EP0822573A1 - Collision cell with built-in ion selector used in a tandem time-of-flight mass spectrometer - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a collision cell for time-of-flight mass spectrometers according to the preamble of claim 1.
- time-of-flight time-of-flight mass spectrometers there is generally at least one two flight routes, on which ions due to their different Flight times are separated according to their mass. Thereby always forms End location of the previous flight route the start location of the following one.
- a specific ion mass is usually determined by means of the first flight route preselected, either before or after the selection of a is subjected to any interaction.
- This interaction can e.g. the action of a laser beam, the crossing with a second ion beam or flying through a cell with collision gas be.
- the fragments themselves can undergo further interaction be subjected to, after flying through the second Filter a certain ion mass, its fragments you then determine in the third flight route.
- the maximum working pressure is 10 -4 mbar. Electrical discharges on high-voltage components can occur from a pressure of approx. 10 -3 mbar.
- T.J. Cornish et al. can also suffice with helium as the collision gas Cause fragmentation in the ion masses to be examined.
- This is achieved here by using a pulsed nozzle Let the high-density helium beam into the collision cell.
- By sufficient Waiting time until the next primary ion pulse becomes an increase in pressure Prevents electrical discharges in the time-of-flight mass spectrometer or cause damage to components of the instrument could. Due to the low repetition frequency due to the long waiting times between primary ion pulses, however, the sensitivity of the Time-of-flight mass spectrometers reduced in an unacceptable manner.
- ion selectors are devices that always have a certain spatial Have expansion and thus by extending the flight routes generally to reduce the sensitivity of the Mass spectrometers contribute, especially if both devices in one Time-of-flight mass spectrometers are to be used. Accordingly it is an object of the invention to provide a time-of-flight mass spectrometer specify that with the greatest possible mass resolution and Sensitivity of both a collision cell and an ion selector contains.
- collision gas cells and Ion selector constructed as a unit, which is the shortest possible arrangement of both elements on a flight path of the time-of-flight time-of-flight mass spectrometer represents.
- This shortest possible arrangement of both Elements now gives the maximum achievable under these conditions Mass spectrometer sensitivity.
- the collision cell is now comparable in this way located close to the trigger volume of the time-of-flight mass spectrometer the cross-sections can also be found when the ion trajectory is very divergent the flow impedances at the collision cell and between the different ones Chambers of the mass spectrometer can be chosen smaller without reducing the sensitivity.
- FIG. 1 shows a collision cell 22 with an integrated ion selector 23 as part of a time-of-flight time-of-flight mass spectrometer in a first embodiment of the present invention.
- the ion selector which is shown in the form of an ion switching grid, is carried by the ceramic rings 27.
- the collision cell itself consists of the two halves 22a, 22b, which can be held together with the ceramic rings of the ion selector by any device for clamping, which need not be shown here. Since the two halves of the collision cell can be made of metal, this entire unit can also be easily attached within the time-of-flight mass spectrometer.
- the collision gas is supplied via the gas line 24, which has its passage as close as possible to the ion selector, which in the embodiment shown here lies in a plane perpendicular to the ion-optical axis and divides the collision cell into two symmetrical halves. Because the collision gas is supplied near the center of the collision cell, the maximum possible pressure is generated in the center, at the same time with a minimal gas load on the scattering chamber.
- the above-mentioned device of two parallel plates can also be used.
- FIG. 2 shows a time-of-flight time-of-flight mass spectrometer with a collision cell according to the invention as an advantageous development of the present invention.
- the ion source chamber is connected to a pump 6 which generates a vacuum, preferably below 10 -6 mbar.
- the gas or ion beam 10 to be examined starts the ions to be detected on the detector 34 from the withdrawal volume on their path 12 into the time-of-flight mass spectrometer.
- the scattering chamber 2 is arranged shortly behind the ion source chamber, connected via the connecting tube 4, which can simultaneously serve as flow impedance between the two chambers.
- the collision cell 22 is located in the scattering chamber.
- the collision gas is supplied via a gas line 24 and the metering valve 25.
- the scattering chamber is connected to a pump 7, which generates a vacuum, preferably below 10 -5 mbar.
- an ion selector 23 is arranged within the collision cell.
- the reflector chamber 3 is connected via the connecting tube 5.
- a shielding plate 31 between the ion path and the detector or a shot tube 32 can be used.
- the bullet tube 32 cooperates with the connecting tube 5 as a gas flow impedance. As shown in FIG. 2, it can have a smaller cross section than the connecting pipe 5. However, a larger cross section can also be selected.
- the gas flow impedance can thus be set in a certain range.
- the ions are deflected by 180 ° in the reflector 33 and hit a detector 34 which is located in relative proximity to the inlet opening of the reflector chamber.
- the reflector chamber is connected to a pump 8, which generates a vacuum, preferably below 10 -6 mbar.
- the ion source is located in its own chamber, which has its own pump nozzle, which is connected to the scattering chamber via a connection with a small gas conductance. Since discharges can also occur at the ion source with its live electrodes at pressures of more than 10 -3 mbar, it may be necessary to reduce the residual gas pressure in the ion source chamber when the collision cell is charged with collision gas.
- FIG. 3 shows a further improvement of the development of the present invention shown in FIG. 2.
- Fig. 2 shows a second embodiment of the arrangement according to the invention.
- the ion source chamber and the scattering chamber are integrated in a vacuum chamber, which is separated by means of an orifice 26, which can also serve as an electrode of the ion source, into the two areas, which have their own pump stubs, and which only have a flow impedance of low gas conductance are connected.
- This flow impedance can also be incorporated in an electrode of the ion source or in the diaphragm.
- a pipe 35 is arranged within the connecting tube 5 from the scattering chamber 2 to the reflector chamber 3 or the bullet tube 32 in the reflector chamber.
- This pipe is used for flow resistance between the scattering chamber and the reflector chamber.
- This pipe extends within both of the connecting tube 5 and the bullet tube 32 and consequently has a diameter that is smaller than the diameter of the two mentioned pipes.
- the tube 35 can also only within one of the two pipes. The tube 35 thus offers another Possibility to adjust the gas flow impedance.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kollisionszell für Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometer
nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a collision cell for time-of-flight mass spectrometers
according to the preamble of
Bei Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometern gibt es generell mindestens zwei Flugstrecken, auf welchen Ionen durch ihre unterschiedlichen Flugzeiten ihrer Masse nach aufgetrennt werden. Dabei bildet immer der Endort der vorangehenden Flugstrecke den Startort der folgenden.With time-of-flight time-of-flight mass spectrometers, there is generally at least one two flight routes, on which ions due to their different Flight times are separated according to their mass. Thereby always forms End location of the previous flight route the start location of the following one.
Üblicherweise wird mittels der ersten Flugstrecke eine bestimmte Ionenmasse vorselektiert, welche entweder vor oder nach der Selektion einer beliebigen Wechselwirkung unterworfen wird. Diese Wechselwirkung kann z.B. die Einwirkung eines Laserstrahls sein, das Kreuzen mit einem zweiten Ionenstrahl oder auch das Durchfliegen einer Zelle mit Kollisionsgas sein.A specific ion mass is usually determined by means of the first flight route preselected, either before or after the selection of a is subjected to any interaction. This interaction can e.g. the action of a laser beam, the crossing with a second ion beam or flying through a cell with collision gas be.
Die Selektion bzw. Auswahl einer bestimmten Ionenmasse am Endort einer Flugstrecke kann nach dem Stand der Technik durch eine Reihe von Methoden bewirkt werden:
- Sind die Flugstrecken orthogonal zueinander angeordnet, so kann die Selektion am Ende der einen bzw. am Anfang der folgenden Flugstrecke dadurch bewirkt werden, daß zum Ankunfts-Zeitpunkt einer bestimmten Ionenmasse die an diesem Ort plazierte Ionenquelle des folgenden Flugzeit-Massenspektrometers angeschaltet wird, was die Ablenkung und den Einschuß genau dieser Ionenmasse in das folgende Flugzeit-Massenspektrometer bewirkt.
- Sind die Flugstrecken kolinear zueinander angeordnet, so kann am
Ende der einen bzw. am Anfang der folgenden Flugzstrecke eine
Vorrichtung zum gepulsten Ablenken der Ionen vorgesehen werden:
- a) Eine solche Vorrichtung kann z.B. aus zwei zueinander parallel angeordneten Platten bestehen, welche normalerweise auf unterschiedlichen Potentialen liegen, wodurch die hindurchfliegenden Ionen abgelenkt werden. Werden diese Platten nun kurzzeitig auf gleiches Potential gelegt, so kann nur die Ionenmasse passieren, welche sich gerade kurz vor den Platten befindet und währdend der Passage kein ablenkendes Feld spürt.
- b) Eine solche Vorrichtung kann auch durch zwei kammartige Strukturen bewirkt werden, deren Zähne aus feinen Drähten bestehen, wobei die Zähne der einander gegenüberliegenden kammartigen Strukturen mittig ineinander greifen und alle zu jeweils einer kammartigen Struktur gehörenden Zähne elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Werden diese beiden Strukturen auf Potentiale gelegt, die in ihrem Wert symmetrisch zum Potential der Driftstrecke sind, so heben sich die von den beiden kammartigen Strukturen erzeugten elektrischen Felder schon in sehr kurzem Abstand auf. Ein solches Ionenschaltgitter kann schon mit vergleichsweise geringen Spannungen durchtretende Ionen so stark ablenken, daß sie den Bahnbereich der Flugstrecken verlassen. Außerdem beeinflußt dieses Schaltgitter nur die Ionen in seiner allernächsten Nähe, was eine Selektion mit hoher Massenauflösung der gewünschten Ionenmasse bewirkt. Ein solches Ionenschaltgitter ist beispielsweise in der Veröffentlichung von D.J. Beussman et al. beschrieben. (Analytical Chemistry, Bd. 67, Seiten 3952-3957, 1995)
- If the flight paths are arranged orthogonally to one another, the selection at the end of the one or at the beginning of the following flight path can be brought about by switching on the ion source of the following time-of-flight mass spectrometer located at this point in time of arrival of a specific ion mass, which means that Deflection and the injection of precisely this ion mass into the following time-of-flight mass spectrometer.
- If the flight paths are arranged colinearly to one another, a device for pulsed deflection of the ions can be provided at the end of the one or at the beginning of the following flight path:
- a) Such a device can consist, for example, of two plates arranged parallel to one another, which are normally at different potentials, as a result of which the ions flying through are deflected. If these plates are now placed at the same potential for a short time, only the ion mass can pass that is just in front of the plates and does not feel any distracting field during the passage.
- b) Such a device can also be brought about by two comb-like structures, the teeth of which consist of fine wires, the teeth of the opposing comb-like structures intermeshing in the center and all teeth belonging to a comb-like structure being electrically conductively connected to one another. If these two structures are placed on potentials whose value is symmetrical to the potential of the drift path, the electrical fields generated by the two comb-like structures cancel each other out at a very short distance. Such an ion switching grid can deflect ions passing through at comparatively low voltages to such an extent that they leave the rail area of the flight paths. In addition, this switching grid affects only the ions in its immediate vicinity, which results in a selection with high mass resolution of the desired ion mass. Such an ion switching grid is described, for example, in the publication by DJ Beussman et al. described. (Analytical Chemistry, vol. 67, pages 3952-3957, 1995)
Durch die nach oder vor der Selektion ausgeführte Wechselwirkung wird der innere Zustand der selektierten Ionenmasse geändert. Meist wird Energie zugeführt, um einen Zerfall dieser Ionenmasse in Bruchstücke zu bewirken. Die Massen dieser Bruchstücke lassen dann oft Rückschlüsse auf den Aufbau der ursprünglichen Ionenmasse zu und dienen so der Strukturaufklärung komplexer Moleküle. Die Massen dieser Bruchstücke werden nun durch Messen der Flugzeit in der zweiten Flugstrecke des Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometers bestimmt.Through the interaction performed after or before the selection the inner state of the selected ion mass is changed. Most of time energy is supplied to break up this ion mass into fragments to effect. The masses of these fragments then often allow conclusions to be drawn towards the structure of the original ion mass and serve so the structure elucidation of complex molecules. The masses of these Fragments are now measured by measuring the flight time in the second flight segment time-of-flight mass spectrometer.
Müssen noch mehr Einzelheiten als nur die Massen der Bruchstücke bestimmt werden, so können die Bruchstücke selbst einer weiteren Wechselwirkung unterworfen werden, man kann nach Durchfliegen der zweiten Flugstrecke eine bestimmte Ionenmasse herausfiltern, deren Bruchstücke man dann in der dritten Flugstrecke bestimmt.Need more details than just the masses of the fragments can be determined, the fragments themselves can undergo further interaction be subjected to, after flying through the second Filter a certain ion mass, its fragments you then determine in the third flight route.
Soll der selektierten Ionenmasse durch Wechselwirkung mit einem
Kollisionsgas Energie zugeführt werden, so werden in den meisten Fällen
die Gase Helium, Stickstoff, oder Argon verwendet, wobei sich in vielen
Untersuchungen Helium als das günstigste Kollisionsgas erwiesen hat.
Zum Stand der Technik finden sich zwei Anordnungen, welche Kollisionsgas
in einem Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometer zur Erzeugung
von Fragment-Ionen verwenden:
B. Spengler et al. haben hierbei die einfachste Ausführungsform gewählt. Das Kollisionsgas einfach in die Driftstrecke des Flugzeit-Massenspektrometers einzulassen, stellt die billigste, und am leichtesten zu realisierende Möglichkeit dar, Fragmente durch Stöße mit Gasmolekülen oder -Atomen zu erzeugen. Nachteilig ist allerdings, daß bei Helium, dem am häufigsten verwendeten Kollisionsgas nicht soviel Gas in die Driftstrecke eingelassen werden kann, so daß eine ausreichende Anzahl der Primärionen fragmentierbar wäre. Der Helium-Gasdruck, der notwendig für eine ausreichende Fragmentation wäre, würde elektrische Entladungen im Flugzeit-Massenspektrometer hervorrufen, welche seine Funktion beeinträchtigen würden, unter Umständen auch zur Zerstörung von Komponenten, insbesondere des Detektors führen könnten.B. Spengler et al. have chosen the simplest embodiment. The collision gas simply into the drift path of the time-of-flight mass spectrometer let in, represents the cheapest, and easiest to implement Possibility of fragments by collisions with gas molecules or To generate atoms. The disadvantage, however, is that with helium, the most commonly used collision gas not so much gas in the drift path can be let in, so that a sufficient number of Primary ions would be fragmentable. The helium gas pressure that is necessary for sufficient fragmentation would be electrical discharges in the time-of-flight mass spectrometer, which cause its function would impair, possibly also to the destruction of components, could lead in particular to the detector.
Bei Vielkanalplatten, welche häufig in den Detektoren der Flugzeit-Massenspektrometer verwendet werden, wird als maximaler Arbeitsdruck 10-4 mBar angegeben. Elektrische Entladungen an hochspannungsführenden Bauteilen können ab einem Druck von ca. 10-3 mBar auftreten.For multi-channel plates, which are often used in the detectors of time-of-flight mass spectrometers, the maximum working pressure is 10 -4 mbar. Electrical discharges on high-voltage components can occur from a pressure of approx. 10 -3 mbar.
T.J. Cornish et al. können auch mit Helium als Kollisionsgas ausreichende Fragmentation bei den zu untersuchenden Ionenmassen hervorrufen. Dies wird hier erreicht, indem sie mit einer gepulsten Düse einen Heliumstrahl hoher Dichte in die Kollisionszelle einlassen. Durch ausreichende Wartezeit bis zum nächsten Primärionenpuls wird ein Druckanstieg im Flugzeit-Massenspektrometer verhindert, der elektrische Entladungen bzw. Zerstörungen an Komponenten des Instruments hervorrufen könnte. Durch die niedrige Repetitionsfrequenz infolge der langen Wartezeiten zwischen Primärionenpulsen wird jedoch die Empfindlichkeit des Flugzeit-Massenspektrometers in kaum vertretbarer Weise herabgesetzt.T.J. Cornish et al. can also suffice with helium as the collision gas Cause fragmentation in the ion masses to be examined. This is achieved here by using a pulsed nozzle Let the high-density helium beam into the collision cell. By sufficient Waiting time until the next primary ion pulse becomes an increase in pressure Prevents electrical discharges in the time-of-flight mass spectrometer or cause damage to components of the instrument could. Due to the low repetition frequency due to the long waiting times between primary ion pulses, however, the sensitivity of the Time-of-flight mass spectrometers reduced in an unacceptable manner.
Sowohl eine Kollisionszelle als auch der weiter oben beschriebene Ionenselektor sind jedoch Einrichtungen, die stets eine gewisse räumliche Ausdehnung aufweisen und somit durch die Verlängerung der Flugstrecken im allgemeinen zu einer Verringerung der Empfindlichkeit des Massenspektrometers beitragen, zumal wenn beide Einrichtungen in einem Flugzeit-Massenspektrometer zum Einsatz kommen sollen. Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometer anzugeben, das bei größtmöglicher Massenauflösung und Empfindlichkeit sowohl eine Kollisionszelle als auch einen Ionenselektor enthält.Both a collision cell and the one described above However, ion selectors are devices that always have a certain spatial Have expansion and thus by extending the flight routes generally to reduce the sensitivity of the Mass spectrometers contribute, especially if both devices in one Time-of-flight mass spectrometers are to be used. Accordingly it is an object of the invention to provide a time-of-flight mass spectrometer specify that with the greatest possible mass resolution and Sensitivity of both a collision cell and an ion selector contains.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometer solchermaßen weiterzubilden, daß mit vertretbarem technischen Aufwand und ohne Einbußen bei der Massenauflösung oder Empfindlichkeit ein ausreichender Druck des Kollisionsgases für die verschiedenen Möglichkeiten zur Fragmentation zur Verfügung steht. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung von Kollisionsgaszelle und Ionenselektor anzugeben, die ein großes Druckgefälle zwischen Kollisionsbereich und übrigem Massenspektrometer bewirkt, und dennoch eine hohe Empfindlichkeit des Massenspektrometers erlaubt.It is another object of the invention to provide such a time-of-flight time-of-flight mass spectrometer to train in such a way that with reasonable technical effort and without sacrificing mass resolution or sensitivity is a sufficient pressure of the collision gas available for the various fragmentation options stands. In particular, it is an object of the invention to provide an arrangement of Collision gas cell and ion selector specify a large pressure drop between the collision area and the rest of the mass spectrometer, and yet a high sensitivity of the mass spectrometer allowed.
Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 und der Unteransprüche gelöst.These tasks are characterized by the distinctive features of the
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Kollisionsgaszelle und Ionenselektor als eine Einheit aufgebaut, was die kürzestmögliche Anordnung beider Elemente auf einer Flugstrecke des Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometers darstellt. Diese kürzestmögliche Anordnung beider Elemente ergibt nun die maximale unter diesen Bedingungen erzielbare Empfindlichkeit des Massenspektrometers.In the device according to the invention, collision gas cells and Ion selector constructed as a unit, which is the shortest possible arrangement of both elements on a flight path of the time-of-flight time-of-flight mass spectrometer represents. This shortest possible arrangement of both Elements now gives the maximum achievable under these conditions Mass spectrometer sensitivity.
Dadurch, daß die Kollisionszelle auf diese Weise nun vergleichbar nahe am Abzugsvolumen des Flugzeit-Massenspektrometers angeordnet ist, können auch bei großer Divergenz des Ionenbahnen die Querschnitte der Strömungsimpedanzen an der Kollisionszelle und zwischen den verschiedenen Kammern des Massenspektrometers kleiner gewählt werden ohne die Empfindlichkeit herabzusetzen.Because the collision cell is now comparable in this way located close to the trigger volume of the time-of-flight mass spectrometer the cross-sections can also be found when the ion trajectory is very divergent the flow impedances at the collision cell and between the different ones Chambers of the mass spectrometer can be chosen smaller without reducing the sensitivity.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.
Im Folgenden wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele die Erfindung näher beschrieben und erläutert. Es
zeigen:
In Fig. 1 ist eine Kollisionszelle 22 mit integriertem Ionenselektor
23 als Teil eines Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometers in einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Ionenselektor,
der in der Form eines Ionenschaltgitters dargestellt ist, wird von
den Keramikringen 27 getragen. Die Kollisionszelle selbst besteht aus
den beiden Hälften 22a, 22b, welche durch eine beliebige Vorrichtung
zum Klemmen, die hier nicht gezeigt werden muß, mit den Keramikringen
des Ionenselektors zusammengehalten werden können. Da die
beiden Hälften der Kollisionszelle aus Metall gefertigt werden können,
läßt sich diese gesamte Einheit auch auf einfache Weise innerhalb des
Flugzeit-Massenspektrometers befestigen. Das Kollisionsgas wird über
die Gasleitung 24 zugeführt, die ihren Durchtritt möglichst nahe an dem
Ionenselektor hat, welcher in der hier gezeigten Ausführung in einer zur
ionenoptischen Achse senkrechten Ebene liegt und die Kollisionszelle in
zwei symmetrische Hälften teilt. Dadurch, daß das Kollisionsgas nahe
der Mitte der Kollisionszelle zugeführt wird, wird in der Mitte der maximal
mögliche Druck erzeugt, gleichzeitig bei minimaler Gasbelastung
der Streukammer. Anstelle eines Schaltgitters kann auch die eingangs
erwähnte Vorrichtung zweier paralleler Platten verwendet werden. 1 shows a
Fig. 2 zeigt ein Flugzeit-Flugzeit-Massenspektrometer mit einer erfindungsgemäßen
Kollisionszelle als eine vorteilhafte Weiterbildung der
vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind die Ionenquellenkammer 1 mit der
Ionenquelle 21, und dem darin enthaltenen Abzugsvolumen 11. Die Ionenquellenkammer
ist mit einer Pumpe 6 verbunden, die ein Vakuum,
vorzugsweise unterhalb 10-6 mBar erzeugt. Zum Start-Zeitpunkt der
Massenanalyse werden von dem zu untersuchenden Gas- bzw. Ionenstrahl
10 die am Detektor 34 nachzuweisenden Ionen aus dem Abzugsvolumen
heraus auf ihrer Bahn 12 ins Flugzeit-Massenspektrometer gestartet. 2 shows a time-of-flight time-of-flight mass spectrometer with a collision cell according to the invention as an advantageous development of the present invention. Shown are the
Kurz hinter der Ionenquellenkammer ist die Streukammer 2 angeordnet,
verbunden über das Verbindungsrohr 4, welches gleichzeitig als
Strömungsimpedanz zwischen beiden Kammern dienen kann. In der
Streukammer befindet sich die Kollisionszelle 22. Über eine Gasleitung
24 und das Dosierventil 25 wird das Kollisionsgas zugeführt. Die Streukammer
ist mit einer Pumpe 7 verbunden, die ein Vakuum, vorzugsweise
unterhalb 10-5 mBar erzeugt. Innerhalb der Kollisionszelle ist, wie bereits
beschrieben, ein Ionenselektor 23 angeordnet.The
Über das Verbindungsrohr 5 ist die Reflektorkammer 3 angeschlossen.
Um die eingeschossenen Ionen gegenüber Streufeldern des Detektors 34
abzuschirmen, kann man entweder ein Abschirmblech 31 zwischen der
Ionenbahn und dem Detektor oder ein Einschußrohr 32 verwenden. Das
Einschußrohr 32 wirkt mit dem Verbindungsrohr 5 zusammen als Gasströmungsimpedanz.
Es kann, wie in Fig. 2 dargestellt, einen geringeren
Querschnitt als das Verbindungsrohr 5 aufweisen. Es kann aber auch ein
größerer Querschnitt gewählt werden. Durch Auswahl einen Einschußrohrs
32 mit vorgegebenem Querschnitt kann somit die Gasströmungsimpedanz
in einem gewissen Bereich eingestellt werden. Die Ionen werden
im Reflektor 33 um 180° umgelenkt und treffen auf einen Detektor 34,
der sich in relativer Nähe zur Eintrittsöffnung der Reflektorkammer befindet.
Die Reflektorkammer ist mit einer Pumpe 8 verbunden, die ein
Vakuum, vorzugsweise unterhalb 10-6 mBar erzeugt.The
Diese Anordnung schützt den Detektor und Reflektor vor zu hohen Drücken, wobei insbesondere der Detektor mit seinen Vielkanalplatten ein empfindliches Bauteil darstellt, an welchem zuerst Probleme durch einen Druck von mehr als 10-4 mBar entstehen würden. In dieser Ausführungsform befindet sich die Ionenquelle in einer eigenen Kammer, die einen eigenen Pumpstutzen aufweist, welche über eine Verbindung mit kleinem Gas-Leitwert an die Streukammer angeschlossen ist. Da auch an der Ionenquelle mit ihren spannungsführenden Elektroden bei Drücken von mehr als 10-3 mBar Entladungen auftreten können, kann es notwendig sein, den Restgasdruck in der Ionenquellenkammer zu reduzieren, wenn die Kollisionszelle mit Stoßgas beaufschlagt wird.This arrangement protects the detector and reflector from excessively high pressures, the detector in particular, with its multi-channel plates, being a sensitive component on which problems would first arise due to a pressure of more than 10 -4 mbar. In this embodiment, the ion source is located in its own chamber, which has its own pump nozzle, which is connected to the scattering chamber via a connection with a small gas conductance. Since discharges can also occur at the ion source with its live electrodes at pressures of more than 10 -3 mbar, it may be necessary to reduce the residual gas pressure in the ion source chamber when the collision cell is charged with collision gas.
Fig. 3 zeigt eine weitere Verbesserung der in Fig. 2 gezeigten Weiterbildung
der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung. Hier sind die Ionenquellenkammer
und die Streukammer in eine Vakummkammer integriert, die mittels
einer Blende 26, die auch als Elektrode der Ionenquelle dienen kann, in die
beiden Bereiche aufgetrennt wird, welche eigene Pumpstuzen aufweisen,
und die nur durch eine Strömungsimpedanz von kleinem Gas-Leitwert
verbunden sind. Diese Strömungsimpedanz kann auch in eine Elektrode
der Ionenquelle bzw. in die Blende eingearbeitet sein. FIG. 3 shows a further improvement of the development of the present invention shown in FIG. 2. Fig. 2 shows a second embodiment of the arrangement according to the invention. Here, the ion source chamber and the scattering chamber are integrated in a vacuum chamber, which is separated by means of an
Innerhalb des Verbindungsrohrs 5 von der Streukammer 2 zur Reflektorkammer
3 bzw. des Einschußrohrs 32 in die Reflektorkammer ist
ein Rohr 35 angeordnet. Dieses Rohr dient dazu, den Strömungswiderstand
zwischen Streukammer und Reflektorkammer zu erhöhen. In der
in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erstreckt es sich innerhalb sowohl
des Verbindungsrohrs 5 als auch der Einschußrohrs 32 und hat demzufolge
einen Durchmesser, der kleiner ist als die Durchmesser der beiden
genannten Rohre. Das Rohr 35 kann sich aber auch nur innerhalb eines
der beiden Rohre befinden. Das Rohr 35 bietet somit eine weitere
Möglichkeit zur Einstellung der Gasströmungsimpedanz.Within the connecting
Claims (14)
daß der Ionenselektor(23) innerhalb der Kollisionszelle(22) angeordnet ist.Time of flight time of flight mass spectrometer, with
that the ion selector (23) is arranged within the collision cell (22).
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1996
- 1996-08-01 DE DE19631162A patent/DE19631162A1/en not_active Ceased
-
1997
- 1997-07-23 EP EP97112630A patent/EP0822573A1/en not_active Withdrawn
- 1997-07-24 US US08/903,243 patent/US5854484A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-29 CA CA002209120A patent/CA2209120A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
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Also Published As
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DE19631162A1 (en) | 1998-02-12 |
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CA2209120A1 (en) | 1998-02-01 |
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