Квадрупольный масс-спектрометр

 

О П И С А- Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (11) 463055

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.11.72 (21) 1846745 26-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.75. Б1оллетсн1 № 9

Дата опубликования o»IIc»IIII 18.06.75 (51) М, Кл. G 01п 27/62

В 01т) 59/44

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.8 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

М. Л. Александров, А. Ф. Кузьмин и В. А. Павленко

Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР (54) КВАДРУПОЛЬНЫЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТР

Известен квадрупольный масс-спектрометр, содержащий источник ионов с электронным ударом, квадрупольную систему из четырех цилиндрических электродов круглого сечения и приемник ионов. Электроды квадрупольной системы расположены симметрич«о и параллельно оси этой системы. Противолежащие электроды соединены попарно, и к ним приложен относительно оси квадрупольной системы потенциал вида и+ Усоь(то/+тр), где и постоянная составляющая потенциала;

U — амплитуда переменной составляющей потенциала, в и cp — круговая частота и начальная фаза соответственно переменной составляющей потенциала, t — время.

Из источника попов в квадрупольную систему вдоль се оси вводят пучок ионов, подлежащий разделеншо по массам. При заданных величинах и, U, 01 и радиусе поля гo, который равен половине расстояния между противолежащими стержнями, ионы с различными удельными зарядами те, где е — -заряд, а тп — масса иона, двигаясь с начальной скоростью вдоль осн квадрупольной системы, совершают колебания различного характера. Стабильными, т. е. не превышающими расстояния между противолежащими электродами, оказываются колебания ионов, масса которых может иметь значения ттт+-Лти. Эти ионы проходят сквозь квадрупольную систему, достнггпот приемника ионов и регистрируются. Амплитуда колебаний ионов других масс нарастает экспоненциально, так что они ударяются о цилиндрические электроды и не могут пройти через квадрупольную систему. Изменяя амплитуду U переменной составляющей или сс частоту о, создают условия, при которых стабилы1ыми становятся последовательно колебания ионов всех возможных значений

10 масс, и выводят таким образом ионы этих масс на приемник ионов и регистрируют полный масс-спектр.

Во всех известных квадрупо Iьных массспектрометрах, в которых использованы ис15 TQ IHIIIilI II0110B с электронным ударом, рупольную систему устанавливают внутрь цил11ндрических экранов с целью экранировки от элсктроноь. Электроны, проникающие прп отсутствии экрана из источника ионов в квад20 рупольную систему при определенных значениях фаз высокочастотной составляющей потенциала, вызывают понизацию внутри квад1,унольной системы 110 всей се длине.

Часть возникших прп этом ионов нс успев»25 ют совершить необходимого числа колебаний, чтобы достичь электродов квадрупольной системы, попадает на приемник ионов и регистрируется в виде фона. Наличие фона снижает чувствительность квадрупольного масс-спект30 ромстра и усложняет регнстрацшо масс-спект463055 ров. Установка экрана вокруг электродов квадрупольного анализатора устраняет этот фон, но при этом оказывает Bë!I)I!!I?å на распределенис электрического поля внутри квядрупольной системы, и оптимальное paccTos ние между электродами кругового ссчения, обеспечивающее наилучшую яппрокснмяцшо гиперболического поля внутри квадру!к)льной системы при отсутствии экрана, ока",ûâàåòñÿ неоптимальным при наличии экрана.

Цель изобретения — достижение наилучшего приближения структуры элсктрпческогO поля внутри анализатора к гиперболической.

Для этого геометрические размеры анализатора н экрана выпо,шены H соотношсни;! — 1,14697 — 6,335 10 "-- + (о Io

+0,8020.10 ., — — 0,0348 10 4 (—,, ro о, где г — радиус электрода, 1p — расстояние от оси анализатора до электродов, R — внутренний радиус экрана.

Изобретение поясняется чертежом.

Прп неограниченном возрастании )адиуса экрана (R — оо) — 1,14511. Прн (() 10f )

О экран практически не оказывает влияния ня распределение электрического поля вну !р!! квядрупольноЙ системы. В 3Toi»I c I",>!IB(электроды квадрупольной системы нсобходпх?0 устанавливать на классическом расстояпн:! друг от друга, как и при отсутствии экрана.

Поскольку наибольшее влияние 0!(Ia»IHH«) I участки экрана, противолежащие областям между электродямп квадрунолы?ой системы, удаление этих участков от оси квядрунольной системы, т. с. переход к экрану некруглого сечен??я (на?пример, к ?!р?!моугольному экрану), также уменьшает его влияние. Лнализ покаГ зал, ?го удаление указанных участков экрана на рясстояпн(10)„!! более нрактп!Icc:(H эквивалентно отсу C TH!I!o экрана.

Предмет изобретения

1. Квадрупольный масс-с!(ектромстр. сод(. р?капl е!Й !!сточн??к ионОВ, м я c-я пал взято!), (ос 1оян(нй из >!(ты!)сх !1!1! ин if)11 "1(ск!!х эл(к! )ОДОВ КР>, !i!OCO CC IC?III?iy !IIIЛП?1Д?)11>!ЕС.(пй

H.:(f) ii! l, соосный с H, !CI(òpoä;D! !! асс-я:(?я. (изяГоря, 1! нрн(мн!!к I!0110H, Отл !! ч i ю I!. и с я

1(.М, Ч I О, (1!(ГГIЬIО УГI), !I!II(!I !и (!!)>!О,!1;К(lilirl

CTf))>К 1 Ъ, ) Ы .-)(1(К? ) !1 СС:O! 0 I!O, :)! H! I) !!)!! = Ill!I, I .— затора к н!?срболнчсской, гсомстри !(:с!(!1(рязМСPHI Я!! !1,!!! ЗЯ !Of) ?i I. !) I .i) H 1 I ! ПО. !1?С!1!>! В COОТ !!ошенп:i:

1,14697 — 6,335 10- — +

О

+ 0,8020 10- " f - 0„0348 10-l (-- ), О / где ) радиус электрода; i„- расстоян:!е 01

ЗО î!II анализ?игоря до элс!(трочов; Р в11,тр !iнtiй ()я Ii!; c экp c! II

i!l, !1 и С и ГСМ, ITO ) I H()T?(!! ВНУ ? f)(. !1!!Cй !10!!(, ) Х

H0cTll экран;1, II(?0 I IIBo, с?кя(lн?с 00лястя.,!i iK35 ду электродами, расноло?ксны ия расстоя!!!1..!

10г!) ? более от осн а Ялизяторя.

463055

Составитель Ю. Сухарев

Техред 3. Тараненко

Редактор T. Орловская

Корректоры: Л. Ко1овв п Н. Учакнна

Заказ 1387 9 Изд. М 531 Тираж 902 Подписио

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мииис|poB CCC! по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2