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JP7323467B2 - Mass spectrometry system and bake-out method - Google Patents

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JP7323467B2
JP7323467B2 JP2020004385A JP2020004385A JP7323467B2 JP 7323467 B2 JP7323467 B2 JP 7323467B2 JP 2020004385 A JP2020004385 A JP 2020004385A JP 2020004385 A JP2020004385 A JP 2020004385A JP 7323467 B2 JP7323467 B2 JP 7323467B2
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Description

本発明は質量分析システム及び焼き出し方法に関し、特に、イオン源が有するエミッタの焼き出しに関する。 The present invention relates to mass spectrometry systems and bake-out methods, and more particularly to bake-out of emitters in ion sources.

質量分析システムは、例えば、ガスクロマトグラフ及び質量分析装置により構成される。ガスクロマトグラフにおいて、混合物としての測定対象試料が複数の成分つまり複数の化合物に時間的に分離される。それらの化合物が質量分析装置に順次送られ、化合物ごとに質量分析が実行される。これにより、化合物ごとのマススペクトルが得られ、また、一連の化合物を表すガスクロマトグラムが作成される。 A mass spectrometry system is composed of, for example, a gas chromatograph and a mass spectrometer. In a gas chromatograph, a sample to be measured as a mixture is temporally separated into multiple components, ie multiple compounds. Those compounds are sequentially sent to the mass spectrometer, and mass spectrometry is performed for each compound. This gives a mass spectrum for each compound and also creates a gas chromatogram representing a series of compounds.

質量分析装置は、一般に、イオン源、及び、質量分析部を有する。イオン源は、そこに導入された試料をイオン化するものである。そのようなイオン源として、電界イオン化(FI:Field Ionization)法に従うイオン源が知られている。FI法に従うイオン源では、アノードとして機能するエミッタと、カソードとして機能する電極と、の間に高電圧が印加される。その高電圧により、エミッタ付近に強い電界が生成される。その電界によって試料がイオン化される。FI法は、フラグメンテーションが起こりにくいソフトなイオン化である。 A mass spectrometer generally has an ion source and a mass spectrometer. An ion source ionizes a sample introduced therein. As such an ion source, an ion source that follows the Field Ionization (FI) method is known. In the ion source according to the FI method, a high voltage is applied between an emitter functioning as an anode and an electrode functioning as a cathode. The high voltage creates a strong electric field near the emitter. The sample is ionized by the electric field. The FI method is soft ionization in which fragmentation is less likely to occur.

FI法に従うイオン源においては、エミッタ表面(具体的にはエミッタワイヤー表面)への試料や不純物の付着が生じる。そのような付着は、エミッタ付近の電界を弱め、生成されるイオン量の低下を生じさせる。このため、エミッタに電流を流してエミッタを加熱し、これによってエミッタに付着した物質を揮発させ、つまり、エミッタに付着した物質が脱離するようにしている。そのようなクリーニングは焼き出し(flashing)と呼ばれている。 In the ion source according to the FI method, samples and impurities adhere to the emitter surface (specifically, the emitter wire surface). Such deposition weakens the electric field near the emitter, causing a reduction in the amount of ions produced. Therefore, a current is passed through the emitter to heat the emitter, thereby volatilizing the substance adhering to the emitter, that is, detaching the substance adhering to the emitter. Such cleaning is called flashing.

特許文献1には、FI法に従うイオン源において、エミッタに対して間欠的に電流を流す技術、すなわち間欠的に焼き出しを行う技術が開示されている。特許文献1には、複数のイオンパルスの切り出しに同期した焼き出し制御については、開示されていない。 Patent Literature 1 discloses a technique of intermittently passing a current to an emitter in an ion source that conforms to the FI method, that is, a technique of performing intermittent burnout. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200001 does not disclose a bake-out control synchronized with the extraction of a plurality of ion pulses.

特開2015-68678号公報JP 2015-68678 A

質量分析システムにおいては、一般に、間欠的に積算期間が設定される。各積算期間において複数のマススペクトル信号が積算されて積算マススペクトル信号が生成される。個々の積算期間後にブランク期間が設けられており、各ブランク期間において積算マススペクトルが情報処理部へ転送される。そのようなブランク期間を利用してエミッタの焼き出しを行うことも可能である。しかし、積算期間でエミッタに生じたすべての汚れを積算期間直後のブランク期間内での焼き出しにより除去する場合、ブランク期間を長く設定しなければならなくなる。なお、FI法に従うイオン源以外の他のタイプのイオン源においても、上記同様の問題が生じる可能性を指摘できる。 In a mass spectrometry system, integration periods are generally intermittently set. A plurality of mass spectral signals are integrated in each integration period to generate an integrated mass spectral signal. A blank period is provided after each integration period, and the integrated mass spectrum is transferred to the information processing section in each blank period. It is also possible to use such a blank period to bake out the emitter. However, if all contamination generated on the emitter during the integration period is removed by printing out during the blank period immediately after the integration period, the blank period must be set long. It can be pointed out that the same problem as described above may also occur in other types of ion sources other than the ion source according to the FI method.

本開示の目的は、質量分析システムの時間的効率を高められる焼き出し制御を実現することにある。あるいは、本開示の目的は、各積算期間内においてエミッタの汚れ度合いが大きく変化しないようにすることにある。 An object of the present disclosure is to provide bakeout control that can increase the time efficiency of a mass spectrometry system. Alternatively, an object of the present disclosure is to prevent the degree of contamination of the emitter from changing significantly within each integration period.

本開示に係る質量分析システムは、エミッタを備えイオン流を生成するイオン源と、前記イオン流から複数のイオンパルスを切り出すパルス生成器と、前記複数のイオンパルスを質量分析することにより複数のマススペクトル信号を生成する質量分析部と、前記エミッタに対して焼き出し用エミッタ電流を供給するエミッタ電流供給回路と、前記エミッタ電流供給回路の動作を制御する制御部と、を含み、前記イオン源においては、前記複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、前記複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に生じており、前記制御部は、前記複数の無効期間の内の全部又は一部において、前記エミッタに対して前記エミッタ電流が供給されるように前記エミッタ電流供給回路の動作を制御する、ことを特徴とするものである。 A mass spectrometry system according to the present disclosure includes an ion source that includes an emitter and generates an ion flow, a pulse generator that cuts out a plurality of ion pulses from the ion flow, and a plurality of masses by performing mass analysis on the plurality of ion pulses. In the ion source, comprising: a mass spectrometer that generates a spectrum signal; an emitter current supply circuit that supplies an emitter current for burn-out to the emitter; and a controller that controls operation of the emitter current supply circuit a plurality of effective periods that contribute to the generation of the plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses occur alternately; It is characterized by controlling the operation of the emitter current supply circuit so that the emitter current is supplied to the emitter during all or part of the period.

本開示に係る焼き出し方法は、焼き出し期間においてイオン源が備えるエミッタに対してエミッタ電流を供給することにより前記エミッタの焼き出しを行う工程と、前記焼き出し期間後の冷却期間において前記エミッタを冷却する工程と、を含み、前記イオン源で生成されたイオン流から複数のイオンパルスが生成され、前記イオン源においては、前記複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、前記複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に設定され、前記複数の無効期間の内の少なくとも1つの無効期間内に前記焼き出し期間及び前記冷却期間が設定される、ことを特徴とするものである。 The method for burning out according to the present disclosure comprises the steps of: burning out the emitter by supplying an emitter current to an emitter provided in an ion source during a burning out period; and burning out the emitter during a cooling period after the burning out period. a plurality of pulses of ions are generated from an ion stream generated in the ion source, wherein the ion source comprises a plurality of effective periods contributing to the generation of the plurality of pulses of ions; and a plurality of invalid periods that do not contribute to the generation of ion pulses are alternately set, and the bake-out period and the cooling period are set within at least one invalid period of the plurality of invalid periods. It is characterized.

