン源にお【プるイオン加速電圧Ｖと
前記電場の強度Ｅ３− を、Ｖ／Ｅ２が一定になるような関係を保って同期的に
掃引する手段を設けると共に、該掃引手段による掃引の
周期よりも十分に短い周期で、前記イオン源におけるイ
オン加速電圧を該掃引手段によ□って与えられた電圧と
、該電圧に予め定めた係数を掛けた電圧との間で時分割
的に切換えることにより、未知試料によるピークと標準
試料によるピークとが混在した質量スペクトルを得るこ
とを可能ならしめ、それにより質量数を正確に決定する
ことのできるリンゲドスキャン質量分析装置を提供する
ことを目的としている。以下、図面を用いて本発明を詳
述する。
実施例の説明に先立って、本発明の原理について説明す
ると、（６）式は下式のように書きなおすことができる
。
ると、（６）式は下式のように書きなおすことができる
。
（β２／α）（”１ ／ Ｂｏ ２ ’） ＝（ＶＯ／
ＭＯ） （１／Ｅｏ ２） （２）式、（３）式、（７）式はＶｏ及びＭＯに対して
すべてＭ０／Ｖ０の形の関数になっている。従って、
□ ４− Ｍｌ ／Ｖｌ ＝Ｍｏ ／Ｖｏ （８）が成立するよう
な別の親イオンＭ１と別の加速電圧Ｖ１に対しても、（
２）式、（３）式及び（７）式は成立し、その時の娘イ
オンの質量は同じである。
ＭＯ） （１／Ｅｏ ２） （２）式、（３）式、（７）式はＶｏ及びＭＯに対して
すべてＭ０／Ｖ０の形の関数になっている。従って、
□ ４− Ｍｌ ／Ｖｌ ＝Ｍｏ ／Ｖｏ （８）が成立するよう
な別の親イオンＭ１と別の加速電圧Ｖ１に対しても、（
２）式、（３）式及び（７）式は成立し、その時の娘イ
オンの質量は同じである。
即ち、Ｖ／Ｅ２ リンクドスキャン中に、加速電圧の値
をＶｏからＭｌ ／Ｍｏ倍の（Ｍ１／Ｍ０）Ｖｏにする
と、それまでの親イオンＭＯからの娘イオンに代わって
、親イオンＭ１からの娘イオンを検出することができ、
これを時分割的に行えば、異なった親イオンからの娘イ
オンによるピークが混在した質量スペクトルを１回の掃
引で得ることができる。一方の親イオンが質量既知でそ
の娘イオンも質量既知であれば、未知試料の娘イオンの
ピークについて正確に較正することができる。
をＶｏからＭｌ ／Ｍｏ倍の（Ｍ１／Ｍ０）Ｖｏにする
と、それまでの親イオンＭＯからの娘イオンに代わって
、親イオンＭ１からの娘イオンを検出することができ、
これを時分割的に行えば、異なった親イオンからの娘イ
オンによるピークが混在した質量スペクトルを１回の掃
引で得ることができる。一方の親イオンが質量既知でそ
の娘イオンも質量既知であれば、未知試料の娘イオンの
ピークについて正確に較正することができる。
第１図は、こめような考え方に基づく本発明の一実施例
の構成を示すブロック図であり、図において１はイオン
源である。該イオン源１から生成されたイオンは電場２
．磁場３から成る二重集束質量分析系へ入射し、所定の
条件を満たしたちのだけが該分析系を通過してイオン検
出器４へ到達して検出される。５は前記電場を発生させ
るための電場電源、６は同じく前記磁場を発生させるた
めの磁場電源、７は前記イオン源１へイ刺ン加速電圧を
供給するための加速電源で、該電１５．６’、。
の構成を示すブロック図であり、図において１はイオン
源である。該イオン源１から生成されたイオンは電場２
．磁場３から成る二重集束質量分析系へ入射し、所定の
条件を満たしたちのだけが該分析系を通過してイオン検
出器４へ到達して検出される。５は前記電場を発生させ
るための電場電源、６は同じく前記磁場を発生させるた
めの磁場電源、７は前記イオン源１へイ刺ン加速電圧を
供給するための加速電源で、該電１５．６’、。
７には掃引回路８から掃引信号が供給される。
上述の如き構成において、最初に加速電圧■０一定、電
場強１１ｆｊＥＯ一定の条件で掃引回路８からの掃引信
号を磁場電源６へ送り、通常の磁場掃引による質量スペ
クトルを得る。この質量スペクト、ル中には、標準試料
によるピークと未知試料によるピークとが混在しており
、例えば未知試料の親イオンＭＯや標準試料の親イオン
Ｍ１のピークが存在し、ＭＯの値をめておくことができ
る。
場強１１ｆｊＥＯ一定の条件で掃引回路８からの掃引信
号を磁場電源６へ送り、通常の磁場掃引による質量スペ
クトルを得る。この質量スペクト、ル中には、標準試料
によるピークと未知試料によるピークとが混在しており
、例えば未知試料の親イオンＭＯや標準試料の親イオン
Ｍ１のピークが存在し、ＭＯの値をめておくことができ
る。
そして、この未知試料の親イオンＭＯがイオン検出器４
に初速するように、磁場３の強度が調節され、ＢＯに固
定される。次にｔｉｔ、ｇＢ回路８は、（７）式の左辺
を定数Ｋにおきかえた に、＝（Ｖｏ／Ｍｏ）（１／Ｅｏ２） （９）を満足す
るように（Ｖｏ 、 Ｅｏ ）をスタート点として加速
電圧Ｖと電場電圧Ｅを掃引する。第２図（ａ）は電場電
圧「をリニアに掃引する場合を示している。従って、そ
の時間ｔに対する変化率をａとすれば、ＥはＥ＝Ｅｏ十
ａｔと表わされ、この時の加速電圧Ｖ（ｔ、Ｍ）は、（
９）式から、Ｖ（ｔ、Ｍ）−ＭＫ（Ｅｏ＋ａｔ）２ （
１０）となる。又、第２図（ｂ）において２１で示すよ
うに、 Ｖ（ｔ、Ｍｏ）−ＭｏＫ’（Ｅ’ｏ＋ａｔ）２ （’１
１）として掃引すると、第２図（ｄ）に示すように、親
イオンＭｏからの娘イオンｍｏ１． ｍｏ２． ｍｏ３
゜・・・が得られる。
に初速するように、磁場３の強度が調節され、ＢＯに固
定される。次にｔｉｔ、ｇＢ回路８は、（７）式の左辺
を定数Ｋにおきかえた に、＝（Ｖｏ／Ｍｏ）（１／Ｅｏ２） （９）を満足す
るように（Ｖｏ 、 Ｅｏ ）をスタート点として加速
電圧Ｖと電場電圧Ｅを掃引する。第２図（ａ）は電場電
圧「をリニアに掃引する場合を示している。従って、そ
の時間ｔに対する変化率をａとすれば、ＥはＥ＝Ｅｏ十
ａｔと表わされ、この時の加速電圧Ｖ（ｔ、Ｍ）は、（
９）式から、Ｖ（ｔ、Ｍ）−ＭＫ（Ｅｏ＋ａｔ）２ （
１０）となる。又、第２図（ｂ）において２１で示すよ
うに、 Ｖ（ｔ、Ｍｏ）−ＭｏＫ’（Ｅ’ｏ＋ａｔ）２ （’１
１）として掃引すると、第２図（ｄ）に示すように、親
イオンＭｏからの娘イオンｍｏ１． ｍｏ２． ｍｏ３
゜・・・が得られる。
一方、第２図（ｂ）においてＱ２で示すように、加速電
圧をＭ１／Ｍ’Ｏ倍して、 Ｖ（ｔ、Ｍｌ、）−ＭｌＫ（Ｅｏ＋ａｔ）２ （１１）
として掃引すると、第２図（ｅ）に示すように標準試料
の親イオンＭ１からの娘イオンｍ１１． ｍ１２゜ｍ１
３．・・・が得られる。
圧をＭ１／Ｍ’Ｏ倍して、 Ｖ（ｔ、Ｍｌ、）−ＭｌＫ（Ｅｏ＋ａｔ）２ （１１）
として掃引すると、第２図（ｅ）に示すように標準試料
の親イオンＭ１からの娘イオンｍ１１． ｍ１２゜ｍ１
３．・・・が得られる。
そして掃引中に、第２図（’９）に示すように、加速電
圧をＶ （ｔ、Ｍｏ ）とＶ、（ｔ、Ｍｌ ）との間で
７− 交互に時分割的に切換えれば、親イオンＭＯからの娘イ
オンｍｏｉ、 ｍｏ２．、ｍｏ３．・・・と、標準試料
の親イオンＭ１からの娘イオンｍ１１．、 ｍ１２．
ｍ１３゜・・・との混在した第２図（ｆ）に示す娘イオ
ンスペクトルを得誌ことができる。従って、この質量ス
ペクトルに基づいて未知試料の娘イオンの質門正確に決
定することができる。
圧をＶ （ｔ、Ｍｏ ）とＶ、（ｔ、Ｍｌ ）との間で
７− 交互に時分割的に切換えれば、親イオンＭＯからの娘イ
オンｍｏｉ、 ｍｏ２．、ｍｏ３．・・・と、標準試料
の親イオンＭ１からの娘イオンｍ１１．、 ｍ１２．
ｍ１３゜・・・との混在した第２図（ｆ）に示す娘イオ
ンスペクトルを得誌ことができる。従って、この質量ス
ペクトルに基づいて未知試料の娘イオンの質門正確に決
定することができる。
尚、本発明は上述した実施例に限定されることなく幾多
の変形が可能である。例えば、上記実施例では、電場電
圧をリニアに掃引し、加速電圧を自乗関数で掃引したが
、電場電圧を、１７の関数で掃引すれば、加速電圧の掃
引がリニアとなり、要するにＶ／Ｅ２が一定になる関係
で両者を掃引すれば良い。
の変形が可能である。例えば、上記実施例では、電場電
圧をリニアに掃引し、加速電圧を自乗関数で掃引したが
、電場電圧を、１７の関数で掃引すれば、加速電圧の掃
引がリニアとなり、要するにＶ／Ｅ２が一定になる関係
で両者を掃引すれば良い。
又、本発明は電場２とイオン源１との間に別の質量分析
系と娘イオン生成用の衝突室を挿入した、所謂ＭＳ／Ｍ
Ｓ装置においても適用可能である。
系と娘イオン生成用の衝突室を挿入した、所謂ＭＳ／Ｍ
Ｓ装置においても適用可能である。
その場合、挿入した質量分析系が持つ磁場及び又は電場
の強度を加速電圧の切換に同期して切換え、加速電圧が
Ｖ （ｔ、ＭＯ）の時は質量ＭＯの親イオ８− ンが、又加速電圧がＶ （ｔ、Ｍｌ ）の時は質量Ｍ１
の親イオンが通過し、衝突室へ入射するようにすれば良
い。
の強度を加速電圧の切換に同期して切換え、加速電圧が
Ｖ （ｔ、ＭＯ）の時は質量ＭＯの親イオ８− ンが、又加速電圧がＶ （ｔ、Ｍｌ ）の時は質量Ｍ１
の親イオンが通過し、衝突室へ入射するようにすれば良
い。
又、上述した実施例では、Ｖ／Ｅ２リンクドスキャン中
に、加速電圧の値をＭｌ ／Ｍｏ倍にしたが、更にＭ２
／ＭＯ倍、Ｍ３ ／Ｍｏ倍、・・・も付は加えれば、
質量Ｍ２ 、 Ｍ３ 、・・・の親イオンからの娘イオ
ンも混在したスペクトルを得ることができる。
に、加速電圧の値をＭｌ ／Ｍｏ倍にしたが、更にＭ２
／ＭＯ倍、Ｍ３ ／Ｍｏ倍、・・・も付は加えれば、
質量Ｍ２ 、 Ｍ３ 、・・・の親イオンからの娘イオ
ンも混在したスペクトルを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の実施例の動作を説明するための波形及び
スペクトルを示す図である。 １：イオン源、２：電場、３：磁場、 ４：イオン検出器、５：電場電源、６：１１場電源７：
加速電源、８：掃引回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫
２図は第１図の実施例の動作を説明するための波形及び
スペクトルを示す図である。 １：イオン源、２：電場、３：磁場、 ４：イオン検出器、５：電場電源、６：１１場電源７：
加速電源、８：掃引回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 □ ・□ イオン源と、該イオン源からのイオンを分析する電場及
び、磁場から成る二重集束質量分析系と、該分析系で、
分析されたイオンを検出する検出器と！＊えた。隼暉に
おいて、前記イオン源におけるイオン加速電圧、■と前
記電場の強度Ｆを、Ｖ、／ Ｅ ２が５．一定になるよ
う、な関係を保って同期的に挿引する手段を段、吃ると
共に、該掃引手段による掃引の周期十りも十々に短い周
期で、前記イオン源にお杖るイオン加速電圧を該掃引手
段によって与えられた電圧と、該電圧に予め定めた係数
を掛けた電圧との間、で５呻分割的に切換、えるように
したことを特徴とするりどクド不キャン質量１分析装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238095A JPS60129663A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | リンクドスキヤン質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58238095A JPS60129663A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | リンクドスキヤン質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129663A true JPS60129663A (ja) | 1985-07-10 |
Family
ID=17025088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58238095A Pending JPS60129663A (ja) | 1983-12-16 | 1983-12-16 | リンクドスキヤン質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129663A (ja) |
-
1983
- 1983-12-16 JP JP58238095A patent/JPS60129663A/ja active Pending
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