Способ масс-сепарации заряженных частиц

сооз советскихСОЦИЛЛИС ГИЧЕСКИХРЕСПВЕЛИК г(нс Н 014 с/42 ГОСУДЛРСТВЕНИЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРГТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к масс-спектрометрии и предназначено для элементарного анализа высокомолекулярных соединений (до 400 а,е.м, и выше) с высокой разрешающей способностью ( 4000), Цель изобретения - расширение диапазона анализируемых масс и повышение трансмиссии, Способ масс-сепарации заряженных частиц заключается в Изобретение относится к масс-спектрометрии и предназначено для элементного анализа высокомолекулярных соединений /до 4000 а,е.м. и выше/ с высокой разрешающей способностью / 4000/,Для достижения хорошей трансмиссии квадрупольного фильтра масс /КФМ/ необходимым условием является преодоление краевого поля анализатора ионов за два периода ВЧ-поля, Из этого вытекает ограничение на соотношение между величиной разреша:ощей способности Ро,5 и отношением длины электродовк радиусу поля г 0 в следующем виде:4 280,5= ч (1)го ч. 5 О , 1691907 А 1 том, что частицы направляют в область анализа по массам, в которой формируют электрическое квадрупольное поле и регистрируют их на выходе из упомянутой области, электрическое квадрупольное поле формируют с параметрами уравнения Матье а и 9, удовлетворяющими условию; 0,4846 а/2 ц 0,4892 при 3,1345 а 3,16429 а.протяженность Е квадрупольного поля выбирают из выражения) 1,56 ГЛ 1, где г - радиус квадрупол ьного поля /м М - максимальное значение массового числа аналиэируемсго иона (а.е.м.). Квадрупольный масс-спектромет р содержит источник 1 ионов, входную диафрагму 2, квадрупол ьный конденсатор 3, детектор 4 ионов, ВЧ-генератор 5 с устройством формирования постоянного напряжения ФИгустойство б управления и регистрации спектра, 3 ил, табл. где го - радиус вписанной окружности между вершинами электродов (радиус квадрупольного поля).Цель изобретения - расширение диапазона анализиоуемых масс и повышение трансмиссии,На фиг,1 приведена структурная схема квадрупольного фильтра масс; на фиг.2 показан масс-спектр осколочных ионов перфтортрибутимамина СвЕ 20 К и Сд Еро КН+ с .массовыми числами 502 и 503, полученных в квадрупольном конденсаторе с длиной электродов= 15 см и радиусом поля го.= 0,35 см, Энергия анализируемых ионов составляла 50 эВ, Остаточноедавление 1 10Па, Ток эмис сии 0,4 мй,На фиг.3 привецены зависимости интенсивности пика ионов с массовым числом М = 414 от энергии анализируемых ионов, 16919 г 17,О Квддрупольный масс-спектрометр (КФМ) ссдержит источник ионов 1, входную диафрагму2, квадрупольный конденсатор 3, детектооионов 4, ВЧ-генератор 5 с устройс 4 вом формирования постоянного напряжения +О, устройство 6 управления и регистрации спектра.Сущность предлагаемого способа заключается в использовании ионно-оптических свойств промежуточной областистабильности параметров а и 9, 1 ОРежим сепарации в промекуточной области оеализуется, когда на электроды квадрупольного фильтра масс годакт постоянноенапряжение +Огереме 44 ое напряжение.-Осозгг в соотношении 0,4846 ИО 0,4892, 15При этом требования на параметр а следуощие; 3,1345 а 3,164229, А ПО = д/29,Кдк было установлено авторами, значеиа разрешающей способности В, определяемой числом перыодов О фильтрации, з 20режиме сепарации промежуточной области,равной =:2,2 ц (2)Из экспериментальных данных следует,что 251 ов-"1,3 ц11 О (3)Из сравения Ро;, для обычного режима (йо,в = 2/11 о),где г = 10-30 и (3) следует,что имеется выигрыш в разрешающей способности в 12 - 40 раз по сравнению с обычным режимом работы в первой области приравном числе периодов в фильтрации,Оценим числапериодов прохождения краевого поля КФМ, при котором трансмиссия КФМ максимальна, Анализ гюказывает, 35что ., 0,8 / для обычного режима у =-. 2 /,Величина и рдзрРшдкщдя способностьв режиме сепарации промежуточной обла.сти связаны следующим образом,Скорость О иона с мдссгй М для получения максимальной трансмиссии при прохождении краевого поля, характеризуемогоразмером го, должна иметь значение:г 1Ор --- , (4,где 1: - 1/Т -частота ВЧ-гюля, го - радиус поля= 08,Число периодов и пребывания иона вквадрупольном конденсаторе равног.О;:Из (3), (4), (5) находим, что(6)ГоО "-Считая, что для получения хорошего качества спРктра (Ро. 1 М) Мм 1 к:1/2 Яо,5, ГдеМ 1;макс 1 мдльное здчен 1 е массы иона.полу чаем ряс че ну О формулу1 1,56 гМ (7) В таблице предствлеы тиговые дл 1- ны и радиусы поля, а также необходимые амплитудьУВЧ-нагряжеия для получения зэданной разрешающей способности Во;, и максимального значения М массового числа ивов при максимальной трансмиссии КФМ (частота Х - 1 МГЦ),Масс-спектрометр работает следующим образом.На электроды квадрупольного кондея. сатора подаются ог генератора 5 постоянное напряжение величиной О и переменное высококачественное напряжение 1/соиг.Величина О и 1/ выбираются из соотношения0,4846у 0,4892,ОВ результате этого в квадрупольном конденсаторе формируется электрическое поле, соответствующее промежуточной обгасти параметров а и 9,Для сепарации пучка ионов го массам ионы из источника 1 через входную диафрагму 2 направляются на вход квадрупольного конденсатора 3. Ионы двигаощиеся в квадрупольном поле по стабильным траекториям, поступают затем на дететор 4,Для осуществления ре. истрации масс- спектра и управления режимом работы КФМ используется также устройство 6,Предлагаемое устройство может быть также использовано для анализа перекрывающихся массовых пиков с низкими массовыми чисгами.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его применение во вторичном ионном масс-спектрометре позволяет решить задачу анализа дублета 51 Н и Р, что является очень важным в поупройодниковой технологии,Формула изобретения Способ масс-сепарации заряженных частиц, залючдющийся в том, что частицы направляют в область анализа по массам, в которой формируют электрическое квадрупольное поле и регистрируют их на выходе иэ упомянутой области, о т л и ч аю щ и йс я тем, что, с целью диапазона анализируемых масс и повышения трансмиссии, электрическое квадрупольное поле формируют с параметрами уравнения Матье а и 9, удовлетворяющими условию0,4846 р - 0,48922 с 1 при 3,1345 а 3,16429, а протяженность 1 квадрупольного поля выбирают из выраженияг,2 Е:=1,5 б гойе,где г - радиус каадрупольного поля, м; Ммаксимальное значение массоеогочисла анализируемого, а,е,м,Составитель В, Кащееведактор 3, Фельдман Техред М,Моргентал Корректор М,Максимишенец Производственно-издательский збинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 3932 ЬНИИП Тираж ударственного ком 113035, Москта по , ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб 4/5