JP4182853B2 - 質量分析方法及び質量分析装置 - Google Patents
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Description
目的とするイオンについて周回数に差が生じると想定される少なくとも2つの分析条件を前記飛行制御手段により設定してそれぞれ測定を行い、その少なくとも2回の測定で前記検出手段によりそれぞれ時間経過に伴うイオン強度信号を取得し、それら異なる分析条件の下での時間経過に伴うイオン強度信号に基づいて、それら結果の整合性がとれるような質量を求めることにより目的とするイオンの質量を推定することを特徴としている。
a)イオン源から出発した各種イオンを飛行空間内に設定された所定の軌道に沿って複数回繰り返し飛行させるための飛行制御手段と、
b)前記軌道を所定回数繰り返し飛行した後のイオンを検出する検出手段と、
c)目的とするイオンについて周回数に差が生じると想定される少なくとも2つの分析条件を前記飛行制御手段により設定して測定を行い、その少なくとも2回の測定で前記検出手段によりそれぞれ得られる異なる分析条件の下での時間経過に伴うイオン強度信号に基づいて、それら結果の整合性がとれるような質量を求めることにより目的とするイオンの質量を推定する処理手段と、
を備えることを特徴としている。
きる。
図1は本実施例による質量分析装置の概略構成図である。図1において、図示しない真空室の内部には、イオン源1、飛行空間2、及びイオン検出器3が配置されており、そのほかに、イオン検出器3で得られる検出信号を処理するためのデータ処理部6と、イオンの飛行状態やデータ処理部6を制御するための制御部5とを備える。
Lin :イオン源1から周回軌道A入口まで(入射軌道)の飛行距離
Lout :周回軌道A出口からイオン検出器3まで(出射軌道)の飛行距離
U :イオンの持つ出射時の運動エネルギー
Ct(U):出射時の運動エネルギーUを持つイオンが周回軌道Aを1周する飛行距離
m :イオンの質量
V(m,U) :質量m及び出射時の運動エネルギーUを持つイオンの速度
TOF(m,U) :質量m及び出射時の運動エネルギーUを持つイオンの飛行時間(イオン源1を発してからイオン検出器3に到達するまでの所要時間)
Lflight(m,U,T) :質量m及び出射時の運動エネルギーUを持つイオンが時間Tの間に飛行する距離
Tg : イオンをイオン源1より出射してから、周回軌道Aに乗ったイオンが周回軌道Aを離れてイオン検出器3の方向に飛行するような電圧をゲート電極21に印加するまでの時間
Cl(m,U) :Tgが経過した時点において、質量m及び出射時の運動エネルギーUを持つイオンが周回軌道A上で存在する位置
Nc(m) :質量mを持つイオンがTgの経過時点までに周回軌道Aを回った回数(周回数)
Lflight(m,U,Tg)=V(m,U)×Tg
である。また、このときイオンは周回軌道A上でゲート電極21から、
Cl(m,U)={Lflight(m,U,Tg)−Lin}mod Ct(U)
すなわち、Lflight(m,U,Tg)−LinをCt(U)で除した剰余、だけ離れた位置に存在している。また、時刻Tgまでの周回数は、
Nc(m)={Lflight(m,U,Tg)−Lin−Cl(m,U)}/Ct(U)
となる。
さらに、このイオンがイオン検出器3に到達する時刻TOF(m,U)は、
TOF(m,U)=Tg+{Ct(U)−Cl(m,U)+Lout}/V(m,U)
である。
U=1000[eV]
Lin=Lout=0.16[meter]
Ct(2keV)=1.28[meter]
Tg=500[μs]
この条件の下で、イオンの質量mと周回数Ncとの関係は図2に示すようになる。また、イオンの周回数Ncをパラメータとしたときの飛行時間TOFと質量mとの関係は図3(a)に示すようになる。この図3(a)で明らかなように、同一の飛行時間に対し周回数の異なる(つまり質量が異なる)イオンが計算される。これは、質量の異なるイオンが異なる周回数を以てほぼ同時にイオン検出器3に到達する可能性があることを意味する。そのため、測定によって飛行時間が求まっても、この結果のみからでは質量mを確定することができない。例えば、いま飛行時間スペクトル上で飛行時間525[μs]にピークが現れたものとすると、図3(a)に示す点線上に位置する質量が候補として挙げられる。すなわち、飛行時間525[μs]に対する周回数毎の候補質量は図4(a)に示すようになる。なお、ここでは説明を簡単にするために質量の上限を10000、周回数を2〜10に限定している。
2…飛行空間
21…ゲート電極
22…案内電極
3…イオン検出器
5…制御部
6…データ処理部
A…周回軌道
Claims (4)
- イオン源と、該イオン源から出発した各種イオンを飛行空間内に設定された所定の軌道に沿って複数回繰り返し飛行させるための飛行制御手段と、前記軌道を所定回数繰り返し飛行した後のイオンを検出する検出手段と、を具備する質量分析装置を用いた分析方法であって、
目的とするイオンについて周回数に差が生じると想定される少なくとも2つの分析条件を前記飛行制御手段により設定してそれぞれ測定を行い、その少なくとも2回の測定で前記検出手段によりそれぞれ時間経過に伴うイオン強度信号を取得し、それら異なる分析条件の下での時間経過に伴うイオン強度信号に基づいて、それら結果の整合性がとれるような質量を求めることにより目的とするイオンの質量を推定することを特徴とする質量分析方法。 - 時間経過に伴うイオン強度信号により目的とするイオンの飛行時間を求め、該飛行時間から周回数毎に対応する質量の候補を算出し、前記2回の測定による質量候補が異なる周回数で一致する又は一致するとみなせるものを目的とするイオンの質量であると推定することを特徴とする請求項1に記載の質量分析方法。
- a)イオン源から出発した各種イオンを飛行空間内に設定された所定の軌道に沿って複数回繰り返し飛行させるための飛行制御手段と、
b)前記軌道を所定回数繰り返し飛行した後のイオンを検出する検出手段と、
c)目的とするイオンについて周回数に差が生じると想定される少なくとも2つの分析条件を前記飛行制御手段により設定して測定を行い、その少なくとも2回の測定で前記検出手段によりそれぞれ得られる異なる分析条件の下での時間経過に伴うイオン強度信号に基づいて、それら結果の整合性がとれるような質量を求めることにより目的とするイオンの質量を推定する処理手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。 - 前記処理手段は、時間経過に伴うイオン強度信号により目的とするイオンの飛行時間を求め、該飛行時間から周回数毎に対応する質量候補を算出し、前記2回の測定による質量候補が異なる周回数で一致する又は一致するとみなせるものを目的とするイオンの質量と推定することを特徴とする請求項3に記載の質量分析装置。
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