ORTHOGONAL ACCELERATION TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETRY DEVICE

• Main Authors: OKUMURA, Daisuke, FURUHASHI, Osamu, OSHIRO, Tomoyuki
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 20.07.2017
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS; ELECTRICITY; INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIRCHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES; MEASURING; PHYSICS; TESTING

In this invention, a multipolar ion guide (30) is disposed inside a collision cell (13) disposed in a preceding stage to an orthogonal acceleration unit (16), the multipolar ion guide (30) having a plurality of rod electrodes disposed tilted relative to a central axis (C). In each of the rod electrodes in the ion guide (30), a high-frequency voltage is applied in opposite phase to that of a rod electrode adjacent in the peripheral direction, whereby a gradient having a pseudo-potential depth is formed, from an entrance side to an exit side, in the space surrounded by the rod electrodes. Ions are accelerated by this gradient. During ion accumulation, a direct current voltage of the same polarity as the ion is applied to an exit lens electrode (132), yielding a potential barrier causing the ions to accumulate. In so doing, the smaller the m/z, the closer to the entrance an ion pushed-back by the potential barrier returns. Therefore, when the potential barrier is removed to evacuate the ions, the ions having a small m/z are evacuated with more delay than the ions having a larger m/z, such that, ions from a wide m/z range can be simultaneously accelerated and emitted by the orthogonal acceleration unit (16). Dans cette invention, un guide d'ions multipolaire (30) est disposé à l'intérieur d'une cellule de collision (13) disposée dans un étage précédent d'une unité d'accélération orthogonale (16), le guide d'ions multipolaire (30) comprenant une pluralité d'électrodes tiges disposées inclinées par rapport à un axe central (C). Dans chaque électrode tige dans le guide d'ions (30), une tension haute fréquence est appliquée en opposition de phase par rapport à celle d'une électrode tige adjacente dans la direction périphérique, moyennant quoi un gradient ayant une profondeur de pseudo-potentiel est formé, d'un côté d'entrée à un côté de sortie, dans l'espace entouré par les électrodes tiges. Des ions sont accélérés par ce gradient. Pendant l'accumulation d'ions, une tension continue de la même polarité que l'ion est appliquée à une électrode de lentille de sortie (132), produisant une barrière de potentiel amenant les ions à s'accumuler. De ce fait, plus le rapport m/z est petit, plus un ion repoussé par la barrière de potentiel retourne près de l'entrée. Par conséquent, lorsque la barrière de potentiel est supprimée pour évacuer les ions, les ions ayant un faible rapport m/z sont évacués avec plus de retard que les ions ayant une plus grand rapport m/z, de manière que des ions d'une large plage de rapport m/z puissent être simultanément accélérés et émis par l'unité d'accélération orthogonale (16). 直交加速部（１６）の前段に配置されるコリジョンセル（１３）内には、複数のロッド電極が中心軸（Ｃ）に対して傾けて配置された多重極型のイオンガイド（３０）が配置される。該イオンガイド（３０）の各ロッド電極には、周方向に隣接するロッド電極に互いに逆位相の高周波電圧が印加され、それによりロッド電極で囲まれる空間には入口側から出口側に向かって擬似ポテンシャルの深さの勾配が形成され、この勾配によってイオンは加速される。イオン蓄積時には出口レンズ電極（１３２）にイオンと同極性の直流電圧が印加され、それによる電位障壁によってイオンは蓄積される。このとき、電位障壁によって押し戻されたイオンはm/zが小さいほど入口付近まで戻る。そのため、電位障壁が除去されイオンが排出される際には、m/zが大きなイオンよりも遅れてm/zが小さなイオンが排出されるので、幅広いm/z範囲のイオンを直交加速部（１６）で同時に加速して射出することができる。