DE4408489A1 - Massenspektrometer - Google Patents
MassenspektrometerInfo
- Publication number
- DE4408489A1 DE4408489A1 DE19944408489 DE4408489A DE4408489A1 DE 4408489 A1 DE4408489 A1 DE 4408489A1 DE 19944408489 DE19944408489 DE 19944408489 DE 4408489 A DE4408489 A DE 4408489A DE 4408489 A1 DE4408489 A1 DE 4408489A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrodes
- ion
- mass spectrometer
- signal
- ions
- 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.)
- Granted
Links
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
- H01J49/40—Time-of-flight spectrometers
- H01J49/406—Time-of-flight spectrometers with multiple reflections
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisches Massenspektrometer für gela
dene Teilchen, das durch den Oberbegriff des Anspruchs 1. beschrieben ist.
Ein derartiges Massenspektrometer, daß nur elektrische Felder benötigt, ist
aus der US-PS 3 226 543 bekannt.
Üblicherweise werden bei der Verwendung derartiger Massenspektrometer Ionen
quasi gleicher kinetischer Energie, aber unterschiedlicher Masse dadurch getrennt,
daß sie gleiche Wegstrecken mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durchlaufen.
Für dieses Verfahren ist somit entscheidend, daß alle zu trennenden Ionen mög
lichst gleichzeitig vom Ursprung der Trennstrecke starten. In herkömmlichen
Flugzeitmassenspektrometern werden die Ionen nach ihrer unterschiedlichen Flug
zeit auf einem Ionenauffänger oder einem Ionen-Sekundärelektronenvervielfacher
(SEV) getrennt registriert. Dieses Verfahren läßt jedoch bezüglich der Massenauf
lösung zu wünschen übrig. Selbst durch einfache Energiefokussierung, wie aus
"Sov. Phys. Tech. Phys." 16 (1972), 1177-1179, oder durch mehrfache Reflexion,
wie aus "Int. J. Mass Spectrom. Ion Proc." 96 (1990), 267-274, bekannt ist,
kann nur die naturgemäße Energieunschärfe, die der Ionenerzeugung eigen ist,
besser fokussiert werden. Ein wesentlicher Nachteil dieses Detektionsprinzips
bleibt bedingt durch die beschränkte elektronische Zeitauflösung der konsekutiven
Einzelteilchenregistrierung, die eine maximale Massenauflösung von nur einigen
Tausend gestattet. Des weiteren sind SEV-Detektoren verschleißende Teile, die
regelmäßig teuer regeneriert oder neu angeschafft werden müssen. Aus der eingangs
genannten US-PS 3 226 543 ist nun ein Massenspektrometer bekannt, welches die
Eigenfrequenz, der zwischen zwei Spiegelelektroden mehrfach reflektierten Ionen
eines bestimmten Masse-zu-Ladungs-Verhältnis zur Ionentrennung ausnutzt. Das
Detektionsprinzip ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß nur jeweils eine bestim
mte Ionensorte mit einem bestimmten Masse-zu-Ladungs-Verhältnisse durch ge
pulsten Betrieb der Spiegelelektroden innerhalb der Meßstrecke mehrfach reflek
tiert wird, während alle anderen Ionen durch Ausleiten aus der Meßstrecke ent
fernt werden. An einer zylindrischen Signalelektrode, die sich in der Mitte der
Meßstrecke befindet, wird ein gegen Erdpotential gemessenes Influenzsignal abge
griffen, das wiederum zur Rückkopplung für die Pulsfrequenz der Spiegelelektroden
benutzt werden kann. Die gemessene Frequenz entspricht dabei genau der doppel
ten Pulsfrequenz der Spiegelelektroden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil,
daß ein Massenspektrum nur durch sukzessives Abtasten des gesamten Massenbe
reiches aufgenommen werden kann, wobei die Massenauflösung durch die technisch
bedingte Pulslänge klein ist. Weiterhin besteht bei diesem Verfahren die Gefahr
einer Fehlinterpretation des Spektrums dadurch, daß für eine bestimmte Pulsfre
quenz alle Ionen, die die Interferenzbedingung (2n+1)², mit n der Ladungszahl des
Ions, erfüllen, gleichzeitig detektiert werden. Eine mögliche Frequenzanalyse des
Meßsignals kann bei der beschriebenen Elektrodenanordnung nur stark fehlerhaft
vorgenommen werden, da das Signal als absolute Potentialdifferenz gemessen wird.
Eine weitere Einschränkung des in der US-PS 3 226 543 beschriebenen Verfahrens
besteht in der ausschließlichen Verwendung gepulst arbeitender Ionenquellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Massenspektrometer der
eingangs erwähnten Art hinsichtlich seines Detektionsverfahrens, seines Auflösungs
vermögens und seiner Anwendungsbreite zu verbessern, wobei sein Aufbau einfach
und sein Betrieb wirtschaftlich sein soll.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus einer
beliebigen Ionenquelle erzeugte Ionenstrahl zwischen zwei im Abstand L fokus
sierende Ionenspiegel, wie sie aus "Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys." 96 (1990),
267-274 und aus "J. Am. Soc. Mass Spectrom." 4 (1993), 782-786 bekannt sind,
möglichst oft und um genau 180° in seiner Flugbahn zurück reflektiert wird, wobei
der Ionenstrahl an mindestens einem Signalelektrodenpaar derart vorbeigeführt
wird, daß in diesem durch Ladungsverschiebung eine Potentialdifferenz induziert
wird. Im Einklang mit den Gesetzen der Flugzeitmassenspektrometrie besitzen die
wiederholt vorbeifliegenden Ionen eine ihrem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis
entsprechende Geschwindigkeit. Ihre Bewegungsform entspricht einer (gedämpf
ten) Pendelschwingung, die durch eine entsprechende Frequenz charakterisiert ist.
Somit besitzt das Zeitverhalten der gemessenen Potentialdifferenz die gleiche Cha
rakteristik, wie sie die oszillierenden Ionen besitzen, die dieses Potentialsignal
erzeugen. Da sich alle den Meßzyklus betreffenden Ionen in gegebenen für alle
gleichen Beschleunigungs- und Verzögerungspotentialen bewegen, liefert die zeit
abhängige Messung des Potentialsignals (Transientensignal) eine Summe aller Ei
genfrequenzen, die durch die beteiligten Ionensorten verschiedenen Masse-zu-La
dungs-Verhältnisses erzeugt werden, während die Signalintensität ihrer Anzahl
direkt proportional ist. Der Transient wird im Zeitraum registriert und an
schließend Fourier-transformiert. Auf diese Weise erhält man ein Massenspektrum
eines mehrfach reflektierten Ionenstrahls.
Die erfindungsgemäße Bauweise ist nun dadurch gekennzeichnet, daß durch mög
lichst exakte Potentialdifferenzmessung zwischen zwei räumlich unmittelbar be
nachbarten und im Vergleich zur Meßstrecke möglichst kurzen Elektroden, die ein
Meßelektrodenpaar bilden, die Vorteile der Fourier-Transform-Meßtechnik wie sie
beispielsweise auch aus der Ionen-Zyklotron-Resonanz-Massenspektrometrie be
kannt sind, für die Vielfachreflexion von Ionenstrahlen ausgenutzt werden. Ein
entscheidender Vorteil ist die Simultandetektion von Ionen verschiedener Masse.
Daraus resultiert, daß Empfindlichkeit und Auflösungsvermögen nicht wie bei kon
ventioneller Meßtechnik umgekehrt proportional sind, sondern durch Verlängerung
des Meßzyklus′ gleichzeitig erhöht werden können. Das hier beschriebene Verfah
ren vereint den Vorteil eines theoretisch unbegrenzten Massenbereiches und hoher
Ionentransmission, wie aus der Flugzeitmassenspektrometrie bekannt, mit einer
hohen Empfindlichkeit und Auflösung, wie sie die Fourier-Transform-Technik
bietet. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens liegt darin, daß dabei kein
Magnetfeld benötigt wird, das bei konventionellen Ionentrennverfahren in not
wendiger Stärke aufwendig bereitgestellt werden muß.
Das Wesen der Erfindung wird an Hand des in der Fig. 1 gezeigten, stark schema
tisierten Ausführungsbeispiels eines im Folgenden als FT-Multireflektron bezeich
neten Massenspektrometers sowie des in der Fig. 2 beispielhaft wiedergegebenen
Schaltanschluß-Schemas eines Meßelektrodenpaares näher erläutert:
In der Fig. 1 ist der zwischen den beiden Spiegelfeldern R₁ und R₂ verlaufende Flugbahnkorridor K mit den diesen Flugbahnkorridor K als Rohrabschnitte umge benden Pufferelektroden P₁ und P₂ sowie den Meßelektrodenpaaren M₁ bis M₃, die aus den Signalelektroden S₁ bis S₆ bestehen, dargestellt. Ein geschlossener ausgedehnter metallischer Mantelkörper garantiert für das notwendige Hochva kuum, wobei auf die Darstellung der dazu benötigten Vakuumeinrichtung verzich tet wurde. Der von der Ionenquelle Q ausgehende Ionenstrahl I wird durch Blen den Z und Linsen L, die zur ionenoptischen Bündelung des Ionenstrahls selbst auf entsprechende Potentiale gelegt werden können, und die Öffnung der quellensei tigen Spiegelelektrode R₁ sowie der Pufferelektrode P₁ in die den Flugbahnkorri dor K enthaltende Meßstrecke gelenkt. Die Pufferelektroden P₁ und P₂ sowie der Mantelkörper sind durch Zuleitungen mit dem Erdpotential verbunden und sorgen für eine feldfreie Flugstrecke innerhalb der durch die Signalelektroden begrenzten Meßstrecke. Um möglichst empfindlich messen zu können, sollten die als Rohrab schnitte fungierenden Signalelektroden einen, auf den Durchmesser des Ionen strahls, optimal abgestimmten Innendurchmesser aufweisen. Zur Unterdrückung von "Signalverschmierungen" muß die Länge der Signalelektroden möglichst klein im Vergleich zur Länge der Meßstrecke sein. Jede der gegeneinander isolierten Signalelektroden S₁ bis S₆ ist mit je einer Signalableitung A₁ bis A₆ zum Abgrei fen und Überleiten der zugeordneten Elektrodenpotentiale mit den Eingängen der jeweiligen Potentialdifferenzverstärker Vn (n steht hier für die Nummer des je weiligen Meßelektrodenpaares), wie in Fig. 2 für das Meßelektrodenpaar M₁, be stehend aus den Signalelektroden S₁ und S₂, dargestellt ist, verbunden. Das von den Differenzverstärkern Vn erhaltene zeitabhängige Signal wird über die Dauer eines Meßzyklus′ in einem Speicher SP als Summe zwischengespeichert, im folgen den Analog-Digital-Wandler digitalisiert und im nachgeschalteten Computer Fourier-transformiert. Das Ergebnis wird mit einem (nicht dargestellten) Drucker ausgegeben und kann gleichfalls auf einem Bildschirm dargestellt werden, was eine sofortige Beurteilung der gewonnenen Signale erlaubt. Die Eingangsnetzwerke der Differenzverstärker V₁ bis V₃, die mit den Kondensatoren C₁ und C₂ sowie mit den Ableitwiderständen R₁ und R₂ ausgerüstet sind, sorgen dafür, daß die Poten tiale der Signalelektroden, abgesehen durch die infolge Influenz erzeugten Poten tialänderungen, immer im Bereich des Erdpotentials liegen, wobei bei dem in Fig. 2 dargestellten Eingangsnetzwerk eines Differenzverstärkers die beiden Sig nalelektroden S₁ und S₂ hinsichtlich des Erdpotentials symmetrisiert sind. Die Potentialableitungen A₁ bis A₆ sind, wie in Fig. 2 dargestellt, paarweise mit den jeweiligen Differenzverstärkereingängen verbunden, wobei es sich von selbst ver steht, daß die Ableitwiderstände R₁ und R₂ die Hochohmigkeit der Verstärkerein gänge nicht wesentlich beeinflussen und die Zeitkonstante des Eingangsnetzwerks eine Verfälschung der Signalinhalte ausschließt. Die einzelnen Signalelektroden sind gegeneinander isoliert, wobei diese Signalelektroden ebenso wie die Puffer elektroden P₁ und P₂ und die Spiegelelektroden R₁ und R₂ bezüglich der "opti schen Achse" des im Flugbahnkorridor verlaufenden Ionenstrahls justiert angeord net sein müssen. Die Justage wird zunächst mit mechanischen Mitteln vorgenom men und anschließend elektronisch durch Veränderung der Elektroden- und Ionenspiegelpotentiale verfeinert, wobei die Feinjustage im Regelfall durch Optimierung eines mit einer bekannten Ionensorte mit gegebenen Masse-zu-La dungs-Verhältnis gewonnenem Referenzsignal erfolgt. Nachstehende Erläuterun gen betreffen das physikalische Funktionsprinzip des FT-Multireflektrons: Ionen mit quasi gleicher kinetischen Energie,
In der Fig. 1 ist der zwischen den beiden Spiegelfeldern R₁ und R₂ verlaufende Flugbahnkorridor K mit den diesen Flugbahnkorridor K als Rohrabschnitte umge benden Pufferelektroden P₁ und P₂ sowie den Meßelektrodenpaaren M₁ bis M₃, die aus den Signalelektroden S₁ bis S₆ bestehen, dargestellt. Ein geschlossener ausgedehnter metallischer Mantelkörper garantiert für das notwendige Hochva kuum, wobei auf die Darstellung der dazu benötigten Vakuumeinrichtung verzich tet wurde. Der von der Ionenquelle Q ausgehende Ionenstrahl I wird durch Blen den Z und Linsen L, die zur ionenoptischen Bündelung des Ionenstrahls selbst auf entsprechende Potentiale gelegt werden können, und die Öffnung der quellensei tigen Spiegelelektrode R₁ sowie der Pufferelektrode P₁ in die den Flugbahnkorri dor K enthaltende Meßstrecke gelenkt. Die Pufferelektroden P₁ und P₂ sowie der Mantelkörper sind durch Zuleitungen mit dem Erdpotential verbunden und sorgen für eine feldfreie Flugstrecke innerhalb der durch die Signalelektroden begrenzten Meßstrecke. Um möglichst empfindlich messen zu können, sollten die als Rohrab schnitte fungierenden Signalelektroden einen, auf den Durchmesser des Ionen strahls, optimal abgestimmten Innendurchmesser aufweisen. Zur Unterdrückung von "Signalverschmierungen" muß die Länge der Signalelektroden möglichst klein im Vergleich zur Länge der Meßstrecke sein. Jede der gegeneinander isolierten Signalelektroden S₁ bis S₆ ist mit je einer Signalableitung A₁ bis A₆ zum Abgrei fen und Überleiten der zugeordneten Elektrodenpotentiale mit den Eingängen der jeweiligen Potentialdifferenzverstärker Vn (n steht hier für die Nummer des je weiligen Meßelektrodenpaares), wie in Fig. 2 für das Meßelektrodenpaar M₁, be stehend aus den Signalelektroden S₁ und S₂, dargestellt ist, verbunden. Das von den Differenzverstärkern Vn erhaltene zeitabhängige Signal wird über die Dauer eines Meßzyklus′ in einem Speicher SP als Summe zwischengespeichert, im folgen den Analog-Digital-Wandler digitalisiert und im nachgeschalteten Computer Fourier-transformiert. Das Ergebnis wird mit einem (nicht dargestellten) Drucker ausgegeben und kann gleichfalls auf einem Bildschirm dargestellt werden, was eine sofortige Beurteilung der gewonnenen Signale erlaubt. Die Eingangsnetzwerke der Differenzverstärker V₁ bis V₃, die mit den Kondensatoren C₁ und C₂ sowie mit den Ableitwiderständen R₁ und R₂ ausgerüstet sind, sorgen dafür, daß die Poten tiale der Signalelektroden, abgesehen durch die infolge Influenz erzeugten Poten tialänderungen, immer im Bereich des Erdpotentials liegen, wobei bei dem in Fig. 2 dargestellten Eingangsnetzwerk eines Differenzverstärkers die beiden Sig nalelektroden S₁ und S₂ hinsichtlich des Erdpotentials symmetrisiert sind. Die Potentialableitungen A₁ bis A₆ sind, wie in Fig. 2 dargestellt, paarweise mit den jeweiligen Differenzverstärkereingängen verbunden, wobei es sich von selbst ver steht, daß die Ableitwiderstände R₁ und R₂ die Hochohmigkeit der Verstärkerein gänge nicht wesentlich beeinflussen und die Zeitkonstante des Eingangsnetzwerks eine Verfälschung der Signalinhalte ausschließt. Die einzelnen Signalelektroden sind gegeneinander isoliert, wobei diese Signalelektroden ebenso wie die Puffer elektroden P₁ und P₂ und die Spiegelelektroden R₁ und R₂ bezüglich der "opti schen Achse" des im Flugbahnkorridor verlaufenden Ionenstrahls justiert angeord net sein müssen. Die Justage wird zunächst mit mechanischen Mitteln vorgenom men und anschließend elektronisch durch Veränderung der Elektroden- und Ionenspiegelpotentiale verfeinert, wobei die Feinjustage im Regelfall durch Optimierung eines mit einer bekannten Ionensorte mit gegebenen Masse-zu-La dungs-Verhältnis gewonnenem Referenzsignal erfolgt. Nachstehende Erläuterun gen betreffen das physikalische Funktionsprinzip des FT-Multireflektrons: Ionen mit quasi gleicher kinetischen Energie,
wobei m die Ionenmasse, v die Ionengeschwindigkeit, e die Elementarladung, z die
Ladungszahl des Ions und US das Reflexionspotential bezeichnen, führen zwischen
beiden Reflektoren R₁ und R₂ (siehe Fig. 1) eine pendelartige Oszillationsbewegung
aus, die sich direkt aus der Lösung der Bewegungsgleichung
ergibt. Dabei seien E die elektrischen Feldstärke in der sich die Ionen bewegen und
q die Ionenladung, gegeben durch q = z·e. Eine metallische Meßelektrode M, die
wie in Fig. 2 gezeigt, als Signalelektrodenpaar S₁/S₂ segmentiert ist, liefert durch
Ladungsverschiebung ein differenzielles, zeitlich abfallendes Wechselspannungssig
nal, den Transienten:
S(t)∼ΣNi(t)·cos{ωi·t} (3)
dessen Amplitude der Anzahl N der Ionen proportional ist, wobei der Index i, über
den summiert wird, die Anzahl verschieden schwerer Ionen berücksichtigt. Die
Oszillationsfrequenz ω der Ionenpakete, ist mit der Signalfrequenz in
Gleichung (3) identisch und ergibt sich aus der Lösung von Gleichung (2) zu
Wendet man nun auf den Transienten eine Fourier-Transformation an, so erhält
man ein Frequenzspektrum,
das mit Hilfe von Gleichung (6) in ein Massenspektrum umgerechnet werden kann.
Die räumliche und zeitliche Kohärenz der Ionenpackete ist die entscheidende
Voraussetzung für hohe Empfindlichkeit und hohe Auflösung. Im Falle idealer Re
flexions- und Fokussierungsbedingungen durch die Spiegel R₁ und R₂ wird die
Zeitabhängigkeit von N nur durch Ion-Restgasmolekül-Stöße bestimmt.
N(t) = No·exp{-t·ξ} (7)
Die charakteristische Frequenz ξ ist der reduzierten Masse des stoßenden Teilchen
paares und der Stoßfrequenz νcoll direkt proportional:
Somit muß in Gleichung (2) ein Dämpfungsterm, eingeführt werden,
der zu einer Verschiebung der Meßfrequenz im Sinne von Gleichung (10) führt:
ωmess = [ω²-ξ²]1/2 (10)
wobei ω die ungedämpfte harmonische Frequenz aus Gleichung (4) ist. Die Berech
nung der theoretischen Massenauflösung für gegebene Parameter von L und US
leitet sich aus der 1. Ableitung von Gleichung (4) nach dω ab. Hierdurch läßt
sich zeigen, daß für die Massenauflösung m/Δm gilt
Auflösungsbestimmend bei gegebenen apparativen Dimensionen Spiegelabstand L
und Spiegelpotential US ist danach nur die Frequenzbandbreite mit der ein Ionen
paket registriert wird. Diese hängt, wie oben erwähnt, wesentlich von der Kohä
renz der Oszillation, daß heißt Idealität der Reflexion und vom Restgasdruck ab.
Für ein Ausführungsbeispiel werde aus einer möglichst longitudinal fokussierenden
Ionenquelle ein kontinuierlicher Strom positiv geladener Ionen mit einer Beschleu
nigungsspannung von 8 kV extrahiert. Der parallel fokussierte Ionenstrahl wird in
eine durch zwei fokussierende Ionenspiegel begrenzte, für das gewählte
Ausführungsbeispiel 50 cm lange Reflektorstrecke geführt. Der quellenseitige
Ionensiegel besitzt dafür eine entsprechend große Eintrittsöffnung, die es gestattet,
den Ionenstrahl passieren zu lassen. Während ein kontinuierlicher Ionenstrom die
Reflektorstrecke passiert, liegt das Potential beider Ionenspiegel ausreichend tief
unter dem Beschleunigungspotential. Ein Meßzyklus beginnt mit einem kurzzeiti
gen (< 100 µs) Schalten der Ionenspiegel auf ein Potential von beispielsweise
10 kV, wobei dieses stets höher sein muß als das zur Extraktion der Ionen angeleg
te Beschleunigungspotential. Dieses Spiegelpotential wird für die Dauer des Meß
zyklus′, ca. 0,1 bis 10 s, aufrecht erhalten. Die sich zwischen den Ionenspiegeln
befindenden Ionen werden nun pendelartig zwischen diesen hin und her reflektiert
und influenzieren dabei in den Signalelektroden eine Ladungsverschiebung, die als
Bildstromsignal abgegriffen werden kann. Der kontinuierliche Eintritt des Ionen
stroms aus der Ionenquelle in die Meßstrecke ist während der Dauer des Meß
zyklus′ - z. B. wegen des Potentials des quellenseitigen Ionenspiegels - unter
brochen.
Die zwischen den Ionenspiegeln oszillierenden Ionen besitzen nun aufgrund ihres
Masse-zu-Ladungs-Verhältnisses in der feldfreien Meßstrecke eine lineare Ge
schwindigkeitskomponente, die sich aus Gleichung (1) berechnen läßt. In der
Tabelle 1 sind diese linearen Geschwindigkeiten v und die mit Hilfe von
Gleichung (4) berechneten charakteristischen Frequenzen ω für Ionen mit
verschiedenen Masse-zu-Ladungs-Verhältnissen mit den oben angegebenen Bei
spielwerten für den Spiegelabstand und das Spiegelpotential aufgelistet:
Für die oben angenommenen Parameter "Spiegelabstand" und "Spiegelpotential"
ist, ideale Reflexion des Ionenstrahls an beiden Ionenspiegeln vorausgesetzt, die
Auflösung R = m/Δm nur vom Restgasdruck und der Dauer des Meßzyklus′ abhän
gig. Zur Berechnung dieser Auflösung wird der in "J. Chem. Phys." 64 (1976),
110-119 vorgeschlagene Formalismus für das Frequenzspektrum des Fourier-
Transform-Ionen-Zyklotron-Resonanz-Massenspektrometers benutzt, das aus der
Fourier-Transformation des Transientensignals folgt. Die Frequenzbandbreite Δω
bei 50% Signalhöhe ergibt sich danach zu 3,791/T. Die Tabelle 2 zeigt die
Auflösung R für einige ausgewählte Ionensorten bei drei verschiedenen, repräsen
tativen Werten für die Dauer T des Meßzyklus′, die mit Hilfe von Gleichung (11)
berechnet wurden.
Claims (6)
1. Mehrfach reflektierendes Massenspektrometer mit einer Ionenquelle sowie zwei
rotationssymmetrischen, fokussierenden, elektrostatischen Ionenspiegeln, deren
Symmetrieachsen so zusammenfallen, daß die Ionen auf ineinander fallenden Flug
bahnen zwischen diesen Ionenspiegeln pendeln und einen Flugbahnkorridor bil
den, und mindestens einem Signalelektrodenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Signalelektrodenpaar (S₁/S₂) vorgesehen ist, das/die als im
wesentlichen parallel zum Flugbahnkorridor angeordnete, gegeneinander isolierte
Doppelplatte/-n ausgebildet ist/sind.
2. Massenspektrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal
elektrodenpaar (S₁/S₂) zwei gegeneinander isolierte metallische Flächen aus
bildet, deren Form den Flugbahnkorridor der Ionen zumindest teilweise umfas
sen.
3. Massenspektrometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal
elektrodenpaar (S₁/S₂) zwei gegeneinander isolierte Rohrabschnitte sind, die den
Flugbahnkorridor der Ionen konzentrisch umgeben.
4. Massenspektrometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal
elektrodenpaar (S₁/S₂) zwei im Verhältnis zur Länge des Flugbahnkorridores der
Ionen, möglichst kurze und eng nebeneinander angeordnete Rohrabschnitte sind.
5. Massenspektrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jede der Signalelektroden (S₁ bis S₆) paarweise mit dem jeweiligen Eingang
eines Differenzverstärkers (V₁ bis V₆) verbunden ist.
6. Massenspektrometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus
gänge der Differenzverstärker (Vn) mit dem Eingang eines Summenspeichers
verbunden sind, der eine Zwischenspeicherung aller zeitabhängigen Eingangs
signale erlaubt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944408489 DE4408489C2 (de) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Massenspektrometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944408489 DE4408489C2 (de) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Massenspektrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4408489A1 true DE4408489A1 (de) | 1995-09-21 |
DE4408489C2 DE4408489C2 (de) | 1997-07-31 |
Family
ID=6512672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944408489 Expired - Fee Related DE4408489C2 (de) | 1994-03-14 | 1994-03-14 | Massenspektrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4408489C2 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002103747A1 (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Yeda Research And Development Company Ltd. | Ion trapping |
US6570152B1 (en) | 2000-03-03 | 2003-05-27 | Micromass Limited | Time of flight mass spectrometer with selectable drift length |
US6888130B1 (en) | 2002-05-30 | 2005-05-03 | Marc Gonin | Electrostatic ion trap mass spectrometers |
DE112007000921T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-02-19 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Massenspektrometer mit Ionenspeichervorrichtung |
DE112007000931T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-06-04 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ionenenergiestreuungsreduzierung für ein Massenspektrometer |
GB2455977A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-01 | Thermo Fisher Scient | Multi-reflectron time-of-flight mass spectrometer |
WO2010072137A1 (zh) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 岛津分析技术研发(上海)有限公司 | 质谱分析器 |
WO2012080352A1 (en) | 2010-12-14 | 2012-06-21 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ion detection |
WO2012116765A1 (en) | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Shimadzu Corporation | Mass analyser and method of mass analysis |
EP3688790A4 (de) * | 2017-09-25 | 2021-06-23 | DH Technologies Development Pte. Ltd. | Elektrostatisches lineares ionenfallenmassenspektrometer |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10105773C1 (de) * | 2001-02-08 | 2002-07-25 | Sven Ring | Fouriertransformations-Massenspektrometer mit Bildladungsdetektor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3226543A (en) * | 1962-02-22 | 1965-12-28 | Max Planck Gesellschaft | Pulsed time of flight mass spectrometers |
-
1994
- 1994-03-14 DE DE19944408489 patent/DE4408489C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3226543A (en) * | 1962-02-22 | 1965-12-28 | Max Planck Gesellschaft | Pulsed time of flight mass spectrometers |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Int.J. of Mass Spectrom. and Ion Processes" 96 (1990) 267-274 * |
"J.Chem.Phys." 64 (1976) 110-119 * |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6570152B1 (en) | 2000-03-03 | 2003-05-27 | Micromass Limited | Time of flight mass spectrometer with selectable drift length |
EP2099058A3 (de) * | 2001-06-18 | 2009-12-02 | Yeda Research And Development Company Limited | Ionenfalle |
US6744042B2 (en) | 2001-06-18 | 2004-06-01 | Yeda Research And Development Co., Ltd. | Ion trapping |
EP2276056A3 (de) * | 2001-06-18 | 2011-01-26 | Yeda Research And Development Company Ltd. | Ionenfalle |
WO2002103747A1 (en) * | 2001-06-18 | 2002-12-27 | Yeda Research And Development Company Ltd. | Ion trapping |
US6888130B1 (en) | 2002-05-30 | 2005-05-03 | Marc Gonin | Electrostatic ion trap mass spectrometers |
DE112007000922T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-02-19 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Massenspektrometeranordnung mit Fragmentierungszelle und Ionenselektionsvorrichtung |
DE112007000931T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-06-04 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ionenenergiestreuungsreduzierung für ein Massenspektrometer |
DE112007000930T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-02-19 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Verfahren zur Ionenhäufigkeitserhöhung in einem Massenspektrometer |
DE112007000921T5 (de) | 2006-04-13 | 2009-02-19 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Massenspektrometer mit Ionenspeichervorrichtung |
US7858929B2 (en) | 2006-04-13 | 2010-12-28 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ion energy spread reduction for mass spectrometer |
US8513594B2 (en) | 2006-04-13 | 2013-08-20 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Mass spectrometer with ion storage device |
GB2455977A (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-01 | Thermo Fisher Scient | Multi-reflectron time-of-flight mass spectrometer |
WO2010072137A1 (zh) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 岛津分析技术研发(上海)有限公司 | 质谱分析器 |
US8294085B2 (en) | 2008-12-22 | 2012-10-23 | Shimadzu Research Laboratory (Shanghai) Co. Ltd. | Mass spectrometric analyzer |
WO2012080352A1 (en) | 2010-12-14 | 2012-06-21 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ion detection |
DE112011104377T5 (de) | 2010-12-14 | 2013-11-28 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Ionendetektion |
WO2012116765A1 (en) | 2011-02-28 | 2012-09-07 | Shimadzu Corporation | Mass analyser and method of mass analysis |
US9159544B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-10-13 | Shimadzu Corporation | Mass analyser and method of mass analysis |
EP3688790A4 (de) * | 2017-09-25 | 2021-06-23 | DH Technologies Development Pte. Ltd. | Elektrostatisches lineares ionenfallenmassenspektrometer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4408489C2 (de) | 1997-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010034078B4 (de) | Kingdon-Massenspektrometer mit zylindrischen Elektroden | |
DE102017219518A1 (de) | Mehrfachreflexions-Massenspektrometer mit Verzögerungsstufe | |
DE60114394T2 (de) | FAIMS Vorrichtung und Verfahren mit Ionisierungsquelle auf Laserbasis | |
DE112011103924B4 (de) | Verfahren zur Massentrennung von lonen und Massentrenner | |
DE68913290T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Massenbestimmung von Proben mittels eines Quistors. | |
DE102007024858B4 (de) | Massenspektrometer mit einer elektrostatischen Ionenfalle | |
DE102010062529A1 (de) | Laufzeitmassenspektrometer mit gekrümmten Ionenspiegeln | |
DE69012899T2 (de) | Ionenspiegel für ein Flugzeit-Massenspektrometer. | |
DE112013001062T5 (de) | Vorrichtung und Verfahren für die lonenmobilitätsspektrometrie | |
WO2012113935A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur erhöhung des durchsatzes bei flugzeitmassenspektrometern | |
DE112011104377T5 (de) | Ionendetektion | |
DE1598072A1 (de) | Multipol-Massenfilter | |
DE4408489A1 (de) | Massenspektrometer | |
DE102008024297A1 (de) | Fragmentierung von Ionen in Kingdon-Ionenfallen | |
DE102017012306B3 (de) | Ioneninjektion in eine elektrostatische Falle | |
DE2040521A1 (de) | Massenspektrometer | |
DE2628422C3 (de) | Verfahren zur Massenspektroskopie | |
DE102007017053A1 (de) | Messzelle für Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometer | |
DE112016005070B4 (de) | Massenspektrometer | |
DE19635645A1 (de) | Hochauflösende Ionendetektion für lineare Flugzeitmassenspektrometer | |
DE2340372A1 (de) | Doppelfokussierendes massenspektrometer hoher eingangsapertur | |
DE102013015046A1 (de) | Bildgebendes Massenspektrometer und Verfahren zum Steuern desselben | |
DE69121463T2 (de) | Ionenbündelvorrichtung | |
US4982087A (en) | ICR ion trap | |
DE1498983B2 (de) | Vorrichtung zur Trennung von Ionen mit verschiedener spezifischer elektrischer Ladung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: STREHLE, FRANK, DR., 01737 THARANDT, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |