JPH10134764A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
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- JPH10134764A JPH10134764A JP8291655A JP29165596A JPH10134764A JP H10134764 A JPH10134764 A JP H10134764A JP 8291655 A JP8291655 A JP 8291655A JP 29165596 A JP29165596 A JP 29165596A JP H10134764 A JPH10134764 A JP H10134764A
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- ions
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- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料の導入部とともに、分析部、検出部を接
地電位をすることが可能な質量分析装置を得る。 【解決手段】 接地電位またはその近傍の電位としたイ
オン源、分析部および検出部を有し、イオン源と分析部
の間に電圧変動部を有するとともに、電圧変動部の電位
を、電圧変動部に入射したイオンが電圧変動部を通過す
る時間に比べて短い時間でイオンが電圧変動部に入射す
るだけのエネルギーを与える電位から加速電圧に切り換
えるか、または加速電圧を接地電位またはその近傍の電
圧に切り換える質量分析装置。
地電位をすることが可能な質量分析装置を得る。 【解決手段】 接地電位またはその近傍の電位としたイ
オン源、分析部および検出部を有し、イオン源と分析部
の間に電圧変動部を有するとともに、電圧変動部の電位
を、電圧変動部に入射したイオンが電圧変動部を通過す
る時間に比べて短い時間でイオンが電圧変動部に入射す
るだけのエネルギーを与える電位から加速電圧に切り換
えるか、または加速電圧を接地電位またはその近傍の電
圧に切り換える質量分析装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、質量分析装置に関
し、とくにイオンの加速電圧の印加手段に特徴を有する
質量分析装置に関する。
し、とくにイオンの加速電圧の印加手段に特徴を有する
質量分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】質量分析装置は、導入した試料をイオン
源において、イオン化し、高電圧によってイオンを高速
化し分析部において、電場あるいは磁場を用いてイオン
を分離して検出部において検出を行っている。図７は、
従来の質量分析装置の一例を説明する図である。図４
（ａ）は、イオン源に高電圧を印加した装置を説明する
図であり、図４（ｂ）は、質量分析装置の各部の電位と
イオンとの関係を説明する図である。イオン源１には、
加速電圧電源２によって加速電圧Ｖａが印加されてお
り、高電圧によって加速されたイオンは、スリット３を
通過して、接地された分析部４において電場、磁場によ
ってイオンの軌道が曲げられて、接地された検出部５に
おいて検出される。
源において、イオン化し、高電圧によってイオンを高速
化し分析部において、電場あるいは磁場を用いてイオン
を分離して検出部において検出を行っている。図７は、
従来の質量分析装置の一例を説明する図である。図４
（ａ）は、イオン源に高電圧を印加した装置を説明する
図であり、図４（ｂ）は、質量分析装置の各部の電位と
イオンとの関係を説明する図である。イオン源１には、
加速電圧電源２によって加速電圧Ｖａが印加されてお
り、高電圧によって加速されたイオンは、スリット３を
通過して、接地された分析部４において電場、磁場によ
ってイオンの軌道が曲げられて、接地された検出部５に
おいて検出される。
【０００３】このような装置では、イオン源の試料の導
入部に高電圧が印加されているために、試料の導入の際
には、絶縁性の試料注入装置を用いて試料を導入するこ
とが必要となり、またイオン源および試料の導入部を装
置の他の部分から絶縁して設置する等の必要があった。
とくにガスクロマトグラフや液体クロマトグラフを直結
して、クロマトグラフによって分離された成分を導入し
て分析する場合には、質量分析装置との接続部におい
て、大きな電位差による放電等の現象が起こることもあ
った。また、質量分析装置において、イオン源を冷却す
る等の方法を採用しようとする場合にも、イオン源が高
電圧が印加されていると、冷却水を還流する冷却手段を
設けることは極めて困難であった。
入部に高電圧が印加されているために、試料の導入の際
には、絶縁性の試料注入装置を用いて試料を導入するこ
とが必要となり、またイオン源および試料の導入部を装
置の他の部分から絶縁して設置する等の必要があった。
とくにガスクロマトグラフや液体クロマトグラフを直結
して、クロマトグラフによって分離された成分を導入し
て分析する場合には、質量分析装置との接続部におい
て、大きな電位差による放電等の現象が起こることもあ
った。また、質量分析装置において、イオン源を冷却す
る等の方法を採用しようとする場合にも、イオン源が高
電圧が印加されていると、冷却水を還流する冷却手段を
設けることは極めて困難であった。
【０００４】そこで、イオン源部分を接地した質量分析
装置が特公平３−１８２９９号公報において提案されて
いる。この装置は、図８（ａ）に示すように、イオン源
１を接地するとともに、加速電圧電源２からスリット
３、分析部４、および検出部５に対して負の電圧を印加
して、イオンを加速するものである。この装置では、図
８（ｂ）に示すように、イオン源等の試料の導入部を接
地することができるために、試料の導入の際に絶縁性の
試料導入装置等の特別な装置を用いる必要がなく、また
イオン源等に冷却水の還流手段を設けることが容易であ
り、またガスクロマトグラフ等の他の分析手段との結合
が容易になる等の優れた面もある。
装置が特公平３−１８２９９号公報において提案されて
いる。この装置は、図８（ａ）に示すように、イオン源
１を接地するとともに、加速電圧電源２からスリット
３、分析部４、および検出部５に対して負の電圧を印加
して、イオンを加速するものである。この装置では、図
８（ｂ）に示すように、イオン源等の試料の導入部を接
地することができるために、試料の導入の際に絶縁性の
試料導入装置等の特別な装置を用いる必要がなく、また
イオン源等に冷却水の還流手段を設けることが容易であ
り、またガスクロマトグラフ等の他の分析手段との結合
が容易になる等の優れた面もある。
【０００５】しかしながら、試料導入部を接地電位とす
ることができるが、分析部４、検出部５が接地電位との
間で大きな電位差を有するので、分析部あるいは検出部
を絶縁するために、複雑な絶縁機構を設けることが必要
であり好ましくなかった。
ることができるが、分析部４、検出部５が接地電位との
間で大きな電位差を有するので、分析部あるいは検出部
を絶縁するために、複雑な絶縁機構を設けることが必要
であり好ましくなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、試料の導入
部とともに、分析部、検出部を接地電位をすることが可
能な質量分析装置を提供することを課題とするものであ
る。
部とともに、分析部、検出部を接地電位をすることが可
能な質量分析装置を提供することを課題とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン源で発
生したイオンを加速して分析する質量分析装置におい
て、接地電位またはその近傍の電位としたイオン源、分
析部および検出部を有し、イオン源と分析部の間に電圧
変動部を有するとともに、電圧変動部の電位を、電圧変
動部に入射したイオンが電圧変動部を通過する時間に比
べて短い時間で切り換える電圧切換手段を有する質量分
析装置である。また、電圧切換手段は、電圧変動部の電
位を、イオンが電圧変動部に入射するだけのエネルギー
を与える電位から加速電圧に切り換えるもの、または加
速電圧を接地電位またはその近傍の電圧に切り換えるも
のである前記の質量分析装置である。
生したイオンを加速して分析する質量分析装置におい
て、接地電位またはその近傍の電位としたイオン源、分
析部および検出部を有し、イオン源と分析部の間に電圧
変動部を有するとともに、電圧変動部の電位を、電圧変
動部に入射したイオンが電圧変動部を通過する時間に比
べて短い時間で切り換える電圧切換手段を有する質量分
析装置である。また、電圧切換手段は、電圧変動部の電
位を、イオンが電圧変動部に入射するだけのエネルギー
を与える電位から加速電圧に切り換えるもの、または加
速電圧を接地電位またはその近傍の電圧に切り換えるも
のである前記の質量分析装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を説明する図である。イオ
ン源１、分析部４、および検出部５はそれぞれ接地電位
もしくはその近傍の電位に設定されている。電圧変動部
６がイオン源１と分析部４の間の空間に設けられてお
り、電圧供給装置７からイオンの入射を妨げない電位Ｖ
と加速電位Ｖａに切り替える電圧切換手段８を通じて電
圧が供給されている。
る。図１は本発明の一実施例を説明する図である。イオ
ン源１、分析部４、および検出部５はそれぞれ接地電位
もしくはその近傍の電位に設定されている。電圧変動部
６がイオン源１と分析部４の間の空間に設けられてお
り、電圧供給装置７からイオンの入射を妨げない電位Ｖ
と加速電位Ｖａに切り替える電圧切換手段８を通じて電
圧が供給されている。
【０００９】イオン源で発生するイオンが正の電荷を有
している場合について、各部の電位とイオン源の関係を
説明する図２を参照して説明すると、電圧変動部が負の
低電圧Ｖにあるときイオン発生部で発生したイオン９は
図２（ａ）で示すように低電位差Ｖによって電圧変動部
に入射し、電圧変動部をゆっくりと移動している。
している場合について、各部の電位とイオン源の関係を
説明する図２を参照して説明すると、電圧変動部が負の
低電圧Ｖにあるときイオン発生部で発生したイオン９は
図２（ａ）で示すように低電位差Ｖによって電圧変動部
に入射し、電圧変動部をゆっくりと移動している。
【００１０】次に電圧変動部にイオンが十分に蓄積され
た状態でイオンが電圧変動部を通過する時間よりも十分
短い時間で電圧変動部を加速電位Ｖａの状態にすると、
図２（ｂ）に示すように電圧変動部に蓄積したイオン８
は電圧変動部の分析部側の出口からスリット３を通過
し、高エネルギーに加速されて、分析部に到達し、質量
によって分離されて検出部で検出される。
た状態でイオンが電圧変動部を通過する時間よりも十分
短い時間で電圧変動部を加速電位Ｖａの状態にすると、
図２（ｂ）に示すように電圧変動部に蓄積したイオン８
は電圧変動部の分析部側の出口からスリット３を通過
し、高エネルギーに加速されて、分析部に到達し、質量
によって分離されて検出部で検出される。
【００１１】また、図３は、図１の装置における各部の
電位とイオンの関係を説明する図であり、電圧変動部に
緩いポテンシャルの傾きを形成していることを示してい
る。これによって、ガスクロマトグラフと接続して使用
する場合等のように、大量の基体あるいは液体の導入に
よるイオン発生部での真空度の低下による問題を解決す
ることができる。ポテンシャルの傾斜は、電圧変動部を
抵抗体で作製し、イオンの入射部側に電源供給装置から
通電することによって形成することができる。
電位とイオンの関係を説明する図であり、電圧変動部に
緩いポテンシャルの傾きを形成していることを示してい
る。これによって、ガスクロマトグラフと接続して使用
する場合等のように、大量の基体あるいは液体の導入に
よるイオン発生部での真空度の低下による問題を解決す
ることができる。ポテンシャルの傾斜は、電圧変動部を
抵抗体で作製し、イオンの入射部側に電源供給装置から
通電することによって形成することができる。
【００１２】以上の説明では、イオンの走行方向と電圧
変動を方向を一致させた場合について述べたが、これら
の方向は一致させなくても良く、変動部からイオンの走
行方向と直角の方向へ走行させても良い。
変動を方向を一致させた場合について述べたが、これら
の方向は一致させなくても良く、変動部からイオンの走
行方向と直角の方向へ走行させても良い。
【００１３】また、図４には、イオン源が接地電位にあ
って、電圧変動部に負の加速電圧が印加されている場合
を説明する。この装置では、電圧変動部６は飛行管とし
ての作用を果たしており、負の加速電圧（−Ｖａ）が印
加されているので、イオンは、イオン源から加速電圧に
よって高速でスリット３を通過して電圧変動部に入射す
る。入射したイオンは、分析部４が接地電位にあるため
に、電圧変動部から出て分析部に入射することはできな
い。そこで、最も質量が小さなイオンが電圧変動部６を
通過するよりも十分に短い時間内に電圧供給装置７から
の供給電圧を電圧切換手段８によって切り換えて接地電
位とすると、電圧変動部に存在するイオンは、加速エネ
ルギーに相当する速さで分析部４に入射できる。次に、
目的としたイオンが電圧変動部を通過した後に電圧変動
部を加速電圧に切り換えて次の測定を行うことができ
る。
って、電圧変動部に負の加速電圧が印加されている場合
を説明する。この装置では、電圧変動部６は飛行管とし
ての作用を果たしており、負の加速電圧（−Ｖａ）が印
加されているので、イオンは、イオン源から加速電圧に
よって高速でスリット３を通過して電圧変動部に入射す
る。入射したイオンは、分析部４が接地電位にあるため
に、電圧変動部から出て分析部に入射することはできな
い。そこで、最も質量が小さなイオンが電圧変動部６を
通過するよりも十分に短い時間内に電圧供給装置７から
の供給電圧を電圧切換手段８によって切り換えて接地電
位とすると、電圧変動部に存在するイオンは、加速エネ
ルギーに相当する速さで分析部４に入射できる。次に、
目的としたイオンが電圧変動部を通過した後に電圧変動
部を加速電圧に切り換えて次の測定を行うことができ
る。
【００１４】図５は、図４に示した装置の各部の電位と
イオンの動きを説明する図である。図５（ａ）に示すよ
うに、イオン源１で発生したイオン９は、電圧供給装置
から供給された負の加速電圧−Ｖａによって、加速され
て、電圧変動部へ入射する。ところが、分析部側は、接
地電位にあるために、加速されたイオンは、電圧変動部
から出ることはできない。図５（ｂ）に示すように、電
圧切換手段８によって電圧変動部の電圧が接地電位に切
り替わると、加速されたイオン９が分析部へ入射して分
析され、検出部において検出される。
イオンの動きを説明する図である。図５（ａ）に示すよ
うに、イオン源１で発生したイオン９は、電圧供給装置
から供給された負の加速電圧−Ｖａによって、加速され
て、電圧変動部へ入射する。ところが、分析部側は、接
地電位にあるために、加速されたイオンは、電圧変動部
から出ることはできない。図５（ｂ）に示すように、電
圧切換手段８によって電圧変動部の電圧が接地電位に切
り替わると、加速されたイオン９が分析部へ入射して分
析され、検出部において検出される。
【００１５】図６は、図４に示した電圧変動部の一例を
説明する図である。電圧変動部６の壁面１０が網目状等
の開口を有する部材で構成されている例である。電圧変
動部の飛行管へ入射したイオン９のうちは、最も軽いイ
オンが飛行管の端部に達した時に、電圧変動部の電圧を
切り替えて入射方向とは直角の方向に設けた分析部へイ
オンを導くとイオンの飛行時間による分析が可能とな
る。
説明する図である。電圧変動部６の壁面１０が網目状等
の開口を有する部材で構成されている例である。電圧変
動部の飛行管へ入射したイオン９のうちは、最も軽いイ
オンが飛行管の端部に達した時に、電圧変動部の電圧を
切り替えて入射方向とは直角の方向に設けた分析部へイ
オンを導くとイオンの飛行時間による分析が可能とな
る。
【００１６】
【発明の効果】イオン発生部および分析部の両者が接地
電位であってもイオンを加速エネルギーまで加速して分
析できるようになった。その結果、イオン発生部におい
ては試料導入等が容易に行えるようになる。また、分析
部も接地電位でよいので絶縁等の問題がなくなる。
電位であってもイオンを加速エネルギーまで加速して分
析できるようになった。その結果、イオン発生部におい
ては試料導入等が容易に行えるようになる。また、分析
部も接地電位でよいので絶縁等の問題がなくなる。
【図１】図１は本発明の装置の一実施例を説明する図で
ある。
ある。
【図２】本発明の装置の各部の電位とイオンの関係を説
明する図である。
明する図である。
【図３】本発明の装置の各部の電位とイオンの関係を説
明する図である。
明する図である。
【図４】本発明の他の実施例を説明する図である。
【図５】図４に示した装置の各部の電位とイオンの関係
を説明する図である。
を説明する図である。
【図６】図４に示した電圧変動部の一例を説明する図で
ある。
ある。
【図７】従来の質量分析装置の一例を説明する図であ
る。
る。
【図８】従来の質量分析装置の一例を説明する図であ
る。
る。
１…イオン源、２…加速電圧電源、３…スリット、４…
分析部、５…検出部、６…電圧変動部、７…電圧供給装
置、８…電圧切換手段、９…イオン、１０…壁面
分析部、５…検出部、６…電圧変動部、７…電圧供給装
置、８…電圧切換手段、９…イオン、１０…壁面
Claims (2)
- 【請求項１】 イオン源で発生したイオンを加速して分
析する質量分析装置において、接地電位またはその近傍
の電位としたイオン源、分析部および検出部を有し、イ
オン源と分析部の間に電圧変動部を有するとともに、電
圧変動部の電位を、電圧変動部に入射したイオンが電圧
変動部を通過する時間に比べて短い時間で切り換える電
圧切換手段を有することを特徴とする質量分析装置。 - 【請求項２】 電圧切換手段は、電圧変動部の電位を、
イオンが電圧変動部に入射するだけのエネルギーを与え
る電位から加速電圧に切り換えるもの、または加速電圧
を接地電位またはその近傍の電圧に切り換えるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の質量分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8291655A JPH10134764A (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 質量分析装置 |
| US08/962,112 US6057544A (en) | 1996-01-11 | 1997-10-31 | Mass spectrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8291655A JPH10134764A (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | 質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10134764A true JPH10134764A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17771760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8291655A Withdrawn JPH10134764A (ja) | 1996-01-11 | 1996-11-01 | 質量分析装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6057544A (ja) |
| JP (1) | JPH10134764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260873A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4922900B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2012-04-25 | 日本電子株式会社 | 垂直加速型飛行時間型質量分析装置 |
| GB2484136B (en) | 2010-10-01 | 2015-09-16 | Thermo Fisher Scient Bremen | Method and apparatus for improving the throughput of a charged particle analysis system |
| GB201119059D0 (en) * | 2011-11-04 | 2011-12-21 | Micromass Ltd | Improvements to tof mass spectrometers using linear accelerator devices |
| JP5993677B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2016-09-14 | 日本電子株式会社 | 飛行時間型質量分析計及び飛行時間型質量分析計の制御方法 |
| US8735810B1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-05-27 | Virgin Instruments Corporation | Time-of-flight mass spectrometer with ion source and ion detector electrically connected |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3626182A (en) * | 1969-04-01 | 1971-12-07 | Franklin Gnd Corp | Apparatus and method for improving the sensitivity of time of flight ion analysis by ion bunching |
| US4458149A (en) * | 1981-07-14 | 1984-07-03 | Patrick Luis Muga | Time-of-flight mass spectrometer |
| JPS60119067A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | Shimadzu Corp | 飛行時間型質量分析装置 |
| US4694167A (en) * | 1985-11-27 | 1987-09-15 | Atom Sciences, Inc. | Double pulsed time-of-flight mass spectrometer |
| US5140158A (en) * | 1990-10-05 | 1992-08-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for discriminative particle selection |
| US5689111A (en) * | 1995-08-10 | 1997-11-18 | Analytica Of Branford, Inc. | Ion storage time-of-flight mass spectrometer |
| EP0704879A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-03 | Hewlett-Packard Company | Charged particle mirror |
| US5625184A (en) * | 1995-05-19 | 1997-04-29 | Perseptive Biosystems, Inc. | Time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules |
| US5641959A (en) * | 1995-12-21 | 1997-06-24 | Bruker-Franzen Analytik Gmbh | Method for improved mass resolution with a TOF-LD source |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP8291655A patent/JPH10134764A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-10-31 US US08/962,112 patent/US6057544A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260873A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Jeol Ltd | 飛行時間型質量分析計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6057544A (en) | 2000-05-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |