本发明专利技术提供一种质谱分析装置。１周的回旋轨道由相同的２个时间收敛单位结构形成。时间收敛单位结构在入射侧具有时间收敛点（Ｐ１），在出射侧具有时间收敛点（Ｐ２），在使离子以大致圆弧形状飞行的基本离子光学要件之前具有长度Ｌ１的入射侧自由飞行空间，在基本离子光学要件之后具有长度Ｌ２的出射侧自由飞行空间。为了从外部将离子导入回旋轨道，在入射侧自由空间中插入相同结构的基本离子光学要件，使其出射端和基本离子光学要件的入射端之间的距离为Ｌ’。并且，将使离子入射至基本离子光学要件的自由飞行空间的长度Ｌ０设定为采用Ｌ０＝２（Ｌ１＋Ｌ２）－（Ｌ１’＋Ｌ２）求出的值。由此，在从出发点（Ｐｓ）出射的离子到达时间收敛点（Ｐ２）时，保证时间收敛性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术涉及具备用于使离子沿封闭的回旋轨道重复飞行的多重回旋 离子光学系统的质谱分析装置。
技术介绍
0002一般，在飞行时间型质谱分析装置(TOF-MS)中，根据以固定能量 加速后的离子具有与质量相对应的飞行速度这一事实，通过测量飞行固定 距离所需的时间，从而根据该飞行时间计算离子的质量。因此，为了提高 质量分辨率，延长飞行距离尤为有效。但是，要直线延长飞行距离，装置 大型化就不可避免，从而不实用，因此，为了延长飞行距离，现在已经开 发有被称为多重回旋飞行时间型质谱分析装置的质谱分析装置。0003在这样的多重回旋飞行时间型质谱分析装置中，用于使离子回旋的多 重回旋离子光学系统一般是具有封闭轨道且具备时间收敛性的单位结构 的离子光学系统(例如参照非专利文献1)。所谓这里所说的时间收敛是指， 离子的飞行时间在一次近似中不依赖于离子束的初始位置、初始角度、以 及初始能量。作为多重回旋离子光学系统的构成要件，大多利用结构简单 且通用性优异的扇形电场。例如，在专利文献l等中记载的多重回旋飞行 时间型质谱分析装置中，采用多个扇形电场而形成大致8字形状的回旋轨 道，通过使离子沿该回旋轨道进行多次回旋飞行，从而有效地确保长的飞 行距离，提高离子的质量分辨率。0004在这样的质谱分析装置中，也存在回旋轨道上或设置用于离子生成的 离子源、或设置用于离子检测的离子检测器的例子，但是在大多数情况下5是如下情形，即，将在回旋轨道的外侧产生的离子入射至回旋轨道，并使 其飞行规定回旋次数，之后使离子从回旋轨道脱离而导入设置在回旋轨道 外侧的离子检测器中，从而进行检测。为了这样地进行向回旋轨道的离子 入射和从回旋轨道的离子出射，在专利文献l中记载的装置中，采用了如 下方法，g卩，在扇形电极中穿透设置离子能通过的开口，通过脉冲式地驱 动该扇形电极，从而对回旋轨道以直线方式进行离子入射。此外，对于离 子从回旋轨道的出射也同样进行。0005在这样的离子入射出射方法中，由于在用于入射出射的直线的自由飞 行空间中离子的能量的偏差不存在时间收敛性，因此当在从离子的出发点 (通常是离子源)至离子的检测点(通常是离子检测器)为止的全离子通 过路径中来看时，并未确保多重回旋离子光学系统原本所具有的时间收敛 性。这是导致分析精度降低的一个原因。0006此外，为了使离子沿回旋轨道飞行，可以进行静态驱动(也就是说施 加直流电压)，由于对于构成多重回旋离子光学系统的扇形电极必须连接 能脉冲驱动的电源，因此难以确保由该电源对扇形电极施加直流电压时的 电压的稳定度，这恐怕会给分析精度带来不良影响。还有，由于必须备置 这样的直流电压的稳定度高的脉冲驱动电源，因此也存在成本变高这样的 问题。0007另一方面，作为进行向多重回旋离子光学系统的离子入射出射的其他 方法，如非专利文献2等中记载的，存在在离子入射用以及离子出射用中 分别追加1个扇形电场的方法。但是，包含所追加的扇形电场的入射出射 离子光学系统不考虑多重回旋离子光学系统原本的时间收敛点处的时间 收敛，不进行多重回旋就分别通过入射出射离子光学系统时，虽然不充分 但有时也达成时间收敛。因此，为了在任意回旋次数中确保时间收敛性， 理论上来说，多重回旋离子光学系统不只是在收敛点进行时间收敛，而且 必须满足离子轨道的位移和角度成为与回旋前相同状态的、被称为"完全 收敛条件"的非常严格的条件。设计满足该条件的离子光学系统非常困难，并且即使可能，光学元件的配置和尺寸等的自由度也非常小，难以使用。0008专利文献l: JP特开平11 一 195398号公报非专利文献l:豊田(M. Toyoda)〖5力》3名、「^少于-夕一乂'夕一 厶—才7、、-7 ，<卜.77 , 7^<夕卜口 - 一夕一X . ，< 乂 工1/夕卜口 只夕亍一 、乂夕 i 夕夕一X、 (Multi-turn time—of—flight mass spectrometers with electrostatic sectors)」、^卞1~于》 才7、 7 7 7乂夕卜口 乂卜U — (J. Mass Spectrom. )、 38、 pp. 1125 —1142 (2003)非专利文献2:内田活力、5名、「求一夕7、Vk多重周回飛行時間型質 量分析計'MULTUM S' O開発」、第5 3回質量分析総合討論会講演要旨 集、IP —Pl — 28、pp. 1 0 0 — 1 0 1 (2 0 0 5)非专利文献3:石原(M, Ishihara) ^力、2名、「八。一7工夕卜'7 ^<一7 . 7乂 K .夕^f厶.7才一力、乂乂夕、'.,才乂 才7。亍^夕7 . 7 才一 ■ 7乂k于夕一乂 .夕,厶'才7" . 卜'7^<夕卜口^一夕1~乂 (Perfect space and time focusing ion optics for multiturn time of flight mass spectrometers)」、 <夕一于、> 3于/P ^卞1^~ 于/P 才7、、 77 7X夕卜口 >卜y — (Int. J. Mass Spectrom.)、 197、 pp. 179 — 189 (2000)
技术实现思路
0009本专利技术鉴于所述课题而形成，其主要目的在于提供一种具有离子入射 光学系统以及/或离子出射光学系统的质谱分析装置，其中，在该离子入射 光学系统以及/或离子出射光学系统中，离子能入射出射于静态原样保持了 构成多重回旋离子光学系统的扇形电场的回旋轨道，并且能以多重回旋离 子光学系统原本的时间收敛点为基准达成时间收敛。0010为解决所述课题而形成的第一专利技术的质谱分析装置具有多重回旋离 子光学系统，该多重回旋离子光学系统通过组合多个扇形电场和没有电场的自由飞行空间而形成闭合的回旋轨道，该质谱分析装置通过使离子沿该 回旋轨道重复飞行，从而按照质量电荷比来分离离子，其特征在于，所述多重回旋离子光学系统连接多个时间收敛单位结构，该时间收敛 单位结构由以下构成基本离子光学要件，至少包含一个扇形电场，具有 相对于离子的初始位置以及初始角度的偏差的时间收敛性，并且满足依赖 于离子所具有的能量的时间像差系数为正值的条件；入射侧自由飞行空 间，为了将离子入射至该基本离子光学要件而对离子进行引导；以及出射 侧自由飞行空间，引导从该基本离子光学要件出来的离子，在所述多个时间收敛单位结构中的一个时间收敛单位结构的入射自 由飞行空间中，插入入射离子光学系统用的基本离子光学要件，使其出射 轴与所述入射自由飞行空间的入射轴相一致，入射侧自由飞行空间被设置在所述入射离子光学系统用的基本离子 光学要件的入射端和离子出发点之间，该入射侧自由飞行空间的长度根据 从所述入射离子光学系统用的基本离子光学要件的出射端至插入了该基 本离子光学要件的时间收敛单位结构中的基本离子光学要件的入射端为 止的距离、该时间收敛单位结构中的入射侧自由飞行空间的长度、以及该 时间收敛单位结构中的出射侧自由飞行空间的长度而唯一决定。0011此外，为了解决所述课题而形成的第二专利技术的质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种质谱分析装置，具有多重回旋离子光学系统，该多重回旋离子光学系统通过组合多个扇形电场和没有电场的自由飞行空间而形成闭合的回旋轨道，该质谱分析装置通过使离子沿该回旋轨道重复飞行，从而按照质量电荷比来分离离子，其特征在于， 所述多重回旋离子光学系统连接多个时间收敛单位结构，该时间收敛单位结构由以下构成：基本离子光学要件，至少包含一个扇形电场，具有相对于离子的初始位置以及初始角度的偏差的时间收敛性，并且满足依赖于离子所具有的能量的时间像差系数为正值的条件；入射侧自由飞行空间，为了将离子入射至该基本离子光学要件而对离子进行引导；以及出射侧自由飞行空间，引导从该基本离子光学要件出来的离子， 在所述多个时间收敛单位结构中的一个时间收敛单位结构的入射自由飞行空间中，插入入射离子光学系统用的基本离子光学要件，使其出射轴与所述入射自由飞行空间的入射轴相一致， 入射侧自由飞行空间被设置在所述入射离子光学系统用的基本离子光学要件的入射端和离子出发点之间，该入射侧自由飞行空间的长度根据从所述入射离子光学系统用的基本离子光学要件的出射端至插入了该基本离子光学要件的时间收敛单位结构中的基本离子光学要件的入射端为止的距离、该时间收敛单位结构中的入射侧自由飞行空间的长度、以及该时间收敛单位结构中的出射侧自由飞行空间的长度而唯一决定。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：西口克，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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