本開示によれば、質量分析システムの時間的効率を高められる焼き出し制御を実現できる。あるいは、本開示によれば、各積算期間においてエミッタの汚れ度合いが大きく変化しないようにできる。 According to the present disclosure, bakeout control can be achieved that can increase the time efficiency of the mass spectrometry system. Alternatively, according to the present disclosure, it is possible to prevent the degree of contamination of the emitter from changing significantly in each integration period.

実施形態に係る質量分析システムを示すブロック図である。1 is a block diagram showing a mass spectrometry system according to an embodiment; FIG. 比較例に係る動作を示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing operations according to a comparative example; 実施形態に係る動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing operations according to the embodiment; 実施形態に係る動作の詳細を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing details of operations according to the embodiment; 焼き出し回数制御の第1実施例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a first embodiment of print-out number control; 第1実施例の動作を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the operation of the first embodiment; 焼き出し回数制御の第2実施例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the number-of-printing-out control; 第2実施例の動作を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing the operation of the second embodiment;

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described based on the drawings.

(1)実施形態の概要
実施形態に係る質量分析システムは、イオン源、パルス生成器、質量分析部、エミッタ
電流供給回路、及び、制御部を含む。イオン源は、エミッタを備え、イオン流を生成するものである。パルス生成器は、イオン流から複数のイオンパルスを切り出す。質量分析部は、複数のイオンパルスを質量分析することにより複数のマススペクトル信号を生成する。エミッタ電流供給回路は、エミッタに対して焼き出し用エミッタ電流を供給する。制御部は、エミッタ電流供給回路の動作を制御するものである。イオン源においては、複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に生じている。制御部は、複数の無効期間の内の全部又は一部において、エミッタに対してエミッタ電流が供給されるように、エミッタ電流供給回路の動作を制御する。
(1) Outline of Embodiment A mass spectrometry system according to an embodiment includes an ion source, a pulse generator, a mass spectrometer, an emitter current supply circuit, and a controller. The ion source has an emitter and produces a stream of ions. A pulse generator cuts out a plurality of ion pulses from the ion stream. A mass spectrometer generates a plurality of mass spectral signals by mass analyzing a plurality of ion pulses. An emitter current supply circuit supplies an emitter current for burn-out to the emitter. The control section controls the operation of the emitter current supply circuit. In the ion source, a plurality of effective periods that contribute to the generation of the plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses alternately occur. The controller controls the operation of the emitter current supply circuit so that the emitter current is supplied to the emitter during all or part of the plurality of invalid periods.

イオン流には、結果として、複数のイオンパルスとして切り出される複数の切り出し部分(複数の有効部分)と、切り出されずに残る複数の非切り出し部分(複数の無効部分)と、が生じる。各非切り出し部分はイオンパルスを構成せずに破棄されてしまう部分である。イオン源において、各有効期間は各切り出し部分を生成する期間であり、各無効期間は各非切り出し部分を生成する期間である。一般に、無効期間において焼き出しを行ってもその影響はイオンパルスには及ばない。上記構成は、不可避的に生じる無効期間を活用し、その無効期間を利用してエミッタの焼き出しつまりクリーニングを行うものである。無効期間を焼き出しに活用することにより、質量分析システムの動作効率を高められる。 As a result, the ion flow has a plurality of cutout portions (plurality of effective portions) that are cut out as a plurality of ion pulses, and a plurality of non-cutout portions (plurality of ineffective portions) that remain without being cut out. Each non-sliced portion is a portion that is discarded without forming an ion pulse. In the ion source, each valid period is the period that produces each segmented portion, and each invalid period is the period that produces each non-snipped portion. In general, bakeout during the dead period has no effect on the ion pulse. The above configuration makes use of the unavoidably occurring invalid period and uses the invalid period to burn out or clean the emitter. By utilizing the dead period for bakeout, the efficiency of operation of the mass spectrometry system can be increased.

イオン源は、焼き出しが必要なイオン源、例えば、FI法に従うイオン源である。実施形態においては、イオン源において、定常的にイオン流が生成される。パルス生成器は、例えば、直交加速部により構成される。直交加速部の前段に、レンズ系、イオントラップ等が設けられてもよい。質量分析部は、例えば、飛行時間型質量分析部である。他のタイプの質量分析部が利用されてもよい。エミッタ電流供給回路は、例えば、アナログ回路として構成される。制御部は、例えば、プログラムを実行するプロセッサにより構成される。実施形態においては、質量分析部がパルス生成器、リフレクター及び検出器を備えており、質量分析部の後段に積算部が設けられる。 The ion source is an ion source that requires bake-out, for example, an ion source that conforms to the FI method. In embodiments, a steady stream of ions is generated in the ion source. The pulse generator is composed of, for example, an orthogonal accelerator. A lens system, an ion trap, or the like may be provided before the orthogonal acceleration section. The mass spectrometer is, for example, a time-of-flight mass spectrometer. Other types of mass analyzers may be utilized. The emitter current supply circuit is configured, for example, as an analog circuit. A control part is comprised by the processor which runs a program, for example. In an embodiment, the mass spectrometer includes a pulse generator, a reflector and a detector, and an integrator is provided after the mass spectrometer.

パルス生成器では、イオン流に対して、複数の切り出し部分と、複数の非切り出し部分とが交互に設定される。複数の切り出し部分により複数のイオンパルスが構成される。パルス生成器は、複数の切り出し部分に対応する複数の切り出し期間と、複数の非切り出し部分に対応する複数の非切り出し期間と、に従って動作する。パルス生成器の上流側に設けられているイオン源において、複数の有効期間が複数の切り出し期間に対応し、複数の無効期間が複数の非切り出し期間に対応する。 In the pulse generator, a plurality of cutout portions and a plurality of non-cutout portions are alternately set for the ion flow. A plurality of ion pulses are configured by a plurality of cutout portions. The pulse generator operates according to a plurality of clipping periods corresponding to the plurality of clipping portions and a plurality of non-snipping periods corresponding to the plurality of non-snipping portions. In the ion source provided upstream of the pulse generator, the plurality of valid periods correspond to the plurality of clipping periods, and the plurality of invalid periods correspond to the plurality of non-snipping periods.

実施形態において、複数の無効期間の内の少なくとも1つの無効期間が焼き出し対象期間である。焼き出し対象期間には、エミッタの焼き出し期間と、その直後の冷却期間と、が含まれる。この構成によれば、各焼き出し対象期間において、エミッタをクリーニングできる。焼き出し後の冷却により、次のイオンパルス生成への影響が回避又は低減される。冷却期間において、エミッタ電流を0Aとしあるいはエミッタの焼き出しが起きない程度の低いエミッタ電流とすることにより、エミッタが自然放置されてもよいし、エミッタが積極的に冷却されてもよい。 In the embodiment, at least one invalid period among the plurality of invalid periods is the burn-out target period. The burn-out target period includes an emitter burn-out period and a cooling period immediately thereafter. According to this configuration, the emitter can be cleaned in each print-out target period. Cooling after bakeout avoids or reduces the impact on subsequent ion pulse generation. During the cooling period, the emitter may be allowed to stand or be actively cooled by setting the emitter current to 0 A or to a low emitter current that does not cause burn-out of the emitter.

