JP2768450B2 - 質量分析計 - Google Patents
質量分析計Info
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- JP2768450B2 JP2768450B2 JP2134706A JP13470690A JP2768450B2 JP 2768450 B2 JP2768450 B2 JP 2768450B2 JP 2134706 A JP2134706 A JP 2134706A JP 13470690 A JP13470690 A JP 13470690A JP 2768450 B2 JP2768450 B2 JP 2768450B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アレイ検出器とポイント型イオン検出器
（所謂単一のイオン検出器）とを切換えて使用できる質
量分析計に関する。
（所謂単一のイオン検出器）とを切換えて使用できる質
量分析計に関する。
［従来技術］ 磁場型質量分析計は、ポイント型イオン検出器を使用
し磁場掃引によって質量スペクトルを得る掃引型の質量
分析計と、空間分解能を有するアレイ検出器等を使用し
て磁場によって質量に応じて展開された被分析イオンを
別個に同時に検出する同時検出型の質量分析器とに大別
される。
し磁場掃引によって質量スペクトルを得る掃引型の質量
分析計と、空間分解能を有するアレイ検出器等を使用し
て磁場によって質量に応じて展開された被分析イオンを
別個に同時に検出する同時検出型の質量分析器とに大別
される。
第２図は特開昭59−160949号に紹介されている質量分
析計の概略を示す。この質量分析計では、イオン源1,一
様扇形磁場2,円筒電場３及びポイント型イオン検出器４
がこの順に並べられる所謂逆配置質量分析計であり、且
つイオン源１と磁場２との間に、通過するイオンビーム
の軌道平面に垂直な方向に収束性を与え、イオンビーム
の動径方向には発散性を与える２個の４極静電レンズQ
1,Q2を配置し、更に磁場２と電場３の間に通過するイオ
ンビームの軌道平面に垂直な方向に収束性を与える第３
の４極静電レンズQ3を配置している。そして、これらの
４極静電レンズに適宜な電圧を印加するレンズ強度調整
回路5,6,7が設けられている。
析計の概略を示す。この質量分析計では、イオン源1,一
様扇形磁場2,円筒電場３及びポイント型イオン検出器４
がこの順に並べられる所謂逆配置質量分析計であり、且
つイオン源１と磁場２との間に、通過するイオンビーム
の軌道平面に垂直な方向に収束性を与え、イオンビーム
の動径方向には発散性を与える２個の４極静電レンズQ
1,Q2を配置し、更に磁場２と電場３の間に通過するイオ
ンビームの軌道平面に垂直な方向に収束性を与える第３
の４極静電レンズQ3を配置している。そして、これらの
４極静電レンズに適宜な電圧を印加するレンズ強度調整
回路5,6,7が設けられている。
第３図はこの４極静電レンズQ1,Q2,Q3の一例を示し、
同一円周上に90゜間隔でイオンビームの進行方向（ｚ方
向）に平行に配置される４本の円柱電極から構成され、
正の極性を有するイオンを分析する場合、イオンビーム
の軌道平面に垂直な方向（ｙ方向）の対向する電極には
正の電位が印加され、イオンビームの動径方向（ｘ方
向）の対向する電極には負の電位が印加される。
同一円周上に90゜間隔でイオンビームの進行方向（ｚ方
向）に平行に配置される４本の円柱電極から構成され、
正の極性を有するイオンを分析する場合、イオンビーム
の軌道平面に垂直な方向（ｙ方向）の対向する電極には
正の電位が印加され、イオンビームの動径方向（ｘ方
向）の対向する電極には負の電位が印加される。
このような提案装置では、４極静電レンズQ1,Q2によ
りイオンビームの幅が広げられるため、質量分析系のパ
ラメータである像倍率を小さくすることができ、分解能
を向上させることができる。また、４極静電レンズQ1,Q
2,Q3によりイオンビームが軌道平面に垂直な方向に収束
されるため、磁場通過時のイオンビームの高さが抑えら
れ、質量分析系におけるイオンビームの通過効率が向上
し、感度も向上させることができる。
りイオンビームの幅が広げられるため、質量分析系のパ
ラメータである像倍率を小さくすることができ、分解能
を向上させることができる。また、４極静電レンズQ1,Q
2,Q3によりイオンビームが軌道平面に垂直な方向に収束
されるため、磁場通過時のイオンビームの高さが抑えら
れ、質量分析系におけるイオンビームの通過効率が向上
し、感度も向上させることができる。
第２図において、イオン源１でイオン化されたイオン
は、磁場２と電場３を通過して、質量電荷比に応じてス
リット上に展開される。そして、磁場掃引することによ
り、ポイント型イオン検出器４からマススペクトル信号
を得ることができる。
は、磁場２と電場３を通過して、質量電荷比に応じてス
リット上に展開される。そして、磁場掃引することによ
り、ポイント型イオン検出器４からマススペクトル信号
を得ることができる。
従来、このような掃引型質量分析計が開発の主流であ
ったが、イオン検出器へ到達しているイオン以外のイオ
ンは捨てられる掃引型に比べ、被分析イオンを全て同時
に検出する同時検出型のほうが、原理的に感度の面で優
れている。
ったが、イオン検出器へ到達しているイオン以外のイオ
ンは捨てられる掃引型に比べ、被分析イオンを全て同時
に検出する同時検出型のほうが、原理的に感度の面で優
れている。
［発明が解決しようとする問題点］ この様な逆配置質量分析計を用いて、第４図に示すよ
うに、同時検出を行うためポイント型イオン検出器をア
レイ検出器８に交換すると、感度は上がるものの、イオ
ンが電場３の電極、例えば矢印Ａ〜Ｃ等のところで衝突
するため狭い質量範囲のイオンしか電場を通過できない
ので、広い質量範囲のマススペクトルが得られない。そ
こで、質量範囲を広くとるために電場のギャップを広げ
ることが考えられるが、ギャップを広げると、電場が大
きくなり装置が大型化してしまうし、また、電場の強度
を維持するためにより高い電圧を必要とするので、安定
かつ高速応答性（イオン加速電圧掃引によるスペクトル
測定の際に要求される）という質量分析計の電場電源に
必要な性能を維持することは困難であり、また電源も大
型化する。
うに、同時検出を行うためポイント型イオン検出器をア
レイ検出器８に交換すると、感度は上がるものの、イオ
ンが電場３の電極、例えば矢印Ａ〜Ｃ等のところで衝突
するため狭い質量範囲のイオンしか電場を通過できない
ので、広い質量範囲のマススペクトルが得られない。そ
こで、質量範囲を広くとるために電場のギャップを広げ
ることが考えられるが、ギャップを広げると、電場が大
きくなり装置が大型化してしまうし、また、電場の強度
を維持するためにより高い電圧を必要とするので、安定
かつ高速応答性（イオン加速電圧掃引によるスペクトル
測定の際に要求される）という質量分析計の電場電源に
必要な性能を維持することは困難であり、また電源も大
型化する。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、装置が
大型化することなく、かつ、広い質量範囲のマススペク
トルがアレイ検出器で検出できる逆配置質量分析計を提
供することを目的とするものである。
大型化することなく、かつ、広い質量範囲のマススペク
トルがアレイ検出器で検出できる逆配置質量分析計を提
供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明の質量分析計は、イ
オン源と、イオン源で生成されたイオンが入射する磁場
と、磁場から出射したイオンが入射する電場と、前記電
場から出射したイオンを検出するイオン検出器と、イオ
ン源と電場との間のイオン通路上に配置される４極レン
ズとから構成される質量分析計において、前記イオン検
出器としてアレイ検出器とポイント型検出器を選択的に
イオン通路上に配置し得るようにすると共に、ポイント
型検出器使用時にはイオン軌道平面に沿った方向に発散
性を与え、アレイ検出器使用時にはイオン軌道平面に沿
った方向に収束性を与えるように前記４極子レンズを付
勢する電源を設けたことを特徴としている。
オン源と、イオン源で生成されたイオンが入射する磁場
と、磁場から出射したイオンが入射する電場と、前記電
場から出射したイオンを検出するイオン検出器と、イオ
ン源と電場との間のイオン通路上に配置される４極レン
ズとから構成される質量分析計において、前記イオン検
出器としてアレイ検出器とポイント型検出器を選択的に
イオン通路上に配置し得るようにすると共に、ポイント
型検出器使用時にはイオン軌道平面に沿った方向に発散
性を与え、アレイ検出器使用時にはイオン軌道平面に沿
った方向に収束性を与えるように前記４極子レンズを付
勢する電源を設けたことを特徴としている。
［作用］ 本発明では、従来から使用されているポイント型イオ
ン検出器とアレイ検出器を切換えて使用できるようにし
ている。このポイント型イオン検出器の代りにアレイ検
出器を配置したときには、イオン源と電場との間のイオ
ン通路上に配置した４極子レンズによってイオンビーム
の動径方向に関して収束性を与えることにより、磁場と
電場内部でのイオンビームの拡がりが抑えられるので、
イオンが電極と衝突することなく電場を通過でき、広い
質量範囲のマススペクトルがアレイ検出器で検出でき
る。
ン検出器とアレイ検出器を切換えて使用できるようにし
ている。このポイント型イオン検出器の代りにアレイ検
出器を配置したときには、イオン源と電場との間のイオ
ン通路上に配置した４極子レンズによってイオンビーム
の動径方向に関して収束性を与えることにより、磁場と
電場内部でのイオンビームの拡がりが抑えられるので、
イオンが電極と衝突することなく電場を通過でき、広い
質量範囲のマススペクトルがアレイ検出器で検出でき
る。
［実施例］ 以下本発明の実施例を添附図面に基づいて詳述する。
第１図は本発明の一実施例装置の要部を示す図であ
り、第１図中で第４図で用いた数字と同じ数字の付され
たものは同じ構成要素を示している。
り、第１図中で第４図で用いた数字と同じ数字の付され
たものは同じ構成要素を示している。
第１図の装置において、第４図の従来例と異なるの
は、イオン源１の電場３の間のイオン通路上に設置され
ている４極静電レンズQ1,Q2,Q3に、アレイ検出器８用の
レンズ強度調整回路9,10,11を別に設けて、スイッチS1,
S2,S3を介して適宜な電圧が印加できるように構成され
ている点である。
は、イオン源１の電場３の間のイオン通路上に設置され
ている４極静電レンズQ1,Q2,Q3に、アレイ検出器８用の
レンズ強度調整回路9,10,11を別に設けて、スイッチS1,
S2,S3を介して適宜な電圧が印加できるように構成され
ている点である。
この様な構成において、イオン検出器としてアレイ検
出器を使用する場合、スイッチS1,S2,S3をアレイ検出器
８用のレンズ強度調整回路9,10,11に接続（図中実線に
て表示）し、レンズ強度調整回路9,10,11から４極静電
レンズQ1,Q2,Q3に電圧を印加する。すなわち、４極静電
レンズQ1に軌道平面内収束性を持たすように、適宜な電
圧を第３図とは極性を反転させてレンズ強度調整回路10
から印加する。そして、４極静電レンズQ2,Q3には軌道
平面内発散性のままとするが、光学系全体の方向収束性
を維持するためにレンズ強度調整回路6,7とは異なった
電圧をレンズ強度調整回路10,11から印加する。以上の
ようにすることによって、光学系全体の二重収束性を高
く保ったままで、従来例で述べたイオンの広がりを小さ
く抑制できるため結果的に広い質量範囲の同時検出（ア
レイ検出）を行うことができる。
出器を使用する場合、スイッチS1,S2,S3をアレイ検出器
８用のレンズ強度調整回路9,10,11に接続（図中実線に
て表示）し、レンズ強度調整回路9,10,11から４極静電
レンズQ1,Q2,Q3に電圧を印加する。すなわち、４極静電
レンズQ1に軌道平面内収束性を持たすように、適宜な電
圧を第３図とは極性を反転させてレンズ強度調整回路10
から印加する。そして、４極静電レンズQ2,Q3には軌道
平面内発散性のままとするが、光学系全体の方向収束性
を維持するためにレンズ強度調整回路6,7とは異なった
電圧をレンズ強度調整回路10,11から印加する。以上の
ようにすることによって、光学系全体の二重収束性を高
く保ったままで、従来例で述べたイオンの広がりを小さ
く抑制できるため結果的に広い質量範囲の同時検出（ア
レイ検出）を行うことができる。
一方、ポイント型イオン検出器を使用する場合には、
アレイ検出器の代りにポイント型イオン検出器を設置
し、スイッチS1,S2,S3をポイント型イオン検出器用のレ
ンズ強度調整回路5,6,7に接続（図中破線にて表示）
し、レンズ強度調整回路5,6,7から４極静電レンズQ1,Q
2,Q3に適宜な電圧を印加すればよい。すなわち、イオン
源１でイオン化されたイオンは、磁場２と電場３を通過
して、質量電荷比に応じてスリット上に展開される。そ
して、磁場掃引することにより、ポイント型イオン検出
器４からマススペクトル信号を得ることができる。
アレイ検出器の代りにポイント型イオン検出器を設置
し、スイッチS1,S2,S3をポイント型イオン検出器用のレ
ンズ強度調整回路5,6,7に接続（図中破線にて表示）
し、レンズ強度調整回路5,6,7から４極静電レンズQ1,Q
2,Q3に適宜な電圧を印加すればよい。すなわち、イオン
源１でイオン化されたイオンは、磁場２と電場３を通過
して、質量電荷比に応じてスリット上に展開される。そ
して、磁場掃引することにより、ポイント型イオン検出
器４からマススペクトル信号を得ることができる。
なお、上記の実施例においては、４極静電レンズQ1に
軌道平面内収束性を与え、４極静電レンズQ2は軌道平面
内発散性のままとしたが、Q1は軌道平面内発散性のまま
とし、Q2に軌道平面内収束性を与えるようにしてもよ
い。
軌道平面内収束性を与え、４極静電レンズQ2は軌道平面
内発散性のままとしたが、Q1は軌道平面内発散性のまま
とし、Q2に軌道平面内収束性を与えるようにしてもよ
い。
なお、上記の実施例においては、４極静電レンズQ1,Q
2,Q3を使用するようにしたが、Q3については、必ずしも
必要でない場合があり得る。
2,Q3を使用するようにしたが、Q3については、必ずしも
必要でない場合があり得る。
なお、上記実施例においては、イオン源と磁場の間の
イオン通路上に４極静電レンズQ1,Q2の間隔を開けて設
置するようにしたが、Q2と磁場の間のイオン通路上に新
しくレンズ強度調整回路を備えた４極静電レンズを設
け、このレンズに収束性を持たすことにより同様の効果
が得られる。
イオン通路上に４極静電レンズQ1,Q2の間隔を開けて設
置するようにしたが、Q2と磁場の間のイオン通路上に新
しくレンズ強度調整回路を備えた４極静電レンズを設
け、このレンズに収束性を持たすことにより同様の効果
が得られる。
なお、本実施例装置においては、４極静電レンズを用
いるようにしたが、４極静電レンズの代わりに、磁場型
４極レンズを用いても同様の効果が得られる。
いるようにしたが、４極静電レンズの代わりに、磁場型
４極レンズを用いても同様の効果が得られる。
なお、以上は、正イオンを分析対象とする場合につい
て説明したが、負イオンの場合にもレンズ強度調整回路
から印加する電圧の極性を逆にすることで同様な効果が
得られる。
て説明したが、負イオンの場合にもレンズ強度調整回路
から印加する電圧の極性を逆にすることで同様な効果が
得られる。
［効果］ 以上詳述したように本発明によれば、広い質量範囲の
マススペクトルを得るために電場のギャップを広げるこ
とも、高い電圧も必要としないので、装置が大型化する
ことがなくなり、広い質量範囲にて高感度で測定できる
アレイ検出と高分解能測定のできる掃引によるポイント
型イオン検出を簡単に切り換えて行うことができる逆配
置質量分析計が実現される。
マススペクトルを得るために電場のギャップを広げるこ
とも、高い電圧も必要としないので、装置が大型化する
ことがなくなり、広い質量範囲にて高感度で測定できる
アレイ検出と高分解能測定のできる掃引によるポイント
型イオン検出を簡単に切り換えて行うことができる逆配
置質量分析計が実現される。
第１図は本発明の一実施例装置の要部を示す図、第２
図，第４図は従来装置の要部を示す図、第３図はＱポー
ルレンズの構成図である。 1:イオン源、2:磁場 3:電場、4:ポイント型イオン検出器 ５〜7,9〜11:レンズ強度調整回路 8:アレイ検出器 Q1,Q2,Q3:4極静電レンズ S1,S2,S3:スイッチ
図，第４図は従来装置の要部を示す図、第３図はＱポー
ルレンズの構成図である。 1:イオン源、2:磁場 3:電場、4:ポイント型イオン検出器 ５〜7,9〜11:レンズ強度調整回路 8:アレイ検出器 Q1,Q2,Q3:4極静電レンズ S1,S2,S3:スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 49/28 H01J 49/30 H01J 49/32 G01N 27/62
Claims (1)
- 【請求項１】イオン源と、イオン源で生成されたイオン
が入射する磁場と、磁場から出射したイオンが入射する
電場と、前記電場から出射したイオンを検出するイオン
検出器と、イオン源と電場との間のイオン通路上に配置
される４極子レンズとから構成される質量分析計におい
て、前記イオン検出器としてアレイ検出器とポイント型
検出器を選択的にイオン通路上に配置し得るようにする
と共に、ポイント型検出器使用時にはイオン軌道平面に
沿った方向に発散性を与え、アレイ検出器使用時にはイ
オン軌道平面に沿った方向に収束性を与えるように前記
４極子レンズを付勢する電源を設けたことを特徴とする
質量分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134706A JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134706A JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432146A JPH0432146A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2768450B2 true JP2768450B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=15134698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134706A Expired - Fee Related JP2768450B2 (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 質量分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768450B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9808319D0 (en) | 1998-04-20 | 1998-06-17 | Micromass Ltd | Simultaneous detection isotopic ratio mass spectrometer |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP2134706A patent/JP2768450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432146A (ja) | 1992-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |