JPH0624115B2 - Double focusing mass spectrometer - Google Patents
Double focusing mass spectrometerInfo
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- JPH0624115B2 JPH0624115B2 JP62058323A JP5832387A JPH0624115B2 JP H0624115 B2 JPH0624115 B2 JP H0624115B2 JP 62058323 A JP62058323 A JP 62058323A JP 5832387 A JP5832387 A JP 5832387A JP H0624115 B2 JPH0624115 B2 JP H0624115B2
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- mass spectrometer
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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、イオン源と衝突活性化室を持ち娘イオンの検
出機能を持つ2重収束質量分析計に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a double-focusing mass spectrometer having an ion source and a collision activation chamber and having a daughter ion detection function.
第4図は娘イオンの検出機能を持つ2重収束質量分析計
の構成を示したものである。第4図に示す2重収束質量
分析計において、イオン源31で生成され運動エネルギ
ーE0 に加速されたイオンは衝突活性化室32に入射さ
れる。衝突活性化室32は気体分子が導入されており、
イオンは気体分子と衝突して活性化される。活性化され
たイオンのうちあるものは最初の場、例えば第4図では
電場までの自由空間、すなわち電磁場のない空間で開裂
して娘イオンを生成する。この娘イオンはもとのイオン
(親イオン)と異なる質量とエネルギーを持つ。このよ
うにして生成された娘イオンを検出するには、イオン加
速電圧Va 、電場の強さE、磁場の強さBの間に一定の
関係を満たす必要がある。これらの値(Va 、E、B)
の間に一定の関係を満たして掃引する方法はリンク掃引
法として知られている。FIG. 4 shows the structure of a double-focusing mass spectrometer having a daughter ion detection function. In the double-focusing mass spectrometer shown in FIG. 4, the ions generated by the ion source 31 and accelerated to the kinetic energy E 0 are incident on the collision activation chamber 32. Gas molecules are introduced into the collision activation chamber 32,
Ions are activated by colliding with gas molecules. Some of the activated ions are cleaved in the first field, for example, a free space up to an electric field in FIG. 4, that is, a space without an electromagnetic field to generate daughter ions. This daughter ion has a different mass and energy than the original ion (parent ion). In order to detect the daughter ions thus generated, it is necessary to satisfy a certain relationship between the ion acceleration voltage V a , the electric field strength E, and the magnetic field strength B. These values (V a , E, B)
A method of sweeping while satisfying a certain relationship between is known as a link sweep method.
ところで、第4図において、自由空間で生じた娘イオン
の質量をm、エネルギーをEm とすると、この娘イオン
を検出するためには2重収束質量分析計の各場をこのイ
オンが通過できる値に設定すればよい。このようにする
と2重収束条件が満たされるので、娘イオンはコレクタ
スリット36上にシャープな像を結ぶ。By the way, in FIG. 4, if the mass of the daughter ion generated in free space is m and the energy is E m , this ion can pass through each field of the double-focusing mass spectrometer in order to detect this daughter ion. You can set it to a value. In this way, the double focusing condition is satisfied, so that the daughter ions form a sharp image on the collector slit 36.
しかし厳密には娘イオンがコレクタスリット36上にシ
ャープな像を結ばないという問題がある。その理由は、
イオンが開裂する際に親イオンの軌道と娘イオンの軌道
の間にわずかなずれを生じ、そのために娘イオンの軌道
は本来の2重収束条件を満たすべき軌道からずれるため
である。However, strictly speaking, there is a problem that the daughter ions do not form a sharp image on the collector slit 36. The reason is,
This is because a slight shift occurs between the parent ion's orbit and the daughter ion's orbit when the ion is cleaved, and the daughter ion's orbit deviates from the original orbit that should satisfy the double focusing condition.
言い換えると、従来装置では、第5図に示すようにソー
ススリット33と最初の場、ここでは電場34との間の
自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂が起こるため
に、娘イオンの軌道がずれ、コレクタスリット36上で
の像に広がりが生じ、その結果娘イオンの質量分解能が
制限されてしまうことになる。In other words, in the conventional device, as shown in FIG. 5, since the cleavage of the parent ion into the daughter ion occurs in the free space between the source slit 33 and the first field, here the electric field 34, the orbit of the daughter ion is generated. Shift, the image is spread on the collector slit 36, and as a result, the mass resolution of the daughter ions is limited.
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、娘イ
オンの軌道のずれをなくし、質量分解能を高めることが
できる2重収束質量分析計を提供することを目的とする
ものである。The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a double-focusing mass spectrometer capable of eliminating the deviation of the daughter ion trajectories and improving the mass resolution.
そのために本発明の2重収束質量分析計は、イオン源と
衝突活性化室を持つ2重収束質量分析計であって、衝突
活性化室とソーススリットとの間に親イオンと娘イオン
をその物理的特性の相違により分離するためのフィルタ
ーを配置し、かつそのフィルターと2重収束質量分析計
を同一娘イオンが通過できるように連動して制御するこ
とを特徴とするものである。Therefore, the double-focusing mass spectrometer of the present invention is a double-focusing mass spectrometer having an ion source and a collision activation chamber, and a parent ion and a daughter ion are provided between the collision activation chamber and the source slit. It is characterized in that a filter for separation is arranged according to the difference in physical characteristics, and the filter and the double focusing mass spectrometer are interlocked and controlled so that the same daughter ion can pass through.
本発明の2重収束質量分析計では、衝突活性化室とソー
ススリットとの間に親イオンと娘イオンをそのエネルギ
ーや運動量等、物理的特性の相違により分離するための
フィルターを配置し、かつそのフィルターと2重収束質
量分析計を同一娘イオンが通過できるように連動して制
御するので、娘イオンの軌道のずれがなくなる。すなわ
ち、仮に全ての開裂が、衝突活性化室32とソーススリ
ット33との間で起こりソーススリット32と最初の場
の間ではおこらないとすれば、娘イオンの軌道は本来の
2重収束条件を満たす軌道とずれることはなく、娘イオ
ンはシャープな像を結ぶことになる。本発明の2重収束
質量分析計はこの原理に基づくものである。In the double-focusing mass spectrometer of the present invention, a filter for separating parent ions and daughter ions according to their physical characteristics such as energy and momentum is arranged between the collision activation chamber and the source slit, and Since the filter and the double-focusing mass spectrometer are interlocked with each other so that the same daughter ions can pass therethrough, the orbital deviation of the daughter ions is eliminated. That is, if all the cleavages occur between the collision activation chamber 32 and the source slit 33 and do not occur between the source slit 32 and the first field, the orbits of the daughter ions satisfy the original double focusing condition. There is no deviation from the filled orbit, and the daughter ions form a sharp image. The double-focusing mass spectrometer of the present invention is based on this principle.
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明に係る2重収束質量分析計の1実施例構
成を示す図、第2図は本発明に係る2重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of one embodiment of a double-focusing mass spectrometer according to the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining another embodiment of the double-focusing mass spectrometer according to the present invention. .
本発明に係る2重収束質量分析計は、第1図に示すよう
に衝突活性化室2とソーススリット6との間に特定のエ
ネルギーを持ったイオンだけを通すフィルター電場を設
けることである。The double-focusing mass spectrometer according to the present invention is to provide a filter electric field between the collision activation chamber 2 and the source slit 6 so as to pass only ions having a specific energy as shown in FIG.
次にその動作を説明すると、まず、親イオンの質量をM
0 、エネルギーをE0 、娘イオン質量をm、エネルギー
をEm とする。ここで娘イオンを検出する場合は、フィ
ルター電場3及び2重収束質量分析計の電場7はエネル
ギーEm のイオンが通過できるように設定する。また磁
場8もこの娘イオンが通過できるように設定する。The operation will be described next. First, the mass of the parent ion is M
0, the energy E 0, a daughter ion mass m, the energy E m. Here, when detecting daughter ions, the filter electric field 3 and the electric field 7 of the double-focusing mass spectrometer are set so that ions of energy E m can pass through. The magnetic field 8 is also set so that the daughter ions can pass through.
このように各場を設定した2重収束質量分析計におい
て、イオン源1で生成され加速されたイオンが衝突活性
化室2に入射し、気体分子と衝突して活性化されると、
その活性化されたイオンのうちあるものは衝突活性化室
2とフィルター電場3との間の自由空間Aで娘イオンを
開裂生成する。この娘イオンは、娘イオンの軌道5に沿
ってフィルター電場3、ソーススリット6、自由空間
B、2重収束質量分析計の電場7及び磁場8を通りコレ
クタスリット9上に像を結ぶ。一方、自由空間Aを通っ
た親イオンは、親イオンの軌道4に示すようにフィルタ
ー電場3を通過することができず2重収束質量分析計の
自由空間Bに到達することはない。そのため、自由空間
Bでは娘イオンが生成されることないので、従来法で発
生したような娘イオンの軌道のずれはなくなる。従って
本発明の構成による装置ではシャープな娘イオンの像を
コレクタスリット9上に得ることができる。In the double-focusing mass spectrometer with each field set in this way, when the ions generated and accelerated by the ion source 1 enter the collision activation chamber 2 and collide with gas molecules to be activated,
Some of the activated ions cleave and generate daughter ions in the free space A between the collision activation chamber 2 and the filter electric field 3. The daughter ions pass through the filter electric field 3, the source slit 6, the free space B, the electric field 7 and the magnetic field 8 of the double-focusing mass spectrometer along the trajectory 5 of the daughter ion, and form an image on the collector slit 9. On the other hand, the parent ion that has passed through the free space A cannot pass through the filter electric field 3 as shown by the trajectory 4 of the parent ion, and does not reach the free space B of the double focusing mass spectrometer. Therefore, since the daughter ions are not generated in the free space B, the deviation of the orbits of the daughter ions as generated by the conventional method is eliminated. Therefore, a sharp image of the daughter ions can be obtained on the collector slit 9 in the apparatus according to the present invention.
この動作原理から明らかなようにフィルター電場3と2
重収束質量分析計の電場7は同じエネルギーを持つイオ
ンを通すように連動させる必要がある。As is clear from this operating principle, the filter electric fields 3 and 2
The electric field 7 of the double-focusing mass spectrometer needs to be linked so as to pass ions having the same energy.
ところで、一般に娘イオンのエネルギーは、開裂の際あ
る幅に広がって分布する。従って、第1図に示すような
構成の場合、娘イオンビームは、フィルター電場3のエ
ネルギー分散作用によってソーススリット6上では空間
的に広がってしまうことになる。そのため、ソーススリ
ット6を細くした場合には、生成した娘イオンの中で一
部のものしかソーススリット6を通過できなくなる。一
方、フィルター電場3の目的は、親イオンと娘イオンを
分離することにあるので、エネルギー分解能はあまり高
くする必要はない。このような事情に鑑みてフィルター
電磁場をエネルギー収束型としたのが第2図に示す例で
あり、具体的にはフィルター電場を2個の組み合わせと
して用いソーススリット18上でエネルギー収束作用を
もたせるようにしたものである。By the way, in general, the energy of daughter ions is distributed over a certain width during cleavage. Therefore, in the case of the configuration shown in FIG. 1, the daughter ion beam spatially spreads on the source slit 6 due to the energy dispersion action of the filter electric field 3. Therefore, when the source slit 6 is thin, only some of the generated daughter ions can pass through the source slit 6. On the other hand, the purpose of the filter electric field 3 is to separate parent ions and daughter ions, so that the energy resolution does not need to be so high. In view of such a situation, the example in which the filter electromagnetic field is of the energy focusing type is shown in FIG. It is the one.
第2図に示す構成の動作原理を説明する。フィルター電
場13は、そのエネルギー分散作用で親イオンと娘イオ
ンの分離を行う。中間スリット16は、親イオンは通さ
ないが、広がった娘イオンビームはほとんど通過するも
のである。このように設定するためには娘イオンと親イ
オンのエネルギー差 ΔE=|Eo −Em | が娘イオンのエネルギーの広がりδEに比べて十分大き
いことが必要であり、通常はこの条件が満たされてい
る。一方フィルター電場17は、フィルター電場13と
逆方向にエネルギー分散作用を持ち、ソーススリット1
8上では両者の分散が打ち消し合ってエネルギー収束さ
せるようにするものである。このようにすると、エネル
ギーに幅を持った娘イオンビームでもソーススリット1
8上で広がることが無くなる。The operation principle of the configuration shown in FIG. 2 will be described. The filter electric field 13 separates a parent ion and a daughter ion by its energy dispersion action. The intermediate slit 16 does not allow parent ions to pass therethrough, but almost allows the spread daughter ion beam to pass therethrough. In order to set in this way, it is necessary that the energy difference ΔE = | E o −E m | between the daughter ion and the parent ion is sufficiently larger than the energy spread δE of the daughter ion, and this condition is usually satisfied. Has been done. On the other hand, the filter electric field 17 has an energy dispersion action in the opposite direction to the filter electric field 13, and the source slit 1
8 above, the dispersions of the two cancel each other out so that the energy is converged. By doing this, the source slit 1 can be used even for a daughter ion beam with a wide energy range.
No longer spread on 8.
第3図は後段の2重収束分析計に本発明を適用したMS
/MS質量分析装置の例を示す図である。この場合、第
1図または第2図においてイオン源の部分が質量分析計
21(MS1)に置き換わることになる。すなわち質量
分瀬計21は特定の質量のイオンだけを生成するイオン
源と考えればよい。FIG. 3 shows an MS in which the present invention is applied to a double convergence analyzer in the latter stage.
It is a figure which shows the example of a / MS mass spectrometer. In this case, the portion of the ion source in FIG. 1 or 2 is replaced with the mass spectrometer 21 (MS1). That is, the mass separation meter 21 may be considered as an ion source that generates only ions of a specific mass.
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、E−B(電場、磁場)の組み合わせによる2重収束
分析計としたが、特にこれに限ることなく種々の2重収
束の組み合わせでもよい。しかしいずれの場合でもフィ
ルター電場は2重収束質量分析計と同じエネルギーのイ
オンを通過させるように連動して動作させることが必要
であることは勿論のことである。また、親イオンを活性
化させる方法は衝突によるものだけではなくレーザーの
照射などの方法もある。従って、本発明の構成における
衝突活性化室は他の方法による活性化法の装置と置き換
えることができる。衝突活性化室を種々の目的で接地電
位以外の電位で用いる場合があるが、この場合でも親イ
オンのエネルギーと娘イオンのエネルギーに差がある場
合には本発明を適用できる。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-mentioned embodiment, the double convergence analyzer is a combination of EB (electric field, magnetic field), but the invention is not limited to this and various combinations of double convergence may be used. However, in any case, it is needless to say that the filter electric field needs to be operated so as to pass ions of the same energy as the double focusing mass spectrometer. Also, the method of activating the parent ion is not limited to collision, but there is also a method such as laser irradiation. Therefore, the collision activation chamber in the configuration of the present invention can be replaced with an activation method device by another method. The collision activation chamber may be used at a potential other than the ground potential for various purposes, and even in this case, the present invention can be applied when the energy of the parent ion and the energy of the daughter ion are different.
フィルター電場は、親イオンと娘イオンとを分離するこ
とが目的であるら、他の場(たとえば磁場)を用いても
同じ目的を達成できる。磁場を用いた場合、磁場には運
動量の分散作用が有るので親イオンと娘イオンの運動量
の差で分離することができる。また第2図と同様にして
ソーススリット上で運動量分散を打ち消すこともでき
る。If the purpose of the filter electric field is to separate parent and daughter ions, other fields (eg magnetic fields) can be used to achieve the same purpose. When a magnetic field is used, since the magnetic field has a momentum dispersion action, it can be separated by the difference in momentum between the parent ion and the daughter ion. Further, the momentum dispersion can be canceled on the source slit in the same manner as in FIG.
他の一般的な扇形場(電場及び磁場の重畳場)でも原理
的には可能である。この場合、親イオンと娘イオンの分
離はエネルギー、運動量を含んだ一般的な量の分散によ
って行われることになる。ソーススリット上で分散を打
ち消すような組み合わせも勿論可能である。いずれの場
を用いるにしてもフィルターと2重収束質量分析計は同
じ娘イオンを通過させるように連動して制御する必要が
ある。このようにフィルターは種々の可能性はあるが磁
場を含む場は一般的に制御が難しく装置が大ががりにな
るため実用的には電場を用いるフィルターが最適であ
る。In principle, other general fan-shaped fields (superposed electric and magnetic fields) are also possible. In this case, the separation of the parent ion and the daughter ion is performed by a general amount of dispersion including energy and momentum. Of course, a combination that cancels the dispersion on the source slit is also possible. Whichever field is used, the filter and the double-focusing mass spectrometer must be controlled so that the same daughter ions can pass through. As described above, although there are various possibilities for the filter, a field including a magnetic field is generally difficult to control and requires a large device, so that a filter using an electric field is practically the most suitable.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、衝突
活性化室とソーススリットの間にある条件を満たすイオ
ンのみ通過させるフィルターを設け、娘イオン検出時は
親イオンを通過できないようにするので、2重収束質量
分析計の自由空間で親イオンから娘イオンへの開裂がお
こらなくなった。そのため娘イオンの軌道が本来の軌道
とずれることが無くなり、娘イオンの質量分解能の向上
を図ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a filter is provided between the collision activation chamber and the source slit, which allows only ions satisfying a certain condition to pass, and prevents parent ions from passing when detecting daughter ions. Therefore, the cleavage from the parent ion to the daughter ion does not occur in the free space of the double-focusing mass spectrometer. Therefore, the orbits of the daughter ions do not deviate from the original orbits, and the mass resolution of the daughter ions can be improved.
第1図は本発明に係る2重収束質量分析計の1実施例構
成を示す図、第2図は本発明に係る2重収束質量分析計
の他の実施例を説明するための図、第3図は後段の2重
収束分析計に本発明を適用したMS/MS質量分析装置
の例を示す図、第4図は娘イオンの検出機能を持つ2重
収束質量分析計の構成を示す図、第5図は娘イオンの軌
道のずれが生じる場合を説明するための図である。 1……イオン源、2……衝突活性化室、3……フィルタ
ー電場、4……親イオン軌道、5……娘イオン軌道、6
……ソーススリット、7……電場、8……磁場、9……
コレクタスリット。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a double-convergence mass spectrometer according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of the double-convergence mass spectrometer according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of an MS / MS mass spectrometer in which the present invention is applied to a double focusing spectrometer in the latter stage, and FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a double focusing mass spectrometer having a daughter ion detection function. , FIG. 5 is a diagram for explaining a case where the orbit of the daughter ions is deviated. 1 ... Ion source, 2 ... Collision activation chamber, 3 ... Filter electric field, 4 ... Parent ion orbit, 5 ... Daughter ion orbit, 6
...... Source slit, 7 ... electric field, 8 ... magnetic field, 9 ...
Collector slit.
Claims (2)
量分析計であって、衝突活性化室とソーススリットとの
間に親イオンと娘イオンをその物理的特性の相違により
分離するためのフィルターを配置し、かつそのフィルタ
ーと2重収束質量分析計を同一娘イオンが通過できるよ
うに連動して制御することを特徴とする2重収束質量分
析計。1. A double focusing mass spectrometer having an ion source and a collision activation chamber, wherein a parent ion and a daughter ion are separated between a collision activation chamber and a source slit by the difference in their physical characteristics. A double-focusing mass spectrometer characterized in that a filter for observing the same is arranged, and the filter and the double-focusing mass spectrometer are interlocked and controlled so that the same daughter ions can pass through.
の娘イオンの分散を打ち消す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2重収束質量分析計。2. The double-focusing mass spectrometer according to claim 1, wherein the filter is arranged to cancel the dispersion of the daughter ions on the source slit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058323A JPH0624115B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Double focusing mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62058323A JPH0624115B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Double focusing mass spectrometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225468A JPS63225468A (en) | 1988-09-20 |
| JPH0624115B2 true JPH0624115B2 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=13081076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62058323A Expired - Lifetime JPH0624115B2 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Double focusing mass spectrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624115B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-03-13 JP JP62058323A patent/JPH0624115B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225468A (en) | 1988-09-20 |
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