実施形態においては、更に、積算部が設けられる。積算部は、間欠的に設定される各積算期間において、複数のマススペクトル信号を積算することにより、積算マススペクトル信号を生成する。実施形態によれば、積算期間後のブランク期間をデータ転送に必要な期間に合わせることができるので、ブランク期間の時間長を短くできる。よって、単位時間当たりの積算期間数を増大でき、あるいは、個々の積算期間の時間長を増大できる。 In the embodiment, an accumulator is further provided. The integration unit generates an integrated mass spectrum signal by integrating a plurality of mass spectrum signals in each integration period set intermittently. According to the embodiment, since the blank period after the accumulation period can be matched with the period required for data transfer, the time length of the blank period can be shortened. Therefore, the number of integration periods per unit time can be increased, or the time length of each integration period can be increased.

実施形態において、制御部は、各積算期間内に少なくとも1つの焼き出し対象期間を設定する。実施形態において、制御部は、各積算期間において複数の焼き出し対象期間を均一的に且つ分散的に設定する。この構成によれば、各積算期間において、エミッタの汚れ度合い(又は清浄度)を時間的に均一化することが可能となる。転送期間において、補助的に焼き出しが実行されてもよい。また、複数の積算期間を包含するデータ取得期間(測定期間)の前及び後に焼き出しが実行されてもよい。 In an embodiment, the control unit sets at least one print-out target period within each integration period. In the embodiment, the control unit uniformly and dispersively sets a plurality of print-out target periods in each integration period. According to this configuration, it is possible to temporally equalize the degree of contamination (or cleanliness) of the emitter in each integration period. A supplementary burn-out may be performed during the transfer period. Also, bakeout may be performed before and after a data acquisition period (measurement period) that includes multiple integration periods.

実施形態において、制御部は、基準マススペクトルに含まれる基準ピークの強度に基づいて、各積算期間における焼き出し回数を設定する。化合物測定前の標準試料の測定により得られたマススペクトル(例えば積算マススペクトル)を基準マススペクトルとしてもよい。その場合、既知の物質(標準化合物)に対応する分子イオンピークを基準ピークとしてもよい。 In an embodiment, the controller sets the number of times of bake-out in each integration period based on the intensity of the reference peak included in the reference mass spectrum. A mass spectrum (for example, integrated mass spectrum) obtained by measuring a standard sample before compound measurement may be used as the reference mass spectrum. In that case, a molecular ion peak corresponding to a known substance (standard compound) may be used as the reference peak.

実施形態において、積算部により積算マススペクトルが順次生成される。制御部は、n-1番目の積算マススペクトルとn番目の積算マススペクトルとの比較により、n+1番目又はその後の積算期間における焼き出し回数を設定する。この構成によれば、時間的に変化するエミッタの汚れ度合いに応じて焼き出し回数を適応的に設定できる。焼き出し回数に代えて、又はそれと共に、焼き出し時間長、焼き出し電流値、等が変更されてもよい。 In an embodiment, integrated mass spectra are sequentially generated by the integrating section. The control unit sets the number of print-outs in the n+1-th or subsequent integration periods by comparing the n-1-th integrated mass spectrum and the n-th integrated mass spectrum. According to this configuration, the number of times of printing can be adaptively set according to the degree of contamination of the emitter that changes with time. Instead of or together with the number of times of bake-out, the length of time for bake-out, the current value of bake-out, etc. may be changed.

実施形態において、積算部においては、複数の積算期間と複数の転送期間とが交互に定められる。積算部は、各転送期間において積算マススペクトル信号を転送する。制御部は、複数の転送期間の内の少なくとも1つの転送期間において、エミッタにエミッタ電流が供給されるように、エミッタ電流供給回路の動作を制御する。この構成は、パルス間焼き出し方式と転送期間内焼き出し方式とを併用するものである。 In the embodiment, the accumulation unit alternately defines a plurality of accumulation periods and a plurality of transfer periods. The integrator transfers the integrated mass spectrum signal in each transfer period. The controller controls the operation of the emitter current supply circuit so that the emitter current is supplied to the emitter in at least one transfer period among the plurality of transfer periods. This configuration uses both the inter-pulse burn-out method and the intra-transfer period burn-out method.

実施形態に係る焼き出し方法は、焼き出し工程と、冷却工程と、を有する。焼き出し工程は、焼き出し期間において、イオン源が備えるエミッタに対してエミッタ電流を供給することにより、エミッタの焼き出しを行う工程である。冷却工程は、焼き出し期間後の冷却期間において、エミッタを冷却する工程である。実施形態に係る焼き出し方法においては、イオン源で生成されたイオン流から複数のイオンパルスが生成される。イオン源においては、複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に設定される。複数の無効期間の内の少なくとも1つの無効期間内に焼き出し期間及び冷却期間が設定される。 A bake-out method according to an embodiment includes a bake-out process and a cooling process. The burnout step is a step of burning out the emitter by supplying an emitter current to the emitter provided in the ion source during the burnout period. The cooling step is a step of cooling the emitter during the cooling period after the bakeout period. In an embodiment bake-out method, a plurality of pulses of ions are generated from an ion stream generated by an ion source. In the ion source, a plurality of effective periods that contribute to the generation of a plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses are alternately set. A bake-out period and a cooling period are set within at least one of the plurality of invalid periods.

この方法によれば、少なくとも1つの無効期間を活用してエミッタの焼き出しを行えるので、時間効率を高められる。この方法は、ハードウエアの機能として又はソフトウエアの機能として実現され得る。後者の場合、上記方法を実行するプログラムが、ネットワークを介して又は可搬型記憶媒体を介して、情報処理装置へインストールされる。情報処理装置の概念には、コンピュータ、質量分析装置、質量分析システム等が含まれる。 This method is time efficient because at least one dead period can be used to bake out the emitter. This method can be implemented as a hardware function or as a software function. In the latter case, a program for executing the above method is installed in the information processing device via a network or via a portable storage medium. The concept of information processing equipment includes computers, mass spectrometers, mass spectrometry systems, and the like.

実施形態においては、エミッタの汚れ度合いを表す情報に基づいて、焼き出し回数、焼き出し期間長、及び、エミッタ電流値、の内の少なくとも1つが変更される。この構成によれば、必要な焼き出しを保証でき、且つ、必要以上の焼き出しを回避できる。 In the embodiment, at least one of the number of burn-out times, the length of the burn-out period, and the emitter current value is changed based on the information indicating the degree of contamination of the emitter. According to this configuration, it is possible to guarantee necessary burn-out and to avoid excessive burn-out.

(2)実施形態の詳細
図1には、実施形態に係る質量分析システムが示されている。図示された質量分析システムは、質量分析装置と、その前段に設けられたガスクロマトグラフ(符号30を参照)と、を備える。ガスクロマトグラフが除外されてもよく、それに代えて他のクロマトグラフが設けられてもよい。
(2) Details of Embodiment FIG. 1 shows a mass spectrometry system according to an embodiment. The illustrated mass spectrometry system includes a mass spectrometer and a gas chromatograph (reference numeral 30) provided in front thereof. The gas chromatograph may be omitted and other chromatographs may be provided instead.

ガスクロマトグラフは、複数の化合物を含有する混合試料が流されるカラムを有し、複数の化合物をそれらの移動度の違いを利用して時間的に分離する装置である。ガスクロマトグラフで分離された複数の化合物が質量分析装置へ順次導入される。個々の化合物が質量分析装置における質量分析対象となる。 A gas chromatograph is an apparatus that has a column through which a mixed sample containing a plurality of compounds is flowed, and separates the plurality of compounds temporally by utilizing their differences in mobility. A plurality of compounds separated by the gas chromatograph are sequentially introduced into the mass spectrometer. Individual compounds are subject to mass spectrometry in the mass spectrometer.

質量分析装置は、大別して、測定部10と演算制御部12とで構成される。測定部10は、イオン源14、及び、質量分析部16を有する。また、測定部10は、積算部20及び電源部22を有する。図示された構成例において、質量分析部16は、直交加速部32、リフレクター36、及び、検出器18を有する。演算制御部12は、図示の構成例において、コンピュータ等の情報処理装置により構成される。演算制御部12は、プロセッサ38、入力部40、記憶部42、及び、表示部44を有している。プロセッサ38は、焼き出し制御機能を備えており、図1においては、それが焼き出し制御部46として示されている。 The mass spectrometer is roughly composed of a measurement section 10 and an arithmetic control section 12 . The measurement unit 10 has an ion source 14 and a mass spectrometry unit 16 . The measurement unit 10 also has an integration unit 20 and a power supply unit 22 . In the illustrated configuration example, the mass analysis section 16 has an orthogonal acceleration section 32 , a reflector 36 and a detector 18 . The arithmetic control unit 12 is configured by an information processing device such as a computer in the illustrated configuration example. The arithmetic control unit 12 has a processor 38 , an input unit 40 , a storage unit 42 and a display unit 44 . Processor 38 includes a printout control function, which is shown as printout control 46 in FIG.

イオン源14は、電界イオン化(FI)法に従うイオン源である。イオン源14は、エミッタ24及びカソード26を有する。エミッタ24とカソード26との間には高電圧が印加されている。エミッタ24は、高電界を生成するエミッタワイヤー28を有する。エミッタワイヤー28の表面には、通常、細かい多数の針状の要素が形成されている。それらはウィスカー(Wiskers)と呼ばれている。エミッタワイヤー28に付着した物質のクリーニングつまり焼き出しのために、エミッタ24に電流(エミッタ電流)29が流される。その電流量は、例えば、数mAから数十mAの間である。これによりエミッタ24は高温となり、付着物質が離脱する。電源部22は、エミッタ電流供給回路22Aを有する。また、電源部22は、エミッタ24とカソード26との間に直流の高電圧を印加する回路を有している。プラスイオンを生成する場合とマイナスイオンを生成する場合とで高電圧の極性が切り換えられる。 The ion source 14 is an ion source according to the field ionization (FI) method. Ion source 14 has an emitter 24 and a cathode 26 . A high voltage is applied between emitter 24 and cathode 26 . Emitter 24 has an emitter wire 28 that produces a high electric field. The surface of the emitter wire 28 is usually formed with a large number of fine needle-like elements. They are called whiskers. A current (emitter current) 29 is passed through the emitter 24 to clean or bake out material deposited on the emitter wire 28 . The amount of current is, for example, between several mA and several tens of mA. As a result, the emitter 24 is heated to a high temperature, and the adhering substances are released. The power supply section 22 has an emitter current supply circuit 22A. The power supply unit 22 also has a circuit that applies a high DC voltage between the emitter 24 and the cathode 26 . The polarity of the high voltage is switched between generating positive ions and generating negative ions.

イオン源14の中に、ガスクロマトグラフ30で分離された各試料が順次導入される。これにより、試料を構成する複数の分子から複数のイオン(例えばプラスイオン)が生じる。それらのイオンが、引き出し電圧の作用により、質量分析部16へ送られる。符号31はレンズ系を示している。イオン源14は、イオン流を定常的に生成している。イオン流の流れ方向は、図1において、左側から右側へ向かう方向である。 Each sample separated by the gas chromatograph 30 is sequentially introduced into the ion source 14 . As a result, multiple ions (for example, positive ions) are generated from multiple molecules that make up the sample. Those ions are sent to the mass spectrometer 16 by the action of the extracting voltage. Reference numeral 31 indicates a lens system. The ion source 14 constantly generates an ion current. The flow direction of the ion current is from the left side to the right side in FIG.

質量分析部16は、図示の構成例において、直交加速・飛行時間型の質量分析部である。直交加速部32はパルス生成器として機能するものであり、イオン流から複数のイオンパルスを切り出す。各イオンパルス34の押し出し方向は、図1において下方向である。イオンパルス34は、下方向に向かって進行する。リフレクター36は、個々のイオンが進む向きを180度逆転させるものである。それはイオンミラーとも呼ばれる。図1において、上方へ進行したイオンが検出器18で検出される。直交加速部32から検出器18へ個々のイオンが飛行する間において、イオンの飛行速度はそれが有する質量電荷比(m/z)に依拠する。イオンパルスは、その飛行中において帯状のイオン流に広がる。なお、直交加速部32におけるイオン流の切り出し長さは例えば10cmである。但し、本願明細書において挙げる数値はいずれも例示に過ぎないものである。 The mass spectrometer 16 is an orthogonal acceleration/time-of-flight mass spectrometer in the illustrated configuration example. The orthogonal acceleration section 32 functions as a pulse generator and cuts out a plurality of ion pulses from the ion stream. The pushing direction of each ion pulse 34 is downward in FIG. The ion pulse 34 travels downward. The reflector 36 reverses the traveling direction of individual ions by 180 degrees. It is also called an ion mirror. In FIG. 1, upward traveling ions are detected by detector 18 . During the flight of individual ions from the orthogonal accelerator 32 to the detector 18, the flight velocity of the ions depends on their mass-to-charge ratio (m/z). The ion pulse expands into a zonal stream of ions during its flight. The cut length of the ion current in the orthogonal acceleration section 32 is, for example, 10 cm. However, all numerical values given in the specification of the present application are merely examples.

検出器18においてイオンが検出される。イオンパルス生成タイミングから個々のイオンの検出タイミングまでの時間に基づいて、個々のイオンの質量電荷比が特定される。複数のイオンパルスの生成に同期したタイミングで、検出器18からマススペクトル信号が繰り返し出力される。 Ions are detected at the detector 18 . The mass-to-charge ratio of each ion is specified based on the time from the ion pulse generation timing to the detection timing of each ion. A mass spectrum signal is repeatedly output from the detector 18 at timings synchronized with generation of a plurality of ion pulses.

積算部20は、A/D変換器、積算器等を備える電子回路である。検出器18から出力される多量の信号をそのまま演算制御部12へ送ることが困難なことから、積算部20において、個々の積算期間内で、複数のマススペクトル信号が積算され、積算マススペクトル信号が生成されている。1つの積算期間における積算回数は、例えば、数百回から数万回の間であり、具体例を挙げれば、5000回である。個々の積算期間後に転送期間が設けられている。転送期間において、積算部20からプロセッサ38へ積算マススペクトル信号(積算マススペクトルデータ)が転送される。 The integrator 20 is an electronic circuit including an A/D converter, an integrator, and the like. Since it is difficult to directly send a large amount of signals output from the detector 18 to the arithmetic control unit 12, the integration unit 20 integrates a plurality of mass spectrum signals within each integration period to obtain an integrated mass spectrum signal. is generated. The number of integrations in one integration period is, for example, between several hundred times and tens of thousands of times, and a specific example is 5000 times. A transfer period is provided after each accumulation period. During the transfer period, the integrated mass spectrum signal (integrated mass spectrum data) is transferred from the integrating section 20 to the processor 38 .

プロセッサ38は、プログラムを実行するCPUにより構成され、それは演算部及び制御部として機能する。プロセッサ38は、複数の積算マススペクトルに基づいてトータルイオン電流(TIC)クロマトグラムを生成する機能、個々の積算マススペクトルを解析する機能、等を備えている。また、プロセッサ38は、電源部22の制御を通じて、測定部10を構成する各要素の動作を制御する機能を有している。実施形態においては、プロセッサ38が有する焼き出し制御部46により、エミッタ24の焼き出しが制御されている。具体的には、焼き出し制御部46は、エミッタ電流供給回路22Aの動作の制御を通じて、エミッタ24の焼き出しを制御している。その制御内容については、後に図3以降の各図を用いて詳述する。 The processor 38 is composed of a CPU that executes programs, and functions as an arithmetic section and a control section. Processor 38 has the ability to generate a total ion current (TIC) chromatogram based on multiple integrated mass spectra, the ability to analyze individual integrated mass spectra, and the like. Also, the processor 38 has a function of controlling the operation of each element constituting the measuring section 10 through control of the power supply section 22 . In the embodiment, the burn-out of the emitter 24 is controlled by a burn-out controller 46 of the processor 38 . Specifically, the burn-out control section 46 controls the burn-out of the emitter 24 by controlling the operation of the emitter current supply circuit 22A. The details of the control will be described in detail later with reference to FIG. 3 and subsequent drawings.

プロセッサ38が、CPU以外のデバイスにより構成されてもよい。プロセッサ38が複数のデバイスにより構成されてもよい。積算部20、電源部22及び演算制御部12の内の全部又は一部が測定部10に組み込まれてもよい。 Processor 38 may be configured by a device other than a CPU. Processor 38 may be composed of multiple devices. All or part of the integrating section 20 , the power supply section 22 and the arithmetic control section 12 may be incorporated into the measuring section 10 .

入力部40は、キーボード、ポインティングデバイス等によって構成される。入力部40を用いてユーザーにより焼き出し条件が指定されてもよい。記憶部42は、半導体メモリ、ハードディスク等によって構成される。そこには、測定データやプログラムが格納される。表示部44は例えばLCDによって構成される。表示部44には、マススペクトル、クロマトグラフ、等が表示される。 The input unit 40 is configured by a keyboard, pointing device, and the like. The user may specify the print-out conditions using the input unit 40 . The storage unit 42 is configured by a semiconductor memory, a hard disk, or the like. Measurement data and programs are stored there. The display unit 44 is configured by, for example, an LCD. The display unit 44 displays a mass spectrum, a chromatograph, and the like.

図2には、比較例に係る動作が示されている。(A)は、直交加速部が間欠的に生成する複数のイオンパルス列を示している。(B)は、間欠的に設定される複数の積算期間を示している。(C)は、間欠的に設定される複数の焼き出し期間を示している。 FIG. 2 shows the operation according to the comparative example. (A) shows a plurality of ion pulse trains intermittently generated by the orthogonal accelerator. (B) shows a plurality of intermittently set accumulation periods. (C) shows a plurality of intermittently set print-out periods.

積算部では、時間軸上において、複数の積算期間56と複数のブランク期間58とが交互に設定される。各ブランク期間58は転送期間に相当する。直交加速部では、時間軸上において、複数の積算期間56に対応する複数のパルス列生成期間50と、複数のブランク期間58に対応する複数の休止期間52と、が設定される。個々のパルス列生成期間50において、パルス列が生成される。パルス列は、時間軸上において並ぶ複数のイオンパルス54により構成される。切り出し期間において、直交加速部に充填されたイオン群が電界の作用により直交方向へ押し出されてイオンパルスとなる。個々の積算期間56(個々のパルス列生成期間50)は例えば200msであり、個々のブランク期間58(個々の休止期間52)は例えば30msである。 In the integrating section, a plurality of integration periods 56 and a plurality of blank periods 58 are alternately set on the time axis. Each blank period 58 corresponds to a transfer period. In the orthogonal acceleration section, a plurality of pulse train generation periods 50 corresponding to a plurality of integration periods 56 and a plurality of rest periods 52 corresponding to a plurality of blank periods 58 are set on the time axis. In each pulse train generation period 50 a pulse train is generated. A pulse train is composed of a plurality of ion pulses 54 arranged on the time axis. During the extraction period, the ions filled in the orthogonal acceleration section are pushed out in the orthogonal direction by the action of the electric field to form an ion pulse. Each integration period 56 (individual pulse train generation period 50) is, for example, 200 ms and each blank period 58 (individual rest period 52) is, for example, 30 ms.

各ブランク期間58(各休止期間52)内には、エミッタ電流を流す焼き出し期間60と、その直後の冷却期間62とが設けられている。焼き出し期間60は、例えば、20msであり、冷却期間62は、例えば、10msである。焼き出し用のエミッタ電流は、例えば、40mAから100mAの範囲内である。積算ごとに、焼き出し期間60及び冷却期間62を十分に確保できるように、ブランク期間58(休止期間52)の長さが定められている。 Each blank period 58 (each idle period 52) includes a burn-out period 60 during which an emitter current flows, and a cooling period 62 immediately thereafter. The bake-out period 60 is, for example, 20 ms and the cool-down period 62 is, for example, 10 ms. The emitter current for bakeout is, for example, in the range of 40mA to 100mA. The length of the blank period 58 (idle period 52) is determined so that the print-out period 60 and the cooling period 62 can be sufficiently secured for each integration.

比較例によると、ブランク期間58(休止期間52)を短くすることが困難となる。その結果、単位時間当たりの質量分析回数を高められないという問題が生じる。換言すれば、個々の隣接パルス間に存在する無効期間を活用できないという問題が生じる。 According to the comparative example, it becomes difficult to shorten the blank period 58 (idle period 52). As a result, there arises a problem that the number of times of mass spectrometry per unit time cannot be increased. In other words, the problem arises that the invalid period that exists between each adjacent pulse cannot be exploited.

図3及び図4に基づいて、実施形態に係る動作つまり実施形態に係る焼き出し方法について説明する。 Based on FIGS. 3 and 4, the operation according to the embodiment, that is, the printing-out method according to the embodiment will be described.

図3において、(A)は、焼き出し動作を示している。(B)は、間欠的に生成される複数のイオンパルス列を示している。(C)は、間欠的に設定される複数の積算期間を示している。各積算期間70の直後にブランク期間(転送期間)72が設けられている。実施形態によれば、図2に示した比較例との対比において、ブランク期間72を短くできる。 In FIG. 3, (A) shows the printout operation. (B) shows a plurality of intermittently generated ion pulse trains. (C) shows a plurality of intermittently set accumulation periods. A blank period (transfer period) 72 is provided immediately after each accumulation period 70 . According to the embodiment, the blank period 72 can be shortened in comparison with the comparative example shown in FIG.

直交加速部では、複数のパルス列生成期間64及び複数の休止期間66が交互に設定される。個々のパルス列生成期間64においては、複数のイオンパルス68が生成される。イオン源においては、複数の期間78が複数のパルス列生成期間64に対応しており、複数の期間80が複数の休止期間66に対応している。各期間80は、例えば、200msであり、各期間80は、例えば、3msである。 In the orthogonal acceleration section, a plurality of pulse train generation periods 64 and a plurality of rest periods 66 are alternately set. A plurality of ion pulses 68 are generated in each pulse train generation period 64 . In the ion source, the plurality of periods 78 correspond to the plurality of pulse train generation periods 64 and the plurality of periods 80 correspond to the plurality of rest periods 66 . Each period 80 is, for example, 200 ms, and each period 80 is, for example, 3 ms.

各期間78においては、イオンパルス生成周期に同期して複数回の焼き出し75が実行される。具体的には、イオン源においては、各期間78内で、複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間94と、が交互に生じる。実施形態においては、1つ又は複数の無効期間94においてエミッタの焼き出し75が実行される。期間78内に含まれる全部の無効期間94においてエミッタの焼き出し75が実行されてもよいし、期間78内に含まれる一部の無効期間94においてエミッタの焼き出し75が実行されてもよい。その場合、期間78の全体にわたって均一的に且つ分散的に焼き出し75が実行される。例えば、k個の無効期間ごとに1回の焼き出し75が実行されてもよい。 In each period 78, multiple bakeouts 75 are performed in synchronization with the ion pulse generation cycle. Specifically, in the ion source, within each period 78, a plurality of active periods that contribute to the generation of the plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods 94 that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses alternate. occur. In an embodiment, emitter bake-out 75 is performed during one or more invalid periods 94 . The emitter bakeout 75 may be performed during the entire invalid period 94 included in the period 78 or the emitter bakeout 75 may be performed during the partial invalid period 94 included within the period 78 . In that case, the bakeout 75 is performed uniformly and distributed throughout the period 78 . For example, one burnout 75 may be performed every k invalid periods.

実施形態において、複数の無効期間94内での焼き出し75に加えて、補助的に、各期間80内において焼き出し82が実行されてもよい。測定開始前において焼き出し84が実行されてもよく、測定終了後において焼き出し86が実行されてもよい。 In an embodiment, in addition to the burnout 75 within multiple invalid periods 94 , a secondary burnout 82 may be performed within each period 80 . The bakeout 84 may be performed before starting the measurement, and the bakeout 86 may be performed after the measurement is finished.

図4には、図3に示した動作の一部が拡大図かつ詳細図として示されている。(A)は、焼き出し動作を示している。(B)は、イオン源で生成されるイオン流を示している。(C)は、イオンパルス列を示している。(D)は、検出器の動作を示している。 FIG. 4 shows a portion of the operation shown in FIG. 3 in enlarged and detailed view. (A) shows a printout operation. (B) shows the ion current generated by the ion source. (C) shows an ion pulse train. (D) shows the operation of the detector.

生成された個々のイオンパルス68は、その飛行に伴って時間的に伸長し、検出器に到達する。その時間的な範囲が符号90で示されている。イオンパルス間隔74は例えば、40μsから60μsの範囲内である。個々のイオンパルス68の幅は数μsである。 The generated individual ion pulse 68 is elongated in time as it flies and reaches the detector. Its temporal extent is indicated at 90 . Ion pulse interval 74 is, for example, in the range of 40 μs to 60 μs. The width of each ion pulse 68 is several μs.

イオン流には、複数のイオンパルス68の生成に寄与する複数の有効部分92Aと、複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効部分94Aと、が交互に生じる。イオン源において、複数の有効部分92Aは複数の有効期間92において生じ、複数の無効部分94Aは複数の無効期間94において生じる。例えば、イオンパルス周期の内の半分が有効期間92に相当し、残りの半分が無効期間94に相当する。 The ion stream alternates between a plurality of effective portions 92A that contribute to the generation of the plurality of ion pulses 68 and a plurality of ineffective portions 94A that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses. In the ion source, active portions 92A occur in active periods 92 and inactive portions 94A occur in inactive periods 94. FIG. For example, half of the ion pulse period corresponds to active period 92 and the other half corresponds to inactive period 94 .

実施形態においては、すべての無効期間の内で、焼き出し対象期間として選択された全部又は一部の無効期間(焼き出し対象期間)94において、焼き出しが実行される。その無効期間94には、焼き出し期間96とその直後に設けられた冷却期間98とが含まれる。必要に応じて、焼き出し期間96の直前にマージン期間100が設定される。例えば、焼き出し期間は10μsであり、冷却期間は5μsである。焼き出し期間96においては、エミッタに対して焼き出し用のエミッタ電流(電流パルス)76が供給される。各期間の大きさや電流値についてはユーザーにより指定でき、あるいは、自動的に指定される。 In the embodiment, the burn-out is performed in all or part of the invalid periods (burn-out target period) 94 selected as the burn-out target period. The invalid period 94 includes a burn-out period 96 followed immediately by a cooling period 98 . A margin period 100 is set just before the print-out period 96, if necessary. For example, the bakeout period is 10 μs and the cool down period is 5 μs. During the burn-out period 96, an emitter current (current pulse) 76 for burn-out is supplied to the emitter. The size and current value of each period can be specified by the user or automatically specified.

図5及び図6には、焼き出し回数を自動的に決定する第1実施例が示されている。図5に示されるように、試料の測定に先立って、標準試料が測定される。これにより積算スペクトルとしての基準スペクトル101が取得される。基準スペクトル101には、既知の分子ピークである基準ピーク102が含まれる。例えば、強度軸上に複数の区間が設定されており、基準ピーク102の強度がどの区間に属するのかに基づいて1つの積算期間当たりの焼き出し回数が自動的に定められる。例えば、基準ピーク102の強度が基準値の100%を超える場合には焼き出し回数として0回が設定される。基準ピーク102の強度が基準値未満である場合、その強度と基準値との差分の大きさに従って焼き出し回数が設定される。例えば、基準ピーク102の強度が基準値の80%の場合には焼き出し回数として1000回が設定される。基準ピーク102の強度が基準値の10%未満の場合には焼き出し回数として最大値である例えば5000回が設定される。このように、基準ピークの強度がエミッタの汚れ度合いを示すものとして参照され、それに基づいて焼き出し回数が可変設定されている。 5 and 6 show a first embodiment for automatically determining the number of bakeouts. As shown in FIG. 5, a standard sample is measured prior to sample measurement. As a result, a reference spectrum 101 is obtained as an integrated spectrum. Reference spectrum 101 includes reference peak 102, which is a known molecular peak. For example, a plurality of intervals are set on the intensity axis, and the number of burn-out times per integration period is automatically determined based on which interval the intensity of the reference peak 102 belongs to. For example, if the intensity of the reference peak 102 exceeds 100% of the reference value, 0 times is set as the number of bake-out times. If the intensity of the reference peak 102 is less than the reference value, the number of burn-out times is set according to the magnitude of the difference between the intensity and the reference value. For example, when the intensity of the reference peak 102 is 80% of the reference value, 1000 times are set as the number of times of printing. When the intensity of the reference peak 102 is less than 10% of the reference value, the number of times of printing out is set to the maximum value, eg, 5000 times. In this way, the intensity of the reference peak is referred to as indicating the degree of contamination of the emitter, and the number of burn-out times is variably set based on this.

図6には、第1実施例の動作がフローチャートとして示されている。S10では、基準スペクトルとしての積算スペクトルが取得される。S12では、基準スペクトルに含まれる基準ピークの強度が参照される。S14では、基準ピークの強度に基づいて1つの積算期間における焼き出し回数が設定される。S16では、試料の質量分析が実行される。その際、焼き出し回数に従う焼き出し制御が実行される。必要に応じて、測定途中で焼き出し回数が再設定されてもよい。なお、基準ピークの強度は、ピーク頂点レベル、ピーク面積、等により定義される。S18では、本処理を続行させるか否かが判断される。 FIG. 6 shows the operation of the first embodiment as a flow chart. In S10, an integrated spectrum is acquired as a reference spectrum. In S12, the intensity of the reference peak included in the reference spectrum is referenced. In S14, the number of print-outs in one integration period is set based on the intensity of the reference peak. At S16, mass spectrometry of the sample is performed. At that time, the print-out control is executed according to the number of print-out times. If necessary, the number of bake-out times may be reset during the measurement. Note that the intensity of the reference peak is defined by the peak apex level, peak area, and the like. In S18, it is determined whether or not to continue this process.

図7及び図8には、焼き出し回数を自動的に決定する第2実施例が示されている。第2実施例においては、焼き出し回数が動的に設定される。図7における左側には、n-1番目の積算スペクトル104n-1が示されている。nは1以上の整数であり、つまりn=1,2,3,・・・である。図7における右側には、n番目の積算スペクトル104nが示されている。n-1番目の積算スペクトル104n-1にはn-1番目の基準ピーク102n-1が含まれる。n番目の積算スペクトル104nにはn番目の基準ピーク102nが含まれる。 7 and 8 show a second embodiment for automatically determining the number of bakeouts. In a second embodiment, the number of bakeouts is set dynamically. The left side of FIG. 7 shows the (n−1)th integrated spectrum 104n−1. n is an integer greater than or equal to 1, that is, n=1, 2, 3, . . . The right side of FIG. 7 shows the n-th integrated spectrum 104n. The (n-1)th integrated spectrum 104n-1 includes the (n-1)th reference peak 102n-1. The nth integrated spectrum 104n includes the nth reference peak 102n.

第2実施例では、n-1番目の基準ピークの強度と、n番目の基準ピークの強度とが比較される。n-1番目の基準ピークの強度を100%とした場合において、n番目の基準ピークの強度が+何%又は-何%に当たるかが演算される。その差分の正負及び大きさに従って、新たな焼き出し回数が演算される。例えば、図7に示す例では、符号106で示されるように、差分としてマイナス値が生じている。 In a second embodiment, the intensity of the n-1th reference peak and the intensity of the nth reference peak are compared. When the intensity of the (n−1)th reference peak is 100%, the calculation is made as to whether the intensity of the nth reference peak corresponds to +% or -%. A new print-out count is calculated according to the sign and magnitude of the difference. For example, in the example shown in FIG. 7, as indicated by reference numeral 106, a negative value is generated as the difference.

例えば、n番目の基準ピークの強度が+20%に相当する場合、現在の焼き出し回数からその20%が削減され、それが新たな焼き出し回数となる。n番目の基準ピークの強度が0%に相当する場合、現在の焼き出し回数が維持される。n番目の基準ピークの強度が-20%に相当する場合、現在の焼き出し回数に対してその20%が増加され、それが新たな焼き出し回数となる。現在の焼き出し回数が-90%に相当する場合、現在の焼き出し回数に対してその90%が増加され、それが新たな焼き出し回数となる。第2実施例は、エミッタの汚れ度合いが減少傾向にある場合又は適正である場合には焼き出し回数を低下させ又は維持し、エミッタの汚れ度合いが増加傾向にある場合には焼き出し回数を増加させるものである。 For example, if the intensity of the nth reference peak corresponds to +20%, then 20% is subtracted from the current number of bakeouts, which becomes the new number of bakeouts. If the intensity of the n-th reference peak corresponds to 0%, the current bakeout number is maintained. If the intensity of the nth reference peak corresponds to -20%, then the current bakeout number is increased by 20% to become the new bakeout number. If the current bakeout number corresponds to -90%, then the current bakeout number is increased by 90% to become the new bakeout number. The second embodiment reduces or maintains the number of bakeouts when the degree of contamination of the emitter tends to decrease or is appropriate, and increases the number of bakeouts when the degree of contamination of the emitter tends to increase. It is something that makes

図8には、第2実施例の動作が示されている。S20では、n番目の積算スペクトルにおけるn番目の基準ピークの強度が参照される。S22では、n-1番目の積算スペクトルにおけるn-1番目の基準ピークの強度と、n番目の積算スペクトルにおけるn番目の基準ピークの強度とが比較され、その差が演算される。S24では、差の正負及び大きさに基づいて焼き出し回数が設定される。S26では、設定された焼き出し回数に基づいてエミッタの焼き出しが制御される。例えば、n+1番目の積算期間において、設定された焼き出し回数に従う焼き出し制御が実行される。S28においては、本処理を続行するか否かが判断され、続行する場合にはS20以降の各工程が繰り返し実行される。 FIG. 8 shows the operation of the second embodiment. In S20, the intensity of the n-th reference peak in the n-th integrated spectrum is referred to. In S22, the intensity of the (n−1)th reference peak in the (n−1)th integrated spectrum and the intensity of the nth reference peak in the nth integrated spectrum are compared, and the difference between them is calculated. In S24, the number of times of printing is set based on the sign and magnitude of the difference. In S26, the printout of the emitter is controlled based on the set number of printouts. For example, in the (n+1)th integration period, the print-out control is executed according to the set number of print-out times. In S28, it is determined whether or not to continue this process, and when continuing, each process after S20 is repeatedly executed.

例えば、積算期間に含まれる複数の無効期間の内で、その一部に相当する複数の無効期間が焼き出し対象期間となる場合、積算期間の全体にわたって均一に焼き出し対象期間が分散するように、それらが設定される。そのような設定によれば、積算期間の全体にわたってエミッタの汚れ度合いを均一化することが可能となる。 For example, among multiple invalid periods included in the cumulative period, if multiple invalid periods corresponding to some of them are subject to burnout, the periods subject to burnout should be distributed evenly throughout the cumulative period. , they are set. Such a setting makes it possible to even out the degree of emitter contamination over the entire integration period.

焼き出し回数に代えて、エミッタ電流値、又は、エミッタ電流期間を動的に変更してもよい。例えば、すべての無効期間において焼き出しを行うことを前提として、エミッタの汚れ度合いに応じて、エミッタ電流値又はエミッタ電流期間を変更してもよい。 Instead of the number of burn-out times, the emitter current value or the emitter current period may be dynamically changed. For example, the emitter current value or the emitter current period may be changed according to the degree of contamination of the emitter, assuming that the burn-out is performed in all invalid periods.

上記実施形態においては、1つのイオンパルス当たり1回の焼き出しが実行されていたが、1つのイオンパルス当たり複数回の焼き出しが実行されてもよい。図3に示したように、積算期間内での複数回の焼き出しを実行しても焼き出し効果が不十分である場合、転送期間内において焼き出しを実行してもよい。 In the above embodiment, one bake-out was performed per ion pulse, but multiple bake-outs per ion pulse may be performed. As shown in FIG. 3, if the print-out effect is insufficient even if the print-out is performed multiple times within the integration period, the print-out may be performed within the transfer period.

10 測定部、12 演算制御部、14 イオン源、16 質量分析部、18 検出器、20 積算部、22 電源部、24 エミッタ、26 カソード、32 直交加速部(パルス生成器)、36 リフレクター、38 プロセッサ、46 焼き出し制御部。 10 measurement unit 12 arithmetic control unit 14 ion source 16 mass spectrometry unit 18 detector 20 integration unit 22 power supply unit 24 emitter 26 cathode 32 orthogonal acceleration unit (pulse generator) 36 reflector 38 processor, 46 bake-out control;

Claims (9)

エミッタを備え、イオン流を生成するイオン源と、
前記イオン流から複数のイオンパルスを切り出すパルス生成器と、
前記複数のイオンパルスを質量分析することにより複数のマススペクトル信号を生成する質量分析部と、
前記エミッタに対して焼き出し用エミッタ電流を供給するエミッタ電流供給回路と、
前記エミッタ電流供給回路の動作を制御する制御部と、
間欠的に設定される各積算期間において前記複数のマススペクトル信号を積算することにより積算マススペクトル信号を生成する積算部と、
を含み、
前記イオン源においては、前記各積算期間において、前記複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、前記複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に生じており、
前記制御部は、前記複数の無効期間の内の全部又は一部において、前記エミッタに対して前記エミッタ電流が供給されるように前記エミッタ電流供給回路の動作を制御する、
ことを特徴とする質量分析システム。
an ion source comprising an emitter for generating a stream of ions;
a pulse generator for cutting out a plurality of pulses of ions from the ion stream;
a mass spectrometer that generates a plurality of mass spectrum signals by mass spectrometry of the plurality of ion pulses;
an emitter current supply circuit that supplies an emitter current for burn-out to the emitter;
a control unit that controls the operation of the emitter current supply circuit;
an integrator that generates an integrated mass spectrum signal by integrating the plurality of mass spectrum signals in each intermittently set integration period;
including
In the ion source, in each integration period, a plurality of effective periods that contribute to the generation of the plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses alternately occur. ,
The control unit controls the operation of the emitter current supply circuit so that the emitter current is supplied to the emitter during all or part of the plurality of invalid periods.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項1記載の質量分析システムにおいて、
前記複数の無効期間の内の少なくとも1つの無効期間が焼き出し対象期間であり、
前記焼き出し対象期間には、前記エミッタの焼き出し期間と、その直後の冷却期間と、が含まれる、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1,
at least one of the plurality of invalid periods is a burn-out target period;
The burn-out target period includes a burn-out period of the emitter and a cooling period immediately thereafter.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項記載の質量分析システムにおいて、
前記制御部は、前記エミッタの汚れ度合いを表す情報に基づいて、焼き出し回数、焼き出し期間長、及び、エミッタ電流値、の内の少なくとも1つを変更する、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1 ,
The control unit changes at least one of the number of times of burn-out, the length of the burn-out period, and the emitter current value, based on the information representing the degree of contamination of the emitter.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項記載の質量分析システムにおいて、
前記制御部は、前記各積算期間において複数の焼き出し対象期間を均一的に且つ分散的に設定する、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1 ,
The control unit uniformly and dispersively sets a plurality of print-out target periods in each integration period.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項記載の質量分析システムにおいて、
前記制御部は、基準マススペクトルに含まれる基準ピークの強度に基づいて、前記各積算期間における焼き出し回数を設定する、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1 ,
The control unit sets the number of times of printing out in each integration period based on the intensity of the reference peak included in the reference mass spectrum.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項記載の質量分析システムにおいて、
前記制御部は、n-1番目の積算マススペクトルとn番目の積算マススペクトルとの比較により、n+1番目又はその後の積算期間における焼き出し回数を設定する、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1 ,
The control unit compares the n−1th integrated mass spectrum and the nth integrated mass spectrum to set the number of times of printing out in the n+1th or subsequent integration period.
A mass spectrometry system characterized by:
請求項記載の質量分析システムにおいて、
前記積算部においては、複数の積算期間と複数の転送期間とが交互に定められ、
前記積算部は前記各転送期間において前記積算マススペクトル信号を転送し、
前記制御部は、前記複数の転送期間の内の少なくとも1つの転送期間において前記エミッタに前記エミッタ電流が供給されるように前記エミッタ電流供給回路の動作を制御する、
ことを特徴とする質量分析システム。
In the mass spectrometry system according to claim 1 ,
in the integration unit, a plurality of integration periods and a plurality of transfer periods are alternately determined;
The integration unit transfers the integrated mass spectrum signal in each transfer period,
The control unit controls the operation of the emitter current supply circuit so that the emitter current is supplied to the emitter in at least one transfer period among the plurality of transfer periods.
A mass spectrometry system characterized by:
質量分析システムにおける焼き出し方法であって、
焼き出し期間において、イオン源が備えるエミッタに対してエミッタ電流を供給することにより前記エミッタの焼き出しを行う工程と、
前記焼き出し期間後の冷却期間において、前記エミッタを冷却する工程と、
を含み、
前記イオン源で生成されたイオン流から複数のイオンパルスが生成され、
前記複数のイオンパルスを質量分析することにより複数のマススペクトル信号が生成され、
間欠的に設定される各積算期間において前記複数のマススペクトル信号を積算することにより積算マススペクトル信号が生成され、
前記イオン源においては、前記各積算期間において、前記複数のイオンパルスの生成に寄与する複数の有効期間と、前記複数のイオンパルスの生成に寄与しない複数の無効期間と、が交互に設定され、
前記複数の無効期間の内の少なくとも1つの無効期間内に前記焼き出し期間及び前記冷却期間が設定される、
ことを特徴とする焼き出し方法。
A bake-out method in a mass spectrometry system, comprising:
a step of supplying an emitter current to an emitter provided in the ion source during a bake-out period to bake-out the emitter;
cooling the emitter during a cooling period after the bakeout period;
including
generating a plurality of pulses of ions from an ion stream generated by the ion source;
mass spectrometrically analyzing the plurality of ion pulses to generate a plurality of mass spectral signals;
generating an integrated mass spectrum signal by integrating the plurality of mass spectrum signals in each intermittently set integration period;
In the ion source , a plurality of effective periods that contribute to the generation of the plurality of ion pulses and a plurality of ineffective periods that do not contribute to the generation of the plurality of ion pulses are alternately set in each integration period,
wherein the burn-out period and the cooling period are set within at least one of the plurality of invalid periods;
A baking method characterized by
請求項8記載の焼き出し方法において、
前記エミッタの汚れ度合いを表す情報に基づいて、焼き出し回数、焼き出し期間長、及び、エミッタ電流値、の内の少なくとも1つが変更される、
ことを特徴とする焼き出し方法。
The bakeout method of claim 8,
At least one of the number of times of burn-out, the length of the burn-out period, and the emitter current value is changed based on the information representing the degree of contamination of the emitter.
A baking method characterized by
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