Способ масс-сепарации заряженных частиц

Способ масс-сепарации заряженных частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 2 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 парамет рами уравнения Матье а и д, удовлетворяющими условию; 0,,4892 при 3,,16429 а протяженность L квадрупольного поля выбирают из выражения ,56 г „ vTVf, где градиус квадрупольного поля /м/, М - максимальное значение массового числа анализируемого иона (а.е.м.). Квэдрупольный масс-спектрометр содержит источник 1 ионов, входную диафрагму 2, квадрупольный конденсатор 3, детектор 4 ионов. ВЧ-генератор 5 с устройством формирования постоянного напряжения :fcUrycгройство 6 управления и регистрации спектра. 3 ил., 1 табл

Ф р х,.О оз советских

СОЦИАЛИСТИ ВЕСКИХ

РЕСП бВЛИК (Ос H 01 49/42

ГОСУ/)AP(:TBI.=.HI 1ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРГТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659815/21 (22) 09.03.89 (46) 15.11.91. Бюл. N 42 (72) H.В.Коненков, Г,А.Могильченко, С.С.Силаков и Г.И.Шагимуратов (53) 624,381(088.8) (56) Слободенюк Г.М, Квадрупольные массспектрометры. М.; Атомиздат, 1974, с.8-20.

Описание к масс-спектрометру SSQ-70.

Проспект фирмы "Finnlgan — MAT", 1988. (54) СПОСОБ МАСС-СЕПАРАЦИИ ЗАРЯXE HHblX ЧАСТИЦ (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 Pp5 и отношением длины электродов к радиусу поля ra в следующем виде:

4L

R0,5= ч (1)

ro u

„,,SU „„1691907 А1 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 g, удовлетворяющими условию; 0,4846 а/2ц<0,4892 при

3, 1345 а<3,16429 а. протяженность L квадрупольного поля выбирают из выражения

L >1,56 Г„ %1, где r — радиус квадрупольного поля /м/, М вЂ” максимальное значение массового числа аналиэируемсго иона (а.е.м.). Квадрупольный масс-спектромет р содержит источник 1 ионов, входную диафрагму 2, квадрупол ьный конденса-:ор 3, детектор 4 ионов, ВЧ-генератор 5 с устройством формирования постоянного напряжения Обустройство б управления и регистрации спектра. 3 ил„, табл. где ro — радиус вписанной окружности между вершинами электродов (радиус квадрупольного поля).

Цель изобретения — расширение диапазона анализируемых масс и повышение трансмиссии.

На фиг.1 приведена структурная схема квадрупольного фильтра масс; на фиг.2 показан масс-спектр осколочных ионов перфтортрибутимамина СвРгой и CgF;o NH c .массовыми числами 502 и 503, полученных в квадрупольном конденсаторе с длиной электродов L= 15 см и радиусом поля го =- 0,35 см.

Энергия анализируемых ионов составляла 50 эВ, Остаточноедавление 1.10 Па. Ток змис-5 сии 0,4 мА, На фиг.3 привецены зависимости интенсивности пика ионов с массовым числом

М =- 414 от энергии анализируемых ионов.

«69190У (51 -0

Квадрупольный масс-спектрометр (КФМ) ссдер>кит источник ионов 1, входную диафрагму

2, квадрупольный конденсатор 3, детектор ионов 4, ВЧ-генератор 5 с устройс1вом форми— рования постоянного напря>кения +:О, устрой- 5 ство 6 управления и регистрации спектра.

Сущность предлагаемого способа заключается в использовании ионно-оптических свойств промежуточной области стабильности параметров а и g, 10

Режим сепарации в проме>куточной области оеализуется, когда на электроды квадруг«оль««ого фильтра масс г«одак>т постоянное напряжение U„переменное напряжение

"Ucosr>n в соотношении 0,4846 V/U<0,4892, 15

При этом требования на параметр а следу«ощие; 3,1345 а<3,164229, А V/U = а/2g.

Как было установлено авторами, значе««иа рззрешзющей способности R, определяемой числом перы«одов и фильтрации, в 20 режиме сепарации промежуточной области, равно

R =-:2,2и (2)

Из экспериментальных данных следует, что 25 й«>,в--1,3v =- hu (3)

Из срав««ения Рв > для обычного режима (Rn,." =- u2/ho),ãäå h = 10-30 и (3) следует, что имеется выигрыш в разрешающей способности в 12 — 40 рзз по сравнению с обыч- 30 ным режимом работы в первой области при равном числе периодов в фильтрации, Оценим числа иу периодов прохождения краевого поля КФМ, при котором трансмиссия КФМ максимальна. Анализ показывает, 35 что >>,:: 0,8 / для обычного режима u f =- 2 /, Йеличинз и разрешающая способность в режиме сепарации промежуточной области связаны следующим образом, Скорость Uz иона с массг>й М для пол- 40 учения максималhной трансмиссии при прохождении краевого поля, характеризуемого размером ro, должна иметь значение: го «

IJz = — ---, (4> 45

Uf где f -- 1/Т -частота ВЧ-поля. г«> — радиус поля

v =- 0,8, Число периодов и пребывания иона в квадрупольном конденсаторе равно:

Lf

f1 - — --.

О;

Из (3), (4}, (5) находим, что (6), „ М

Считая, что для получения хорошего качества спектра (Р«««1М) М.„„.=-:1/2 Нв где

M>q»1," максимальное з>«зче>4 «е. массы иона. получаем рзсче«ную формулу

I > 156 г,, М (7}

В таблице представлены типовые длины и радиусы поля, з также необходимые амплитудь«УВЧ-напряжения для получения заданной разрешающей способности Ров и максимального значения M массового числа ив««ов при максимальной трансмиссии КФМ (частота f =- 1 МГц), Масс-спектрометр работает следующим образом.

На электроды квадрупольного конденсатора подаются ог генератора 5 постоянное напряжение величиной U и переменное высококачественное напряжение Vcosr>n.

Величина 0 и «/ выбираются из соотношения

0,4846 g <0,4892 .

В результате этого в квадрупольном конденсаторе формируется электрическое поле, соответствующее промежуточной обг«асти параметров а и g, Для сепарации пучка ионов по массам ионы из источника 1 через входную диафрагму 2 направляются на вход квадрупольного конденсатора 3. Ионы двига«ощиеся в квадрупольном поле по стабильным траекториям, поступают затем на детектор 4.

Для осуществления регистрации массспектра и управления режимом работы

КФМ используется также устройство 6.

Предлагаемое устройство может быть также использовано для анализа перекрывающихся массовых пиков с низкими массовыми чисг«ами.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа эзключается в том, что его применение во вторичном ионном масс-спектрометре позволяет решить задачу анализа дублета SIH и Р, что является очень важным в пог«упроводниковой технологии, Формула изобретения

Способ масс-сепарации заряженных частиц, зз« лючзющийся в том, что частицы направляют в область анализа по массам, в

kîò0ðoé формируют электрическое квадрупольное поле и регистрируют их на выходе иэ упомянутой области, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью диапазона анализируемых масс и повышения трансмиссии, электрическое квадрупольное поле формируют с параметрами уравнения Матье а и g, удовлетворяющими условию

0,4846 g — <0,4892

2ц при 3,1345 а<3,16429. а протяженность L квадрупольного поля выбирают из выражения

L 1.5б гойе, где г — радиус кеадрупольного поля. f4, М -- максимальное значение массоеого числа анализируемого, а.е.м.

1691907

Составитель В, Кащеев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M,Ìàêñèìèøåíåö

Редактор 13, Фельдман

Заказ 393. 2 Тираж Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,;К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", t. Ужгород, ул.Гагарина, 101