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JPS6245664B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6245664B2
JPS6245664B2 JP52056062A JP5606277A JPS6245664B2 JP S6245664 B2 JPS6245664 B2 JP S6245664B2 JP 52056062 A JP52056062 A JP 52056062A JP 5606277 A JP5606277 A JP 5606277A JP S6245664 B2 JPS6245664 B2 JP S6245664B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ions
gas
orifice
vacuum chamber
region
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.)
Expired
Application number
JP52056062A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53142294A (en
Inventor
Bii Furenchi Jon
Emu Riido Neiru
Ei Batsukurei Janetsuto
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.)
University of Toronto
Original Assignee
University of Toronto
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 University of Toronto filed Critical University of Toronto
Priority to JP5606277A priority Critical patent/JPS53142294A/en
Publication of JPS53142294A publication Critical patent/JPS53142294A/en
Publication of JPS6245664B2 publication Critical patent/JPS6245664B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、真空室内に配置された分析装置を
用いて痕跡イオン(trace ions)を分析する方法
および装置。さらに詳しくは、この発明は、上記
イオンのフオーカシングを改良した方法および装
置に関する。またこの発明は別の観点からみれ
ば、痕跡イオンの周囲の中性分子の結合
(clustering)を少なくした方法および装置に関
する。またこの発明による方法および装置は、イ
オンの分裂(fragmentation)を行なうのに用い
ることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method and apparatus for analyzing trace ions using an analyzer placed in a vacuum chamber. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for improved ion focusing. Another aspect of the invention relates to a method and apparatus for reducing clustering of neutral molecules around trace ions. The method and apparatus according to the invention can also be used to perform ion fragmentation.

痕跡成分の分析に際して高圧あるいは大気圧の
イオンソースが良く知られている。例えば、大気
圧化学イオン化ソースが質量分析に用いられてい
る。このようなソースの使用に際して、イオン周
囲の中性分子の結合がイオンの形成の行なわれる
領域に生じるということはよく知られている。さ
らにイオンは、オリフイスを介して真空室に入ら
ねばならず、従つて高圧ガスはこのオリフイスか
ら真空室に入つて膨張する。このガスが膨張する
とき、ガスは急激に温度低下し、従つてイオン周
囲のガス分子の結合がこの膨張時に生じる。
High pressure or atmospheric pressure ion sources are well known for trace component analysis. For example, atmospheric pressure chemical ionization sources have been used for mass spectrometry. It is well known that when using such sources, binding of neutral molecules around the ions occurs in the region where ion formation takes place. Additionally, the ions must enter the vacuum chamber through an orifice through which the high pressure gas enters the vacuum chamber and expands. When this gas expands, it rapidly cools down and thus binding of gas molecules around the ions occurs during this expansion.

分析すべきイオン周囲の原子および分子の結合
は、観察される質量スペクトルにさらに他のスペ
クトルピークを加えることになつて測定に好まし
くない結果を生む。これは分析の結果の解釈を複
雑にする。すなわち混合体が分析されるとき、結
合していない測定すべきイオンに対応した信号が
これにより少なくなるかまたはなくなつてしまう
からである。この結合の可能性は、水蒸気の如き
容易に凝縮するガスにおいて高いが、窒素および
アルゴンの如きガスの存在で結合の生じる傾向が
強い。
The bonding of atoms and molecules around the ions to be analyzed adds yet another spectral peak to the observed mass spectrum, resulting in undesirable measurement results. This complicates the interpretation of the results of the analysis. That is, when the mixture is analyzed, the signal corresponding to the unbound ions to be measured is thereby reduced or eliminated. The possibility of this bonding is higher in gases that condense easily, such as water vapor, but the presence of gases such as nitrogen and argon is more likely to cause bonding.

従来生じていた欠点としては、真空室に入つた
イオンが質量分析装置に収れんあるいはフオーカ
スされたとき、大きな運動エネルギーの広がり
(spread)すなわちエネルギー値のバラツキがこ
のフオーカスプロセスによりイオンに与えられる
ことがあるというものがある。このエネルギーの
広がりは、質量分析装置の分解力の大きな劣下を
招く。このエネルギーの広がりを防止するため
に、エネルギーフイルターあるいは低いフオーカ
シング電圧が用いられるが、この両方の技術を用
いることによつてイオン信号が大きく減衰する。
A conventional drawback is that when ions entering the vacuum chamber are converged or focused by a mass spectrometer, a large kinetic energy spread, or variation in energy values, is imparted to the ions by this focusing process. There is something called. This spread of energy causes a significant deterioration in the resolving power of the mass spectrometer. To prevent this energy spread, energy filters or low focusing voltages are used, but both techniques result in significant attenuation of the ion signal.

従つて、この発明の目的の一つは、エネルギー
の広がりを小さくした改良されたイオンフオーカ
シングを提供することにある。これは、真空室内
へのサンプリングガスの自由なジエツト(フリー
ジエツト)の広がりのうちの特定の領域において
イオンに対してフオーカシング電場を与えること
によつて達成される。特に電場は、オリフイスに
充分接近したフリージエツトの選択された領域に
おいてイオンをフオーカスするための電場が設け
られ、これによりイオンは与えられた電場で所定
の最大値を越える運動エネルギー広がりを受ける
ことができないようになる。この最大値は、質量
分析装置に要求される分解能によつて定められ
る。性能の良い4極(quadrapole)質量分析装
置においては、約2ev以上のエネルギーの広がり
は1a.m.u.離れたピークを分解する能力を劣化さ
せる。フリージエツトの選択された領域におい
て、ガスは、イオンとガス分子の衝突がしばしば
生じる程濃く、イオンが受ける運動エネルギーを
制限し、従つて運動エネルギーの広がりが防止さ
れる。この選択された領域の下流に与えられる電
場は、イオンにその後与えられるエネルギーの広
がりを制限するように制御される。
Accordingly, one object of the present invention is to provide improved ion focusing with reduced energy spread. This is accomplished by applying a focusing electric field to the ions in specific regions of the free jet expanse of the sampling gas into the vacuum chamber. In particular, an electric field is provided to focus the ions in a selected region of the freeget sufficiently close to the orifice, such that the ions cannot undergo a kinetic energy spread beyond a predetermined maximum for a given electric field. It becomes like this. This maximum value is determined by the resolution required of the mass spectrometer. In a high-performance quadrapole mass spectrometer, an energy spread of more than about 2 ev degrades the ability to resolve peaks 1 a.mu apart. In selected regions of the freeget, the gas is so dense that collisions between ions and gas molecules often occur, limiting the kinetic energy experienced by the ions and thus preventing kinetic energy spread. The electric field applied downstream of this selected region is controlled to limit the spread of energy subsequently applied to the ions.

この発明の他の観点において、上述した領域に
おいてイオンに与えられる電場は、イオンに化学
的結合を分解しないでクラスター結合すなわち物
理的な結合を分解するような内部エネルギーを与
えるだけの強さを有している。一例として、電場
は0.1〜1.5evの範囲の内部エネルギーを与えれば
よい。選択された領域の下流に与えられる電場
は、その後イオンに与えられるエネルギーの広が
りを制限するように制御される。
In another aspect of the invention, the electric field applied to the ions in the above-mentioned region is of sufficient strength to impart internal energy to the ions such that the cluster bonds or physical bonds are broken without breaking the chemical bonds. are doing. As an example, the electric field may provide an internal energy in the range of 0.1 to 1.5 ev. The electric field applied downstream of the selected region is then controlled to limit the spread of energy imparted to the ions.

大きなエネルギーの広がりが許される場合に
は、前記選択された領域の電場は、クラスター結
合同様化学結合を分解するのに充分な大きさまで
増加することができ、これによつてイオンを分裂
させることができる。これは、電子衝撃スペクト
ルと同様のスペクトルを生じさせる。
If a large energy spread is allowed, the electric field in the selected region can increase to a magnitude sufficient to break chemical bonds as well as cluster bonds, thereby causing ion fragmentation. can. This produces a spectrum similar to the electron impact spectrum.

いくつかの適切に配置した静電レンズあるいは
好ましい実施例において単一のレンズを用いるこ
とによつて得られるフオーカシングと結合分解
(unclustering)機能によつて、質量分析装置へ
のクラスター結合しないイオンの信号が大きく増
加する。
The focusing and unclustering functions obtained by using several appropriately placed electrostatic lenses or, in the preferred embodiment, a single lens, provide signals of non-cluster bound ions to the mass spectrometer. increases significantly.

フリージエツト膨張時に真空室に入るガスは、
低温ポンプ処理可能であり、真空室の表面を冷却
することによつてポンプされることが好ましい。
これにより大きなフリージエツトが可能となる。
大きなフリージエツトは、イオンをフオーカスし
クラスター分解するのに用いられる電場発生手段
の位置決めおよび構成を容易にする。また大きな
イオン信号が真空室に入ることになる。
The gas that enters the vacuum chamber when the freeget expands is
It is preferably cryogenically pumpable and pumped by cooling the surface of the vacuum chamber.
This allows for large freegets.
The large freejet facilitates positioning and configuration of the electric field generating means used to focus and decluster ions. Also, a large ion signal will enter the vacuum chamber.

以下、添付の図面に示す実施例に基いてこの発
明を詳細に説明することにする。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

第1図〜第4図は、この発明の使用される質量
分析装置の一実施例を示している。第1図〜第4
図の構成において、装置は、イオン反応室2、ガ
スカーテン室4および真空室(分析室)6を有し
ている。反応室2およびガスカーテン室4はイン
ターフエースプレート8により接続され、ガスカ
ーテン室4および真空室6オリフイスプレート1
0により接続されている。
1 to 4 show an embodiment of a mass spectrometer used in the present invention. Figures 1 to 4
In the configuration shown in the figure, the apparatus has an ion reaction chamber 2, a gas curtain chamber 4, and a vacuum chamber (analysis chamber) 6. The reaction chamber 2 and the gas curtain chamber 4 are connected by an interface plate 8, and the gas curtain chamber 4 and the vacuum chamber 6 are connected to each other by an orifice plate 1.
Connected by 0.

反応室2は、鐘型インレツト12とプレナム1
8に16において接続された円筒形のダクト14
を有している。プレナム18は、ダクト20によ
り図示せぬ同期フアンに接続され、このフアンは
鐘型インレツト12を介してダクト14内に分析
すべき空気あるいは他のガスを吸引するように作
動する。安定スクリーン(図示せず)をインレツ
ト12の前方に設けて、渦流を防ぎ層流の形成の
助けとなるようにしてもよい。
The reaction chamber 2 has a bell-shaped inlet 12 and a plenum 1.
Cylindrical duct 14 connected at 16 to 8
have. The plenum 18 is connected by a duct 20 to a synchronous fan, not shown, which operates to draw air or other gas to be analyzed into the duct 14 through the bell inlet 12. A stabilizing screen (not shown) may be provided in front of the inlet 12 to prevent swirling and aid in the formation of laminar flow.

ダクト14内には、軸方向に細長い中央電極2
2が設けられている。この電極22は、第2図に
示す如く、ナイロン系24のような絶縁物質によ
つて三方からダクト14の軸と合致する位置に保
持されている。図示せぬ別のワイヤが電極22に
必要な電圧を与えるように配置されている。電極
22を取り囲んでいるダクト14の部分は、概略
的に26で示されている絶縁ジヨイントによつて
鐘型のインレツト12から絶縁されており、従つ
て、このジヨイント26の下流にあるダクト14
の壁部分は、第2電極あるいは外部電極28を形
成する。この二つの電極22,28の間には、ト
リチウム箔の如きリング状のイオン化装置30が
配置されている。
Inside the duct 14, there is a central electrode 2 elongated in the axial direction.
2 is provided. As shown in FIG. 2, this electrode 22 is held from three sides by an insulating material such as nylon 24 at a position that coincides with the axis of the duct 14. Another wire, not shown, is arranged to provide the necessary voltage to the electrode 22. The part of the duct 14 surrounding the electrode 22 is insulated from the bell-shaped inlet 12 by an insulating joint, indicated schematically at 26, and is therefore insulated from the duct 14 downstream of this joint 26.
The wall portion of forms the second or outer electrode 28 . A ring-shaped ionization device 30, such as a tritium foil, is placed between the two electrodes 22,28.

操作に際して、分析すべきガスを含む空気ある
いはその他のキヤリヤガスは、同期フアンによつ
て円筒形のダクト14内に吸引される。その際の
吸引速度は、層流を形成するがサンプルの拡散を
少なくするのには充分なだけの高速にされる。ガ
スがイオン化装置30を通過すると、領域32に
おいてイオンが形成されてガス内に正および負の
イオンの混合したものが発生する。イオン生成領
域は環状であり、その断面は第1A図に示す如く
である。この図で装置30からの距離がy軸にプ
ロツトされ(装置は0点にある)生成されるイオ
ンの相対数がx軸にプロツトされている。
In operation, air or other carrier gas containing the gas to be analyzed is drawn into the cylindrical duct 14 by a synchronous fan. The aspiration speed is then high enough to create laminar flow but to reduce sample diffusion. As the gas passes through the ionizer 30, ions are formed in the region 32 resulting in a mixture of positive and negative ions within the gas. The ion generation region is annular, and its cross section is as shown in FIG. 1A. In this figure, distance from device 30 is plotted on the y-axis (with the device at zero point) and the relative number of ions produced is plotted on the x-axis.

このイオン生成中トリチウム箔からのベータ線
は空気他のキヤリヤガス成分をイオン化一次反応
物イオンを形成する(空気他のキヤリヤガス中の
一連の反応の後に)。一次反応物イオンのあるも
のは、さらに痕跡ガス(trace gas)の分子と反
応して痕跡ガスから生成物イオンを形成する。こ
れによつて生成物イオンと反応物イオンの混合体
が形成される。これらの混合体のうち生成物イオ
ンが優先的に選択され分析されるべきものであ
る。
During this ion production, the beta radiation from the tritium foil ionizes the air or other carrier gas components to form primary reactant ions (after a series of reactions in the air or other carrier gas). Some of the primary reactant ions further react with molecules of the trace gas to form product ions from the trace gas. This forms a mixture of product and reactant ions. Of these mixtures, the product ions should be preferentially selected and analyzed.

電極22および28、インターフエースプレー
ト8およびオリフイスプレート10に与えられる
適当な電位により形成される電場は流体流に重ね
合される。イオンは部分的な速度Ve=Vf+KEで
流れる。ここでVeは部分的な流速、Eは部分的
な電場ベクトルおよびKは問題となるものの移動
度である。装置に与えられる電位および装置の形
状は(以下に詳述するが)極性および移動度を選
択された測定すべきイオンが、反応領域32から
中央電極22の前方下流の中央領域であつて電極
22の軸と合致する領域へほぼ円錐状に集まるよ
うなものにされている。従つて測定すべきイオン
は、インターフエースプレート8の中央開口34
に向つて集中された束となつて移動される。反応
領域32を通過して流れる試料からのイオンの一
部はインターフエースプレートの中央開口34を
通過する。
An electric field created by appropriate potentials applied to electrodes 22 and 28, interface plate 8 and orifice plate 10 is superimposed on the fluid flow. Ions flow with partial velocity Ve = Vf + KE. where Ve is the partial flow velocity, E is the partial electric field vector and K is the mobility of the object in question. The potential applied to the device and the configuration of the device (described in more detail below) are such that the ions to be measured, whose polarity and mobility are selected, are located in a central region forward and downstream of the central electrode 22 from the reaction region 32; It is arranged so that it converges in an area that coincides with the axis of . Therefore, the ions to be measured are transmitted through the central opening 34 of the interface plate 8.
They are moved in concentrated bundles towards. A portion of the ions from the sample flowing through reaction region 32 pass through central opening 34 in the interface plate.

集められたイオンの真空室への移動は、ガスカ
ーテン室4と真空室における低温ポンピングとに
より行なわれる。特にガスカーテン室4は、適当
なガス(CO2あるいはアルゴンの如き)の供給を
受け、このガスは分析されるべきイオンとの反応
性が低くかつ真空室6内で容易に低温ポンプ処理
できるようなものが選ばれる。カーテンガスは、
真空室の壁が適当な冷却を受けることのできる温
度において大気圧よりもはるかに小さな蒸気圧
(10-4トル以下)を有するように選ばれる。カー
テンガスはカーテンあるいはメンブランとして働
き、反応室2と真空室6との間に配置されてい
る。このカーテンガスは、インレツトダクト40
によりガスカーテン室4に導びかれ、このダクト
40は、周線方向成分を有するが大部分はガスカ
ーテン室4の半径方向内方に向かうほぼ円形のフ
ローパターンを形成するように配置されている
(第3図)。カーテンガスは、真空室6への採取に
適しかつインターフエースプレート8の開口34
からフアンにより吸引されているダクト14内へ
ゆつくりと流れ出る程度に過剰であるような充分
な流量と、キヤリヤガスがインターフエースプレ
ート8とオリフイスプレート10との間の空間へ
入ることを防ぐのに充分な流量を与えられてい
る。しかしながら集中されたイオン束は、この静
かなカーテンガスの流れ出しに抗して、オリフイ
スプレート10の適当な吸引電位により引かれ、
オリフイスプレートのオリフイス42を通過する
カーテンガス部分に捕えられて真空室6内へ運ば
れる。
Transfer of the collected ions to the vacuum chamber is carried out by gas curtain chamber 4 and cryogenic pumping in the vacuum chamber. In particular, the gas curtain chamber 4 is supplied with a suitable gas (such as CO 2 or argon) which has low reactivity with the ions to be analyzed and which can be easily cryopumped in the vacuum chamber 6. something is chosen. Curtain gas is
It is chosen to have a vapor pressure much less than atmospheric pressure (less than 10 -4 Torr) at a temperature that allows the walls of the vacuum chamber to undergo adequate cooling. The curtain gas acts as a curtain or membrane and is placed between the reaction chamber 2 and the vacuum chamber 6. This curtain gas is passed through the inlet duct 40.
The duct 40 is arranged to form a substantially circular flow pattern with a circumferential component but mostly directed radially inwardly into the gas curtain chamber 4. (Figure 3). The curtain gas is suitable for collection into the vacuum chamber 6 and is provided through an opening 34 in the interface plate 8.
The flow rate is sufficient to be excessive so as to slowly flow from the air into the duct 14 being sucked by the fan, and sufficient to prevent carrier gas from entering the space between the interface plate 8 and the orifice plate 10. given the flow rate. However, the concentrated ion flux is attracted by the appropriate attraction potential of the orifice plate 10 against this quiet outflow of curtain gas.
It is captured by the curtain gas portion passing through the orifice 42 of the orifice plate and carried into the vacuum chamber 6.

真空室6(第4図も参照のこと)は、フイン4
6を備えた液体冷却タンク44を含んでいる。タ
ンク44は、液体窒素48を収容していることが
好ましい。目的のイオンを含んでいるカーテンガ
スがオリフイス42から外へ拡散すると、CO2
子はフイン46に衝当してそこで凝固し、真空室
内の圧力を下げる。フイン46は、適当なトラツ
プ面の形状を有し、(低温ポンプ技術では周知で
ある)CO2分子のトラツプおよび凝固を最大にす
る。これにより高い等価ポンピング速度が得ら
れ、10-5〜10-6トル(質量分析に適した)の動作
真空が、約0.033cmの直径のオリフイス42を用
いることによつて得られる。この直径は、通常用
いられている最大0.002cmあるいはそれ以下のオ
リフイスの直径よりも大きく、従つて真空室内に
入るイオンの束の断面積は、この発明によれば、
開口面積の比で数百倍以上に増大される。
The vacuum chamber 6 (see also FIG. 4) has fins 4
6 and includes a liquid cooling tank 44 with 6. Preferably, tank 44 contains liquid nitrogen 48 . As the curtain gas containing the desired ions diffuses out of the orifice 42, the CO2 molecules strike the fins 46 where they solidify, lowering the pressure within the vacuum chamber. The fins 46 have a suitable trapping surface configuration to maximize trapping and coagulation of CO2 molecules (as is well known in the cryopump art). This provides a high equivalent pumping rate and an operating vacuum of 10 -5 to 10 -6 Torr (suitable for mass spectrometry) is obtained by using an orifice 42 with a diameter of about 0.033 cm. This diameter is larger than the commonly used orifice diameter of up to 0.002 cm or less, and therefore the cross-sectional area of the ion flux entering the vacuum chamber is, according to the present invention,
The opening area ratio is increased by more than several hundred times.

一旦、真空が確立されると(当初に中程度の真
空が小さな機械ポンプの如き適当な手段により形
成され、次いで低温ポンプにより真空度が高めら
れる)、真空室内へ入つたカーテンガスはフリー
ジエツト50として広がる。真空室へ入つたイオ
ンもまたフリージエツト50内で広がるが、静電
イオンレンズ部材により(以下に詳述する)4極
質量分析計の如き質量分析装置に対してフオーカ
スされる。質量分析装置52は、電荷対質量比に
よりイオンを分析しかつイオン計数その他の適当
な技術により定量を行なう。小さな補助的な真空
ポンプ54が、真空室から非凝縮性の不純物(窒
素の如き)を除去するために設けられてもよい。
ポンプ54としてはゲツターイオンポンプが適当
である。
Once a vacuum is established (initially a moderate vacuum is created by suitable means such as a small mechanical pump and then the vacuum is increased by a cryo-pump), the curtain gas entering the vacuum chamber is released as a free jet 50. spread. Ions entering the vacuum chamber also spread out within the freeget 50, but are focused by an electrostatic ion lens member into a mass spectrometer, such as a quadrupole mass spectrometer (described in detail below). Mass spectrometer 52 analyzes ions by charge-to-mass ratio and performs quantification by ion counting or other suitable techniques. A small auxiliary vacuum pump 54 may be provided to remove non-condensable impurities (such as nitrogen) from the vacuum chamber.
A Getter ion pump is suitable as the pump 54.

従来使用されているフオーカシングの方法は、
静電レンズをオリフイス42の充分下流に配置
し、オリフイスプレートに比して比較的高い電圧
をこの静電レンズに与えてイオンを質量分析装置
にフオーカスするというものである。適切な真空
(10-3トルあるいはそれ以下)が真空室内に維持
されるとき、このようなフオーカシングを行なう
と大きなエネルギーの広がりが質量分析器に導入
されるイオンに生じ、分析器の分解能の劣化と検
知能力の低下を招く。
The conventional focusing method is
An electrostatic lens is placed sufficiently downstream of the orifice 42, and a relatively high voltage is applied to the electrostatic lens compared to the orifice plate to focus the ions into the mass spectrometer. When a suitable vacuum (10 -3 Torr or less) is maintained within the vacuum chamber, such focusing results in a large energy spread of the ions introduced into the mass analyzer, which can degrade the resolution of the analyzer. This leads to a decrease in detection ability.

本発明者らは、フリージエツト50の特定の領
域に所定の電場を与えることによつて、イオンの
良好なフオーカシングが行なわれ、同時に分析す
べきイオンには問題のない小さなエネルギーの広
がりが与えられることを発見した。また、フリー
ジエツト50の前記特定領域の下流に電場を与え
ると、イオンに与えられるエネルギーの広がりを
制限しつつ所望の程度のクラスター分解を行なう
ことができることがわかつた。
The present inventors have discovered that by applying a predetermined electric field to a specific region of the freeget 50, good focusing of ions can be achieved, and at the same time, a small energy spread that does not cause problems is given to the ions to be analyzed. discovered. It has also been found that by applying an electric field downstream of the specific region of the free jet 50, it is possible to perform cluster decomposition to a desired degree while limiting the spread of energy given to the ions.

第5図により、より詳細な説明を行なうと、膨
張しているカーテンガスジエツト50は三つの領
域60,62および64を有している。連続体領
域とよぶことのできる領域60内で、ガスジエツ
トは迅速に膨張しているが、まだ比較的濃い。こ
の領域では電場は、イオンに大きな運動エネルギ
ーを与えることなくイオンの軌道を変えるように
与えられる。
In more detail with reference to FIG. 5, the expanding curtain gas jet 50 has three regions 60, 62 and 64. In region 60, which may be referred to as the continuum region, the gas jet is expanding rapidly but is still relatively dense. In this region, an electric field is applied to alter the ion's trajectory without imparting significant kinetic energy to the ion.

転移領域と呼ぶことのできる領域62におい
て、ガスジエツトの濃度は非常に低くなり、Eを
電場(ボルト/cm)としnをガスの濃度数とした
とき適当なE/n値が得られるように電場が与え
られると、イオンは大きなエネルギー量を集める
ことができるようになる。同時に、この領域では
フリージエツト中の中性ガス分子との衝当が生じ
るのに充分なガス分子が存在している。一般的に
言つて、領域62は、クラスター分解すなわち物
理的結合の分解とイオン分裂すなわち化学的結合
の分解の両方が生じうる領域であると定義できよ
う。
In the region 62, which can be called the transition region, the concentration of the gas jet becomes very low, and the electric field is adjusted so that an appropriate E/n value is obtained, where E is the electric field (volt/cm) and n is the concentration number of the gas. When ions are given a large amount of energy, they can collect a large amount of energy. At the same time, there are enough gas molecules in this region to cause collisions with neutral gas molecules in the freeget. Generally speaking, region 62 may be defined as a region where both cluster decomposition, ie, physical bond breaking, and ionic fragmentation, ie, chemical bond breaking, can occur.

第3の領域64は、真空軌道あるいは自由分子
流領域と呼ばれる。この領域ではガス分子は非常
に希薄となつてイオンとこれらのガス分子との間
の衝突の可能性は極めて低くなる。この領域で、
適当なフオーカシングスクリーンと、適当な真空
イオンレンズを含む静電レンズが用いられる。領
域64における平均的なイオンの自由通路は、数
cm程度の次元を有する(2cmかあるいはそれ以
上)。
The third region 64 is called the vacuum orbit or free molecular flow region. In this region the gas molecules are very diluted and the possibility of collisions between ions and these gas molecules is extremely low. In this area,
A suitable focusing screen and an electrostatic lens including a suitable vacuum ion lens are used. The average ion free path in region 64 is
It has dimensions of the order of cm (2 cm or more).

第6図に示す如くこれらの領域の存在の利点を
考えて、領域60に適当なフオーカシング部材が
配置される。領域60において、カーテンガス
(イオンを含む)は、広い円錐に膨張するが、イ
オン束はコサイン2乗則に従つて分布するのでイ
オンは90゜の全円錐角に含まれる。従つて二つの
円錐形に傾斜したリング70,72より形成され
る静電レンズが設けられる。リング70,72は
細いワイヤ(図示せず)によつて支持され、オリ
フイス42に向けられて、膨張するガスとの干渉
を防止されている。カーテンガスの実際の膨張に
際しては円錐の頂点はオリフイスプレート10か
ら外に僅かにずれているので、リング70,72
と向かい合う円錐はその頂点73においてオリフ
イスプレート10から外側にわずかに移動するこ
とになる(オリフイス直径の一つ分以上)。
Taking advantage of the presence of these regions as shown in FIG. 6, suitable focusing elements are placed in regions 60. In region 60, the curtain gas (containing ions) expands into a wide cone, but the ion flux is distributed according to the cosine square law so that the ions are contained within a total cone angle of 90 degrees. An electrostatic lens is therefore provided which is formed by two conically inclined rings 70, 72. Rings 70, 72 are supported by thin wires (not shown) and directed toward orifice 42 to prevent interference with the expanding gas. During actual expansion of the curtain gas, the apex of the cone is slightly offset outward from the orifice plate 10, so that the rings 70, 72
The cone opposite will be slightly displaced outwardly from the orifice plate 10 at its apex 73 (more than one orifice diameter).

適当な電位が、オリフイスプレート10に関し
てリング70,72に与えられると、電場ライン
74で示されるサドル形の電場が形成される(図
ではもちろん二次元の場が示されている)。イオ
ンの代表的な軌道が76で示されている。初めか
らリング70,72の外側に軌道の位置している
イオンは失なわれてしまうが、そのようなイオン
の数は極めて少ない。当初の軌道が装置の軸に関
して45゜以下の角度を有するイオンは、リング7
2の先端78を通過するように内側に偏向され
る。この位置においてリングに与えられた電圧に
よつて形成された電場はイオンへの影響を失う。
イオンは、領域62に入り、膨張ガスジエツト8
0の運動の方向をとる。これにより、90゜の全円
錐角を当初に有していたイオンは、小さな全円錐
角、約30〜45゜に集束され、領域64内に多くの
イオンがフオーカスされて質量分析装置に入るこ
とになる。領域60内でイオンが受けることので
きるエネルギーは非常に小さいので、領域60内
でフオーカシングを行なうことによりイオンに与
えられる運動エネルギーの広がりはきわめて小さ
い。
When a suitable electrical potential is applied to the rings 70, 72 with respect to the orifice plate 10, a saddle-shaped electric field is created as shown by the electric field lines 74 (a two-dimensional field is of course shown in the figure). Representative trajectories of ions are shown at 76. Ions whose orbits are initially located outside the rings 70, 72 are lost, but the number of such ions is extremely small. Ions whose initial trajectory has an angle of less than 45° with respect to the axis of the device are
is deflected inwardly to pass through the tip 78 of 2. At this position the electric field created by the voltage applied to the ring loses its influence on the ions.
The ions enter region 62 and enter expanded gas jet 8
Take the direction of motion of 0. This causes ions that initially had a total cone angle of 90° to be focused to a smaller total cone angle, approximately 30-45°, and many ions are focused within region 64 and enter the mass spectrometer. become. Since the energy that the ions can receive within the region 60 is very small, the spread of kinetic energy given to the ions by focusing within the region 60 is very small.

上述の構成から、ガス流からのイオンの大きな
分離が比較的高い圧力の下で行なわれたという事
実に基いて別の利点が引き出される。すなわち、
大半のイオンがフオーカスされた円錐部分からガ
ス流の大部分を排出するために圧力段を利用する
ことができる。この圧力段の一例が第7図に示さ
れ、第2のリング72は延長されセパレータプレ
ート82に取り付けられて領域60の空間84を
形成し、この部分からガスが比較的高圧の状態で
排出される。ガスは、ダクト88を介して空間8
4からポンプ86に排出される。これにより真空
室の残りの部分に対して用いられる真空ポンプ
(通常低温ポンプである)の負荷が軽減される。
これにより所定のサイズの低温ポンプに対して大
きなオリフイスの使用が可能となりあるいは所定
の大きさのオリフイスに対して小さな低温ポンプ
が使えることになる。
Another advantage is derived from the above-described arrangement based on the fact that the large separation of ions from the gas stream is carried out under relatively high pressure. That is,
A pressure stage can be utilized to expel most of the gas flow from the conical section where most of the ions are focused. An example of this pressure stage is shown in FIG. 7, in which a second ring 72 is extended and attached to a separator plate 82 to define a space 84 in region 60 from which gas is discharged at relatively high pressure. Ru. The gas enters the space 8 via a duct 88
4 to a pump 86. This relieves the load on the vacuum pump (usually a cryo-pump) used for the rest of the vacuum chamber.
This allows the use of a large orifice for a given size of cryo-pump, or the use of a small cryo-pump for a given size of orifice.

領域60に加えられる電圧を巧妙に選ぶことに
よつて、クラスター分解反応はある程度まで制御
できる。領域60においては、イオンは巨大なエ
ネルギーを受けることはできないが、ある程度の
エネルギーは受ける。このエネルギーの大きさを
制御することにより、イオンおよび分子が互いに
衝突したとき互いにくつつく(クラスター結合)
傾向を押えるようにすることもできるし、また非
常に低エネルギーの結合により弱い結合をしてい
るものを分離させるようにすることもできる。領
域60におけるリング70,72あるいは他のレ
ンズの形状(間隔、寸法および角度)は、装置の
応用に従つて変形される。
By judiciously choosing the voltage applied to region 60, the cluster decomposition reaction can be controlled to a certain extent. In region 60, the ions cannot receive huge energy, but they do receive some energy. By controlling the magnitude of this energy, ions and molecules stick to each other when they collide (cluster bonding).
It is possible to suppress the tendency, or it is possible to separate weakly bound substances by making very low-energy bonds. The shape (spacing, dimensions and angles) of rings 70, 72 or other lenses in region 60 is varied according to the application of the device.

スクリーン90(第6図に示す)の如きスクリ
ーンがイオン相互の作用を促進するために用いら
れる。リング72の電圧V2に対してスクリーン
90の電圧V2を適切に選ぶことにより、領域6
2におけるクラスター結合を制御することができ
る。V1=V2であるときは、リング72とスク
リーン90の間に電圧差はなく、従つてリング7
2とスクリーン90の間にクラスター分解作用は
生じない。あるいは、電圧V2を電圧V1から大
きく異なるようにし、充分なエネルギーが比較的
弱いクラスター結合を破壊するようにしたり、あ
るいは、より強いエネルギー結合をしているクラ
スターあるいはイオンを分離させるようにするこ
ともできる。
A screen, such as screen 90 (shown in Figure 6), is used to facilitate ion interaction. By appropriately choosing the voltage V2 of the screen 90 with respect to the voltage V2 of the ring 72, the area 6
Cluster binding in 2 can be controlled. When V1=V2, there is no voltage difference between ring 72 and screen 90, so ring 7
2 and the screen 90 does not occur. Alternatively, the voltage V2 could be significantly different from the voltage V1 so that sufficient energy breaks relatively weak cluster bonds or causes clusters or ions with stronger energy bonds to separate. can.

上述したこの発明の実施例においては、フリー
ジエツト50の比較的濃い領域での早期のフオー
カシングは、オリフイスから大きく離れた位置で
のフオーカシングに比して質量分析装置において
利用可能なイオン信号を大幅に増加させ、また同
時に、この領域においてイオンの受けることのエ
ネルギーは制限されているので、イオンに与えら
れる運動エネルギーの広がりも制限されるもので
あることは明らかである。またスクリーン90を
フリージエツトの領域90の適当な位置に配置し
かつ適当な電場を与えることによつて、少なくと
も或る程度のクラスター結合の分解を行なうこと
ができると共になおイオンのエネルギーの広がり
を制限することができるものであることも明らか
である。もちろん、スクリーン90が領域62の
離れた位置に配置されればされる程、ガスの濃度
は低くなり、従つてイオンは衝突の間により長く
移動するようになり、大きな運動エネルギーの広
がりを有することになる。領域62内でスクリー
ン90がどれだけ遠い位置におけるかということ
は、分析されるスペクトルによつて定まる。数個
の広い範囲に分離しているピークのみを有する単
純なスペクトルに対しては、多数の接近したピー
クを有するよりスベクトルよりも大きな運動エネ
ルギーの広がりが許容される。
In the embodiments of the invention described above, early focusing in a relatively dense region of the freeget 50 significantly increases the available ion signal in the mass spectrometer compared to focusing at a greater distance from the orifice. At the same time, since the energy that ions can receive in this region is limited, it is clear that the spread of kinetic energy given to ions is also limited. Also, by placing the screen 90 at a suitable location in the freeget region 90 and applying a suitable electric field, it is possible to effect at least some decomposition of the cluster bonds and still limit the spread of the energy of the ions. It is also clear that it is possible. Of course, the further away the screen 90 is located in the region 62, the lower the concentration of gas and therefore the longer the ions will travel during a collision and have a larger kinetic energy spread. become. How far screen 90 is located within region 62 depends on the spectrum being analyzed. For simple spectra with only a few widely separated peaks, a larger kinetic energy spread is allowed than for svectors with many closely spaced peaks.

第8および9図を参照して、本発明の他の実施
例を説明する。第8および9図におけるダツシユ
が付された参照番号は、第1ないし7図に同一の
参照番号で示された部分に対応する部分を示す。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The dashed reference numbers in FIGS. 8 and 9 indicate parts that correspond to the parts shown with the same reference numbers in FIGS. 1 to 7.

第8図に示されているように、分析されるべき
痕跡分子を含むキヤリヤーガスからなるサンプル
ガスは、細い円筒形チユーブすなわち被い14′
を介して、プレート8′と壁98から形成された
円筒状室中の反応領域32′中に送られる。放電
針22′は、絶縁支持体100および細い支持ア
ーム24′でチユーブ14′中にこのチユーブの軸
に合せて取付けられている。適当な電位V3が中
間面プレート8′にかけられる電位V4に関連し
て針22′にかけられて、針22′の先端からのコ
ロナまたは他の放電状態を生ずる。典型的には、
サンプルガスは化学的に反応するガスすなわち水
蒸気、イソブタン、ベンゼン、メチレンクロライ
ドまたは他の適宜な反応物を含んでおり、これら
反応ガスは針の先端と中間面プレート8′の間の
放電によつてイオン化される。反応イオンは反応
領域32′中の大気圧において痕跡分子と反応
し、痕跡イオンを生ずる。針22′の先端におけ
るイオン化のための放電は、サンプルガスの流れ
を針を通過させることによつて安定することが解
つている。この安定化は、チユーブすなわち被い
14′の細くされている、すなわち内方にむかつ
て収斂する頂部102によつて改良され、この先
端102は、サンプルガスが針22′の先端を通
過するとき、このサンプルガスの流線を収斂させ
る。
As illustrated in FIG.
via the plate 8' and the wall 98 into the reaction area 32' in a cylindrical chamber. The discharge needle 22' is mounted in the tube 14' by an insulating support 100 and a thin support arm 24' aligned with the axis of the tube. A suitable potential V3 is applied to needle 22' in conjunction with potential V4 applied to intermediate face plate 8' to produce a corona or other discharge condition from the tip of needle 22'. Typically,
The sample gas contains chemically reactive gases, i.e. water vapor, isobutane, benzene, methylene chloride or other suitable reactants, which are reacted by an electrical discharge between the tip of the needle and the intermediate face plate 8'. Ionized. The reactant ions react with the trace molecules at atmospheric pressure in the reaction region 32', producing trace ions. It has been found that the ionizing discharge at the tip of needle 22' is stabilized by passing the flow of sample gas through the needle. This stabilization is improved by the tapered or inwardly converging apex 102 of the tube or sheath 14', which tip 102 causes the sample gas to pass through the tip of the needle 22'. , to converge the streamlines of this sample gas.

反応領域32′内に生じたイオンは、中間面プ
レート8′上の適宜な吸引電位によつて、中間面
プレートの開口34′を介してガスカーテン室
4′内に吸引される。ガスカーテン室4′は、オリ
フイス42′を含むオリフイスプレート10′によ
つて真空室6′から離間されている。オリフイス
プレート10′は、その下流側に末広がりの円錐
面103を有し、この円錐面は自由噴射50′に
おいてガスを膨張させ、かくしてガスはポンプ作
用のために最も望ましい方向に運動する。
The ions generated in the reaction region 32' are attracted into the gas curtain chamber 4' through the openings 34' in the intermediate plate 8' by means of a suitable attraction potential on the intermediate plate 8'. Gas curtain chamber 4' is separated from vacuum chamber 6' by orifice plate 10', which includes orifice 42'. The orifice plate 10' has on its downstream side a diverging conical surface 103 which expands the gas in the free jet 50', thus moving the gas in the direction most desired for the pumping action.

これ以前に、適宜なカーテンガス、例えばアル
ゴンガスまたは窒素ガスが、ガスカーテン室にサ
ンプルガスが流れ込まないように閉鎖するのに十
分な圧力で入口40′を介してガスカーテン室
4′内に供給される。ガスカーテン室4′中に流れ
込むガスは、わずかな過剰のガスが開口34′を
介して反応室32′内に放出され、そこでこの過
剰なガスと余分なサンプルガスがダクト20′を
介して放出されるように、十分な量である。痕跡
イオンと共にガスカーテン室中に送られるカーテ
ンガスの残部は、オリフイス42′を介して真空
室に流れ込む。サンプルガスが低温ポンプで送る
ことができるガスであるならば、カーテンガスは
必要とされないか、あるいはそのガスの流れは、
真空室内へのサンプルガスの流れが完全には閉鎖
されないように制御される。イオンがオリフイス
42′を通過するのを助けるため、適当な電位が
オリフイスプレート10′にかけられる。
Prior to this, a suitable curtain gas, such as argon gas or nitrogen gas, is supplied into the gas curtain chamber 4' via the inlet 40' at a pressure sufficient to close the gas curtain chamber against flow of sample gas. be done. Gas flowing into the gas curtain chamber 4' causes a slight excess of gas to be vented through opening 34' into reaction chamber 32' where this excess gas and excess sample gas are vented via duct 20'. The amount is sufficient to ensure that The remainder of the curtain gas, which is directed into the gas curtain chamber along with trace ions, flows into the vacuum chamber through orifice 42'. If the sample gas is a gas that can be cryo-pumped, then a curtain gas is not needed or the gas flow is
The flow of sample gas into the vacuum chamber is controlled so that it is not completely closed off. A suitable electrical potential is applied to orifice plate 10' to assist the ions in passing through orifice 42'.

針の軸が開口34′およびオリフイス42′を整
合している場合は、針22′からの紫外線から生
じたフオトンは、真空室6′内に侵入し、そして
質量分析装置52′(第9図)に使用されるイオ
ン検出装置104a(第9図)からの光電子の放
出によつて“ノイズ”を生じさせることが解つて
いる。このノイズは、針22′の軸105aを、
開口34′、オリフイス42′および透孔104b
(第9図)を介して検出装置104aに延びる軸
105bからわずかにずらすことによつて、大き
く減少することができる。このずれは、普通のオ
リフイスの直径(普通0.002ないし0.004インチ)
程度であり、またこのわずかなずれがイオンの真
空室中への移動に無視できるほどの影響しか与え
ないことが解つている。透孔34′は普通直径が
1/8インチ程度であるので、オリフイス42′と透
孔104b(直径は0.25インチでよいが、オリフ
イスより下流においては普通10インチである。)
の間の光学的な視線のずれは、検出装置104a
へのフオトンの移動における主なる抑制を与えて
いる。それ以前に、真空室6の冷却表面またはフ
イン46′は、適当な冷却液または機械的な冷却
法によつて、室6に侵入するガスを凝固するのに
十分ほど低い温度に冷却される。
If the axis of the needle aligns aperture 34' and orifice 42', photons resulting from ultraviolet radiation from needle 22' will enter vacuum chamber 6' and pass through mass spectrometer 52' (FIG. 9). ) is known to produce "noise" due to the emission of photoelectrons from the ion detection device 104a (FIG. 9). This noise causes the shaft 105a of the needle 22' to
Opening 34', orifice 42' and through hole 104b
A large reduction can be achieved by slightly offsetting the axis 105b which extends to the detection device 104a via (FIG. 9). This deviation is the diameter of a normal orifice (usually 0.002 to 0.004 inch).
It has been found that this slight deviation has a negligible effect on the movement of ions into the vacuum chamber. The diameter of the through hole 34' is usually
Since the diameter is about 1/8 inch, the orifice 42' and the through hole 104b (the diameter may be 0.25 inch, but the diameter downstream of the orifice is usually 10 inches).
The optical line-of-sight shift between the detection device 104a
provides the main restraint on the movement of photons to . Prior to this, the cooling surfaces or fins 46' of the vacuum chamber 6 are cooled by a suitable cooling liquid or mechanical cooling method to a temperature sufficiently low to solidify the gas entering the chamber 6.

真空室の区域62′内には、先細りの截頭円錐
形レンズ要素72′が配置されている。それ以前
に、レンズエレメントの円錐は、オリフイス4
2′、詳細にはオリフイス42′のわずかに下流の
地点に向けられているレンズエレメント72′
は、互いに間隔を置かれた3本の細いアーム10
6によつてガス流への障害ができるだけ小さいよ
うに支持されている。
A tapered frusto-conical lens element 72' is disposed within the area 62' of the vacuum chamber. Before that, the cone of the lens element is inserted into the orifice 4.
2', specifically lens element 72' directed at a point slightly downstream of orifice 42'.
consists of three thin arms 10 spaced apart from each other.
6 so as to cause as little disturbance to the gas flow as possible.

第8図において、レンズ要素72′の上流端す
なわち入口108とオリフイスプレート10′の
間に生じた等電界強度線は、符号74′で示さ
れ、イオンの軌跡は符号76′で示されている。
(イオンの軌跡は、収斂することなく、自由ジエ
ツトと同様に放射方向外方に拡散している。)イ
オンは等電界強度線に対して直角な軌跡で移動す
る傾向があるので、収斂は円域60′において生
じ、そして区域62′内にわずかに延びる区域6
0′中には特別なレンズが配置されていないの
で、区域62′中に配置されたレンズ要素72′は
第6図に示されたレンズ要素70,72両方の機
能を果す。この状態は、レンズ要素70にわずか
に反発的な電圧を与える代りに、吸引的な電位
(プレート10の電圧とレンズ要素72の電圧の
間の電圧部分)を与えたときに起きる状態と同じ
である。この中間電圧において、レンズ要素7
0,72の機能は第8図の単一のレンズ要素7
2′によつて達成され得る。
In FIG. 8, the lines of equal electric field strength developed between the upstream end or inlet 108 of lens element 72' and orifice plate 10' are indicated at 74', and the ion trajectories are indicated at 76'. .
(The ion trajectories do not converge, but instead diverge radially outward, similar to free jets.) Since ions tend to move in trajectories perpendicular to the iso-field strength lines, convergence is circular. Area 6 occurring in area 60' and extending slightly into area 62'
Since no special lens is placed in 0', lens element 72' placed in area 62' performs the function of both lens elements 70 and 72 shown in FIG. This condition is the same as that which occurs when, instead of applying a slightly repulsive voltage to lens element 70, an attractive potential (the voltage portion between the voltage on plate 10 and the voltage on lens element 72) is applied. be. At this intermediate voltage, lens element 7
The function 0,72 is the single lens element 7 in FIG.
2'.

前に述べたように、自由ジエツト50′の転移
区域62′におけるレンズ要素72′の位置は、各
種の条件によつて決められるものである。レンズ
要素72′への侵入が下流すぎるならば、クラス
ターを分解するのに十分な電位が与えられたと
き、イオンの運動エネルギーの広がりが大きくな
りすぎて、複雑なスペクトルの分析ができなくな
るであろう。しかし、簡単なスペクトルの分析の
場合には、転移領域62′の中の下流側にレンズ
要素72′をおいても問題はない。前述したよう
に、レンズ要素72′への入口108が、区域6
2′内で上流すぎる方に配置されるならば、好ま
しい程度のクラスターの分解を生じさせるために
十分なエネルギーをイオンに与えることは困難で
ある。
As previously stated, the position of lens element 72' in transition zone 62' of free jet 50' is determined by various conditions. If the entry into lens element 72' is too downstream, the spread of the kinetic energies of the ions when sufficient potential is applied to break up the clusters may become too large to permit analysis of complex spectra. Dew. However, for simple spectral analysis, it is acceptable to place the lens element 72' downstream within the transition region 62'. As previously mentioned, the entrance 108 to the lens element 72' is located in the area 6
If placed too far upstream within 2', it is difficult to impart sufficient energy to the ions to cause the desired degree of cluster disintegration.

従来の4極子質量分析計において、1a.m.u
(atomic mass unit)離れた質量ピークを明瞭に
分離するためには、イオンの運動エネルギーの広
がりは2evより小さいことが必要であることが分
かつた。従つて、レンズ要素72′の入口108
は、このエネルギーの広がりがレンズ要素とオリ
フイスプレートの間に与えられる電場の作用の下
に超えることないようにオリフイス42′に十分
近付けて配置される。入口108は連続区域60
内に配置されて、収斂を早い時期に達成している
間にこの要求を果すことができる。
In a conventional quadrupole mass spectrometer, 1a.mu
It was found that in order to clearly separate mass peaks separated by atomic mass units, the kinetic energy spread of the ions must be smaller than 2ev. Therefore, the entrance 108 of lens element 72'
is positioned close enough to the orifice 42' that this energy spread is not exceeded under the action of the electric field applied between the lens element and the orifice plate. Entrance 108 is a continuous area 60
This requirement can be met while achieving early convergence.

しかしながら、クラスター分解のために、イオ
ンには0.1ないし1.5evの内部エネルギーが付与さ
れなければならない。(もちろん、1.5ev以上の内
部エネルギーであつても放散を起すことができる
が、この場合は通常必要とされるものよりも大き
な運動エネルギーと共に使用される。)この大き
なエネルギーをイオンに与えるために、入口10
8は通常領域60′でなく転移領域62′内であつ
て、ガス密度が、イオンの衝突によつて望ましい
内部エネルギーをイオンが得る程度に低く、かつ
イオンによつて得られた運動エネルギーの好まし
くない広がりを制限する程度に高い(望ましくは
2evまたはそれ以下)ような位置に配置される。
However, for cluster decomposition, the ions must be endowed with an internal energy of 0.1 to 1.5 ev. (Of course, dissipation can occur even with internal energies greater than 1.5ev, but in this case they are used with a kinetic energy greater than that normally required.) To impart this large amount of energy to the ion, , entrance 10
8 is in the transition region 62' rather than the normal region 60', and the gas density is low enough for the ions to obtain the desired internal energy through ion collisions, and the kinetic energy obtained by the ions is low enough to obtain the desired internal energy. high enough to limit spread (preferably
2ev or less).

上記条件に適合するため、次のパラメーターが
適用され得る。まず第1に、オリフイスプレート
10′とレンズ72′の間に作られる電場は、それ
らの間に放電が生ずるほどは大きくてはならな
い。レンズ72′は円錐形でありかつこのレンズ
とオリフイスプレート10′の間の実質的に予め
イオン化されたガスと共にオリフイスプレートに
近接しているので、これは加えられる最高電圧を
制限することができる。同時に、電場は上記の目
的を十分に達成し得るものでなければならない。
次に、2.7×1019モル/cm3の密度を有するソース
ガス(すなわち、ガスカーテンが使用されるガス
カーテン室におけるガス)のために、軸50bに
沿つたオリフイス42′とレンズ要素72′の入口
108の間の間隔Xlは、次の式で与えられるも
のが最良である。
To meet the above conditions, the following parameters may be applied. First of all, the electric field created between orifice plate 10' and lens 72' must not be so great that a discharge occurs between them. Because lens 72' is conical and close to the orifice plate with substantially pre-ionized gas between it and orifice plate 10', this can limit the maximum voltage applied. At the same time, the electric field must be sufficient to achieve the above objectives.
Next, for a source gas having a density of 2.7×10 19 moles/cm 3 (i.e., the gas in the gas curtain chamber in which the gas curtain is used), orifice 42' and lens element 72' along axis 50b are The spacing Xl between the inlets 108 is best given by:

Xl=50D+40D −25D ここでDはオリフイス42′の直径である。入
口108のこの位置においては、ガス密度は、イ
オンが不当に大きいエネルギーを獲得することが
ないようにしばしば分子と衝突し得るほど大き
く、かつ実質的なクラスター分解を生じさせるに
十分なエネルギーをイオンが獲得し得るほど小さ
い。
Xl=50D +40D -25D where D is the diameter of orifice 42'. At this location of the inlet 108, the gas density is large enough that the ions often collide with molecules so that they do not acquire unduly high energy, and that the ions impart enough energy to cause substantial cluster dissolution. is small enough to be acquired.

ソースガスの密度が上昇するならば、例えばカ
ーテンガスの圧力が大気圧よりも高くなるか、あ
るいはカーテンガスが低温におけるものであるな
らば、レンズ要素72′の入口108の好ましい
配置は、区域62の更に下流である。カーテンガ
スの密度が低下するならば、レンズ要素72′へ
の入口108の好ましい配置は、オリフイスに更
に近くなる。オリフイス42′から任意の距離X
に位置する自由ジエツト中のガスの密度nは、 n=ns・0.161・cos(1.151θ)/
(X/D) で与えられ、ここでnsはソースガスの密度、θ
は軸105bからの角度、およびDはオリフイス
の直径である。
If the density of the source gas increases, e.g. if the pressure of the curtain gas becomes higher than atmospheric pressure or if the curtain gas is at a low temperature, the preferred placement of the inlet 108 of the lens element 72' is further downstream. If the density of the curtain gas is reduced, the preferred placement of the inlet 108 to the lens element 72' becomes closer to the orifice. Any distance X from orifice 42'
The density n of the gas in the free jet located at is n=ns・0.161・cos 2 (1.151θ)/
(X/D) 2 , where ns is the density of the source gas, θ
is the angle from axis 105b, and D is the diameter of the orifice.

この関係から、ソースガスの密度がフアクター
m(m倍)によつて変動するならば、距離Xlは
√にだけ異なることが解かる。換言すれば、こ
の場合、 Xl=〔50D+40D −25D〕√ と表わすことができる。
From this relationship, it can be seen that if the density of the source gas varies by the factor m (multiple m), the distance Xl will differ by √. In other words, in this case, it can be expressed as Xl=[50D +40D -25D ]√.

+40D −25Dの公差は、本発明の特定な応用にお
いて許
容し得るエネルギー強度によるものである。複雑
なスペクトルを分析しなければならないならば、
極めて小さいイオンエネルギー強度のものが望ま
しく、レンズ要素72′の入口108はオリフイ
スから50D以上離されることなく、そしてオリフ
イスから25D程度わずかに離されて配置される。
わずかなイオンが分析されるときは、大きなエネ
ルギー強度が許容される。
The tolerance of +40D -25D is due to the allowable energy intensity in the particular application of the invention. If you have to analyze a complex spectrum,
Very low ion energy intensities are desired, with the entrance 108 of lens element 72' being located no more than 50D from the orifice, and as little as 25D from the orifice.
Large energy intensities are acceptable when few ions are analyzed.

本発明の応用において、収斂のためまたは放散
のための電場は、自由ジエツト50の範囲内で常
にかけられる。流体力学の分野でよく知られてい
るように、自由ジエツト50は次式によつて与え
られるその軸に沿う長さyを有している。
In the application of the invention, a converging or dissipating electric field is always applied within the free jet 50. As is well known in the field of fluid mechanics, free jet 50 has a length y along its axis given by:

ここで、Dはオリフイスの直径、P0はソースガ
スの圧力、Pは真空室の背圧である。自由ジエツ
トの端部は、衝撃波になり、この衝撃波の後方で
は圧力が実際に増大する。P0=760torr(1気
圧)およびP=10-3torrのとき、y=610Dである
(これはオリフイスからのレンズ要素72′の入口
108の好ましい距離Xl=50D+40D −25Dより極
めて小
さい。自由ジエツトの範囲は、有効なポンプ作用
に決定され、ポンプ作用が不十分な場合は、自由
ジエツトは、入口108を配置するために最も望
ましい領域より前で衝撃波によつて終わる。真空
ポンプ作用は、従つて自由ジエツトの端を規定す
る衝撃波がレンズ要素72′の入口108の下流
に継持されるのに(典型的にはオリフイスから少
くとも2Xeの距離である)十分に常に維持され
る。真空ポンプ作用が十分である場合は、自由ジ
エツト50は実際に真空段階の領域まで延びるこ
とができ、ここにおいてジエツト50が存在し、
この場合衝撃波は生じない。加えて、レンズ要素
のコーンは流れに最小の乱れを生じさせるだけで
あり、例えばこのコーンは通常鋭い先端を有し、
流れの最小の環状ソリツド角を乱し、かくしてこ
のコーン自体は衝撃波を形成しない。
Here, D is the diameter of the orifice, P 0 is the pressure of the source gas, and P is the back pressure of the vacuum chamber. The end of the free jet becomes a shock wave, behind which the pressure actually increases. When P 0 = 760 torr (1 atmosphere) and P = 10 -3 torr, y = 610D (which is much smaller than the preferred distance of the entrance 108 of lens element 72' from the orifice, Xl = 50D + 40D - 25D . The range of the jet is determined for effective pumping; if the pumping is insufficient, the free jet is terminated by a shock wave before the most desirable area for locating the inlet 108. Thus, a vacuum is always maintained sufficient (typically at a distance of at least 2Xe from the orifice) for the shock wave defining the end of the free jet to be sustained downstream of the entrance 108 of the lens element 72'. If the pumping action is sufficient, the free jet 50 can actually extend into the region of the vacuum stage, where the jet 50 is present and
In this case, no shock wave is generated. In addition, the cone of the lens element causes only minimal disturbance to the flow, for example this cone usually has a sharp tip,
It disturbs the minimum annular solid angle of the flow and thus this cone itself does not form a shock wave.

イオンが自由ジエツトの自由分子流領域64′
に入つた後、付加的な収斂作用をするレンズがも
し必要であるならば使用される。自由分子流領域
64′において、ガスは、イオンと分子の間の衝
突がまれに生ずるのみであり、またイオンが十分
な付加的なエネルギー強度を得ることができない
ように、密度が低い。第9図は、要素120,1
22,124を有する3要素アインチエルレンズ
118を例として示し、このレンズ118はイオ
ンを質量分析装置52′に集める。本発明の好ま
しい実施例においては、アインチエルレンズの第
1の要素120は、オリフイスから500Dに略等
しい距離に配置される。これは自由ジエツト5
0′内であり、そして特にジエツト50′の自由分
子領域64′内である。アインチエルレンズの第
1の要素は円錐形状であり、イオン通路からガス
を偏向させる。そして要素120によつて構成さ
れた円錐状偏向装置には、他の円錐状偏向装置1
38(偏向装置124からは絶縁されている)が
後続し、この偏向装置130は要素120の後端
から冷却フイン46′に近接した位置まで延びて
いる。これら偏向装置120,130は、真空室
の比較的圧力の高い領域132(約10-3torr)と
比較的圧力の低い第2の領域134との間に、第
7図における分離壁82によく似た分離壁を形成
する。加えて、自由ジエツト50′中における円
錐状要素120は、イオンビーム136の通過に
おける自由ジエツト50′の端において衝撃波が
形成されるのを防止し、従つてイオンビームの乱
れが減少されこれによつて信号の損失が減少され
る。他方、上記の装置は、通常自由ジエツトの端
に生ずる衝撃波によつて収斂したビームを乱すこ
となく、自由ジエツト50′の外にイオンビーム
136を案内するものである。
Free molecular flow region 64' where ions are free jets
After entering, additional converging lenses are used if necessary. In the free molecular flow region 64', the gas is of low density such that collisions between ions and molecules only occur infrequently and the ions cannot gain sufficient additional energy intensity. FIG. 9 shows the element 120,1
A three-element Ainchel lens 118 having 22, 124 is shown as an example, and this lens 118 collects ions into the mass spectrometer 52'. In a preferred embodiment of the invention, the first element 120 of the einchel lens is placed at a distance approximately equal to 500D from the orifice. This is Freedom Jet 5
0' and specifically within the free molecular region 64' of the jet 50'. The first element of the Einchel lens is conically shaped and deflects the gas from the ion path. The conical deflection device constituted by the element 120 also includes another conical deflection device 1.
38 (insulated from deflection device 124) follows, which deflection device 130 extends from the rear end of element 120 to a position proximate cooling fins 46'. These deflection devices 120 , 130 are located at the separating wall 82 in FIG. form a similar separation wall. In addition, the conical element 120 in the free jet 50' prevents the formation of shock waves at the end of the free jet 50' in the passage of the ion beam 136, thus reducing ion beam turbulence. As a result, signal loss is reduced. On the other hand, the above-described apparatus guides the ion beam 136 out of the free jet 50' without disturbing the focused beam by the shock waves that normally occur at the ends of the free jet.

本発明の作動の一態様において、オリフイスプ
レート10′は+5ないし+60ボルトの間に保持
され、レンズ要素72′は接地され、そしてアイ
ンチエルレンズ118の第1の要素120も接地
される。従つて、アインチエルレンズの第1の要
素120とレンズ要素72の間には電場がない。
レンズ要素72′が接地されており、真空室の低
温シエルも接地されているので、アインチエルレ
ンズの第1要素120とレンズ要素72′の入口
108の間の領域は実質的に自由な場である。実
際には、アインチエルレンズ針要素122からの
電気力線(針要素は約20ボルトに維持されてい
る。)が第1の要素120のまわりに存在する
が、このように発生した電場は弱く(約1/2ボル
ト/cm)かつその電場はイオンと中性分子の間の
衝突がしばしば生ずる領域には延びることがない
ほどアインチエルレンズの開口の近くで局部的で
ある。
In one mode of operation of the invention, orifice plate 10' is held between +5 and +60 volts, lens element 72' is grounded, and first element 120 of inchiel lens 118 is also grounded. Therefore, there is no electric field between the first element 120 of the Einchel lens and the lens element 72.
Since lens element 72' is grounded and the cold shell of the vacuum chamber is also grounded, the area between the first element 120 of the cold shell lens and the entrance 108 of lens element 72' is a substantially free field. be. In reality, electric field lines from the einchel lens needle element 122 (the needle element is maintained at approximately 20 volts) are present around the first element 120, but the electric field thus generated is weak. (about 1/2 volt/cm) and the electric field is so localized near the aperture of the Einchiel lens that it does not extend into regions where collisions between ions and neutral molecules often occur.

本発明はまた、イオン分裂エネルギー強度が小
さくされそしてすべてのイオンが伝達され、これ
によつて感度が改良された条件の下で、発生させ
られるべきイオン分裂が可能である。
The present invention also allows ion fragmentation to be generated under conditions in which the ion fragmentation energy intensity is reduced and all ions are transmitted, thereby improving sensitivity.

第8図のレンズ要素72′とプレート10′の間
の電場が増加させられるならば、衝突のためにイ
オンに必要とされる内部エネルギーは、イオンに
おける化学的結合を破壊させることができるほど
十分大きくなり(例えば、2.0ないし6.0ev)、か
くしてイオン分裂が生ずる。これら分裂の豊富さ
は、質量分析計における従来の電子衝撃イオンソ
ースにおいて形式的同一のために用いられる親電
子衝撃分裂パターンに極く近似させられ得る。衝
撃によつて誘引される分裂が観察され、雰囲気と
の衝突によつて発生する一方、本発明は自由ジエ
ツト自身の内部で生ずる分裂を減少させる。合成
されたイオンエネルギー強度は放散のために使用
される比較的弱い電場から生ずるものよりも大き
い(従つてイオン質量分析結果は質が低下する)
一方、分裂は単一イオン混合物の分析における形
成的同一化のためにたいへんに有用である。普
通、50ないし200ボルトの電圧がレンズ72′とオ
リフイスプレート10′との間に分裂のために与
えられる。
If the electric field between lens element 72' and plate 10' of FIG. 8 is increased, the internal energy required of the ions for collision will be sufficient to break the chemical bonds in the ions. becomes large (eg, 2.0 to 6.0ev), thus causing ion fragmentation. The abundance of these splittings can be closely approximated to the parent electron impact splitting patterns used for formal identification in conventional electron impact ion sources in mass spectrometers. While shock-induced fragmentation has been observed and occurs upon collision with the atmosphere, the present invention reduces fragmentation that occurs within the free jet itself. The combined ion energy intensity is greater than that resulting from the relatively weak electric field used for dissipation (thus reducing the quality of the ion mass spectrometry results)
On the other hand, splitting is very useful for formative identification in the analysis of single ion mixtures. Typically, a voltage of 50 to 200 volts is applied between lens 72' and orifice plate 10' for splitting.

要約すると、本発明は収斂および放散のための
電場を提供するものであり、そしてこれらの電場
は自由ジエツト50の選択された領域に与えられ
て、イオンに捕獲されるエネルギーの広がりは、
許容されるレベル(適用例による)に維持され
る。その適用例のためには許容することのできな
いエネルギーの広がりをイオンが獲得できる領域
においては、電場は与えられないか又は極く弱い
電場がかけられる。この領域の背部、例えば自由
分子流領域には、他の収斂のための電場をもし必
要であるならばかけることができる。
In summary, the present invention provides convergence and dissipation electric fields, and these fields are applied to selected regions of the free jet 50 such that the spread of energy trapped in the ions is
Maintained at acceptable levels (depending on application). In regions where the ions can acquire an energy spread that is unacceptable for the application, no electric field or a very weak electric field is applied. Behind this region, for example in the free molecular flow region, another convergence electric field can be applied if required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明を適用した質量分析装置の構
成断面図、第1A図は、第1図の装置のイオン形
成領域のグラフ、第2図は第1図の2―2線に沿
つてみた断面図、第3図は第1図の3―3線に沿
つてみた断面図、第4図は第1図の低温ポンプの
断面図、第5図は第1図に示す装置の真空室のあ
る部分を示す断面図、第6図は第5図に示す領域
におけるフオーカシング部材の配置を示す断面
図、第7図は第6図の構成の変形を示す断面図、
第8図はこの発明の他の実施例の断面図、第9図
は第8図の構成の他の部分の断面図を示す。 2……反応室、4……ガスカーテン室、6……
真空室、8……インターフエースプレート、10
……オリフイスプレート、34……開口、42…
…オリフイス、50……フリジエツト、52……
質量分析装置、60,62,64……領域、7
0,72……静電レンズ。
Figure 1 is a cross-sectional view of the configuration of a mass spectrometer to which this invention is applied, Figure 1A is a graph of the ion formation region of the apparatus in Figure 1, and Figure 2 is a view taken along line 2-2 in Figure 1. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view of the cryogenic pump shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view of the vacuum chamber of the device shown in FIG. 6 is a sectional view showing the arrangement of the focusing member in the area shown in FIG. 5; FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the configuration shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view of another portion of the structure shown in FIG. 2...Reaction chamber, 4...Gas curtain chamber, 6...
Vacuum chamber, 8...Interface plate, 10
...Orifice plate, 34...Opening, 42...
...Orifice, 50... Fringe, 52...
Mass spectrometer, 60, 62, 64... area, 7
0,72... Electrostatic lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガス領域4から真空室6を介して該真空室内
に配された分析計52に移動するイオンをフオー
カスする方法において、 (a) 前記ガス領域からガスを該ガス領域に連通し
たオリフイス42,42′を介して前記真空室
内に導入し、 (b) 前記ガスが前記オリフイスを通つて前記真空
室内に進入してフリージエツト50,50′を
形成するように前記真空室内の真空を保持する
とともに、前記ガス領域のガスを高い圧力に維
持し、ここで前記ガスの濃度は、イオンとガス
分子との衝突がまれである自由分子流が発生す
る前記オリフイスから離れた前記真空室の真空
領域64においては極めて低いものとし、 (c) 前記イオンを前記オリフイスを介して前記ガ
ス領域から前記真空室内に移送し、 (d) イオンとガス分子との衝突が頻繁に起こる領
域60,62′におけるフリージエツトの中に
イオンがある間に、前記イオンにフオーカシン
グ電場を与え、この電場によりイオンに与えら
れた運動エネルギーが、該衝突によつて生ずる
イオン相互間の運動エネルギーの伝達により平
均化されて、その運動エネルギーの広がりが小
さくなるようになし、前記フオーカシング電場
が、該電場がイオンのフオーカシングを前記衝
突が頻繁に起こる前記領域60,62′内のみ
において起こすように配置された静電レンズ要
素70,72,72′によつて与えられ、前記
真空領域64より前方で、かつ前記衝突が頻繁
に起こる領域60,62′の後方におけるイオ
ンの進路においては前記静電レンズ70,7
2,72′によつて電場が与えられないように
なし、 これよつてイオンがフオーカシング電場によつ
て分析計の方へ集束され、イオンの運動エネルギ
ーの広がりが抑えられるようにしたことを特徴と
するイオンをフオーカスする方法。 2 前記衝突が頻繁に起こる領域60が前記オリ
フイス42に充分近付いて設定され、従つて前記
電場の下でイオンが約2ev以上の運動エネルギー
幅を受けないようにした特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 3 前記衝突が頻繁に起こる領域60が、そこで
のイオンが0.1〜1.5evの間の内部エネルギーを受
けかつ電場の存在下で約2ev以上の運動エネルギ
ー幅を受けることがないようにした特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 4 Dをオリフイスの直径とし、mをガスの濃度
数が2.7×1019分子/cm3から異なるフアクターと
したとき、Xl=(50D+40D −25D)√であるよ
うな前記
軸に沿つてのオリフイスからの距離Xlに前記静
電レンズ72′の入口端108′があるようにした
特許請求の範囲第1項に記載の方法。 5 前記ガスが所定の温度で大気圧より大幅に下
まわる蒸気圧を有するような気体であり、かつ所
定の温度以下に真空室の一部を冷却して前記ガス
を真空室内で凝固し低温ポンプ処理するようにし
た特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 痕跡イオンを分析する装置において、 (a) オリフイス42を備えたオリフイスプレート
10を有する真空室6と、 (b) オリフイスプレート付近のソースガスに痕跡
イオンを与える手段と、 (c) オリフイスの軸をほぼ中心としてフリージエ
ツトを形成するようにガスが前記オリフイスか
ら真空室内で膨張し、かつXlを以下に定義す
るようにしたとき前記フリージエツトの長さを
2Xlとするように真空室内の真空を保持する手
段と、 (d) オリフイスから前記軸に沿つて真空室内にガ
スと共にイオンを移送する手段と、 (e) 前記オリフイスから離隔されて前記真空室内
に配置された質量分析装置52と、 (f) 鋭い先端を有する円錘台形の、真空室内に配
置された静電レンズ70,72,72′と、 (g) 静電レンズの入口とオリフイスとの間の距離
Xlが、オリフイスの直径をD、ガスの濃度数
が2.7×1019分子/cm3から異なるフアクターを
mとしたとき Xl=〔50D+40D −25D〕√ でありかつ静電レンズの先端がほぼオリフイスと
対向するように静電レンズを取り付ける手段とか
らなる装置。
[Scope of Claims] 1. A method for focusing ions moving from a gas region 4 through a vacuum chamber 6 to an analyzer 52 disposed within the vacuum chamber, comprising: (a) introducing a gas from the gas region into the gas region; (b) creating a vacuum in the vacuum chamber such that the gas enters the vacuum chamber through the orifices and forms a freeget 50, 50'; and maintain the gas in the gas region at a high pressure, where the concentration of the gas is reduced by the vacuum chamber away from the orifice where free molecular flow occurs where collisions between ions and gas molecules are rare. (c) transporting said ions from said gas region into said vacuum chamber through said orifice; (d) a region 60 where collisions between ions and gas molecules occur frequently; While the ions are in the free jet at 62', a focusing electric field is applied to the ions, and the kinetic energy given to the ions by this electric field is averaged by the transfer of kinetic energy between the ions caused by the collision. an electrostatic field arranged such that the focusing electric field causes focusing of ions only in the regions 60, 62' where the collisions occur frequently; In the path of ions provided by lens elements 70, 72, 72' in front of said vacuum region 64 and behind said region 60, 62' where said collisions are frequent, said electrostatic lenses 70, 7
2, 72' so that no electric field is applied, so that the ions are focused toward the analyzer by the focusing electric field, and the spread of the kinetic energy of the ions is suppressed. How to focus on ions. 2. The collision-prone region 60 is set sufficiently close to the orifice 42 so that ions under the electric field do not experience a kinetic energy range of more than about 2 ev. Method described. 3. The collision-prone region 60 is such that the ions therein experience an internal energy between 0.1 and 1.5 ev and do not experience a kinetic energy width of more than about 2 ev in the presence of an electric field. The method described in Scope No. 1. 4 An orifice along said axis such that Xl = (50D + 40D - 25D )√, where D is the diameter of the orifice and m is a factor where the gas concentration number differs from 2.7 x 1019 molecules/ cm3 . 2. The method of claim 1, wherein the entrance end 108' of the electrostatic lens 72' is at a distance Xl from . 5. The gas is a gas that has a vapor pressure significantly lower than atmospheric pressure at a predetermined temperature, and the gas is solidified in the vacuum chamber by cooling a part of the vacuum chamber to a predetermined temperature or lower, and is used as a cryogenic pump. 2. A method according to claim 1, wherein the method is characterized in that: 6 An apparatus for analyzing trace ions comprising: (a) a vacuum chamber 6 having an orifice plate 10 with an orifice 42; (b) means for applying trace ions to a source gas near the orifice plate; and (c) an axis of the orifice. When gas expands from the orifice in the vacuum chamber so as to form a freeget approximately centered at
(d) means for transporting ions along with a gas into the vacuum chamber from an orifice along said axis; and (e) means spaced apart from said orifice into said vacuum chamber. (f) a trapezoidal cone-shaped electrostatic lens 70, 72, 72' having a sharp tip and disposed in the vacuum chamber; (g) a connection between the entrance of the electrostatic lens and the orifice; distance between
When Xl is the diameter of the orifice and D is the factor where the gas concentration number differs from 2.7 × 10 19 molecules/ cm 3 , then and means for attaching an electrostatic lens so as to face each other.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281379U (en) * 1988-12-14 1990-06-22

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118295B2 (en) * 1985-10-30 1995-12-18 株式会社日立製作所 Mass spectrometer
JP2002042721A (en) * 2000-07-19 2002-02-08 Anelva Corp Ion attachment mass spectrometer
JP2010153278A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam processing device
JP6126111B2 (en) * 2011-11-21 2017-05-10 ディーエイチ テクノロジーズ デベロップメント プライベート リミテッド System and method for applying curtain gas flow in a mass spectrometer
CN111801768A (en) * 2018-03-02 2020-10-20 Dh科技发展私人贸易有限公司 Integrated low-cost curtain plate, orifice PCB and ion lens assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281379U (en) * 1988-12-14 1990-06-22

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