JPS6286657A - 二次イオン質量分析計用イオン源 - Google Patents
二次イオン質量分析計用イオン源Info
- Publication number
- JPS6286657A JPS6286657A JP60224727A JP22472785A JPS6286657A JP S6286657 A JPS6286657 A JP S6286657A JP 60224727 A JP60224727 A JP 60224727A JP 22472785 A JP22472785 A JP 22472785A JP S6286657 A JPS6286657 A JP S6286657A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reagent
- ion source
- sample
- mass spectrometer
- ion
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は二次イオン質量分析計用イオン源に係り、特に
高感度測定をすおのに好適な二次イオン質量分析計用イ
オン源に関する。
高感度測定をすおのに好適な二次イオン質量分析計用イ
オン源に関する。
有機化合物を対象にした二次イオン質量分析法（ｍｏｌ
ｅｃｕｌａｒ ＳＩＭＳ）では、金属の試料ホルダー上
に試料をグリセロールなどのストリックス材とともに塗
布し、ここに−次ビーム（イオン又は中性粒子）を照射
して試料分子をスパッタしイオン化する（例えばマスス
ペクトロスコピー（ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
） 、 ３０ 、１６９ （１９８２） ） 、二次イ
オンの検出感度を高めるためには２通りの方法が°ある
。第１は装置自体の高感度化（例えば、マススペクトメ
トリーレビュー（Ｍａｓｓ ＳｐｅｃｔｍｅｔｒｙＲｅ
ｖｉｅｗｓ） 、 （２） 、 ２９９ （１９８３
））であり、第２は測定時の試料のサンプリング方法の
最適化である。後者については酸や塩基などの適当な試
薬の添加がイオン強度の向上に効果的である。たとえば
、正の２次イオンを検出する正ＳＩＭではマトリックス
と試料を塗布した試料ホルダー上に更に微量の酸を添加
するとイオン強度の増大に有効である。また負ＳＩＭＳ
には塩基の添加が効果的である。しかし試料ホルダー上
の試料溶液内に試薬をあらかじめ加えておく方法では、
試薬の種類によっては予備排気中に試薬が蒸発してしま
ってスベ。
ｅｃｕｌａｒ ＳＩＭＳ）では、金属の試料ホルダー上
に試料をグリセロールなどのストリックス材とともに塗
布し、ここに−次ビーム（イオン又は中性粒子）を照射
して試料分子をスパッタしイオン化する（例えばマスス
ペクトロスコピー（ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
） 、 ３０ 、１６９ （１９８２） ） 、二次イ
オンの検出感度を高めるためには２通りの方法が°ある
。第１は装置自体の高感度化（例えば、マススペクトメ
トリーレビュー（Ｍａｓｓ ＳｐｅｃｔｍｅｔｒｙＲｅ
ｖｉｅｗｓ） 、 （２） 、 ２９９ （１９８３
））であり、第２は測定時の試料のサンプリング方法の
最適化である。後者については酸や塩基などの適当な試
薬の添加がイオン強度の向上に効果的である。たとえば
、正の２次イオンを検出する正ＳＩＭではマトリックス
と試料を塗布した試料ホルダー上に更に微量の酸を添加
するとイオン強度の増大に有効である。また負ＳＩＭＳ
には塩基の添加が効果的である。しかし試料ホルダー上
の試料溶液内に試薬をあらかじめ加えておく方法では、
試薬の種類によっては予備排気中に試薬が蒸発してしま
ってスベ。
クトル測定時には既に残存しないために効果がなくなっ
ていたり、測定の初期には効果があるが試薬の揮発と共
にすぐに効果がなくなったりして都合が悪い。
ていたり、測定の初期には効果があるが試薬の揮発と共
にすぐに効果がなくなったりして都合が悪い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、二次イオン質量分析計において高感度
測定を可能にするイオン源を提供することにある。
測定を可能にするイオン源を提供することにある。
ＳＩＭスペクトルの測定において感度を上げるために種
々の添加物が用いられている、たとえば正ＳＩＭＳにお
いては酸を添加すると分子イオン強度は２〜３倍からも
のによっては１桁近く強くなる。
々の添加物が用いられている、たとえば正ＳＩＭＳにお
いては酸を添加すると分子イオン強度は２〜３倍からも
のによっては１桁近く強くなる。
このような添加物の働らきは試料溶液表面の状態を変え
ることにあると思われる。グリセロールと混合した試料
分子の層が表面に出来ると二次イオン強度は高くなるが
、この時酸が共存するとイオン強度は更に強くなる。そ
こで、試料がターゲット上に残存する間、常にこのよう
な試薬が表面に共存すれば高感度な測定が安定に持続で
きる。そのためにはターゲット上の試料溶液内で試薬を
混合する方法では、既に述べたように効果の持続が不可
能で効率も悪い。数ｎｇ以下のｖｌｔｌ試量測定ではグ
リセロール量を０．１ μＱ以下にする必要がある。
ることにあると思われる。グリセロールと混合した試料
分子の層が表面に出来ると二次イオン強度は高くなるが
、この時酸が共存するとイオン強度は更に強くなる。そ
こで、試料がターゲット上に残存する間、常にこのよう
な試薬が表面に共存すれば高感度な測定が安定に持続で
きる。そのためにはターゲット上の試料溶液内で試薬を
混合する方法では、既に述べたように効果の持続が不可
能で効率も悪い。数ｎｇ以下のｖｌｔｌ試量測定ではグ
リセロール量を０．１ μＱ以下にする必要がある。
高感度を達成するには試料の塗布領域を小さくする（０
．５ｍｓ”〜１ｍｍ”）必要があるが酸を含んだ液を加
えるとこの領域にマトリックスを保持する事はできない
。あらかじめマトリックスに酸を加えておく方法もある
が、酸によっては非常に揮発しやすいため最適な酸濃度
を常に得るのは困薙となる。したがってこの添加の効果
を損わずにターゲット外から同様の効果を与えるように
した。そのために、蒸発してターゲット上の試料表面に
吸着されるような試薬を入れた溜をターゲット近傍に備
えたり、試薬をガス状にして試料表面にふきつけるよう
な試薬供給手段を備えたイオン源としたものである。
．５ｍｓ”〜１ｍｍ”）必要があるが酸を含んだ液を加
えるとこの領域にマトリックスを保持する事はできない
。あらかじめマトリックスに酸を加えておく方法もある
が、酸によっては非常に揮発しやすいため最適な酸濃度
を常に得るのは困薙となる。したがってこの添加の効果
を損わずにターゲット外から同様の効果を与えるように
した。そのために、蒸発してターゲット上の試料表面に
吸着されるような試薬を入れた溜をターゲット近傍に備
えたり、試薬をガス状にして試料表面にふきつけるよう
な試薬供給手段を備えたイオン源としたものである。
以下、本発明の実施例を第１〜４図により説明する。
第１図は、イオン源の断面図である。−次ビーム源２よ
り放出された一次ビームはイオン化室４内の試料ホルダ
ー８上に塗布された有機試料をスパッタする。これによ
り生成した２次イオンビーム１０は引き出しスリット５
静電レンズ６、アーススリット７を通って質量分析計１
１に導入される。酸性又は塩基性の試薬ガスを径０．６
〜１．５ｍのノズルから試料表面へふきつける。試薬ガ
スは試薬ガス導入パイプ１２及びその接続部１８により
イオン源外から導入される。第１図（ａ）では、トリク
ロロ酢酸（ＴＣＡ）など固体状の酸を用いる場合で、試
薬溜１８の中に、ＴＣＡの結晶を入れ先端部をグラスウ
ールなどで軽く押えてとりつけ試薬ガスパイプ接続部１
７につなぐ。排気した後、適当な蒸気圧を得るためヒー
ター１６で数十℃以上に加熱し、ガス状態になったＴＣ
Ａをイオン源内に導入する。その量はヒーターの温度と
バルブの開閉により調節する。蒸気圧の高い試薬の場合
には、ヒーターの代わりに冷媒を用いて排気したり、蒸
気圧を調節する。第１図（ｂ）はガス状態の試薬を用い
る場合である。塩化水素（ＨＣＱ）や臭化水素（ＨＢｒ
）など気体の酸をガスボンベあるいはガス溜め１７から
バルブを通してイオン源内に導入する。また第１図（ｂ
）ではフッ素（Ｆ２）ガスをふきつけると試料溶液面上
に存在する水と反応して表面でフッ化水素酸（ＨＦ）が
生成し、酸の効果を与えることもできる。以上のような
ビームを用いると試料表面は常に試薬をふきつけられて
いるので測定途中で試薬の効果が途切れることなく高感
度の測定の効果が持続する。
り放出された一次ビームはイオン化室４内の試料ホルダ
ー８上に塗布された有機試料をスパッタする。これによ
り生成した２次イオンビーム１０は引き出しスリット５
静電レンズ６、アーススリット７を通って質量分析計１
１に導入される。酸性又は塩基性の試薬ガスを径０．６
〜１．５ｍのノズルから試料表面へふきつける。試薬ガ
スは試薬ガス導入パイプ１２及びその接続部１８により
イオン源外から導入される。第１図（ａ）では、トリク
ロロ酢酸（ＴＣＡ）など固体状の酸を用いる場合で、試
薬溜１８の中に、ＴＣＡの結晶を入れ先端部をグラスウ
ールなどで軽く押えてとりつけ試薬ガスパイプ接続部１
７につなぐ。排気した後、適当な蒸気圧を得るためヒー
ター１６で数十℃以上に加熱し、ガス状態になったＴＣ
Ａをイオン源内に導入する。その量はヒーターの温度と
バルブの開閉により調節する。蒸気圧の高い試薬の場合
には、ヒーターの代わりに冷媒を用いて排気したり、蒸
気圧を調節する。第１図（ｂ）はガス状態の試薬を用い
る場合である。塩化水素（ＨＣＱ）や臭化水素（ＨＢｒ
）など気体の酸をガスボンベあるいはガス溜め１７から
バルブを通してイオン源内に導入する。また第１図（ｂ
）ではフッ素（Ｆ２）ガスをふきつけると試料溶液面上
に存在する水と反応して表面でフッ化水素酸（ＨＦ）が
生成し、酸の効果を与えることもできる。以上のような
ビームを用いると試料表面は常に試薬をふきつけられて
いるので測定途中で試薬の効果が途切れることなく高感
度の測定の効果が持続する。
第２図はイオン源部の一例である。第１図とほぼ同じで
あるが、試料ホルダ面と引き出しスリット５の間の間隔
を小さくしてイオンの引き出し効率を上げるようになっ
ている。そのために、−成粒子線及び試薬ビームは、静
電レンズ６、引き出しスリット５の切欠き部を通して試
料ホルダ８を照射するようにする。このような配置にす
ると、試料ホルダ８と引き出しスリット５間に導入パイ
プなどの夾雑物がなくなるのでその間隔をイオンの引き
出し効率が最大になるように小さくすることができて都
合が良い。
あるが、試料ホルダ面と引き出しスリット５の間の間隔
を小さくしてイオンの引き出し効率を上げるようになっ
ている。そのために、−成粒子線及び試薬ビームは、静
電レンズ６、引き出しスリット５の切欠き部を通して試
料ホルダ８を照射するようにする。このような配置にす
ると、試料ホルダ８と引き出しスリット５間に導入パイ
プなどの夾雑物がなくなるのでその間隔をイオンの引き
出し効率が最大になるように小さくすることができて都
合が良い。
第３図は、試料ホルダー８において、液状の試薬の溜を
有する試料ホルダーである。台形の上底面の試料塗布部
２２に有機試料２４を塗布しそのわきのくぼみにあたる
ポケット部を試薬の溜２１とする。溜２１には適当な板
状に成形したアルミナなどを吸着剤２３として入れ、塩
酸、リン酸など液状の試薬をしみこませておく、溜上部
をフタしてしまうと１台形上部との細いすきまから試薬
蒸気２５が試料面の方向に揮発し試料表面に吸着される
。この方法では試薬の保持に吸着剤を用いているので、
液状の試薬であっても突沸することなく徐々に揮発して
ゆき、効果が持続する。またイオン源の改造をすること
なく、簡便に高感度化の効果が得られる。第３図（ｂ）
、（Ｑ）は当試料ホルダ８をイオン源に装着した時の上
方からの断面図である。第３図（ｂ）では試料ホルダ８
の溜の部分が引き出しスリット５と離れているが、第３
図（ｃ）では、両者を接触させることにより試料面を引
き出しスリットにより近づけることができ、引き出し効
率を上げることができる。
有する試料ホルダーである。台形の上底面の試料塗布部
２２に有機試料２４を塗布しそのわきのくぼみにあたる
ポケット部を試薬の溜２１とする。溜２１には適当な板
状に成形したアルミナなどを吸着剤２３として入れ、塩
酸、リン酸など液状の試薬をしみこませておく、溜上部
をフタしてしまうと１台形上部との細いすきまから試薬
蒸気２５が試料面の方向に揮発し試料表面に吸着される
。この方法では試薬の保持に吸着剤を用いているので、
液状の試薬であっても突沸することなく徐々に揮発して
ゆき、効果が持続する。またイオン源の改造をすること
なく、簡便に高感度化の効果が得られる。第３図（ｂ）
、（Ｑ）は当試料ホルダ８をイオン源に装着した時の上
方からの断面図である。第３図（ｂ）では試料ホルダ８
の溜の部分が引き出しスリット５と離れているが、第３
図（ｃ）では、両者を接触させることにより試料面を引
き出しスリットにより近づけることができ、引き出し効
率を上げることができる。
第４図は、実際に測定したペプチド（分子量９３０）の
分子イオン（ＭＨ＋ 、９３１）領域のＳＩＭスペクト
ルの比較である。（ａ）は溜を用いないときのもので、
（ｂ）は第３図で示したような溜にトリクロロ酢酸（Ｔ
Ｌ Ａ）飽和水溶液を含くせて測定したスペクトルで
ある。（ａ）に比べて（ｂ）では分子イオン強度は約６
倍強くなっていることがわかる。
分子イオン（ＭＨ＋ 、９３１）領域のＳＩＭスペクト
ルの比較である。（ａ）は溜を用いないときのもので、
（ｂ）は第３図で示したような溜にトリクロロ酢酸（Ｔ
Ｌ Ａ）飽和水溶液を含くせて測定したスペクトルで
ある。（ａ）に比べて（ｂ）では分子イオン強度は約６
倍強くなっていることがわかる。
本発明は以上説明したようにイオン源運転時に有機物試
料に試薬を供給する試薬供給手段を設けたものであるか
ら、高感度測定の可能な二次イオン質量分析計用イオン
源を提供できる。
料に試薬を供給する試薬供給手段を設けたものであるか
ら、高感度測定の可能な二次イオン質量分析計用イオン
源を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す二次イオン質量分析計
用イオン源の垂直方向の断面図であり（ａ）は固体の試
薬を用いる場合（ｂ）はガス状試薬を用いる場合を示し
、第２図は他のイオン源の垂直方向の断面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す二次イオン質量分析計用イオ
ン源の溜を有する試料ホルダーを示し、（ａ）はその見
取り図、（ｂ）、（ｃ）は当試料ホルダーをイオン源、
に装着した時の上方からの断面図、第４図はペプチドの
分子イオン領域のＳＩＭスペクトルで（ａ）は溜がない
時、（ｂ）はＴＣＡを含ませた溜を用いた時のスペクト
ルである。 １・・・イオン源箱、２・・・−次位子線源、３・・・
−次位子線用ガス導入パイプ、４・・・イオン化室、５
・・・引き出しスリット、６・・・静電レンズ、７・・
・アーススリット、８・・・試料ホルダ、９・・・−成
粒子線、１０・・・二次イオンイオンビーム、１１・・
・質量分析計、１２・・・試薬ガス導入パイプ、１３・
・・試薬ガスビーム、１４・・・固体状試薬、１５・・
・グラスウール、１６・・・ヒーター又は冷媒、１７・
・・試薬ガスボンベ、１８・・・試薬ガスパイプ接続部
、１９・・・試薬溜、２０・・・試薬溜を有した試料ホ
ルダー、２１・・・試薬溜、２２・・・試料塗布部、２
３・・・吸着剤、２４・・・有機試料、２５・・・試薬
蒸気。
用イオン源の垂直方向の断面図であり（ａ）は固体の試
薬を用いる場合（ｂ）はガス状試薬を用いる場合を示し
、第２図は他のイオン源の垂直方向の断面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す二次イオン質量分析計用イオ
ン源の溜を有する試料ホルダーを示し、（ａ）はその見
取り図、（ｂ）、（ｃ）は当試料ホルダーをイオン源、
に装着した時の上方からの断面図、第４図はペプチドの
分子イオン領域のＳＩＭスペクトルで（ａ）は溜がない
時、（ｂ）はＴＣＡを含ませた溜を用いた時のスペクト
ルである。 １・・・イオン源箱、２・・・−次位子線源、３・・・
−次位子線用ガス導入パイプ、４・・・イオン化室、５
・・・引き出しスリット、６・・・静電レンズ、７・・
・アーススリット、８・・・試料ホルダ、９・・・−成
粒子線、１０・・・二次イオンイオンビーム、１１・・
・質量分析計、１２・・・試薬ガス導入パイプ、１３・
・・試薬ガスビーム、１４・・・固体状試薬、１５・・
・グラスウール、１６・・・ヒーター又は冷媒、１７・
・・試薬ガスボンベ、１８・・・試薬ガスパイプ接続部
、１９・・・試薬溜、２０・・・試薬溜を有した試料ホ
ルダー、２１・・・試薬溜、２２・・・試料塗布部、２
３・・・吸着剤、２４・・・有機試料、２５・・・試薬
蒸気。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、有機物試料を対象にした二次イオン質量分析計用イ
オン源において、該イオン源運転時に試料台に設けられ
た該有機物試料に試薬を供給する試薬供給手段を設けた
ことを特徴とする二次イオン質量分析計用イオン源。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記試
薬供給手段は、上記イオン源の外部に設けられその内部
に試薬が封入された試薬容器と、該試薬容器に接続され
上記有機物試料に試薬を供給する試薬供給パイプからな
ることを特徴とする二次イオン資料分析計用イオン源。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上記試
薬供給手段は試料台近傍に設けられ、その内部に試薬が
充填され、有機物試料に向かう開口を有する試薬溜から
なることを特徴とする二次イオン質料分析計用イオン源
。 ４、特許請求の範囲第３項記載のもにおいて、上記試料
溜の内部にはその内部に試薬のしみ込まされた吸着剤が
配置されたことを特徴とする二次イオン質料分析計用イ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224727A JPH0766777B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 二次イオン質量分析計用イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224727A JPH0766777B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 二次イオン質量分析計用イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286657A true JPS6286657A (ja) | 1987-04-21 |
| JPH0766777B2 JPH0766777B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16818295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60224727A Expired - Lifetime JPH0766777B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 二次イオン質量分析計用イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766777B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997690A (ja) * | 1973-01-19 | 1974-09-14 |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP60224727A patent/JPH0766777B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4997690A (ja) * | 1973-01-19 | 1974-09-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766777B2 (ja) | 1995-07-19 |
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