[go: up one dir, main page]

DE102006011037A1 - Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen - Google Patents

Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen Download PDF

Info

Publication number
DE102006011037A1
DE102006011037A1 DE200610011037 DE102006011037A DE102006011037A1 DE 102006011037 A1 DE102006011037 A1 DE 102006011037A1 DE 200610011037 DE200610011037 DE 200610011037 DE 102006011037 A DE102006011037 A DE 102006011037A DE 102006011037 A1 DE102006011037 A1 DE 102006011037A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
collision chamber
quadrupole
electrodes
electrode
collision
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.)
Granted
Application number
DE200610011037
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006011037B4 (de
Inventor
Michael Hecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHROMTECH GESELLSCHAFT FUER ANALYTISCHE MESSTE, DE
Original Assignee
CHROMTECH GES fur ANALYTISCHE
Chromtech Gesellschaft fur Analytische Messtechnik Mbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHROMTECH GES fur ANALYTISCHE, Chromtech Gesellschaft fur Analytische Messtechnik Mbh filed Critical CHROMTECH GES fur ANALYTISCHE
Priority to DE200610011037 priority Critical patent/DE102006011037B4/de
Publication of DE102006011037A1 publication Critical patent/DE102006011037A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006011037B4 publication Critical patent/DE102006011037B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/06Electron- or ion-optical arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/004Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn
    • H01J49/0045Combinations of spectrometers, tandem spectrometers, e.g. MS/MS, MSn characterised by the fragmentation or other specific reaction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/06Electron- or ion-optical arrangements
    • H01J49/068Mounting, supporting, spacing, or insulating electrodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

Es wird eine Kollisionskammer (10) eines Massenspektrometers (12) zur Massenanalyse von Ionen beschrieben, wobei die Ionen die mit einem Gas beaufschlagte Kollisionskammer (10) auf einer Sollflugbahn (z) durchlaufen und in der Kollisionskammer (10) entlang zumindest eines Teilabschnitts der Sollflugbahn (z) ein Quadrupol (14), bestehend aus vier Elektroden (16, 18, 20, 22), angeordnet ist. Die Elektroden (16, 18, 20, 22) sind jeweils paarweise, im wesentlichen diametral einander gegenüberliegend und mit Abstand, im wesentlichen parallel zur Sollflugbahn (z) verlaufend in der Kollisionskammer (10), positioniert. Die Kollisionskammer (10) weist eine erste und eine zweite Trägerplatte (24, 26) auf, an der die Elektroden (16, 18, 20, 22) des Quadrupols (14) angeordnet sind. Die erste und zweite Trägerplatte (24, 26) sind lösbar miteinander verbindbar und besitzen in einander zugewandten Flächen (28, 30) jeweils eine nut- oder rinnenförmige, in Richtung der Sollflugbahn (z) angeordnete erste und zweite Aufnahme (32, 34). In der ersten Aufnahme (32) der ersten Trägerplatte (24) sind drei Elektroden (16, 18, 20) des Quadrupols (14) und in der zweiten Aufnahme (34) der zweiten Trägerplatte (26) die vierte Elektrode (22) des Quadrupols (14) positioniert (Fig. 8).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen, wobei die Ionen die mit einem Gas, wie z. B. Argon, Helium oder Stickstoff beaufschlagte Kollisionskammer auf einer Sollflugbahn z durchlaufen und in der Kollisionskammer entlang zumindest eines Teilabschnitts der Sollflugbahn z ein Quadrupol bestehend aus vier Elektroden angeordnet ist, wobei die Elektroden jeweils paarweise im wesentlichen diametral einander gegenüberliegend und mit Abstand im wesentlichen parallel zur Sollflugbahn z verlaufend in der Kollisionskammer positioniert sind, und die Kollisionskammer eine erste und eine zweite Trägerplatte aufweist, an der die Elektroden des Quadrupols angeordnet sind, die erste und zweite Trägerplatte lösbar miteinander verbindbar sind und in einander zugewandten Flächen jeweils eine nut- oder rinnenförmige in Richtung der Sollflugbahn angeordnete erste und zweite Aufnahme besitzen.
  • Eine derartige Kollisionskammer ist bereits aus der US 6,576,897 bekannt. Diese bekannte Kollisionskammer ist jedoch in Bezug auf die geometrische Ausgestaltung des Quadrupols wie auch die Anordnung der Leiter des Quadrupols auf den Trägerplatten und die Montage bzw. Verbindung der Trägerplatten miteinander konstruktiv recht kompliziert aufgebaut. Auch dienen die nut- oder rinnenförmigen Aufnahmen der Trägerplatten der Einbringung von Silikondichtungen, welche für ein Vakuum zwischen den Leitern des Quadrupols sorgen sollen. Im allgemeinen werden die Leiter dieser Quadrupole technisch sehr aufwendig aus Vollmaterial gefräst und anschließend mit der jeweiligen Trägerplatte verbunden.
  • Andere recht komplexe Ausbildung von Quadrupolen zum Einsatz in Ionenfiltern sind beispielsweise in der US 5,559,327 bzw. EP 572687 B1 beschrieben. Auch diese Quadrupolanordnungen sind äußerst aufwendig in der Herstellung und damit vergleichsweise kostspielig.
  • Im allgemeinen werden derartige Kollisionskammern bei Massenspektrometern dann eingesetzt, wenn die Selektivität oder Sensitivität einer Quantifizierungsmethode verbessert werden soll. In dieser Hinsicht sind die sogenannten Triple Quads (QqQ) wohl am meisten verbreitet. In der Ionenquelle wird ein Pseudomolekül-Ion produziert und im ersten Analysator-Quadrupol isoliert. Im zweiten Quadrupol der Kollisionskammer wird den Ionen durch Stöße mit einem zugeführten Inertgas, wie Argon, Helium oder Stickstoff, Energie zugeführt, worauf die Ionen sehr spezifisch zu anderen, leichteren Ionen zerfallen. Im dritten Quadrupol besteht dann die Möglichkeit, die eintretenden Ionen zu scannen, also alle Produktionen des im ersten Quadrupol isolierten Mutterions zu ermitteln oder selektiv nur ein bekanntes Fragmention zu beobachten. Hieraus resultiert eine hochempfindliche und zugleich hochselektive Meßtechnik, um eine sichere Quantifizierung von Zielsubstanzen im Spurenbereich selbst aus schwieriger Probenmatrix zu ermöglichen. Ein hohes chemisches Untergrundsignal, welches in SIM-Methoden (Selected Ion Monitoring) mit einem Einfach-Quadrupol MS fast immer vorhanden ist, wird mittels der MS/MS (Tandem-Massenspektkrometrie) oder MSn (Multiple Mass Spectrometry) nahezu komplett ausgeblendet. Bei derartigen Quadrupol-Massenfiltern handelt es sich um dynamische Trennsysteme, welche kein Magnetfeld benötigen. Die Massentrennung erfolgt in einem Quadrupolsystem durch Überlagerung eines elektrostatischen Gleichfeldes mit einem Hochfrequenzfeld, wobei jeweils zwei einander im wesentlichen diametral gegenüberliegende Elektroden miteinander elektrisch verbunden sind.
  • Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kollisionskammer – auch Kollisionszelle genannt – hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus erheblich zu vereinfachen. Insbesondere sollen die Elektroden des Quadrupols der Kollisionskammer einfach herstellbar und an der jeweiligen Trägerplatte positionierbar sein, so daß sich der Herstellungsaufwand einer derartigen Kollisionszelle bzw. eines mit einer solchen Kollisionszelle ausgestatteten Massenspektrometers verringert.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Kollisionszelle mit den eingangs genannten Merkmalen im wesentlichen dadurch gelöst, daß in der Aufnahme der Trägerplatte jeweils wenigstens eine der Elektroden des Quadrupols angeordnet ist. Diese Maßnahme ist Voraussetzung dafür, daß die Elektroden des Quadrupols einfach ausgebildet sein können und die Trägerplatten unaufwendig miteinander verbunden werden können. Insbesondere besteht die Möglichkeit, als Ausgangsmaterial für die Elektroden des Quadrupols handelsübliche Fertigware zu verwenden, die dem gegebenenfalls kurvigen Verlauf der Sollflugbahn durch entsprechende Biegung oder Krümmung anzupassen ist. Dadurch, daß die Elektroden des Quadrupols in den Aufnahmen der beiden Trägerplatten angeordnet sind, ist die Möglichkeit gegeben, die Trägerplatten mit den einander zugewandten Flächen aufeinanderliegend zu verschrauben, so daß Abstandshalter oder dergleichen nicht erforderlich sind. Auch bietet diese Maßnahme eine Voraussetzung dafür, eine im wesentlichen vakuumdichte Verbindung der beiden Trägerplatten ohne weitere zusätzliche Dichtmaßnahmen zu realisieren.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß in der ersten Aufnahme der ersten Trägerplatte drei Elektroden des Quadrupols und in der zweiten Aufnahme der zweiten Trägerplatte die vierte Elektrode des Quadrupols positioniert sind. Aufgrund dieser asymmetrischen Zuordnung der Elektroden des Quadrupols zu den beiden Trägerplatten wird eine besonders einfache Positionierung, Montage und Befestigung der Elektroden an der jeweiligen Trägerplatte ermöglicht.
  • Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung bietet es sich an, daß die erste und zweite Aufnahme im wesentlichen ein V-Profil besitzen, und jeweils eine Elektrode im Bereich des Schnittpunktes der Schenkel des V-Profils angeordnet ist.
  • Von Vorteil ist es vorgesehen, daß die Schenkel des V-Profils im wesentlichen in einem rechten Winkel angeordnet sind bzw. einen solchen Winkel zwischen sich einschließen.
  • Dabei weist die erste Aufnahme eine größere Tiefe als die zweite Aufnahme auf, um die drei Elektroden des Quadrupols im Vergleich zu der einen einzigen in der zweiten Aufnahme positionierten Elektrode aufnehmen zu können.
  • Bevorzugt bilden die erste und zweite Aufnahme der miteinander verbundenen Trägerplatten einen in Richtung der Sollflugbahn z verlaufenden Kanal, welcher eine im wesentlichen rechteckige oder bevorzugt quadratische Grundform aufweist und wobei bevorzugt und von besonderem Vorteil in jeder Ecke des Kanals eine Elektrode des Quadrupols positioniert ist.
  • Die im wesentlichen langgestreckten Elektroden des Quadrupols sind nach einer anderen, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Stäbe mit im Querschnitt Rechteck- oder bevorzugt Quadrat-Profil ausgebildet. Derartige Stäbe sind handelsüblich erhältlich und erfordern allenfalls eine nur geringe individuelle Bearbeitung, um als Elektroden des Quadrupols in der Kollisionskammer eingesetzt werden zu können.
  • Die erste und zweite Aufnahme besitzen nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine mittig angeordnete stufige Vertiefung, in der jeweils eine Elektrode des Quadrupols angeordnet ist. Diese beiden Elektroden sind im montierten Endzustand der Trägerplatten diametral zueinander und rotationssymmetrisch zur Sollflugbahn z angeordnet.
  • Von Vorteil besitzt die erste Aufnahme in den beiden Randabschnitten jeweils eine stufige Erweiterung, in welche jeweils eine Elektrode des Quadrupols angeordnet ist. Auch diese beiden in dem Randbereich der ersten Aufnahme angeordneten Elektroden sind im montierten Zustand der Trägerplatten diametral zueinander und rotationssymmetrisch zur Sollflug bahn z angeordnet. Dabei ist zu beachten, daß diese im Randbereich der ersten Aufnahme angeordneten Elektroden mit ihrer nach oben weisenden Fläche im wesentlichen bündig zu der Fläche der ersten Trägerplatte angeordnet sind und im montierten Zustand beider Trägerplatten zumindest teilweise von der zugewandten Fläche der zweiten Trägerplatte beaufschlagt werden.
  • Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenigstens eine Elektrode mit der ersten oder zweiten Trägerplatte zu verkleben oder im Preßsitz zu verbinden.
  • Im montierten Endzustand der Trägerplatten sind die Elektroden bezüglich der Sollflugrichtung z in einer 90°-Rotationssymmetrie angeordnet. Auch sind die Elektroden in einem kartesischen Koordinatensystem bezüglich einer y-z- und/oder x-z-Ebene spiegelsymmetrisch angeordnet.
  • Von besonderem Vorteil verlaufen die zugewandten Flächen der Trägerplatten parallel und mit Abstand zur x-z-Ebene, wobei der Abstand Werte von bevorzugt etwa der Hälfte des quadratischen Querschnitts der Elektrode aufweist.
  • Die Kollisionskammer zeichnet sich nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch aus, daß die erste und zweite Trägerplatte mit den einander zugewandten, die erste und zweite Aufnahme aufweisenden Flächen im wesentlichen plan aufeinanderliegend miteinander verbunden sind. Hierdurch kann auf Abstandshalter oder sonstige zusätzlichen Teile ohne weiteres verzichtet werden.
  • Von Vorteil weisen die plan aufeinanderliegenden Flächen im wesentlichen eine vakuumdichte Verbindung miteinander auf.
  • Die Elektroden bestehen nach einer vorteilhaften Ausgestaltung bevorzugt aus Aluminium und sind gegebenenfalls poliert und/oder vergoldet.
  • Die Trägerplatten bestehen bevorzugt aus Acrylglas oder Polycarbonat.
  • Die Sollflugbahn z in der Kollisionskammer ist entweder über die gesamte Länge der Kollisionskammer linear oder weist nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zunächst einen im wesentlichen linearen Abschnitt und einen anschließenden gekrümmten Abschnitt auf.
  • Dabei ist der gekrümmte Abschnitt der Sollflugbahn z bevorzugt als ein Kreisbogen, bevorzugt als ein ca. 90°-Kreisbogen ausgebildet.
  • Die Erfindung betrifft auch eine erfindungsgemäß Kollisionskammer in Kombination mit einem Triple-Quadrupol-Massenspektrometer, wobei eine Ionenquelle, ein erster Quadrupol, die Kollisionskammer mit dem weiteren Quadrupol, ein dritter Quadrupol sowie ein Detektor bzw. Ionendetektor in Richtung der Sollflugbahn z hintereinander positioniert sind.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1 in schematischer Prinzipdarstellung und Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines Triple-Quadrupol-Massenspektrometers mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kollisionskammer,
  • 2 eine Draufsicht auf die erste Trägerplatte der Kollisionskammer,
  • 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A der 2,
  • 4 eine Draufsicht auf die zweite Trägerplatte der Kollisionskammer,
  • 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie C-C der 4,
  • 6 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kollisionskammer, wobei erste und zweite Trägerplatte miteinander verbunden sind,
  • 7 eine Sicht in Richtung der z-Achse auf einen Endabschnitt der erfindungsgemäßen Kollisionskammer, wobei die Elektroden schraffiert dargestellt sind und
  • 8 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kollisionskammer entlang einer Schnittlinie rechtwinklig zur z-Achse.
  • Das in 1 dargestellte Massenspektrometer 12 ist als Triple-Quadrupol-Massenspektrometer 60 ausgebildet und besteht aus einer Reihenschaltung einer Ionenquelle 62, an welche ein erster Quadrupol 64 anschließt. Darauf folgt die Kollisionskammer 10 mit dem weiteren Quadrupol 14, welche vorliegend einen linearen Abschnitt 54 sowie einen anschließendenden gekrümmten Abschnitt 56 (6) besitzt. An die Kollisionskammer 10 schließen sich der dritte Quadrupol 66 und nachfolgend der Detektor 68 an.
  • Bei einem derartigen Triple-Quadrupol-Massenspektrometer 60 dient der erste Quadrupol 64 zur Massenanalyse der Ionen, der zweite zum Hindurchleiten durch eine mit Gas wie N2, He oder Ar gefüllte Kollisionskammer 10 mit Quadrupol 14 und der dritte Quadrupol 66 wiederum zum Scannen der Ionen. Diese Anordnung erlaubt neben einfacher Massenspektrometrie eine gezielte Fragmentierung in der Kollisionszelle oder -kammer 10 und die Massenanalyse der Fragmente, auch Tochter-Ionen genannt. Man nennt diese Anordnung auch MS/MS oder Tandem-MS. Die Fragmentierung in der Kollisionskammer 10 erfolgt durch Anlegen einer Beschleunigungsspannung und dadurch ausgelöste Zusammenstöße der Ionen mit den Gasteilchen (CID-Kollisionsinduzierte Fragmentierung). Mit einem solchen Triple-Quadrupol-Massenspektrometer sind drei verschiedene Arten von MS/MS-Experimenten möglich. Bei der Tochter-Ionen-(bzw. Produkt-Ionen-)Analyse wird der erste Quadrupol 64 auf ein bestimmtes Masse/Ladungs-Verhältnis eingestellt, im zweiten Quadrupol 14 bzw. in der Kollisionskammer 10 findet die Fragmentierung durch CID statt und im dritten Quadrupol 66 werden die Massen der Fragmente analysiert. Die Produkt-Ionen-Analyse wird sehr häufig angewandt, gerade auch für die spezifische Quantifizierung beim Einsatz als Detektor in der Hochleistungsflüssigkeitschromatografie (HPTLC). Die Vorläufer-Ionen-Analyse (precurser ion scan) arbeitet umgekehrt, der dritte Quadrupol 66 wird auf eine bestimmte Masse fixiert und der erste Quadrupol 64 liefert ein Spektrum aller Massen, die ein derartiges Fragment ergeben. Damit ist es zum Beispiel möglich, verschiedene Substanzen zu erfassen, die ein bestimmtes charakteristisches Strukturelement enthalten. Bei der Neutralverlust-Analyse scannt der dritte Quadrupol 66 synchron mit dem ersten Quadrupol 64, allerdings um eine bestimmte Massendifferenz zurückversetzt. So lassen sich alle die Ionen nachweisen, die einen bestimmten Masseverlust bei der Fragmentierung in der Kollisionskammer 10 zeigen.
  • Die weiteren Darstellungen der 2 bis 8 geben nun verschiedene Einzelheiten der konstruktiven Ausgestaltung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kollisionskammer 10 des Massenspektrometers 12 zur Massenanalyse von Ionen wieder. Beim Durchlaufen der Kollisionskammer 10 auf einer Sollflugbahn z kollidieren die aus dem ersten Quadrupol 64 austretenden Ionen mit dem in der Kollisionskammer 10 befindlichen Gasatomen oder -molekül – wie beispielsweise Ar, He, N2 Dabei ist in der Kollisionskammer 10 entlang zumindest eines Teilabschnitts der Sollflugbahn z ein Quadrupol 14 bestehend aus vier Elektroden 16, 18, 20, 22 angeordnet, wobei die Elektroden 16, 18, 20, 22 jeweils paarweise im wesentlichen diametral einander gegenüberliegend und mit Abstand im wesentlichen parallel zur Sollflugbahn z verlaufend in der Kollisionskammer 10 positioniert sind. Die Kollisionskammer 10 weist eine erste Trägerplatte 24 (2, 3) sowie eine zweite Trägerplatte 26 (4, 5) auf, an der die Elektroden 16 bis 22 des Quadrupols 14 angeordnet sind. Die erste und zweite Trägerplatte 24, 26 sind zur Bildung der Kollisionskammer 10 (6) lösbar miteinander verbindbar, wobei einander zugewandte Flächen 28, 30 jeweils eine nut- oder rinnenförmig in Richtung der Sollflugbahn z angeordnete erste und zweite Aufnahme 32, 34 besitzen.
  • In der Aufnahme 32, 34 ist jeweils wenigstens eine der Elektroden 16, 18, 20, 22 des Quadrupols angeordnet bzw. aufgenommen. Wie insbesondere aus den 3, 5, 7 und 8 ersichtlich ist, sind in der ersten Aufnahme 32 der ersten Trägerplatte 24 drei Elektroden 16, 18, 20 des Quadrupols 14 und in der zweiten Aufnahme 34 der zweiten Trägerplatte 26 die vierte Elektrode 22 des Quadrupols 14 positioniert. Dabei besitzen die erste und zweite Aufnahme 32, 34 im wesentlichen ein V-Profil, wobei jeweils eine Elektrode 18, 22 im Bereich des Schnittpunktes der Schenkel 36, 38 bzw. 40, 42 des jeweiligen V-Profils angeordnet ist. Auch ist aus den Figuren ersichtlich, daß die Schenkel 36, 38 bzw. 40, 42 im wesentlichen in einem rechten Winkel angeordnet sind bzw. diesen zwischen sich einschließen. Insbesondere aus der vergrößerten Darstellung der 8 wird deutlich, daß die erste Aufnahme 32 eine größere Tiefe als die zweite Aufnahme 34 aufweist. Der Unterschied der Tiefe der beiden Aufnahmen 32, 34 liegt im Bereich der Dicke des Querschnittsprofils der Elektroden 16, 20.
  • Auch wird aus der Darstellung der 8 ersichtlich, daß die erste und zweite Aufnahme 32, 34 der miteinander verbundenen Trägerplatten 24, 26 einen in Richtung der Sollflugbahn z verlaufenden Kanal 44 bilden, der eine im wesentlichen rechteckige oder gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel quadratische Grundform aufweist. Von Vorteil ist gemäß einer eigenständigen Ausgestaltung der Erfindung in jeder Ecke des rechteckförmigen bzw. qua dratischen Kanals 44 eine Elektrode 16, 18, 20, 22 des Quadrupols 14 positioniert. Die langgestreckten Elektroden 16 bis 22 des Quadrupols 14, die sich bevorzugt über die gesamte Länge der Kollisionskammer 10 entlang der Sollflugbahn z erstrecken, sind als Stäbe mit im Querschnitt Rechteck- oder bevorzugt Quadratprofil ausgebildet. Die erste und zweite Aufnahme 32, 34 besitzen jeweils eine mittig angeordnete stufige Vertiefung 46, 48 im Bereich des Schnittpunkts der Schenkel 36, 38 bzw. 40, 42 des V-Profils, in der jeweils eine Elektrode 18, 22 des Quadrupols 14 angeordnet ist. Weiterhin besitzt die erste Aufnahme 32 in den beiden Randabschnitten, wie beispielsweise aus 3 und 8 ersichtlich ist, jeweils eine stufige Erweiterung 50, 52, in welcher jeweils eine Elektrode 16, 20 des Quadrupols 14 angeordnet ist.
  • Wenigstens eine der Elektroden 16 bis 22 ist mit der ersten und/oder zweiten Trägerplatte 24, 26 verklebt oder im Preßsitz verbunden. Weiterhin sind die Elektroden 16 bis 22 in einer 90°-Rotationssymmetrie zur Sollflugbahn z angeordnet (8). Des weiteren ist aus 8 ebenfalls ersichtlich, daß die Elektroden 16 bis 22 des Quadrupols 14 im kartesischen Koordinatensystem bezüglich einer y-z- und/oder x-z-Ebene spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Auch ist zu erwähnen, daß die zugewandten Flächen 28, 30 der Trägerplatten 24, 26 parallel und mit einem Abstand 58 zur x-z-Ebene verlaufen, wobei der Abstand 58 Werte von bevorzugt etwa der Hälfte des quadratischen Querschnitts der Elektroden 16 bis 22 aufweist.
