Квадрупольный масс-спектрометр

(23) Приоритет и б 01 п 27/62 В 01 с 1 59/4 Государственный комитет Совета Министров СС 03.75. Бюллетень3) УДК 621.384.8(088,8) Опублшсовацо ло делам нзобретенн и открытийДата опубликования оцисция 18.06.7(71) Заявитель М. Л. Александров, А. ф, Кузьмин и В. А. Павленко Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения АН СССР(54) Известен квадрупольныи масс-спектрометр, содержащий источник ионов с электронным ударом, квадрупольную систему из четырех цилиндрических электродов круглого сечения и присзпппс ионов. Электроды квадрупольной системы расположены симметрично и параллельно осц этой системы. Противолежащие электроды соединены попарно, и и цим приложен относительно оси квадрупольной системы потенциал вида и+ СУсоз(сот+ср), где и постоянная составляющая потенциала; У - амплитуда переменной составляющей потенциала, со и ср - круговая частота и начальная фаза соответственно переменной составляющей потенциала, Е - время,Из источника попов в квадрупольцую систему вдоль сс оси вводят пучок ионов, подлежащий разделецшо по массам. Прц заданных величинах и, К о ц радиусе поля го, который равен половине расстояния между противолежащими стержнями, ионы с различнымц удельными зарядами те, где е - -заряд, а т - масса иона, двигаясь с начальной скоростью вдоль осц квадрупольной системы, совершают колебания различного характера. Стабильными, т, е. це превышающими расстояния между противолежащими электродами, оказываются колебания ионов, масса которых может иметь значения т+-Лт. Эти ионы проходят сквозь квадрупольцую систему, достцгают приемника ионов и регистрируются. Амплитуда колебаний ионов других масс нарастает экспонецциально, так что они ударяются о цилиндрические электроды и не могут 5 пройти через квадрупольную систему, Изменяя амплитуду Ь переменной составляющей или сс частоту о, создают условия, при которых стабильными становятся последовательно колебания ионов всех возможных значений О масс, и выводят таким образом ионы этихмасс на приемнцк иоцов и регистрируют полный масс-спектр.Во всех известных квадрупольных массспсктрометрах, в которых использованы ис точнцки ионов с электронным ударом, квадрупольцую систсю устанавливают внутрь ци,пптдрцчсскцх экранов с целью экранировки от элсктроцоь. Электроны, проникающие прц отсутствии экрана цз источника ионов в квад- О рупольцую систему при определенных значениях фаз высокочастотной составляющей потенциала, вызывают понцзаццю внутри квадрунольцой системы цо всей се длине.Часть возникших прц этом ионов цс успев ют совершить необходимого числа колебаний,чтобы достичь электродов квадрупольцой системы, попадает ца приемник ионов и регистрируется в виде фона. Наличие фона снижает чувствительность квадрупольного масс-спект- ЗО ромстра и усложняет регцстрацшо масс-спект 463055ров. Установка экрана вокруг электродов квадрупольного анализатора устраняет этот фон, но при этом оказывает вли)н 1 Ее на распределенис электрического поля внутри квддрупольной системы, и оптимальнос расстоя- НИЕ МЕжду ЭЛЕКтрсдаЕсИ КруГОВОГО СЕЧЕНИЯ, обеспечивающее наилуч)пую дппроксимдцшо гиперболического поля внутри квадруЕК)льной системы при отсутствии экрана, оказывается неоптимальным при наличии экрана,Цель изобретения - достижение наилучшего приближения структуры электрического поля внутри анализатора к гиперболической. ДЛЯ ЭТОГО ГСОМЕтРИЧЕСКНС РаЗМСРЫ апсЛИЗДТО- ра н экрана выпо,шены В соотпошсни;1- 1,14697 - 6,335 10-"+ о )о, Ро 5 о,где- радиус электрода, ;о - расстояние от оси анализатора до электродов, Л - внутренний радиус экрана,Изобретение поясняется чертежом.Прп неограниченном возрастспнш радиуса экРана (Я - оо) -- 1,14511. Г 1 РИ,Я) 1 Ого экран практически не оказывает влияния нд распределение электрического поля вн) тр 1 КВЯДРУПОЛЫЕОЙ СИСТЕМЫ. В ЭТОМ СЛУсЕЯ троды квадрупольпой системы необходимо устанавливать на классическом расстоянии друг от друга, как и при отсутствии экрана.Поскольку наибольшее влияние окдзывак)т участки экрана, противолежащие областям СКДУ Э,ЕКТРОДЯМП КсВЯДР По,ЫЕОЕЕ СИСТСМЫ, удалснис этих участков от осп квддрупольной системы, т. с. переход к экрану некруглого ССЧЕПЕЕЯ (Нс)ПРИМЕР, К ЕР 51 МОУГОЛЬЕОМУЭКРаНУ), таКжЕ УМЕНЬШаЕт СГО ВсЕЕЯНГЕ. ЛиаЛИЗ ПОКаГЗс 1 Л, ЧТО )дс 1,СНЕС 5 Каэс 1 ННЫХ 5 1 ЯСТКОВ Эк)с 1 пс па расстояние 10 го и более практически эк 11- длептно отсутстпю экрднд.1 редмст изобретения1. Квадрупольны 51 масс-сектромстр, со,срКяп)еЙ истонИк иоеЕОВ, мясс.янялизято), сосояпЕпи из сЕсты 1)сх ЕЕЕленд) н ссскЕх элк)одон круГ,ОГО ссчсни 5, Инлппд 1)несхпй экран, соосный с э,)ектроддми .асс.д ЕдлиздГе)1)1,Прис):ннк Ионов, ) "ю 1: 11 5 ЕСМ, ЧО, ( де. соК) у,ПЕ П 15 )сЕО. ЕсксПЕ ст) ъкт) ы элск 1) н сс КОГО и Ол я 5) ) е н Я 5 . - затора к гппсрболн:ской, ГстСтрс 1 кнс ряз- МСрЫ Я с 1,1 ЗдО)с . Эс)с 1 с ЕЬ:ПО.1 СЕЬ В СОО - ношенп;1:1,14697 - 6,335 10- - +25+0,8020 10- " ) -0,0348 10-1,о,с ,г,ГДЕРЯДПУС ЭЛСКтРОДД; )о - РЯССТОЯП;ЕС О ЗО ОСП ЯНДЛИЗсГГОРД ДО ЭГС 1)О.Е); Р Е,ТРП нпи )д 5;1;с э 1,рднд. 2. оМясс-спсктромстр ЕО . 1, ол:Еч; ю П П 1 С 5 ГСМ, ТО 1 ЯСТКИ Виол)РСППИ Е)С,)Х посте экрана, и)ОИВолскд 1 Еес Ооласт 5 м мск 35 ду электродами, расположены ид рдст)япп. 10 Г) е: более от осп анализатора.Заказ 13879 Изд Ъв 531 Тираж 902 Подписио ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мииис ров ССС по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская иаб, д. 4 5