JP3761752B2 - 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 - Google Patents
周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3761752B2 JP3761752B2 JP31994199A JP31994199A JP3761752B2 JP 3761752 B2 JP3761752 B2 JP 3761752B2 JP 31994199 A JP31994199 A JP 31994199A JP 31994199 A JP31994199 A JP 31994199A JP 3761752 B2 JP3761752 B2 JP 3761752B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- orbit
- ion
- reflectron
- mass spectrometer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
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
- H01J49/408—Time-of-flight spectrometers with multiple changes of direction, e.g. by using electric or magnetic sectors, closed-loop time-of-flight
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛行時間型質量分析装置(TOFMS)に関するものであり、特にイオンが周回できる閉じた軌道を有する飛行時間型質量分析装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
飛行時間型質量分析装置においては、一定の加速エネルギーで加速した試料イオンが質量に応じた飛行速度を持つことに基づき、一定距離を飛行するのに要する飛行時間を計測して質量を求める。
【0003】
この飛行時間型質量分析装置の分解能は、イオン源の条件が同一の場合、イオンの飛行距離に比例する。従って、高分解能を実現するためには飛行距離を大きくすれば良いが、通常、それは装置の大型化に結びつく。
【0004】
そこで、飛行距離を長くすることと装置の小型化を両立させるため、例えば、リフレクトロンと呼ばれる電場を用いてイオンの飛行方向を変えてUターンさせることが行われている。さらには、複数の電場を用いて閉じた軌道を構成し、この軌道上でイオンを周回させることにより、長い飛行距離を実現しようとする試みもある。
【0005】
【発明が解決すべき課題】
リフレクトロンを用いて飛行方向をUターンさせても、飛行距離を長くするためには装置の大型化は避けられない。周回軌道を持つ場合には、多重周回させることにより、限られたスペースの中で飛行距離を長くすることはできるが、イオンビームの入出射に工夫が必要である。
【0006】
本発明は、リフレクトロンを周回軌道を持つ飛行時間型質量分析装置と組み合わせることにより、イオンの入出射を容易に行うことのできる飛行時間型質量分析装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決する手段】
この目的を達成するため、本発明は周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置であって、周回軌道上にイオン生成部と生成されたイオンを収容するイオン溜とから構成され、該イオン溜からイオンをパルス的に一方向に取り出すイオン源を配置し、該イオン源は、前記周回軌道上にイオンを送り出すように配置されると共に、該イオン源を動作させない時には、周回軌道を進むイオンが前記イオン溜を通過できるように構成したことを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明を実施した飛行時間型質量分析計の一例を示すイオン光学図である。図1において、旋回角度が180°よりも小さい4つの扇形電場E1,E2,E3,E4を8の字の湾曲部分に配置することにより、8の字状の閉じたイオン軌道Aが形成される。この軌道Aは、4つの扇形電場E1〜E4内の円形軌道A1〜A4と、扇形電場間を結ぶ4つの直進軌道A12,A23,A34,A41から構成されている。
【0009】
扇形電場E1,E2の間の直進軌道A12には、オルソゴナル(直交型)イオン源1が、直進軌道A12上に扇形電場E2へ向けてイオンを出射し得るように配置されている。このイオン源1は、イオン化部2と、直進軌道上に配置されイオン化部2で生成されたイオンが低速で導入されるイオン溜3とから構成される。イオン溜2内には、引出し電極4及び押し出し電極5が設けられており、この2つの電極間に電圧を印加することにより、イオンに加速エネルギーを与えて外部へ取り出すための電場が発生される。また、イオン溜3には、イオン源を動作させないとき、直進軌道A12に沿って進むイオンが影響を受けずに通過できるよう、通過口が設けられている。
【0010】
イオン源1と扇形電場E2との間の直進軌道A12上には、リフレクトロン6が配置されている。リフレクトロン6は、間隔をおいて並べられた少なくとも2枚の電極により、イオンを減速する電場を発生させ、この電場にイオンを斜めに入射させてUターンさせるものである。リフレクトロン6により進行方向が変えられて直進軌道A12を外れたイオンを検出するため、イオン検出器7が設けられている。また、リフレクトロン6には、非作動時、直進軌道A12に沿って進むイオンが影響を受けずに通過できるよう、通過口が設けられていると共にすべての電極が接地電位とされる。
【0011】
このような構成において、イオン化部2で生成された試料イオンは、イオン化部から低速度で取り出され、矢印方向に進んでイオン溜3内へ導かれる。適宜な量のイオンが蓄積された時、引き出し電極と押し出し電極にパルス的に電圧を供給することにより、イオン溜内のイオンはパルス的に外に取り出され、直進軌道A12に沿って進み始める。
【0012】
なお、イオン溜内において、イオンはイオン化部で付与された速度V0で進んでいるため、その進行方向に直交する方向に取り出しのための電場を印加しても、電場の方向に取り出されるのではなく、速度V0の影響により電場の方向に対して斜めに出射する。その出射方向が直進軌道A12に一致するように、イオン源1が配置されていることは言うまでもない。
【0013】
このようにして、イオン源1から発射され直進軌道A12に沿って飛行を開始したパルス化された一団のイオンは、時間の経過と共に質量に応じて展開されて行く。質量分析装置に要求される分解能が最も低い低分解能モードの場合、リフレクトロン6は、常に作動状態とされる。従って、イオン源1から発射されたイオンはリフレクトロン6に到着次第次々に直進軌道A12の外に取り出され、検出器7に入射して検出される。
【0014】
一方、更に高い分解能が要求される高分解能モードの場合、リフレクトロン6は当初、非作動状態とされる。そのため、イオン源1から発射されたイオンは、リフレクトロン6を通過し、後ろに続く周回軌道A2,A23,A3,A34,A4,A41,A1に沿って飛行し、1周してイオン源1に戻って来る。イオン源1は、発射後イオンが1周して戻って来るまでには、非作動状態とされているため、イオンはイオン源1をそのまま通過してリフレクトロン6へ到達することとなる。リフレクトロン6は、イオンが通過してから再び接近するまでの間に作動状態とされるため、リフレクトロン6へ到達したイオンは、到着次第次々に直進軌道A12の外に取り出され、検出器7に入射して検出される。このときのイオンの飛行距離は、周回軌道1周の分前記低分解能モードの時よりも長いため、低分解能モードよりも高い分解能の測定が可能である。
【0015】
イオンの周回数を更に増やすことにより、更に高い分解能が要求される場合にも対応することが出来る。すなわち、リフレクトロン6を作動状態とするタイミングを更に遅らせれば、イオンは更に周回を重ねるので、所望の周回数を重ねた時点で、リフレクトロンを作動状態としてイオンを検出するようにすればよい。ただし、先頭のイオンが最後尾のイオンを追い越してしまっては解析が困難になるので、リフレクトロンを作動状態とするのは、追い越しが起こる前であって、最後尾のイオンがリフレクトロンを通過し且つ先頭のイオンがリフレクトロン6に到達する前のタイミングであることは言うまでもない。
【0016】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されることなく変形が可能である。例えば、図2に示すように、イオン源11を直進軌道の延長線上に設け、扇形電場を形成する電極に開けた穴を介してイオンを周回軌道に打ち込むようにしても良い。
