EP0378648A1

EP0378648A1 - Icr ion trap.

Info

Publication number: EP0378648A1
Application number: EP89907696A
Authority: EP
Inventors: Martin Allemann; Pablo Caravatti
Original assignee: Spectrospin AG
Current assignee: Spectrospin AG
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1990-07-25
Anticipated expiration: 2009-06-28
Also published as: EP0378648B1; DE3821998C2; JPH0668969B2; US5089702A; US4982087A; DE3821998A1; WO1990000309A1; DE58909253D1; JPH03501187A

Abstract

Un piège à ions ICR comporte des plaques latérales (1) parallèles à un axe (Z) et des plaques terminales (5, 6) perpendiculaires à l'axe (Z). Une source de tension (7) permet d'appliquer des potentiels de captage aux plaques latérales et terminales. Des plaques-électrodes (8, 9) supplémentaires, auxquelles peuvent être appliqués des potentiels de captage de polarité opposée aux plaques terminales, sont agencées à une certaine distance des plaques terminales, formant ainsi un espace extérieur dans lequel sont captés des ions de signe opposé. Après analyse et élimination des ions présents dans la chambre intérieure, les ions de signe contraire sont captés dans la chambre intérieure puis analysés. Il est également possible d'observer des réactions de recombination entre des ions de signe opposé.An ICR ion trap has side plates (1) parallel to an axis (Z) and end plates (5, 6) perpendicular to the axis (Z). A voltage source (7) makes it possible to apply capture potentials to the side and end plates. Additional electrode plates (8, 9), to which sensing potentials of opposite polarity can be applied to the end plates, are arranged at a distance from the end plates, thus forming an external space in which ions of opposite sign are collected. . After analysis and elimination of the ions present in the interior chamber, the ions of opposite sign are collected in the interior chamber and then analyzed. It is also possible to observe recombination reactions between ions of opposite sign.

Description

ICR-Ionenfalle ICR ion trap

Die Erfindung betrifft eine ICR-Ionenfalle mit sich parallel zu einer Achse erstreckenden, in Achsrichtung gleich langen, elektrisch leitenden Seitenplatten und mit sich senkrecht zu der Achse erstreckenden, elektrisch leitenden Endplatten, die den von den Seitenplatten umschlossenen Raum abschließen und von den Seitenplatten elektrisch isoliert sind, und mit einer Spannungsquelle zum Anlegen von Fangpotentialen an die Seitenund Endplatten. The invention relates to an ICR ion trap with electrically conductive side plates that extend parallel to an axis and have the same length in the axial direction, and with electrically conductive end plates that extend perpendicular to the axis and that close off the space enclosed by the side plates and are electrically insulated from the side plates and with a voltage source for applying catch potentials to the side and end plates.

Derartige Ionenfallen finden in ICR-Massenspektrometern Verwendung und haben den Zweck, die Ionen von Substanzen einzufangen, die mittels der Cyklotronresonanz massenspektroskopisch untersucht werden sollen. Dabei werden zum Einfangen negativer Ionen die Endplatten auf einem gegenüber den Seitenplatten negativen Potential gehalten, während zum Einfangen positiver Ionen das Potential der Endplatten gegenüber den Seitenplatten positiv ist. Such ion traps are used in ICR mass spectrometers and have the purpose of capturing the ions of substances that are to be examined by mass spectroscopy using cyclotron resonance. The end plates are held at a negative potential compared to the side plates to trap negative ions, while the potential of the end plates is positive towards the side plates to trap positive ions.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß bei den bekannten ICRlonenfallen die Polarität des Potentials der Endplatten in It is apparent from the above that in the known ICR ion traps the polarity of the potential of the end plates in

Bezug auf die Seitenplatten die Polarität der Ionen bestimmt, die mittels einer solchen Ionenfalle eingefangen werden können. Wenn die Ionen, wie allgemein üblich, innerhalb der Ionenfalle durch Bestrahlen der zu untersuchenden Substanz erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Laser-Strahles oder eines With respect to the side plates, the polarity of the ions is determined, which can be captured by means of such an ion trap. If, as is generally customary, the ions are generated within the ion trap by irradiating the substance to be examined, for example by means of a laser beam or

Elektronen-Strahles, so können insbesondere bei der Anregung durch einen Elektronen-Strahl gleichzeitig negative und positive Ionen entstehen, von denen stets die eine Ionenart verloren geht, obwohl die Untersuchung beider lonenarten von Interesse sein könnte. Andererseits ist auch die massenspektroskopische Untersuchung von Rekombinationsreaktionen zwischen positiven und negativen Ionen von Interesse, die jedoch mittels der bekannten ICR-Ionenfallen prinzipiell nicht möglich ist. Daher besteht ein Bedarf an Ionenfallen, die es gestatten, gleichzeitig sowohl positive als auch negative Ionen einzufangen. Electron beam, negative and positive ions can arise simultaneously, particularly when excited by an electron beam, of which one type of ion is always lost, although the investigation of both types of ions could be of interest. On the other hand, the mass spectroscopic investigation of recombination reactions between positive and negative ions is also of interest, but this is in principle not possible using the known ICR ion traps. There is therefore a need for ion traps that allow both positive and negative ions to be trapped at the same time.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ionenfalle zu schaffen, die das gleichzeitige Einfangen von positive und negativen Ionen ermöglicht. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer ICR-Ionenfalle der eingangs genannten Art im Abstand von den Endplatten weitere Elektrodenplatten angeordnet sind, die sich parallel zu den Endplatten erstrecken und an die mittels der Spannungsguelle Fangpotentiale anlegbar sind, deren Accordingly, the invention has for its object to provide an ion trap that allows the simultaneous capture of positive and negative ions. This object is achieved according to the invention in that, in the case of an ICR ion trap of the type mentioned at the outset, further electrode plates are arranged at a distance from the end plates, which extend parallel to the end plates and to which catch potentials can be applied by means of the voltage source, the potential of which

Polarität zur Polarität der an den Endplatten anliegenden Polarity to the polarity of those on the end plates

Potentiale entgegengesetzt ist. Potentials is opposite.

Die erfindungsgemäße ICR-Ionenfalle bildet demnach eine Anordnung, bei der gewissermaßen zwei ICR-Ionenfallen bildende Bereiche ineinander geschachtelt sind. Während die Ionen der einen Polarität in herkömmlicher Weise zwischen den Endplatten gefangen sind, die einen inneren Bereich begrenzen, können die anderen Ionen durch in den Endplatten angeordnete Löcher hindurchtreten und zu den weiteren Elektrodenplatten gelangen, die einen äußeren Bereich begrenzen. Diese anderen Ionen werden an den weiteren Elektroden wegen deren zu den Endplatten umgekehrten Polarität reflektiert, so daß sie durch die Öffnungen in den Endplatten hindurch bis zu der anderen weiteren The ICR ion trap according to the invention accordingly forms an arrangement in which, as it were, two regions forming ICR ion traps are nested one inside the other. While the ions of one polarity are trapped between the end plates which delimit an inner region in a conventional manner, the other ions can pass through holes arranged in the end plates and reach the further electrode plates which delimit an outer region. These other ions are reflected on the other electrodes because of their polarity reversed to the end plates, so that they pass through the openings in the end plates to the other one

Elektrodenplatte fliegen, an der sie dann wieder reflektiert werden. Auf diese Weise durchqueren die Ionen mit der anderen Polarität jeweils den von den Endplatten begrenzten inneren Bereich, in dem sie mit den Ionen in Wechselwirkung treten können, die innerhalb dieses Bereiches der Ionenfalle gefangen sind. In diesem Bereich können dann beispielsweise Rekombinationsreaktionen stattfinden, deren Ergebnisse durch eine spätere Massenanalyse der gefangenen Ionen untersucht werden können. Dabei versteht es sich, daß immer entweder nur positive oder nur negative Ionen nachgewiesen werden können, weil nur die zwischen den Seitenplatten, d.h. auch zwischen den Endplatten gefangenen Ionen zu Cyklotron-Bewegungen angeregt und dadurch selektiv eliminiert werden können. Es besteht jedoch die Möglichkeit, durch Umpolen der Spannungen nach der Analyse der Ionen der einen Polarität die Ionen der anderen Polarität wenigstens zu einem wesentlichen Teil in den inneren Bereich der ICR-Ionenfalle zu überführen und dort zu fangen, so daß sie anschließend analysiert werden können. Fly the electrode plate, on which they are then reflected again. In this way, the ions with the other polarity each cross the inner region delimited by the end plates, in which they can interact with the ions which are trapped within this region of the ion trap. In this area, for example, recombination reactions can then take place, the results of which can be examined by a later mass analysis of the trapped ions. It goes without saying that either only positive or only negative ions can be detected because only the ions trapped between the side plates, ie also between the end plates, can be excited to cyclotron movements and can thereby be selectively eliminated. However, there is Possibility, by reversing the polarity of the voltages after the analysis of the ions of one polarity, at least to a large extent to transfer the ions of the other polarity into the inner region of the ICR ion trap and catch them there so that they can subsequently be analyzed.

Es sind zwar schon ICR-Ionenfallen bekannt, die das gleichzeitige Einfangen von positiven und negativen Ionen gestatten, jedoch arbeiten diese Ionenfallen nach einem anderen Prinzip und haben daraus resultierende Nachteile. Die erste dieser bekannten lonenfallen, über die auf dem ASMS-Meeting 1986 in Cincinnati/Ohio von Ghaderi berichtet worden ist, macht von einem absichtlich inhomogenen Magnetfeld Gebrauch, das die Although ICR ion traps are already known which allow positive and negative ions to be captured at the same time, these ion traps operate according to a different principle and have the disadvantages resulting therefrom. The first of these known ion traps, reported by Ghaderi at the 1986 ASMS meeting in Cincinnati, Ohio, makes use of an intentionally inhomogeneous magnetic field that the

Anwendung eines elektrostatischen Fangfeldes überflüssig macht und für positive und negative Ionen gleichermaßen wirksam ist. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die mangelnde Homogenität die Auflösung eines entsprechend ausgebildeten Spektrometers stark begrenzt, so daß jedenfalls eine hochauflösende Spektrometrie praktisch unmöglich ist. Bei einer weiteren Anordnung, die von Inoue in einem Aufsatz mit dem Titel "ICR Study of Negative Ions Produced by Electron Impact and Water Vapor" beschrieben worden ist, wird durch Anlegen einer HF-Spannung an die Seitenplatten der lonenfalle ein Entweichen der Ionen verhindert. Damit läßt sich dieses Verfahren nicht anwenden, wenn von einer Breitband-Fouriertransformation Gebrauch gemacht werden soll. Eliminates the need to use an electrostatic trapping field and is equally effective for positive and negative ions. The disadvantage, however, is that the lack of homogeneity severely limits the resolution of a suitably designed spectrometer, so that high-resolution spectrometry is practically impossible. Another arrangement, described by Inoue in an article entitled "ICR Study of Negative Ions Produced by Electron Impact and Water Vapor", prevents the ions from escaping by applying an RF voltage to the side plates of the ion trap. This method cannot be used if a broadband Fourier transform is to be used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen The invention is described and explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawing. The features that can be gathered from the description and the drawing can be used in other embodiments of the invention can be used individually or in combination in any combination. Show it

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Fig. 1 shows a schematic cross section through a

ICR-Ionenfalle nach der Erfindung und ICR ion trap according to the invention and

Fig. 2 ein Diagramm, das den Potentialverlauf in Fig. 2 is a diagram showing the potential curve in

Achsrichtung der Ionenfalle wiedergibt. Axis direction of the ion trap.

Die in Fig. 1 dargestellte Ionenfalle weist vier Seitenwände 1 auf, von denen in Fig. 1 drei Seitenwände sichtbar sind. Diese Seitenwände 1 erstrecken sich parallel zu einer Achse Z und begrenzen ein Prisma mit quadratischem Querschnitt. Die Enden dieses Prismas werden von zwei Endplatten 5, 6 verschlossen, die mittels einer Spannungsquelle 7 gegenüber den Seitenplatten 1 auf einem definierten, positiven Potential von -1 V gehalten werden. Dadurch ergibt sich innerhalb des von den Seitenplatten 1 und den Endplatten 5, 6 begrenzten Raumes längs der Z-Achse der in Fig. 2 durch die Kurve 4 wiedergegebene Potentialverlauf zwischen den Maxima 15, 16. Insofern hat die Ionenfalle einen bekannten, typischen Aufbau und ist dazu geeignet, positive Ionen zu fangen, da positive Ionen von den sich auf einem positiven Potential befindenden Endplatten 5, 6 reflektiert und damit auf den Raum zwischen diesen Endplatten begrenzt werden. The ion trap shown in FIG. 1 has four side walls 1, of which three side walls are visible in FIG. 1. These side walls 1 extend parallel to an axis Z and delimit a prism with a square cross section. The ends of this prism are closed by two end plates 5, 6, which are kept at a defined positive potential of -1 V with respect to the side plates 1 by means of a voltage source 7. As a result, within the space delimited by the side plates 1 and the end plates 5, 6 along the Z-axis, the potential curve between the maxima 15, 16 shown by the curve 4 in FIG. 2 results. In this respect, the ion trap has a known, typical structure and is suitable for capturing positive ions, since positive ions are reflected by the end plates 5, 6 which are at a positive potential and are thus limited to the space between these end plates.

