JPS63200458A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
- Publication number
- JPS63200458A JPS63200458A JP62032894A JP3289487A JPS63200458A JP S63200458 A JPS63200458 A JP S63200458A JP 62032894 A JP62032894 A JP 62032894A JP 3289487 A JP3289487 A JP 3289487A JP S63200458 A JPS63200458 A JP S63200458A
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- JP
- Japan
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- lens
- ions
- magnetic field
- slit
- electric field
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁場を先行配置し、電場を後側に配置する逆
配置の光学系を有する二重収束質量分析装置に係り、特
に通常の二重収束質量分析に加えて、磁場を単一の分析
計として前駆イオンの分析をした後に、前駆イオンの解
離イオンの分析も行えるようにしたfI量量分製装置関
する。
配置の光学系を有する二重収束質量分析装置に係り、特
に通常の二重収束質量分析に加えて、磁場を単一の分析
計として前駆イオンの分析をした後に、前駆イオンの解
離イオンの分析も行えるようにしたfI量量分製装置関
する。
第3図は、磁場を先行配置し、電場を後側に配置する逆
配置の光学系を有する従来の二重収束質量分析装置を示
す図で、1はイオン源、2はソーススリット、3はイオ
ン流、4は磁石、5は電極、6は検出スリット、7は検
出器、8は検出スリット、9は衝突室である。
配置の光学系を有する従来の二重収束質量分析装置を示
す図で、1はイオン源、2はソーススリット、3はイオ
ン流、4は磁石、5は電極、6は検出スリット、7は検
出器、8は検出スリット、9は衝突室である。
図において、通常の二重収束質量分析を行う場合には、
ソーススリット2を通過したイオン源lからのイオン流
3を、磁石4により形成される偏向磁場により質量分散
させると同時に方向収束させ、更に電極5により形成さ
れる電場内での偏向によりエネルギ収束させて検出器7
により検出し、分析を行う。また、磁場を単一の分析計
として利用し、スリット8のところでイオン(前駆イオ
ン)の検出をした後、He等のガスを入れた衝突室9で
イオンを衝突させ、電場によりそのときの前駆イオンの
解離イオン(娘イオン)のエネルギスペクトルをとると
、これがそのままffff1スペクトルに対応し、所謂
M I K E S (Mass−analyzedI
n Kinetic EnergV Spectro
metry )分析を行うことができる。なお、M[K
ESとは、磁場を単一の分析計として前駆イオンの分析
をした後に、娘イオンを電場で分析する手法である。
ソーススリット2を通過したイオン源lからのイオン流
3を、磁石4により形成される偏向磁場により質量分散
させると同時に方向収束させ、更に電極5により形成さ
れる電場内での偏向によりエネルギ収束させて検出器7
により検出し、分析を行う。また、磁場を単一の分析計
として利用し、スリット8のところでイオン(前駆イオ
ン)の検出をした後、He等のガスを入れた衝突室9で
イオンを衝突させ、電場によりそのときの前駆イオンの
解離イオン(娘イオン)のエネルギスペクトルをとると
、これがそのままffff1スペクトルに対応し、所謂
M I K E S (Mass−analyzedI
n Kinetic EnergV Spectro
metry )分析を行うことができる。なお、M[K
ESとは、磁場を単一の分析計として前駆イオンの分析
をした後に、娘イオンを電場で分析する手法である。
ところで、第3図に示す質量分析装置では、磁場強度を
大きくするために磁石4の磁極ギャップを狭くしである
ので、イオン源1から出射するイオンの多くが磁極に衝
突して通過できず、通過率が著しく低下する欠点がある
。
大きくするために磁石4の磁極ギャップを狭くしである
ので、イオン源1から出射するイオンの多くが磁極に衝
突して通過できず、通過率が著しく低下する欠点がある
。
第4図はイオンの磁場通過率を改善した質量分析装置を
示す図、第5図は第4図の装置のレンズとして使用され
ている静電四極レンズの構成を示す図、第6図はイオン
軌道を説明するための図である。なお、第3図と同一番
号は同一内容を示しており、Ql 、Qま、Qlはレン
ズ、10は電源、11.12はポテンシオメータ、13
〜16は電極である。
示す図、第5図は第4図の装置のレンズとして使用され
ている静電四極レンズの構成を示す図、第6図はイオン
軌道を説明するための図である。なお、第3図と同一番
号は同一内容を示しており、Ql 、Qま、Qlはレン
ズ、10は電源、11.12はポテンシオメータ、13
〜16は電極である。
図において、Ql レンズ、Q2レンズ、磁場(H)
、Ch レンズ、電場(C)゛で形成されるQQHQC
光学系は、基本的には第3図と同様の逆配置の光学系を
構成している。各Qレンズを構成している静電四極レン
ズは、第5図に示すように、中点が接地された電TA1
0から2個のポテンシオメータ1112により各電極1
3〜16に正負の電圧が印加されており、これにより、
イオン流の動径方向(X方向)にはイオン流を発散させ
、軌道平面に垂直な方向(X方向)には収束性を与える
電位分布が得られる。QQHQC光学系における各Qレ
ンズによるイオン流の収束性の様子は、X方向とX方向
とについて第6図に示すようになっている。
、Ch レンズ、電場(C)゛で形成されるQQHQC
光学系は、基本的には第3図と同様の逆配置の光学系を
構成している。各Qレンズを構成している静電四極レン
ズは、第5図に示すように、中点が接地された電TA1
0から2個のポテンシオメータ1112により各電極1
3〜16に正負の電圧が印加されており、これにより、
イオン流の動径方向(X方向)にはイオン流を発散させ
、軌道平面に垂直な方向(X方向)には収束性を与える
電位分布が得られる。QQHQC光学系における各Qレ
ンズによるイオン流の収束性の様子は、X方向とX方向
とについて第6図に示すようになっている。
次に動作を説明すると、第6図に示すように・X方向に
中心点から角度θ。で放出されたイオンも、上端y0か
ら平行に放出されたイオンもQI、Qzレンズにより収
束して偏向磁場へ入射するので、磁極間隙が狭くてもこ
こを通過することができる。したがって、θ。、yoが
イオン源スリット2を通過したイオンの角度及び位置に
ついての上限とすると、この範囲内の全てのイオンは磁
極間隙が狭くても、磁極に衝突することなく通過するこ
とができ、有効に利用することができる。
中心点から角度θ。で放出されたイオンも、上端y0か
ら平行に放出されたイオンもQI、Qzレンズにより収
束して偏向磁場へ入射するので、磁極間隙が狭くてもこ
こを通過することができる。したがって、θ。、yoが
イオン源スリット2を通過したイオンの角度及び位置に
ついての上限とすると、この範囲内の全てのイオンは磁
極間隙が狭くても、磁極に衝突することなく通過するこ
とができ、有効に利用することができる。
このように偏向[tBに入射するイオン流を収束させる
と、偏向磁場の出射点からイオン流は次第にX方向に発
散することになるので、レンズQ、により収束させて電
場に入射させ、高い通過率を得るようにしている。この
ように、イオン流は偏向磁場で極めて狭い磁極間隙を通
過した後に無駄なく収束されてイオン検出器で検出され
、二重収束質量分析が行われる。
と、偏向磁場の出射点からイオン流は次第にX方向に発
散することになるので、レンズQ、により収束させて電
場に入射させ、高い通過率を得るようにしている。この
ように、イオン流は偏向磁場で極めて狭い磁極間隙を通
過した後に無駄なく収束されてイオン検出器で検出され
、二重収束質量分析が行われる。
ところで、QQHQC光学系を単一の質■分析計として
用いる場合は、この光学系の質量分散を大きくとり、さ
らに収差を小さくするために、Q、と電場の中間部付近
(あるいは電場内)に収束点を有するようにQI Qx
レンズの電圧を設定している。
用いる場合は、この光学系の質量分散を大きくとり、さ
らに収差を小さくするために、Q、と電場の中間部付近
(あるいは電場内)に収束点を有するようにQI Qx
レンズの電圧を設定している。
この装置でMIKES分析を行う場合には、収束点と電
場の間に衝突室を設ける必要がある。一般に、衝突室を
小さくし、しかも所定の衝突確率が得られるように、ガ
ス圧力を上げると周囲の真空度を下げてしまい、また衝
突室からのガスの流出を防ぐためにイオン通過孔を小さ
くすると、イオンの通過率が低下してしまうこととなる
。そのため衝突室は、10−”Torr程度の衝突ガス
を入れ、ある程度の大きさがあることが必要であり、そ
れ程小さくはできない。
場の間に衝突室を設ける必要がある。一般に、衝突室を
小さくし、しかも所定の衝突確率が得られるように、ガ
ス圧力を上げると周囲の真空度を下げてしまい、また衝
突室からのガスの流出を防ぐためにイオン通過孔を小さ
くすると、イオンの通過率が低下してしまうこととなる
。そのため衝突室は、10−”Torr程度の衝突ガス
を入れ、ある程度の大きさがあることが必要であり、そ
れ程小さくはできない。
しかしながら、第4図の質量分析装置では、第6図から
も分かるように電場の直前に収束点があり、Q3レンズ
と電場との間は接近しており、MI KBS分析をしよ
うとしても、衝突室を配置するスペースがないという問
題点がある。
も分かるように電場の直前に収束点があり、Q3レンズ
と電場との間は接近しており、MI KBS分析をしよ
うとしても、衝突室を配置するスペースがないという問
題点がある。
本発明は上記問題点を解決するためのものであって、Q
QHQC光学系において、単一の質量分析計としても、
またtlKEs分析計としても容易に切り換えて使用す
ることができる質量分析装置を提供することを目的とす
る。
QHQC光学系において、単一の質量分析計としても、
またtlKEs分析計としても容易に切り換えて使用す
ることができる質量分析装置を提供することを目的とす
る。
そのために本発明の質量分析装置は、加速されたイオン
を放出するイオン源と、イオン源からのイオンが通過す
るスリットと、スリットを通過したイオンに一方向には
発散性を、該一方向に直交する方向には収束性を与える
複数の静電レンズからなる第1のレンズと、第1のレン
ズを通過したイオンを偏向する磁場を発生する磁石と、
偏向磁場を通過したイオンを収束させる第2のレンズと
、第2のレンズを通過したイオンをエネルギ収束させる
電場を形成する電極と、電場を通過したイオンを検出す
るイオン検出器とを備えた質量分析装置であって、さら
に偏向磁場と第2のレンズとの間にスリットと衝突室を
配置し、二重収束質量分析を行う場合と、磁場による前
駆イオンの分析及び電場による前駆イオンの解離イオン
の分析を行う場合とで第1レンズへの印加電圧を切り換
えて収束点をシフトさせることを特徴とする。
を放出するイオン源と、イオン源からのイオンが通過す
るスリットと、スリットを通過したイオンに一方向には
発散性を、該一方向に直交する方向には収束性を与える
複数の静電レンズからなる第1のレンズと、第1のレン
ズを通過したイオンを偏向する磁場を発生する磁石と、
偏向磁場を通過したイオンを収束させる第2のレンズと
、第2のレンズを通過したイオンをエネルギ収束させる
電場を形成する電極と、電場を通過したイオンを検出す
るイオン検出器とを備えた質量分析装置であって、さら
に偏向磁場と第2のレンズとの間にスリットと衝突室を
配置し、二重収束質量分析を行う場合と、磁場による前
駆イオンの分析及び電場による前駆イオンの解離イオン
の分析を行う場合とで第1レンズへの印加電圧を切り換
えて収束点をシフトさせることを特徴とする。
本発明の質量分析装置は、二重収束質量分析を行う場合
と、MI KES分析を行う場合とで異なったQ、Q、
レンズ電圧を印加し、それぞれに異なった最適なイオン
軌道をとらせることにより、単一の質量分析計としては
、高いイオン1ffi過率と大きな質量分散、さらに小
さな収差係数が得られるようにし、一方MIKBS分析
では、第1の質量分析計(磁場)の収束点でより効率の
良い衝突室が配置できるようにしている。
と、MI KES分析を行う場合とで異なったQ、Q、
レンズ電圧を印加し、それぞれに異なった最適なイオン
軌道をとらせることにより、単一の質量分析計としては
、高いイオン1ffi過率と大きな質量分散、さらに小
さな収差係数が得られるようにし、一方MIKBS分析
では、第1の質量分析計(磁場)の収束点でより効率の
良い衝突室が配置できるようにしている。
(実施例〕
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第1図は本発明によるf量分折装置を用いてMI KE
S分析を行う場合の一実施例を示す図、第2図は第1図
の装置においてQ、をオフにする別の実施例を示す図で
、第3図、第4図と同一番号は同一内容を示している。
S分析を行う場合の一実施例を示す図、第2図は第1図
の装置においてQ、をオフにする別の実施例を示す図で
、第3図、第4図と同一番号は同一内容を示している。
なお、20は検出スリット、21は衝突室、22はコレ
クタスリットである。
クタスリットである。
第1図において、単一の二重収束at分析装置として使
用する場合には、従来と同様に03レンズと電場の中間
部付近、或いは電場内に収束点を有するようにQ+ 、
Qz レンズの電圧を設定する(第4図)。
用する場合には、従来と同様に03レンズと電場の中間
部付近、或いは電場内に収束点を有するようにQ+ 、
Qz レンズの電圧を設定する(第4図)。
次に、MI KBSを行う場合には、レンズQ1Q2の
電圧を調整して(具体的にはレンズ作用を弱めて)、偏
向磁場とQ3レンズとの間に収束点をシフトさせる。こ
の収束点の所に検出スリット20を設けて磁場単一によ
る質量分析を行う。一方、収束点のシフトによりスリッ
ト20とQ3レンズとの間に得られたスペースには衝突
室21を配置して娘イオンを生成させる。衝突室21か
ら出射する娘イオンを再収束させるためにQ、レンズに
は、軌道方向にイオンを収束させる様な電圧を印加する
。こうして電場を掃引することにより、娘イオンのエネ
ルギスペクトル即ち質量スペク、トルを得ることができ
る。 なお、娘イオンを収束させる位置は必ずしも元の
コレクタスリット位置ではなく、別の位置にM I K
BS用のコレクタスリットを配しても良い。この時Q、
レンズには単一の質量分析計の場合と同じ電圧を印加口
ても良いし、その他の電圧あるいは第2図に示すように
印加しなくてもよい。その場合、Q、Ch レンズによ
り収束点をシフトさせた分だけ娘イオンの収束点も電場
側にシフトするので、その位置に新たにコレクタスリッ
ト22を配置すれば良い。
電圧を調整して(具体的にはレンズ作用を弱めて)、偏
向磁場とQ3レンズとの間に収束点をシフトさせる。こ
の収束点の所に検出スリット20を設けて磁場単一によ
る質量分析を行う。一方、収束点のシフトによりスリッ
ト20とQ3レンズとの間に得られたスペースには衝突
室21を配置して娘イオンを生成させる。衝突室21か
ら出射する娘イオンを再収束させるためにQ、レンズに
は、軌道方向にイオンを収束させる様な電圧を印加する
。こうして電場を掃引することにより、娘イオンのエネ
ルギスペクトル即ち質量スペク、トルを得ることができ
る。 なお、娘イオンを収束させる位置は必ずしも元の
コレクタスリット位置ではなく、別の位置にM I K
BS用のコレクタスリットを配しても良い。この時Q、
レンズには単一の質量分析計の場合と同じ電圧を印加口
ても良いし、その他の電圧あるいは第2図に示すように
印加しなくてもよい。その場合、Q、Ch レンズによ
り収束点をシフトさせた分だけ娘イオンの収束点も電場
側にシフトするので、その位置に新たにコレクタスリッ
ト22を配置すれば良い。
以上のように本発明によれば、偏向磁場とQ3レンズの
間に収束点を移動させることにより、衝突室を設けるた
めの広いスペースを確保でき、また、この収束点の移動
のためにはQ、Q、のレンズ電圧を変えるだけで良く、
単一の質量分析計の条件とMI KBS用の条件とを簡
単に切り換えて得ることができる。
間に収束点を移動させることにより、衝突室を設けるた
めの広いスペースを確保でき、また、この収束点の移動
のためにはQ、Q、のレンズ電圧を変えるだけで良く、
単一の質量分析計の条件とMI KBS用の条件とを簡
単に切り換えて得ることができる。
第1図は本発明による質量分析装置の一実施例を示す図
、第2図は第1図の装置において03をオフにする実施
例を示す図、第3図は逆配置の光学系を有する従来の二
重収束質量分析装置を示す図、第4図はQQHQC光学
系を有する従来の質量分析装置を示す図、第5図は静電
四極レンズの構成を示す図、第6図はイオン軌道を説明
するための図である。 1・・・イオン源、2・・・ソーススリット、3・・・
イオン流、4・・・磁石、5・・・電極、6・・・検出
スリット、7・・・検出器、Q+ 、Qz 、Q3・・
・レンズ、20・・・検出スリット、21・・・衝突室
、22・・・コレクタスリット 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信(外2名)第1図 第2図 町1 イU
、第2図は第1図の装置において03をオフにする実施
例を示す図、第3図は逆配置の光学系を有する従来の二
重収束質量分析装置を示す図、第4図はQQHQC光学
系を有する従来の質量分析装置を示す図、第5図は静電
四極レンズの構成を示す図、第6図はイオン軌道を説明
するための図である。 1・・・イオン源、2・・・ソーススリット、3・・・
イオン流、4・・・磁石、5・・・電極、6・・・検出
スリット、7・・・検出器、Q+ 、Qz 、Q3・・
・レンズ、20・・・検出スリット、21・・・衝突室
、22・・・コレクタスリット 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信(外2名)第1図 第2図 町1 イU
Claims (1)
- 加速されたイオンを放出するイオン源と、イオン源から
のイオンが通過するスリットと、スリットを通過したイ
オンに一方向には発散性を、該一方向に直交する方向に
は収束性を与える複数の静電レンズからなる第1のレン
ズと、第1のレンズを通過したイオンを偏向する磁場を
発生する磁石と、偏向磁場を通過したイオンを収束させ
る第2のレンズと、第2のレンズを通過したイオンをエ
ネルギ収束させる電場を形成する電極と、電場を通過し
たイオンを検出するイオン検出器とを備えた質量分析装
置であって、さらに偏向磁場と第2のレンズとの間にス
リットと衝突室を配置し、二重収束質量分析を行う場合
と、磁場による前駆イオンの分析及び電場による前駆イ
オンの解離イオンの分析を行う場合とで第1レンズへの
印加電圧を切り換えて収束点をシフトさせることを特徴
とする質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032894A JPH0624114B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032894A JPH0624114B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200458A true JPS63200458A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH0624114B2 JPH0624114B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=12371595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032894A Expired - Lifetime JPH0624114B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624114B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120565390A (zh) * | 2025-07-25 | 2025-08-29 | 合肥引力波智谱科技有限公司 | 用于三重四极杆质谱中降低质量数干扰的控制方法 |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032894A patent/JPH0624114B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120565390A (zh) * | 2025-07-25 | 2025-08-29 | 合肥引力波智谱科技有限公司 | 用于三重四极杆质谱中降低质量数干扰的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0624114B2 (ja) | 1994-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |