质量分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种质量分析装置，是具备使试样气体中所包含的成分离子化的离子源的质量分析装置，该离子源(3)具备：离子化室(30)，具有离子射出口(301)，在其内部形成与外部大致划分的空间；热电子供给部(32)，向离子化室的内部供给热电子；磁场形成部(34、35)，为了使热电子呈螺旋状回转而在离子化室的内部形成磁场；偏转电场形成部(37、7)，在该离子化室内形成偏转电场，该偏转电场在通过热电子的直接或间接的作用而在离子化室内生成的源自试样成分的离子朝向离子射出口时，使该离子向抵抗从磁场受到的力的方向偏转。磁场受到的力的方向偏转。磁场受到的力的方向偏转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质量分析装置


[0001]本专利技术涉及一种质量分析装置，更详细而言，涉及一种具备基于电子离子化(EI：Electron Ionization)法、化学离子化(CI：Chemical Ionization)法、负化学离子化(NCI：Negative Chemical Ionization)法等离子化法的离子源的质量分析装置。

技术介绍

[0002]在对气体状的试样分子进行质量分析时，使用搭载了基于EI法、CI法或NCI法等离子化法的离子源的质量分析装置。专利文献1所记载的质量分析装置是搭载了EI离子源的质量分析装置。
[0003]如专利文献1所记载的那样，EI离子源具备箱状的离子化室。在该离子化室的对置的壁面的一方形成有电子导入口，在另一方形成有电子排出口。如果向配置在电子导入口的外侧的灯丝供给电流，则该灯丝发热而生成热电子。该热电子被电场加速，经由电子导入口入射到离子化室内，朝向配置在电子排出口的外侧的阱电极行进。由此，形成通过离子化室内的热电子流。供给到离子化室内的气体状的试样分子与热电子接触，通过与该热电子的相互作用而离子化。
[0004]在灯丝及阱电极的外侧以夹着它们的方式配置有一对磁体，通过该磁体，在离子化室内形成具有与热电子流平行的方向的磁力线的磁场。热电子受到由磁场产生的洛伦兹力，在磁力线的周围呈螺旋状回转的同时行进。由此，能够抑制热电子流的扩散，增加热电子与试样分子的接触机会，提高离子化效率。
[0005]如上所述，在离子化室内生成的试样分子离子利用由配置在离子化室的外侧的引出电极或配置在离子化室的内部的反射电极的一方或双方形成的电场，从离子化室的内部通过离子射出口而向外部被引出。被引出的离子通过离子输送光学系统导入到四极滤质器等质量分离器，根据质荷比(严格地说是斜体字的“m/z”，但在本说明书中称为“质荷比”或“m/z”)进行分离并检测。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2016
‑
157523号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术问题
[0010]上述质量分析装置大多情况下与气相色谱仪组合而作为气相色谱仪质量分析装置(GC
‑
MS)使用。在该情况下，作为气相色谱仪的载气，大多使用氦，为了使由离子源生成的大量的氦离子不入射到离子检测器，测量质荷比范围的下限比氦离子的质荷比高。另一方面，用户强烈要求不使用气相色谱仪而将试样直接导入到质量分析装置，希望以高灵敏度对该试样中所包含的氢、氦等源自试样分子的离子、或者通过碎裂生成的氢离子等低质荷比的离子进行定量。
[0011]但是，如上所述，这种质量分析装置一般作为GC
‑
MS使用，在这种情况下，由于极低质荷比的离子在观测对象外，因此不能说对于以高灵敏度分析这种离子的情况进行了充分考虑。
[0012]本专利技术是为了解决这样的技术问题而完成的，其目的在于，在搭载了EI离子源等在离子化中利用热电子的离子源的质量分析装置中，特别是对于低质荷比的离子，实现较高的分析灵敏度。
[0013]用于解决上述技术问题的方案
[0014]为了解决上述技术问题而完成的本专利技术的质量分析装置的一方案，是具备使试样气体中所包含的成分离子化的离子源的质量分析装置，该离子源具备：
[0015]离子化室，具有离子射出口，在其内部形成与外部大致划分的空间；
[0016]热电子供给部，向所述离子化室的内部供给热电子；
[0017]磁场形成部，为了使所述热电子呈螺旋状回转而在所述离子化室的内部形成磁场；
[0018]偏转电场形成部，在该离子化室内形成偏转电场，该偏转电场在通过所述热电子的直接或间接的作用而在所述离子化室内生成的源自试样成分的离子朝向所述离子射出口时，使该离子向抵抗从所述磁场受到的力的方向偏转。
[0019]专利技术效果
[0020]在一般的质量分析装置中，在离子化室内形成的磁场具有抑制热电子流的扩散的作用，但低质荷比的离子也受到磁场的影响，导致在朝向离子射出口时其轨道发生弯曲。在观测低质荷比的离子的情况下，由于这样的磁场的影响而引起的离子的轨道的弯曲可能成为离子的损失的主要原因之一。
[0021]与此相对，在本专利技术的上述方案的质量分析装置中，通过由偏转电场形成部形成的电场的作用，能够修正在离子化室内生成的离子受到来自磁场的力而产生的轨道的弯曲。由此，能够抑制在离子化室内生成的离子从该离子化室向外部引出时的损失，改善离子的引出效率。其结果是，能够将更多量的离子供于质量分析，能够实现较高的分析灵敏度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的一实施方式的质量分析装置的整体构成图。
[0023]图2的(A)是本实施方式的质量分析装置中的离子源的概略纵端视图，(B)是其概略横端视图。
[0024]图3是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 2、无热电子收敛用磁场及偏转电场的情况)。
[0025]图4是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 2、有热电子收敛用磁场而无离子偏转电场的情况)。
[0026]图5是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 4、有热电子收敛用磁场而无离子偏转电场的情况)。
[0027]图6是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 100、有热电子收敛用磁场而无离子偏转电场的情况)。
[0028]图7是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 2、有热电子收敛用
磁场且有连续性的离子偏转电场的情况)。
[0029]图8是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 4、有热电子收敛用磁场且有连续性的离子偏转电场的情况)。
[0030]图9是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 100、有热电子收敛用磁场且有连续性的离子偏转电场的情况)。
[0031]图10是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 2、有热电子收敛用磁场且有脉冲状的离子偏转电场的情况)。
[0032]图11是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 4、有热电子收敛用磁场且有脉冲状的离子偏转电场的情况)。
[0033]图12是示出离子化室内部中的离子轨道的模拟结果的图(m/z 100、有热电子收敛用磁场且有脉冲状的离子偏转电场的情况)。
[0034]图13是示出离子化室内部中的时间性的离子的位置变化的模拟结果的图(m/z 2、有热电子收敛用磁场且有离子偏转电场的情况)。
[0035]图14是示出离子化室内部中的时间性的离子的位置变化的模拟结果的图(m/z 4、有热电子收敛用磁场且有离子偏转电场的情况)。
[0036]图15是示出离子化室内部中的时间性的离子的位置变化的模拟结果的图(m/z 100、有热电子收敛用磁场且有离子偏转电场的情况)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种质量分析装置，是具备使试样气体中所包含的成分离子化的离子源的质量分析装置，其特征在于，该离子源具备：离子化室，具有离子射出口，在其内部形成与外部大致划分的空间；热电子供给部，向所述离子化室的内部供给热电子；磁场形成部，为了使所述热电子呈螺旋状回转而在所述离子化室的内部形成磁场；偏转电场形成部，在该离子化室内形成偏转电场，该偏转电场在通过所述热电子的直接或间接的作用而在所述离子化室内生成的源自试样成分的离子朝向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：上野良弘，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：