【0017】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、周回軌道上にイオン生成部と生成されたイオンを収容するイオン溜とから構成されるイオン源を配置し、このイオン源を用いて軌道外部から周回軌道にイオンを送り出して飛行させ得るように構成すると共に、イオン源を動作させない時に周回軌道を進むイオンがイオン溜を通過できるように構成したため、イオンの入出射を容易に行うことにできる飛行時間型質量分析装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例を示す図である。
【図2】 本発明の変形例を示す図である。
【符号の説明】
E1,E2,E3,E4・・・扇形電場、1・・・オルソゴナルイオン源、6・・・リフレクトロン、7・・・イオン検出器
Claims (2)
- 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置であって、周回軌道上にイオン生成部と生成されたイオンを収容するイオン溜とから構成され、該イオン溜からイオンをパルス的に一方向に取り出すイオン源を配置し、該イオン源は、前記周回軌道上にイオンを送り出すように配置されると共に、該イオン源を動作させない時には、周回軌道を進むイオンが前記イオン溜を通過できるように構成したことを特徴とする周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置。
- リフレクトロンを用いて周回軌道を進むイオンを軌道外部へ取り出して検出し得るように構成すると共に、該リフレクトロンを動作させない時に、周回軌道を進むイオンが該リフレクトロンを通過できるように構成したことを特徴とする請求項1記載の周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31994199A JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31994199A JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001143655A JP2001143655A (ja) | 2001-05-25 |
JP3761752B2 true JP3761752B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=18115961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31994199A Expired - Fee Related JP3761752B2 (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3761752B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005322429A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Shimadzu Corp | 質量分析装置 |
JP4980583B2 (ja) * | 2004-05-21 | 2012-07-18 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析方法及び装置 |
JP2006228435A (ja) * | 2005-02-15 | 2006-08-31 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
JP4594138B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2010-12-08 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析計 |
GB0524972D0 (en) * | 2005-12-07 | 2006-01-18 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
GB0605089D0 (en) * | 2006-03-14 | 2006-04-26 | Micromass Ltd | Mass spectrometer |
US8093555B2 (en) | 2007-11-21 | 2012-01-10 | Shimadzu Corporation | Mass spectrometer |
JP2011210698A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-10-20 | Jeol Ltd | タンデム型飛行時間型質量分析装置 |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP31994199A patent/JP3761752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001143655A (ja) | 2001-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6781121B1 (en) | Time-of-flight mass spectrometer | |
US7989759B2 (en) | Cleaned daughter ion spectra from maldi ionization | |
JP4033133B2 (ja) | 質量分析装置 | |
US20120168618A1 (en) | Tandem Time-Of-Flight Mass Spectrometry With Simultaneous Space And Velocity Focusing | |
JP4776966B2 (ja) | イオンセレクタ | |
JP5976645B2 (ja) | 質量スペクトルデータを得る方法及び装置 | |
JP3761752B2 (ja) | 周回軌道を有する飛行時間型質量分析装置 | |
US7075065B2 (en) | Time of flight mass spectrometry apparatus | |
US8354635B2 (en) | Mass spectrometer | |
JP2006202582A (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JPS6229049A (ja) | 質量分析計 | |
JP2005116343A (ja) | 質量分析方法及び質量分析装置 | |
JP2007149372A (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
US7994474B2 (en) | Laser desorption ionization ion source with charge injection | |
JP3392345B2 (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JP2007509356A (ja) | 改善された質量分解能を有する飛行時間型質量分析装置及びその動作方法 | |
JP2007005307A (ja) | 直交パルスイオンを検出する飛行時間質量分析計 | |
JP2001143654A (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JP4533672B2 (ja) | 飛行時間型質量分析計 | |
JP2006012747A (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JP4480515B2 (ja) | 質量分析方法 | |
JP2006260873A (ja) | 飛行時間型質量分析計 | |
JP3354427B2 (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JP2006294428A (ja) | 飛行時間型質量分析装置 | |
JPS58172854A (ja) | 飛行時間型イオン質量分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050426 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3761752 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100120 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110120 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120120 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130120 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140120 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |