Квадрупольныи масс-спектрометр

ОПИСАНИЕ 3ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспублинАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ детельства1699748/26-2 виоимое от авт. с явлено 17,1 Х,1971 л. б 01 п 27162 В 01 г 1 59/44 осударственный комитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийи открытий 088.8) ДК 6 973, Бюллетень33 иковано 10.Ч 11 опубликования описания 19.Х 11.197 Авторыизобретения зыкин и Н. А. Холин Специальное конструкторское бюро алитического приборостроения АН СССаявител КВАДРУПОЛ ЬН Ы Й СПЕКТРОМ ионов. Сте круглое, т и анализатора и гиперболичеввода и вывод могут иметь к ское сечение.Это позволяе поля на вводи На фиг, 1 изображен предлагаемый массспектрометр; на фиг. 2 показана траектория ионов.На входе и выходе анали-атора создают неоднородное трехмерное поле 1 с помощью выполненных в виде тел вращения 2 торцов электродов 3 анализатора, экранированных по поверхности нулевого потенциала 4 трехмерного поля. Поверхность нулевого потенциала трехмерного поля соединяется с поверхностью нулевого потенциала анализатора в плоскости главных сечений тел вращения 2 и выполнена так, что градиент потенциала трехмерного поля в указанной плоскости равен градиенту потенциала поля 5 анализатора. Пучок ионов вводят через центр экрана, где потенциал электрического поля близок к потенциалу экрана, так что ионы практически сразу попадают в область однородного гиперболического двухмерного поля 5 анализатора. При этом внешняя бесполевая область перед экраном обеспечивает центральный ввод ионного пучка в анализатор без пересечения краевого поля, которое в известных квадрупольных с присоединением заявкиПриор,итет Изобретение относится к масс-спектромет. рам квадрупольного типа.Квадрупольные масс-спектр о метры имеют высокие аналитические характеристики только при большой однородности гиперболического квадрупольного поля анализатора. Однако на входе известных квадрупольных масс-анализаторов существует краевое поле, В этом поле стабильные ионы оказываются принципиально нестабильными, амплитуда их колебаний нарастает экспонециально с числом колебаний в краевом поле, что приводит к резкой потере чувствительности масс-спектрометра. Следовательно, при анализе ионов в известном квадрупольном масс-спектрометре большая часть ионного пучка теряется в момент ввода его в анализатор.Целью изобрстепствительности имасс-спектрометра.Согласно изобретению, цель достигается благодаря тому, что концы стержней анализатора выполнены в виде поверхностей, образованных вращением поперечного сечения электродов вокруг оси симметрии указанного сечения. Концы стержней заключены в полые полуконусы, соприкасающиеся между собой по образующим, лежащим в плоскостях нулевого потенциала анализатора. В точке соприкосновения вершин конусов имеются отверстия для ия является повышение чувразрешающей способности20 исключить влияние краевого й и выводимый ионные пуч 393662масс-анализаторах имеет продольную глубину, равную по крайней мере диаметру поля, Траектория ионов в поле квадрупольного анализатора представляет собой высокочастотные колебания, огибающая которых имеет характер 5 биений, показанный на фиг. 2. Период биений Т является функцией параметров поля, удельного заряда ионов е/т и их аксиальной скорости. Ионы одного удельного заряда, входящие в однородное поле анализатора с разбро сом по углу, но с одинаковой аксиальной скоростью, фокусируются в узлах биений а, б, Узлы а, кратные половине периода биений, представляют собой мнимые фокусы, узлы б, кратные целому периоду биений, - действитель ные фокусы, Равенство или кратность периодов биений во взаимно перпендикулярных плоскостях приводит к двойной фокусировке в действительном фокусе. Равенство или кратность полупериодов биений во взаимно пер пендикулярных плоскостях обеспечивает двойную фокусировку в мнимом фокусе.В предлагаемом масс-спектрометре легко использовать условия двойной фокусировки ионов, так как ионы от входа до выхода ко леблются в однородном гиперболическом квадрупольном поле. Вывод пучка ионов в действительном или мнимом фокусе входного отверстия анализатора с выполнением условийдвойной фокусировки улучшает аналитические ха рактеристики масс-спектрометра - увеличивает разрешающую способность, улучшает форму массовых пиков.Преимущества предлагаемого масс-спектрометра следующие: 35 а) более высокая чувствительность, обеспечиваемая тем, что ионы вводятся непосредственно в однородное гиперболическое поле масс- анализатора без пересечения краевого поля;б) более высокая разрешающая способность, обеспечиваемая двойной фокусировкой ионов в точке их вывода;в) уменьшенная потребляемая мощность высокочастотного генератора, обеспечиваемая возможностью снижения частоты переменного напряжения при уменьшении аксиальной составляющей скорости для получения одинаковой разрешающей способности (потребляемая мощность пропорциональна частоте в пятой степени). Предмет изобретенияКвадрупольный масс-спектрометр, содержащий источник ионов, масс-анализатор, состоящий из параллельных стержней, симметрично расположенных вокруг центральной оси, и приемник ионов, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности, концы стержней анализатора выполнены в виде поверхности, образованной вращением поперечного сечения электродов вокруг оси симметрии указанного сечения, и заключены в полые полуконусы, соприкасающиеся между собой по образующим, лежащим в плоскостях нулевого потенциала анализатора, и в точке соприкосновения вершин конусов имеющие отверстия, перед которыми установлены на входе источник ионов, а на выходе приемник ионов.Редактор Т, Орловская Корректор Е, Хмелева Типография, пр, Сапунова. 2 Заказ 3399/13 Изд.918 Тираж 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, К, Раушская наб., д, 4(5