Erfindungsgemäß sind parallel zu den Endplatten 5, 6 weitere Elektrodenplatten 8, 9 angeordnet, die sich in Bezug auf die Seitenplatten 1 jeweils an der Außenseite der zugeordneten According to the invention, further electrode plates 8, 9 are arranged parallel to the end plates 5, 6, each of which is located on the outside of the associated one with respect to the side plates 1

Endplatte 5, 6 befinden und von diesen Endplatten einen gewissen, gleichen Abstand haben. Diese weiteren Elektrodenplatten 8, 9 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, auf einem Potential mit dem zum Potential der Endplatten 5, 6 entgegengesetzten Vor zeichen gehalten, also bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einem Potential von jeweils -1 V. Dadurch ergibt sich zwischen den Endplatten und den weiteren Elektrodenplatten der in Fig. 2 durch die Kurve 4 dargestellte Potentialverlauf zwischen ihren Endpunkten 18 und 19 und dem jeweils benachbarten Maximum 15 bzw. 16. Ebenso wie die positiven Endplatten 5, 6 für positive Ionen eine Potentialsperre bilden, bilden die sich auf einem negativen Potential befindenden weiteren End plate 5, 6 are located and have a certain, equal distance from these end plates. These further electrode plates 8, 9 are, as shown in Fig. 2, at a potential with the opposite of the potential of the end plates 5, 6 in front Character held, so in the illustrated embodiment at a potential of -1 V. This results between the end plates and the further electrode plates, the potential curve shown in FIG. 2 by curve 4 between their end points 18 and 19 and the adjacent maximum 15th or 16. Just as the positive end plates 5, 6 form a potential barrier for positive ions, the others, which are at a negative potential, form

Elektrodenplatten 8, 9 eine Potentialsperre für negative Ionen. Daher werden negative Ionen, die sich einer der weiteren Electrode plates 8, 9 a potential barrier for negative ions. Therefore, negative ions are one of the other

Elektrodenplatten 8, 9 nähern, von diesen Elektrodenplatten reflektiert, während sie von den Endplatten 5, 6 angezogen werden. Infolgedessen durchdringen die negativen Ionen die in den Endplatten 5, 6 angeordneten, zentralen Löcher 25, 26 und nähern sich demgemäß der anderen weiteren Elektrode 9, an der die negativen Ionen wiederum reflektiert werden, so daß sie, von der benachbarten Endplatte 6 beschleunigt, wieder den Raum zwischen den Endplatten 5, 6 durchfliegen, bis sie an der weiteren Elektrodenplatte 8 abgebremst und in ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt werden. Daher bilden die weiteren Elektrodenplatten 8, 9 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen eine Ionenfalle für negative Ionen. Approach electrode plates 8, 9, reflected by these electrode plates while being attracted to end plates 5, 6. As a result, the negative ions penetrate the central holes 25, 26 arranged in the end plates 5, 6 and accordingly approach the other further electrode 9, on which the negative ions are in turn reflected, so that they accelerate from the adjacent end plate 6 again fly through the space between the end plates 5, 6 until they are braked on the further electrode plate 8 and reversed in their direction of movement. The further electrode plates 8, 9 therefore form an ion trap for negative ions in the exemplary embodiments shown.

Bei einer Massenanalyse können allerdings bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nur die zwischen den Endplatten 5, 6 gefangenen positiven Ionen analysiert werden, weil die negativen Ionen durch den Analyseimpuls ebenfalls beschleunigt werden und dann Kreisbahnen beschreiben, auf denen sie die In the case of a mass analysis, however, only the positive ions trapped between the end plates 5, 6 can be analyzed in the exemplary embodiment shown, because the negative ions are also accelerated by the analysis pulse and then describe circular paths on which they

Löcher 25, 26 in den Endplatten 5, 6 nicht mehr passieren können. Daher werden negative Ionen in den Räumen zwischen den Endplatten 5, 6 und den jeweils benachbarten weiteren Holes 25, 26 in the end plates 5, 6 can no longer pass. Therefore, negative ions are in the spaces between the end plates 5, 6 and the adjacent others

Elektrodenplatten 8 bzw. 9 gefangen. Nach Abschluß der Analyse der positiven Ionen können dann allerdings die Potentiale an den Endplatten 5, 6 und den weiteren Elektrodenplatten 8, 9 umgekehrt werden, was eine Spiegelung des Potentialverlaufes nach Fig. 2 an der Z-Achse zur Folge hätte, so daß nunmehr die negativen Ionen in dem von den Endplatten 5, 6 begrenzten Raum gefangen werden und analysiert werden können. Der dabei eintretende lonenverlust dürfte nicht beträchtlich sein. Electrode plates 8 and 9 caught. After completing the analysis of the positive ions, however, the potentials at the end plates 5, 6 and the further electrode plates 8, 9 can be reversed, which would result in a reflection of the potential curve according to FIG. 2 on the Z axis, so that the negative ions in the limited space can be caught by the end plates 5, 6 and can be analyzed. The loss of ions that occurs should not be significant.

Bei der beschriebenen Anordnung kann die Ionisierung der sich innerhalb der lonenfalle befindenden Substanzen mittels eines Laser- oder Elektronen-Strahles erfolgen, der die ICR-Ionenfalle in Richtung der Z-Achse durchquert. Zu diesem Zweck weisen nicht nur die Endplatten 5, 6 zentrale Löcher 25, 26, sondern auch die weiteren Elektrodenplatten 8, 9 entsprechende zentrale Löcher 28, 29 auf. Von den durch Bestrahlen gebildeten Ionen sammeln sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die positiven Ionen zwischen den Endplatten 5, 6, während die negativen Ionen zwischen den weiteren Elektrodenplatten 3, 9 oszillieren. Dabei durchqueren die negativen Ionen fortlaufend den mit den positiven Ionen ausgefüllten inneren Bereich, so daß leicht Wechselwirkungen zwischen den positiven und negativen Ionen eintreten können. Daher ist die erfindungsgemäße ICRlonenfalle besonders zur Beobachtung von Wechselwirkungen zwischen positiven und negativen Ionen geeignet. In the arrangement described, the substances located within the ion trap can be ionized by means of a laser or electron beam which traverses the ICR ion trap in the direction of the Z axis. For this purpose, not only the end plates 5, 6 have central holes 25, 26, but also the further electrode plates 8, 9 have corresponding central holes 28, 29. In the exemplary embodiment shown, the ions formed by irradiation collect the positive ions between the end plates 5, 6, while the negative ions oscillate between the further electrode plates 3, 9. The negative ions continuously cross through the inner area filled with the positive ions, so that interactions between the positive and negative ions can easily occur. The ICR ion trap according to the invention is therefore particularly suitable for observing interactions between positive and negative ions.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So könnten beispielsweise die Seitenplatten als Teile von ZylinderMantelflächen ausgebildet sein, die ICR-Ionenfalle könnte also einen kreisrunden Querschnitt haben. Weiterhin bestünde die Möglichkeit, mit den Seitenplatten fluchtende Plattenabschnitte zwischen den Endplatten und den weiteren Elektrodenplatten anzuordnen, wie es in Fig. 1 der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Bei Verwendung eines Laser-Strahles könnte der Strahl auch senkrecht zur Z-Achse der Anordnung und damit zur Achse des Magnetfeldes gerichtet sein, so daß die Löcher in den weiteren Elektrodenplatten 8, 9 entfallen könnten. Allerdings müßten die zentralen Löcher 25, 26 in den Endplatten 5, 6 erhalten bleiben, um den Durchtritt der zwischen den weiteren Elektrodenplatten gefangenen Ionen zu ermöglichen . Demgemäß hat der Fachmann viele Möglichkeiten, eine ICR-Ionenfalle nach den Lehren der Erfindung herzustellen, die sich aus dem Inhalt der nachfolgenden Patentansprüche ergeben. It goes without saying that the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown, but deviations from it are possible without leaving the scope of the invention. For example, the side plates could be formed as parts of cylinder jacket surfaces, so the ICR ion trap could have a circular cross section. There would also be the possibility of plate sections aligned with the side plates to be arranged between the end plates and the further electrode plates, as is indicated by dash-dotted lines in FIG. 1 of the drawing. When using a laser beam, the beam could also be directed perpendicular to the Z axis of the arrangement and thus to the axis of the magnetic field, so that the holes in the further electrode plates 8, 9 could be omitted. However, the central holes 25, 26 in the end plates 5, 6 would have to be retained in order to allow the ions trapped between the further electrode plates to pass through. Accordingly, those skilled in the art have many options for making an ICR ion trap according to the teachings of the invention, which will become apparent from the content of the following claims.

Aufgrund der üblichen räumlichen Dimensionen des homogenen Due to the usual spatial dimensions of the homogeneous

Bereichs des auf die ICR-Zelle wirkenden Magnetfeldes liegen typische Werte für den Abstand zweier gegenüberliegender Seitenplatten 1 zwischen 1 cm und 10 cm, für den Abstand der Endplatten 5 und 6 voneinander zwischen 1 cm und 15 cm, für den Abstand einer jeden Endplatte 5 bzw. 6 von der ihr jeweils zunächst liegenden weiteren Elektrodenplatte 8 bzw. 9 zwischen 1 cm und 10 cm und für die Durchmesser der zentralen Löcher 25, 26, 28, 29 zwischen 1 mm und 10 mm. Typischerweise ist der Abstand einer jeden Endplatte 5 bzw. 6 von der ihr jeweils zunächst liegenden weiteren Elektrodenplatte 8 bzw. 9 dreibis fünfmal so groß wie der Durchmesser der zentralen Löcher 25, 26, 28, 29. Range of the magnetic field acting on the ICR cell are typical values for the distance between two opposite side plates 1 between 1 cm and 10 cm, for the distance between the end plates 5 and 6 between 1 cm and 15 cm, for the distance between each end plate 5 and 6 of the further electrode plate 8 or 9 lying respectively first between 1 cm and 10 cm and for the diameter of the central holes 25, 26, 28, 29 between 1 mm and 10 mm. Typically, the distance of each end plate 5 or 6 from the further electrode plate 8 or 9 lying next to it is three to five times the diameter of the central holes 25, 26, 28, 29.

Die Fangpotentiale liegen typischerweise zwischen -5 V und ÷5 V, wobei die an die Endplatte 5, 6 angelegten Potentiale das entgegengesetzte Vorzeichen zu den an die weiteren Elektrodenplatten 8, 9 angelegten Potentialen haben, aber von gleichem Betrag sind. Es kann aber auch vorteilhaft sein, an die weiteren Elektrodenplatten 8, 9 ein dem Betrage nach größeres oder kleineres Fangpotential anzulegen als an die Endplatten 5, 6, z.B. um eine spezielle räumliche Verteilung des elektrischen Feldes zu erzielen. The capture potentials are typically between -5 V and ÷ 5 V, the potentials applied to the end plates 5, 6 having the opposite sign to the potentials applied to the further electrode plates 8, 9, but being of the same amount. However, it can also be advantageous to apply a larger or smaller capture potential to the further electrode plates 8, 9 than to the End plates 5, 6, for example to achieve a special spatial distribution of the electric field.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims

1. ICR-Ionenfalle mit sich parallel zu einer Achse erstreckenden, in Achsrichtung gleich langen, elektrisch leitenden Seitenplatten und mit sich senkrecht zu der Achse erstrekkenden, elektrisch leitenden Endplatten, die den von den Seitenplatten umschlossenen Raum abschließen und von den Seitenplatten elektrisch isoliert sind, und mit einer 1. ICR ion trap with electrically conductive side plates extending parallel to an axis, of equal length in the axial direction and with electrically conductive end plates extending perpendicular to the axis, which close off the space enclosed by the side plates and are electrically insulated from the side plates, and with one

Spannungsquelle zum Anlegen von Fangpotentialen an die Power source for applying catch potential to the

Seiten und Endplatten, Sides and end plates,

dadurch gekennzeichnet, daß characterized in that

im Abstand von den Endplatten (5,6) weitere Elektrodenplatten (8,9) angeordnet sind, die sich parallel zu den Endplatten (5,6) erstrecken und an die mittels der Spannungsquelle (7) Fangpotentiale anlegbar sind, deren Polarität zur Polarität der an den Endplatten (5,6) anliegenden Potentiale entgegengesetzt ist. at a distance from the end plates (5, 6), further electrode plates (8, 9) are arranged, which extend parallel to the end plates (5, 6) and to which capture potentials can be applied by means of the voltage source (7), the polarity of which is related to the polarity of the potentials present at the end plates (5, 6) are opposite.

2. ICR-Ionenfalle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. ICR ion trap according to claim 1, characterized in that

daß die Polarität der an den Endplatten (5,6) und an den weiteren Elektrodenplatten (8,9) anliegenden Potentiale umkehrbar ist. that the polarity of the potentials present on the end plates (5, 6) and on the further electrode plates (8, 9) is reversible.

3. ICR-Ionenfalle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten (5,6) und ggf. auch die weiteren Elektrodenplatten (8,9) mit auf einer gemeinsamen Achse (Z) liegenden Löchern (25,26,28,29) zum Durchtritt der zwischen den weiteren Elektrodenplatten (8,9) gefangenen Ionen und ggf. eines Ionisierungs-Strahles versehen sind. 3. ICR ion trap according to claim 1 or 2, characterized in that the end plates (5, 6) and possibly also the further electrode plates (8, 9) with holes (25, 26, 28) lying on a common axis (Z) , 29) for the passage of the ions trapped between the further electrode plates (8, 9) and, if appropriate, an ionization beam.

4. ICR - Ionenfalle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zentralen Löcher (25,26,28,29) zwischen 1 mm und 10 mm beträgt. 4. ICR - ion trap according to claim 3, characterized in that the diameter of the central holes (25,26,28,29) is between 1 mm and 10 mm.

5. ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß genau zwei weitere 5. ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that exactly two more

Elektrodenplatten (8,9) vorgesehen sind. Electrode plates (8,9) are provided.

6. ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (1), die Endplatten (5,6) und die weiteren Elektrodenplatten (8,9) symmetrisch zur Achse angeordnet sind. 6. ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that the side plates (1), the end plates (5,6) and the further electrode plates (8,9) are arranged symmetrically to the axis.

7. ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (1), die Endplatten (5,6) und die weiteren Elektrodenplatten (8,9) symmetrisch zu einer die Seitenplatten (1) rechtwinklig schneidenden Mittelebene angeordnet sind. 7. ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that the side plates (1), the end plates (5,6) and the further electrode plates (8,9) are arranged symmetrically to a central plane intersecting the side plates (1) .

8. ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand jeweils zweier gegenüberliegender Seitenplatten (1) zwischen 1 cm und8. ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between two opposite side plates (1) between 1 cm and

10 cm, der Abstand der Endplatten (5,6) voneinander 10 cm, the distance of the end plates (5,6) from each other

zwischen 1 cm und 15 cm und der Abstand einer jeden between 1 cm and 15 cm and the distance of each

Endplatte (5 bzw. 6) von der ihr jeweils zunächst liegenden weiteren Elektrodenplatte (8 bzw. 9) zwischen 1 cm und 10 cm beträgt. End plate (5 or 6) of the further electrode plate (8 or 9) which is initially located there is between 1 cm and 10 cm.

9. ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeinet, daß der Abstand einer jeden Endplatte9. ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that the distance of each end plate

(5 bzw. 6) von der ihr jeweils zunächst liegenden weiteren Elektrodenplatte (8 bzw. 9) drei- bis fünfmal so groß ist wie der Durchmesser der zentralen Löcher (25,26,28,29). (5 or 6) of the further electrode plate (8 or 9) that is initially located there is three to five times as large as the diameter of the central holes (25, 26, 28, 29).

10. Verfahren zum Betrieb einer ICR - Ionenfalle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Endplatten (5,6) und die weiteren Elektrodenplatten (8,9) Fangpotentiale mit entgegengesetztem Vorzeichen angelegt werden. 10. A method of operating an ICR - ion trap according to one of the preceding claims, characterized in that capture potentials with opposite signs are applied to the end plates (5, 6) and the further electrode plates (8, 9).

11. Verfahren zum Betrieb einer ICR - Ionenfalle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Fangpotentiale zwischen11. A method of operating an ICR - ion trap according to claim 10, characterized in that capture potentials between

-5 V und +5 V angelegt werden. -5 V and +5 V can be applied.

12. Verfahren zum Betrieb einer ICR - Ionenfalle nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangpotentiale aus der Spannungsquelle (7) an die Endplatten (5,6) und die weiteren Elektrodenplatten (8,9) gleichzeitig angelegt werden. 12. A method of operating an ICR ion trap according to claim 10 or 11, characterized in that the capture potentials from the voltage source (7) to the end plates (5,6) and the further electrode plates (8,9) are applied simultaneously.