  • Die erste und zweite Trägerplatte 24, 26 sind mit den einander zugewandten, die erste und zweite Aufnahme 32, 34 aufweisenden Flächen 28, 30 im wesentlichen plan aufeinanderliegend miteinander verbunden. Die plan aufeinanderliegenden Flächen der miteinander verbundenen Trägerplatten 24, 26 weisen eine im wesentlichen vakuumdichte Verbindung auf, so daß von außen Gas nicht in wesentlichen Mengen in den Kanal 44 durch die plan aufeinanderliegenden Flächen 28, 30 eintreten kann.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, daß die Elektroden 16, 18, 20, 22 aus Metall, bevorzugt Aluminium, bestehen, welches gegebenenfalls poliert und/oder vergoldet ist. Bei diesen Elektroden handelt es sich nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel um langgestreckte Aluminium-Vierkant-stäbe mit quadratischem Querschnittsprofil, welche handelsüblich erhältlich sind und allenfalls nach Durchführung eines Biegevorganges zur Anpassung an die gekrümmte Sollflugbahn z ohne weiteres als Elektroden 16 bis 22 eines Quadrupols einsetzbar sind. Die Trägerplatten 24, 26 bestehen bevorzugt aus Acrylglas oder Polycarbonat, wobei die Aufnahmen 32, 34 in die Platten eingefräst sein können.
  • Wie insbesondere aus den 1, 2 und 4 ersichtlich, weist die Sollflugbahn z der Ionen in der Kollisionskammer 10 zunächst einen linearen Abschnitt 54 und einen daran anschließenden gekrümmten Abschnitt 56 auf. Der gekrümmte Abschnitt 56 ist bevorzugt als Kreisbogenkrümmung mit einem Bogen von ca. 90° ausgebildet. Es versteht sich, daß je nach individueller Situation auch andere Krümmungen im Bereich von 45° bis 180° denkbar und ausführbar sind. Auch kann je nach Platzangebot eine Kollisionskammer 10 mit ausschließlich linearer Sollflugbahn z zum Einsatz gelangen.
  • Der Einsatz dieser Kollisionskammer 10 bietet sich insbesondere in einem Triple-Quadrupol-Massenspektrometer 60 gemäß der Darstellung 1 an. Weiterhin versteht sich, daß es auch im Rahmen der Erfindung liegt, die ersten und dritten Quadrupole 64, 66 in der gemäß 8 für den Quadrupol 14 der Kollisionskammer 10 angegebenen Weise zu realisieren.
  • Allerdings sind an den Quadrupol 14 der Kollisionskammer 10 hinsichtlich der Präzision der Oberflächen der Elektroden 16 bis 22 nicht ganz so hohe Anforderungen zu stellen, wie an die Meß-Quadrupole 64, 66, so daß die erfindungsgemäße Ausbildung bevorzugt bei Kollisionskammer-Quadrupolen zum Einsatz gelangt.
  • 10
    Kollisionskammer
    12
    Massenspektrometer
    14
    Quadrupol
    16
    Elektroden
    18
    Elektroden
    20
    Elektroden
    22
    Elektroden
    24
    1. Trägerplatte
    26
    2. Trägerplatte
    28
    Fläche (von 24)
    30
    Fläche (von 26)
    32
    1. Aufnahme
    34
    2. Aufnahme
    36, 38
    Schenkel (von 32)40, 42 Schenkel (von 34)
    44
    Kanal
    46
    stufige Vertiefung
    48
    stufige Vertiefung
    50
    stufige Erweiterung
    52
    stufige Erweiterung
    54
    linearer Abschnitt
    56
    gekrümmter Abschnitt
    58
    Abstand
    60
    Triple-Quadrupol-Massenspektrometer
    62
    Ionenquelle
    64
    erster Quadrupol
    66
    dritter Quadrupol
    68
    Detektor

Claims (20)

  1. Kollisionskammer (10) eines Massenspektrometers (12) zur Massenanalyse von Ionen, wobei die Ionen die mit einem Gas, wie z. B. Ar, He, N2, beaufschlagte Kollisionskammer (10) auf einer Sollflugbahn z durchlaufen und in der Kollisionskammer (10) entlang zumindest eines Teilabschnitts der Sollflugbahn z ein Quadrupol (14) bestehend aus vier Elektroden (16, 18, 20, 22) angeordnet ist, wobei die Elektroden (16, 18, 20, 22) jeweils paarweise im wesentlichen diametral einander gegenüberliegend und mit Abstand im wesentlichen parallel zur Sollflugbahn (z) verlaufend in der Kollisionskammer (10) positioniert sind, und die Kollisionskammer (10) eine erste und eine zweite Trägerplatte (24, 26) aufweist, an der die Elektroden (16, 18, 20, 22) des Quadrupols (14) angeordnet sind, die erste und zweite Trägerplatte (24, 26) lösbar miteinander verbindbar sind und in einander zugewandten Flächen (28, 30) jeweils eine nut- oder rinnenförmige in Richtung der Sollflugbahn (z) angeordnete erste und zweite Aufnahme (32, 34) besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (32, 34) jeweils wenigstens eine der Elektroden (16, 18, 20, 22) des Quadrupols (14) angeordnet ist.
  2. Kollisionskammer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Aufnahme (32) der ersten Trägerplatte (24) drei Elektroden (16, 18, 20) des Quadrupols (14) und in der zweiten Aufnahme (34) der zweiten Trägerplatte (26) die vierte Elektrode (22) des Quadrupols (14) positioniert sind.
  3. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Aufnahme (32, 34) im wesentlichen ein V-Profil besitzen und jeweils eine Elektrode (18, 22) im Bereich des Schnittpunktes der Schenkel (36, 38 bzw. 40, 42) des V-Profils angeodnet ist.
  4. Kollisionskammer (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (36, 38 bzw. 40, 42) im wesentlichen in einem rechten Winkel angeordnet sind.
  5. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahme (32) eine größere Tiefe als die zweite Aufnahme (34) aufweist.
  6. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Aufnahme (32, 34) der miteinander verbundenen Trägerplatten (24, 26) einen in Richtung der Sollflugbahn (z) verlaufenden Kanal (44) bilden, der eine im wesentlichen rechteckige oder bevorzugt quadratische Grundform aufweist, wobei bevorzugt in jeder Ecke des Kanals (44) eine Elektrode (16, 18, 20, 22) des Quadrupols (14) positioniert ist.
  7. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Elektrode (16, 18, 20, 22) des Quadrupols (14) als Stab mit im Querschnitt Rechteck- oder bevorzugt Quadratprofil ausgebildet ist.
  8. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Aufnahme (32, 34) jeweils eine mittig angeordnete stufige Vertiefung (46, 48) besitzen, in der jeweils eine Elektrode (18, 22) des Quadrupols (14) angeordnet ist.
  9. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahme (32) in den beiden Randabschnitten jeweils eine stufige Erweiterung (50, 52) besitzt, in welcher jeweils eine Elektrode (16, 20) des Quadrupols (14) angeordnet ist.
  10. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode (16, 18, 20, 22) mit der ersten und/oder zweiten Trägerplatte (24, 26) verklebt oder im Preßsitz verbunden ist.
  11. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (16, 18, 20, 22) in einer 90°-Rotationssymmetrie angeordnet sind.
  12. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (16, 18, 20, 22) im kartesischen Koordinatensystem bezüglich einer y-z- und/oder x-z-Ebene spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
  13. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zugewandten Flächen (28, 30) der Trägerplatten (24, 26) parallel und mit Abstand (58) zur x-z-Ebene verlaufen, wobei der Abstand (58) bevor zugt Werte von etwa der Hälfte des quadratischen Querschnitts der Elektrode (16, 18, 20, 22) aufweist.
  14. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Trägerplatte (24, 26) mit den einander zugewandten, die erste und zweite Aufnahme (32, 34) aufweisenden Flächen (28, 30) im wesentlichen plan aufeinanderliegend miteinander verbunden sind.
  15. Kollisionskammer (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die plan aufeinanderliegenden Flächen (28, 30) eine im wesentlichen vakuumdichte Verbindung aufweisen.
  16. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (16, 18, 20, 22) aus Aluminium, gegebenenfalls poliert und/oder vergoldet, besteht.
  17. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (24, 26) aus Acrylglas oder Polycarbonat besteht.
  18. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollflugbahn (z) in der Kollisionskammer (10) insgesamt entweder linear ist oder zunächst einen linearen Abschnitt (54) und einen daran anschließenden gekrümmten Abschnitt (56) aufweist.
  19. Kollisionskammer (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Abschnitt (56) als Kreisbogen ausgebildet ist mit einem Bogenwinkel im Bereich von 45° bis 180°, bevorzugt 90°.
  20. Kollisionskammer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem Triple-Quadrupol-Massenspektrometer (60), wobei eine Ionenquelle (62) ein erster Quadrupol (64), die Kollisionskammer (10) mit dem weiteren Quadrupol (14), ein dritter Quadrupol (66) sowie ein Detektor (68), bevorzugt Ionendetektor, in Richtung der Sollflugbahn (z) hintereinander positioniert sind.
DE200610011037 2006-03-08 2006-03-08 Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen Active DE102006011037B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610011037 DE102006011037B4 (de) 2006-03-08 2006-03-08 Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610011037 DE102006011037B4 (de) 2006-03-08 2006-03-08 Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006011037A1 true DE102006011037A1 (de) 2007-09-13
DE102006011037B4 DE102006011037B4 (de) 2008-03-06

Family

ID=38336005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610011037 Active DE102006011037B4 (de) 2006-03-08 2006-03-08 Kollisionskammer eines Massenspektrometers zur Massenanalyse von Ionen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006011037B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8455814B2 (en) 2010-05-11 2013-06-04 Agilent Technologies, Inc. Ion guides and collision cells
EP2198448A4 (de) * 2007-09-19 2015-08-19 Dh Technologies Dev Pte Ltd Kollisionszelle für ein massenspektrometer
CN118866647A (zh) * 2024-08-08 2024-10-29 深圳市禾越生物科技有限公司 碰撞池装置及实现方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9870906B1 (en) 2016-08-19 2018-01-16 Thermo Finnigan Llc Multipole PCB with small robotically installed rod segments

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0572687B1 (de) * 1992-05-26 1995-11-22 Finnigan Corporation Ionenfilter, insbesondere für ein Massenspektrometer, sowie Verfahren zur Herstellung desselben
US5559327A (en) * 1995-07-27 1996-09-24 Bear Instruments, Inc. Ion filter and mass spectrometer using arcuate hyperbolic quadrapoles
WO1996031901A1 (en) * 1995-04-04 1996-10-10 The University Of Liverpool Quadrupole mass spectrometers
WO1998001888A1 (de) * 1996-07-10 1998-01-15 Cueni Hansjoerg Verfahren zum herstellen einer quadrupol-elektrodenanordnung
US6576897B1 (en) * 2000-09-13 2003-06-10 Varian, Inc. Lens-free ion collision cell
WO2004013890A2 (en) * 2002-08-01 2004-02-12 Microsaic Systems Limited Monolithic micro-engineered mass spectrometer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0572687B1 (de) * 1992-05-26 1995-11-22 Finnigan Corporation Ionenfilter, insbesondere für ein Massenspektrometer, sowie Verfahren zur Herstellung desselben
WO1996031901A1 (en) * 1995-04-04 1996-10-10 The University Of Liverpool Quadrupole mass spectrometers
US5559327A (en) * 1995-07-27 1996-09-24 Bear Instruments, Inc. Ion filter and mass spectrometer using arcuate hyperbolic quadrapoles
WO1998001888A1 (de) * 1996-07-10 1998-01-15 Cueni Hansjoerg Verfahren zum herstellen einer quadrupol-elektrodenanordnung
US6576897B1 (en) * 2000-09-13 2003-06-10 Varian, Inc. Lens-free ion collision cell
WO2004013890A2 (en) * 2002-08-01 2004-02-12 Microsaic Systems Limited Monolithic micro-engineered mass spectrometer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2198448A4 (de) * 2007-09-19 2015-08-19 Dh Technologies Dev Pte Ltd Kollisionszelle für ein massenspektrometer
US8455814B2 (en) 2010-05-11 2013-06-04 Agilent Technologies, Inc. Ion guides and collision cells
CN118866647A (zh) * 2024-08-08 2024-10-29 深圳市禾越生物科技有限公司 碰撞池装置及实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006011037B4 (de) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69220943T2 (de) Tandem flugzeit massenspektrometer
DE112013003058B4 (de) Tandem Flugzeitmassenspektrometer mit ungleichmässiger Probennahme
DE112007000931B4 (de) Ionenenergiestreuungsreduzierung für ein Massenspektrometer
DE112011103930B4 (de) Verfahren zum Massenselektieren von Ionen und Massenselektor
DE112012005396B4 (de) Verfahren zur Tandem-Massenspektrometrie und Tandem-Massenspektrometer
DE112007000921B4 (de) Verfahren zur Massenspektrometrie und Massenspektrometer zum Durchführen der Verfahren
DE102015006433B4 (de) Verfahren und Gerät für die Massenspektrometrie makromolekularer Komplexe
DE112010001856T5 (de) Gekrümmte ionenführung mit variierendem ionenablenkfeld unddarauf bezogene verfahren
DE112013003813T5 (de) Ionenmobilitätsspektrometer mit hohem Durchsatz
DE112007000146T5 (de) Konzentrierender Ionenleiter eines Massenspektrometers, Spektrometer und Verfahren
DE112015001570T5 (de) GC-TOF MS mit verbesserter Nachweisgrenze
DE112014002092T5 (de) Multireflektierendes Massenspektrometer mit hohem Durchsatz
DE102011108691B4 (de) Seitliche Einführung von Ionen in Hochfrequenz-Ionenleitsysteme
DE102011013540A1 (de) Tandem-Flugzeit-Massenspektrometer
DE112014006538T5 (de) Verfahren der gezielten massenspektrometrischen Analyse
DE112012004563T5 (de) Ionenmobilitätsspektrometer
DE112011104377T5 (de) Ionendetektion
DE112014002706B4 (de) Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Felds zum Manipulieren geladener Teilchen
DE112015001668T5 (de) Verfahren zur Optimierung von Spektraldaten
DE102012211593B4 (de) Linsenfreie Stoßzelle mit verbesserter Effizienz
DE112015001622B4 (de) Orthogonalbeschleunigungs-Koaxialzylinder-Massenanalysator
DE102017011423A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für lsotopenverhältnis-Massenspektrometrie
DE102004038661B4 (de) Messzelle für Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometer
DE102004061821A1 (de) Messverfahren für Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometer
DE10324839B4 (de) Massenspektrometer

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: VORBECK, WOLFGANG, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: CHROMTECH GESELLSCHAFT FUER ANALYTISCHE MESSTE, DE

Free format text: FORMER OWNER: CHROMTECH GESELLSCHAFT FUER ANALYTISCHE MESSTECHNIK MBH, 65510 IDSTEIN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: VORBECK, WOLFGANG, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE

R082 Change of representative