JPH047538B2 - - Google Patents
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- JPH047538B2 JPH047538B2 JP59153773A JP15377384A JPH047538B2 JP H047538 B2 JPH047538 B2 JP H047538B2 JP 59153773 A JP59153773 A JP 59153773A JP 15377384 A JP15377384 A JP 15377384A JP H047538 B2 JPH047538 B2 JP H047538B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/022—Circuit arrangements, e.g. for generating deviation currents or voltages ; Components associated with high voltage supply
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、２つの質量分析装置を接続した所謂
MS／MS装置に関し、特に互いに直交する方向
を持つ電場と磁場を重畳した重畳場を備えた重畳
場質量分析装置を後段の質量分析装置として用
い、解裂の際特定の質量を持つ中性分子（粒子）
を派生するすべての親イオンを知るいわゆるニユ
ートラルロススキヤンを行うことのできるMS／
MS装置に関するものである。
MS／MS装置に関し、特に互いに直交する方向
を持つ電場と磁場を重畳した重畳場を備えた重畳
場質量分析装置を後段の質量分析装置として用
い、解裂の際特定の質量を持つ中性分子（粒子）
を派生するすべての親イオンを知るいわゆるニユ
ートラルロススキヤンを行うことのできるMS／
MS装置に関するものである。
［従来の技術］
質量分析の分野における分析技術の進歩は著し
く、Ｂ／ＥスキヤンやB2／Ｅスキヤン等のリン
クドスキヤン法が一般に広く行われるようになつ
てきた。このリンクドスキヤン法は、磁場Ｂと電
場Ｅを接続した質量分析装置において、Ｂ／Ｅあ
るいはB2／Ｅの値が一定になるような関係を保
つて磁場Ｂ及び電場Ｅを連動でスキヤンするもの
で、特定の親イオンから派生したすべての娘イオ
ン、あるいは特定の質量の娘イオンを派生するす
べての親イオンを検出する測定方法である。
く、Ｂ／ＥスキヤンやB2／Ｅスキヤン等のリン
クドスキヤン法が一般に広く行われるようになつ
てきた。このリンクドスキヤン法は、磁場Ｂと電
場Ｅを接続した質量分析装置において、Ｂ／Ｅあ
るいはB2／Ｅの値が一定になるような関係を保
つて磁場Ｂ及び電場Ｅを連動でスキヤンするもの
で、特定の親イオンから派生したすべての娘イオ
ン、あるいは特定の質量の娘イオンを派生するす
べての親イオンを検出する測定方法である。
［発明が解決しようとする問題点］
一方、近時リンクドスキヤン法の１つとしてニ
ユートラルロススキヤンと呼ばれるスキヤン法が
発表されている。このニユートラルロススキヤン
法は、解裂の際特定の質量を持つ中性分子（粒
子）を派生するすべての親イオンを検出するもの
である。本発明は、重畳場質量分析装置を後段の
質量分析装置として用いたMS／MS装置におい
て、このニユートラルロススキヤン法を行うこと
のできる装置を実現することを目的としている。
ユートラルロススキヤンと呼ばれるスキヤン法が
発表されている。このニユートラルロススキヤン
法は、解裂の際特定の質量を持つ中性分子（粒
子）を派生するすべての親イオンを検出するもの
である。本発明は、重畳場質量分析装置を後段の
質量分析装置として用いたMS／MS装置におい
て、このニユートラルロススキヤン法を行うこと
のできる装置を実現することを目的としている。
［問題点を解決するための手段］
本発明にかかるMS／MS装置は、イオン源と、
該イオン源で生成されたイオンが導入される少な
くとも磁場を備えた第１の質量分析系と、該第１
の質量分析系の後方に配置され、互いに直交する
方向を持つ電場と磁場を重畳した重畳場を少なく
とも備えた第２の質量分析系と、該第２の質量分
析系を通過したイオンを検出するイオン検出器
と、前記第１と第２の質量分析系の間のイオン通
路に配置される衝突室とから成り、重畳場の電場
電圧をVp、Ｋを定数、ｍを変数としてVp−ｋ／
ｍに比例して掃引すると共に、それに連動して前
記第１の質量分析系の磁場の強度を√に比例し
て掃引するようにしたことを特徴としている。
該イオン源で生成されたイオンが導入される少な
くとも磁場を備えた第１の質量分析系と、該第１
の質量分析系の後方に配置され、互いに直交する
方向を持つ電場と磁場を重畳した重畳場を少なく
とも備えた第２の質量分析系と、該第２の質量分
析系を通過したイオンを検出するイオン検出器
と、前記第１と第２の質量分析系の間のイオン通
路に配置される衝突室とから成り、重畳場の電場
電圧をVp、Ｋを定数、ｍを変数としてVp−ｋ／
ｍに比例して掃引すると共に、それに連動して前
記第１の質量分析系の磁場の強度を√に比例し
て掃引するようにしたことを特徴としている。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示す断面図であ
り、第２図はそのＣ−Ｃ断面図である。両図にお
いて１はイオン源、２は該イオン源で生成された
イオンが導入される磁場、３は該磁場２を通過し
たイオンを衝突解離させる衝突室、４は重畳場、
５はイオンコレクタである。６は磁場２を発生さ
せるための磁場電源、７は重畳場４の磁場を発生
させるための磁場電源、８は重畳場４の電場を発
生させるための電極９，９′に電圧を供給するた
めの電場電源、１０，１１は磁場２と重畳場の電
場を掃引するための信号を演算により求める演算
回路、１２は該演算回路１０，１１へ質量掃引信
号を供給するための質量掃引回路である。
り、第２図はそのＣ−Ｃ断面図である。両図にお
いて１はイオン源、２は該イオン源で生成された
イオンが導入される磁場、３は該磁場２を通過し
たイオンを衝突解離させる衝突室、４は重畳場、
５はイオンコレクタである。６は磁場２を発生さ
せるための磁場電源、７は重畳場４の磁場を発生
させるための磁場電源、８は重畳場４の電場を発
生させるための電極９，９′に電圧を供給するた
めの電場電源、１０，１１は磁場２と重畳場の電
場を掃引するための信号を演算により求める演算
回路、１２は該演算回路１０，１１へ質量掃引信
号を供給するための質量掃引回路である。
かかる構成において、イオン源１で生成された
試料イオン（親イオン）は、先ず磁場２に入射す
る。該磁場２の強度をH1とすれば、該磁場２を
通過する試料イオンの質量ｍは、ａを定数として
下式で表わされる。
試料イオン（親イオン）は、先ず磁場２に入射す
る。該磁場２の強度をH1とすれば、該磁場２を
通過する試料イオンの質量ｍは、ａを定数として
下式で表わされる。
ｍ＝ａ（H12／Va） (1)
ここで、Vaはイオン加速電圧であり、測定中
一定であるからａ／Va＝A2と置き直して(1)式を
変形すれば下式が得られる。
一定であるからａ／Va＝A2と置き直して(1)式を
変形すれば下式が得られる。
H1＝Ａ√ (2)
(1)式又は(2)式に従つて選択された親イオンは衝
突室３に入射するが、衝突室３内にはヘリウム等
の衝突ガスが適当な圧力になるように供給されて
おり、親イオンm+は衝突室内でヘリウム原子と
衝突し、下式に従つて中性粒子mpと娘イオン
m1+に分裂する。従つて、親イオンの質量ｍはｍ
＝（mp＋m1）と表わされる。
突室３に入射するが、衝突室３内にはヘリウム等
の衝突ガスが適当な圧力になるように供給されて
おり、親イオンm+は衝突室内でヘリウム原子と
衝突し、下式に従つて中性粒子mpと娘イオン
m1+に分裂する。従つて、親イオンの質量ｍはｍ
＝（mp＋m1）と表わされる。
重畳場の磁場強度Ho一定、イオン源における
イオン加速電圧Va一定の条件で、先ず重畳場に
おけるニユートラルロススキヤンについて考察す
る。
イオン加速電圧Va一定の条件で、先ず重畳場に
おけるニユートラルロススキヤンについて考察す
る。
衝突室で解離しなかつた親イオンが重畳場を通
過する条件は下式で示される。
過する条件は下式で示される。
（m1＋mp）vp 2／ｒ＝eEp＋evpHp (3)
ここで、voは親イオンの速度、Eoは重畳場に
おける電場強度、ｒは重畳場におけるイオン軌道
半径である。
おける電場強度、ｒは重畳場におけるイオン軌道
半径である。
次に、重畳場の電場強度がE1の時に娘イオン
m1+が重畳場を通過するとすれば、下式が成立す
る。
m1+が重畳場を通過するとすれば、下式が成立す
る。
m1＋vp 2／ｒ＝eE1＋evpHp (4)
(3)式と(4)式から下式が成立する。
mpvp 2／ｒ＝ｅ（Ep−E1） (5)
親イオンの持つエネルギーに関して下式が成立
するので、 mvp 2／２＝eVa (6) これを(5)式に代入してvoを消去すると下式が
得られる。
するので、 mvp 2／２＝eVa (6) これを(5)式に代入してvoを消去すると下式が
得られる。
E1＝Ep−2Vamp／rn (7)
この(7)式を電極９，９′に印加する電場電圧で
示す。Ep，E1の時の電場電圧を夫々Vp，V1と
し、電極の間隔をｄとすれば、 Ep＝2Vp／ｄ，E1＝2V1／ｄが夫々成立するか
ら、これを(7)式に代入すると下式が得られる。
示す。Ep，E1の時の電場電圧を夫々Vp，V1と
し、電極の間隔をｄとすれば、 Ep＝2Vp／ｄ，E1＝2V1／ｄが夫々成立するか
ら、これを(7)式に代入すると下式が得られる。
V1＝Vp−Vampｄ／rm (8)
この(8)式において、Vaｄ／ｒ＝Vppとおくと、
(8)式は下式のように簡単化される。
(8)式は下式のように簡単化される。
V1＝Vp−Vppmp／ｍ (9)
この(9)式においてVppは定数、mpも適宜な値に
設定するものであり定数である。従つて、(9)式は
ｋを定数として下式のように表わすことができ
る。
設定するものであり定数である。従つて、(9)式は
ｋを定数として下式のように表わすことができ
る。
V1＝Vp−ｋ／ｍ (10)
(8)式においてVpは予め測定できて既知である
から、ｍを変数としてV1を(10)式に従つて掃引す
れば、ニユートラルロススキヤンを行うことがで
きる。この時磁場２の強度H1は、質量ｍの親イ
オンを選択するため、(2)式に従つて掃引する必要
があることは言うまでもない。
から、ｍを変数としてV1を(10)式に従つて掃引す
れば、ニユートラルロススキヤンを行うことがで
きる。この時磁場２の強度H1は、質量ｍの親イ
オンを選択するため、(2)式に従つて掃引する必要
があることは言うまでもない。
第１図における演算回路１０，１１は上記(2)
式、(10)式に従う掃引を夫々行うためのもので、演
算回路１０は、適宜設定されるＡの値及び質量掃
引回路１２から送られて来るｍの値（時間と共に
掃引される）に基づいて(2)式を演算し、求めた
H1の値を磁場電源２へ送る。又、演算回路１１
は、予め着目した親イオンについて求めたVpと
定数ｋ、及び質量掃引回路１２から送られて来る
ｍの値に基づいて(10)式を演算し、求めたV1の値
を電場電源８へ送る。
式、(10)式に従う掃引を夫々行うためのもので、演
算回路１０は、適宜設定されるＡの値及び質量掃
引回路１２から送られて来るｍの値（時間と共に
掃引される）に基づいて(2)式を演算し、求めた
H1の値を磁場電源２へ送る。又、演算回路１１
は、予め着目した親イオンについて求めたVpと
定数ｋ、及び質量掃引回路１２から送られて来る
ｍの値に基づいて(10)式を演算し、求めたV1の値
を電場電源８へ送る。
ところで、上記実施例では、後段の重畳場質量
分析装置は重畳場のみから構成されたが、このよ
うな構成では、重畳場に関する(9)式を満足する親
イオンと娘イオンの組合わせが多数存在し得るた
め、目的とする親イオンでない親イオンから派生
した娘イオンが混入して検出されてしまうことが
起こり得る。
分析装置は重畳場のみから構成されたが、このよ
うな構成では、重畳場に関する(9)式を満足する親
イオンと娘イオンの組合わせが多数存在し得るた
め、目的とする親イオンでない親イオンから派生
した娘イオンが混入して検出されてしまうことが
起こり得る。
第３図は、後段の重畳場質量分析装置として、
電場と重畳場から成る重畳場質量分析装置を用い
た本発明の他の実施例の構成を示し、第１図の実
施例と異なるのは、重畳場４と衝突室３との間に
電場１３が配置される点である。第３図におい
て、１４は電場１３を発生するための電極１５，
１５′に電圧を供給するための電場電源、１６は
該電場１３を掃引するための信号を演算により求
める演算回路である。
電場と重畳場から成る重畳場質量分析装置を用い
た本発明の他の実施例の構成を示し、第１図の実
施例と異なるのは、重畳場４と衝突室３との間に
電場１３が配置される点である。第３図におい
て、１４は電場１３を発生するための電極１５，
１５′に電圧を供給するための電場電源、１６は
該電場１３を掃引するための信号を演算により求
める演算回路である。
今、衝突室３で解裂しなかつた親イオンが電場
１３を通過する時には、 mvp 2／re＝−eV20／d1 （11） が成立し、娘イオンが該電場を通過する時には （ｍ−mp）vp 2／re＝−eV2／d1 （12） が成立する。ここで、reは電場１３のイオン軌道
半径、d1は電極１５，１５′の間隔、V20，V2は
親イオン、娘イオンが電場を通過する時の電場電
圧を夫々示す。
１３を通過する時には、 mvp 2／re＝−eV20／d1 （11） が成立し、娘イオンが該電場を通過する時には （ｍ−mp）vp 2／re＝−eV2／d1 （12） が成立する。ここで、reは電場１３のイオン軌道
半径、d1は電極１５，１５′の間隔、V20，V2は
親イオン、娘イオンが電場を通過する時の電場電
圧を夫々示す。
（11）、（12）式からvpとd1を削除すると下式が
得られる。
得られる。
V2＝V20（ｍ−mo）／ｍ （13）
従つて、磁場２の強度H1を(2)式に従つて、重
畳場の電場電圧V1を(10)式に従つて夫々掃引する
と共に、それに連動して電場１３の電場電圧V2
を（13）に従つて掃引すれば、目的とする親イオ
ンm+のみが磁場２を通過して衝突室３へ入射し、
その目的とする親イオンから派生した娘イオンの
みが電場１３を通過し、更に重畳場を通過するこ
とができ、所望でない娘イオンを除いたニユート
ラルロススキヤンを行うことができる。
畳場の電場電圧V1を(10)式に従つて夫々掃引する
と共に、それに連動して電場１３の電場電圧V2
を（13）に従つて掃引すれば、目的とする親イオ
ンm+のみが磁場２を通過して衝突室３へ入射し、
その目的とする親イオンから派生した娘イオンの
みが電場１３を通過し、更に重畳場を通過するこ
とができ、所望でない娘イオンを除いたニユート
ラルロススキヤンを行うことができる。
第３図における演算回路１６は、上記（13）式
に従つて電場１３の掃引を行うためのもので、該
演算回路１６は、予め着目した親イオンについて
測定したV20の値とオペレータによつて選ばれた
mpの値、及び質量掃引回路１２から送られて来
るｍの値（時間と共に掃引される）に基づいて
（13）式を演算し、求めたV2の値を電場電源へ送
る。
に従つて電場１３の掃引を行うためのもので、該
演算回路１６は、予め着目した親イオンについて
測定したV20の値とオペレータによつて選ばれた
mpの値、及び質量掃引回路１２から送られて来
るｍの値（時間と共に掃引される）に基づいて
（13）式を演算し、求めたV2の値を電場電源へ送
る。
［効果］
以上詳述した如く、本発明によれば(2)式と(10)
式、又は(2)式と(10)式と（13）式に従う簡単な掃引
を行うことにより、容易にニユートラルロススキ
ヤンを行うことのできる重畳場質量分析装置を後
段の質量分析装置として用いたMS／MS装置が
実現される。
式、又は(2)式と(10)式と（13）式に従う簡単な掃引
を行うことにより、容易にニユートラルロススキ
ヤンを行うことのできる重畳場質量分析装置を後
段の質量分析装置として用いたMS／MS装置が
実現される。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の他の実
施例の構成を示す断面図である。 １：イオン源、２：磁場、３：衝突室、４：重
畳場、５：イオンコレクタ、６，７：磁場電源、
８，１４：電場電源、９，９′，１５，１５′：電
極、１０，１１，１６：演算回路、１２：質量掃
引回路、１３：電場。
図はそのＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の他の実
施例の構成を示す断面図である。 １：イオン源、２：磁場、３：衝突室、４：重
畳場、５：イオンコレクタ、６，７：磁場電源、
８，１４：電場電源、９，９′，１５，１５′：電
極、１０，１１，１６：演算回路、１２：質量掃
引回路、１３：電場。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオン源と、該イオン源で生成されたイオン
が導入される少なくとも磁場を備えた第１の質量
分析系と、該第１の質量分析系の後方に配置さ
れ、互いに直交する方向を持つ電場と磁場を重畳
した重畳場を少なくとも備えた第２の質量分析系
と、該第２の質量分析系を通過したイオンを検出
するイオン検出器と、前記第１と第２の質量分析
系の間のイオン通路に配置される衝突室とから成
り、重畳場の電場電圧を、Vp、ｋを定数、ｍを
変数としてVp−ｋ／ｍに比例して掃引すると共
に、それに連動して前記第１の質量分析系の磁場
の強度を√に比例して掃引するようにしたこと
を特徴とするMS／MS装置。 ２ 前記第２の質量分析系は電場と重畳場とから
成り、該電場の強度を、前記磁場及び重畳場の電
場の掃引に連動して（ｍ−mp）／ｍに比例して
掃引するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のMS／MS装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153773A JPS6132344A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Ｍｓ／ｍｓ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153773A JPS6132344A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Ｍｓ／ｍｓ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132344A JPS6132344A (ja) | 1986-02-15 |
| JPH047538B2 true JPH047538B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15569819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59153773A Granted JPS6132344A (ja) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Ｍｓ／ｍｓ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6132344A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07118297B2 (ja) * | 1988-04-01 | 1995-12-18 | 日本電子株式会社 | Ｍｓ／ｍｓ装置 |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP59153773A patent/JPS6132344A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132344A (ja) | 1986-02-15 |
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