JP2006185828A - Mass spectroscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオン化した試料を電位差によって引き出し、所定の位置までの飛行時間から分析を行う飛行時間型質量分析装置に関する。 The present invention relates to a time-of-flight mass spectrometer that extracts an ionized sample by a potential difference and performs analysis from the time of flight to a predetermined position.
物質の同定能力に優れた分析手法として質量分析法（Mass Spectrometry:MS）が知られている。試料中に存在する物質成分はイオン化され、その質量によって分離され同定される。質量分析の手法も幾つか知られているが、特に高分解能、高質量精度、高感度分析が可能な手法として飛行時間型質量分析法（Time-Of-Flight Mass Spectrometry:TOF-MS）がある。飛行時間型質量分析法では、試料イオンを電場により一定の運動エネルギーで加速して電場のない（Field Free）空間に引き出し、既知の距離を自由飛行させた後、イオン検出器でイオンの飛行時間を測定することによりイオン種を同定する。 Mass spectrometry (MS) is known as an analytical method excellent in substance identification ability. Substance components present in the sample are ionized and separated and identified by their mass. Several mass spectrometry methods are also known, but time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS) is a method that enables particularly high resolution, high mass accuracy, and high sensitivity analysis. . In time-of-flight mass spectrometry, sample ions are accelerated by an electric field with a constant kinetic energy, drawn into a field free space, allowed to fly freely over a known distance, and then the time of flight of ions with an ion detector. The ion species is identified by measuring.
飛行時間型質量分析装置は大別して、試料をイオン化するためのイオン化部、イオン化した試料を飛行空間（ドリフト空間）に飛ばすための加速部（プッシャー）、および既知の距離を飛行した後のイオンを検出する検出部とから構成される。 Time-of-flight mass spectrometers can be broadly divided into ionization units for ionizing samples, acceleration units (pushers) for flying ionized samples into flight space (drift space), and ions after flying a known distance. And a detection unit for detecting.
イオン化部としては、エレクトロスプレイイオン化装置（Electrospray ionization:ESI）やレーザーイオン化装置など様々な構成のものが開発されているが、近年、タンパク質やＤＮＡなど、質量数範囲の広い生体高分子の高速構造解析手法としてマトリックス支援レーザー脱離イオン化法（Matrix-assisted lazer desorption/ionization:MALDI）なども注目されている（非特許文献１）。 As ionization units, various configurations such as electrospray ionization (ESI) and laser ionization devices have been developed. Recently, high-speed structures of biopolymers such as proteins and DNA that have a wide mass number range. Matrix-assisted lazer desorption / ionization (MALDI) is also attracting attention as an analysis technique (Non-patent Document 1).
レーザーイオン化装置を備えた一般的な飛行時間型質量分析装置の構成を図１に示す。導電性の平板であるサンプルプレートｂ上に試料ａが塗布される。レーザー装置ｅにより発生されたレーザー光ｆを集光レンズｇで集光して試料ａに照射すると、試料ａはイオンとなって気化する。試料イオンは、サンプルプレートｂと平行に配設されるメッシュ電極ｃとの間に形成した電界（電気力線ｋ）により加速され、（2zV/m）1/2（ｖ：bc間の電位差、ｚ：電荷（クーロン）、ｍ：質量（kg））の速度を与えられる。式からわかるように、速度はm/zによって異なるので、検出器ｄに到達するまでの時間を計測することにより、イオンｊのm/zを同定することができる（特許文献１）。 The structure of a general time-of-flight mass spectrometer equipped with a laser ionizer is shown in FIG. A sample a is applied on a sample plate b which is a conductive flat plate. When the laser beam f generated by the laser device e is condensed by the condenser lens g and irradiated onto the sample a, the sample a is vaporized as ions. The sample ions are accelerated by an electric field (electric field lines k) formed between the mesh electrode c arranged in parallel with the sample plate b, and (2zV / m) 1/2 (v: potential difference between bc, z: charge (coulomb), m: mass (kg)). As can be seen from the equation, since the velocity varies depending on m / z, m / z of the ion j can be identified by measuring the time to reach the detector d (Patent Document 1).
このような飛行時間型質量分析装置においては、飛行中のイオンｊが空気分子と衝突することを防ぐため、サンプルプレートｂ、電極ｃ、検出器ｄ（平板状かつ平行配置）は、真空チャンバーＬ内に配置される。電極ｃと検出器ｄとの間の距離は通常１ｍ程度であり、これが分析装置全体の大きさを決める主たる要因になっている（非特許文献２：ＬＡＭＳ−５０Ｋ装置写真参照）。 In such a time-of-flight mass spectrometer, the sample plate b, the electrode c, and the detector d (flat and parallel arrangement) are arranged in a vacuum chamber L in order to prevent ions j in flight from colliding with air molecules. Placed inside. The distance between the electrode c and the detector d is usually about 1 m, and this is the main factor that determines the size of the entire analyzer (see Non-Patent Document 2: LAMS-50K device photograph).
このように、飛行時間型質量分析装置では飛行距離を得るために装置が大型化し、設置面積を要し、高額化するだけでなく、真空チャンバＬの容積も大きく、真空引きを行うのに時間を要するという問題がある。小型化を行うためには、電極ｃと検出器ｄとの距離を短くする必要があるが、その場合には検出器側に新たな問題が生じる。 As described above, the time-of-flight mass spectrometer is not only large in size and requires a large installation area in order to obtain a flight distance, but also the volume of the vacuum chamber L is large, and it takes time to perform evacuation. There is a problem that requires. In order to reduce the size, it is necessary to shorten the distance between the electrode c and the detector d. In this case, a new problem occurs on the detector side.
上述したような飛行時間型質量分析装置では、到達したイオンを高速応答かつ高感度に検出する必要があるため、一般にマルチチャンネルプレート（Multi Channel Plate：MCP）と呼ばれる面検出器が用いられる（例えば特許文献２）。 In a time-of-flight mass spectrometer as described above, it is necessary to detect ions that arrive at high speed and with high sensitivity, so a surface detector called a multi-channel plate (MCP) is generally used (for example, Patent Document 2).
マルチチャンネルプレートの構成の一例を図２に示す。マルチチャンネルプレートは、束ねたガラスパイプを加熱、軟化させた状態で引き伸ばすことにより多数のパイプを有するプレートを形成している。或いは、高鉛ガラスの基板にエッチングによりパイプを形成し、水素のような還元性ガスで熱処理を行うことにより同構成を形成している。図のようにマルチチャンネルプレートは内壁を抵抗体とした非常に細いガラスパイプ（チャンネル）を多数束ねた二次元構造をしており、それぞれのチャンネルは独立した二次電子増倍器を形成している。 An example of the configuration of the multichannel plate is shown in FIG. The multichannel plate forms a plate having a large number of pipes by stretching the bundled glass pipes in a heated and softened state. Alternatively, the same structure is formed by forming a pipe by etching on a high-lead glass substrate and performing a heat treatment with a reducing gas such as hydrogen. As shown in the figure, the multichannel plate has a two-dimensional structure in which a number of very thin glass pipes (channels) with an inner wall as a resistor are bundled, and each channel forms an independent secondary electron multiplier. Yes.
図３に示すように、マルチチャンネルプレートでは、チャンネル内にイオンが入射すると、衝突した内壁から二次電子が放出され、これをマルチチャンネルプレートの入射側と出射側の両端に印加された電圧Ｖ D によって生じる電場により加速され、放物線軌道を描いて対向する内壁への衝突を繰り返し、結果として多数の電子が出射側に放出される。 As shown in FIG. 3, in the multichannel plate, when ions enter the channel, secondary electrons are emitted from the collided inner wall, and this is applied to the voltage V applied to both the incident side and the emission side of the multichannel plate. It is accelerated by the electric field generated by D and repeats a collision with the inner walls facing each other in a parabolic trajectory. As a result, a large number of electrons are emitted to the emission side.
飛行時間型質量分析装置の小型化のために、このようなマルチチャンネルプレート（検出器ｄ）を、電極ｃと近接配置すると、マルチチャンネルプレート上の微小領域にイオンが集中してしまい、分解能の劣化や検出器の破壊といった問題が生じる。この問題について図４を用いて解説する。 If such a multi-channel plate (detector d) is arranged close to the electrode c in order to reduce the size of the time-of-flight mass spectrometer, ions are concentrated in a minute region on the multi-channel plate, and the resolution is reduced. Problems such as deterioration and destruction of the detector occur. This problem will be described with reference to FIG.
サンプルプレートｂ上の試料ａに、直径0.1〜0.2ｍｍ程度に集光されたレーザー光が照射され、その領域からイオンが発生する。発生したイオンは電界により電極ｃを通過して引き出され、自由空間を飛行する。このとき、加速方向とは別に、レーザー照射に起因するこれと垂直方向の初速度成分も有するため、厳密には図４（ａ）のように、イオンは広がりを持って進行し、発生領域よりも大きな面積で検出器ｄに入射する。したがって、装置の小型化のために検出器ｄを電極ｃの近くに配置すると、検出器の極微小な領域にイオンが集中してしまうことになる。（非特許文献３の記載を基に垂直方向の初速度を100m/sと仮定して試算すると、サンプルプレートｂにかかる電圧を10kv、電極ｃにかかる電圧を0ｖ、検出器前の電圧を0ｖ、サンプルプレートｂと電極ｃの距離を10mm、電極ｃと検出器ｄの距離を1000mmと仮定した場合（図４（ａ）相当）、m/z=2000で飛行時間は32.8μs。したがってイオンが検出器に入射する際の領域は（0.1mm＋100m/s×32.8μs）×２で、直径6.8mmとなる。これを図４（ｂ）のように、電極ｃと検出器ｄの距離を200mmに近づけた場合、飛行時間は7.1μsとなり、イオン入射領域は直径1.6mmとなる。これは相乗比の２乗で実に18倍の密度でイオンが検出器に入射することを意味する。 A sample a on the sample plate b is irradiated with a laser beam condensed to a diameter of about 0.1 to 0.2 mm, and ions are generated from the region. The generated ions are extracted through the electrode c by an electric field and fly in free space. At this time, in addition to the acceleration direction, since it also has an initial velocity component in a direction perpendicular to that caused by laser irradiation, strictly speaking, ions proceed with a spread as shown in FIG. Is incident on the detector d with a large area. Therefore, if the detector d is arranged close to the electrode c in order to reduce the size of the apparatus, ions are concentrated in a very small area of the detector. (Based on the description of Non-Patent Document 3, assuming that the initial velocity in the vertical direction is 100 m / s, the voltage applied to the sample plate b is 10 kv, the voltage applied to the electrode c is 0 v, and the voltage before the detector is 0 v Assuming that the distance between the sample plate b and the electrode c is 10 mm and the distance between the electrode c and the detector d is 1000 mm (corresponding to FIG. 4A), the flight time is 32.8 μs at m / z = 2000. The area when entering the detector is (0.1 mm + 100 m / s × 32.8 μs) × 2, and the diameter is 6.8 mm, and the distance between electrode c and detector d is 200 mm as shown in FIG. When approached, the flight time is 7.1 μs and the ion incidence area is 1.6 mm in diameter, which means that ions are incident on the detector at a density of 18 times the square of the synergistic ratio.
このように、装置の小型化のために電極と検出器の距離を短くすれば、イオンが面検出器の微小領域に集中して入射することになり、深刻な不具合を引き起こす。マルチチャンネルプレートなどの面検出器は、もともと面全体で検出することを前提とした素子であり、たとえ入射粒子の総数が同じでも、ある一箇所に入射が集中すると過大な二次電子の発生に起因する放電破壊を起こしてしまう（元に戻すことはできないので検出器全体の交換が必要になる）。 In this way, if the distance between the electrode and the detector is shortened in order to reduce the size of the apparatus, ions are concentrated and incident on a minute area of the surface detector, causing a serious problem. Surface detectors such as multichannel plates are elements that are supposed to detect the entire surface from the beginning, and even if the total number of incident particles is the same, if the incident is concentrated in one place, excessive secondary electrons are generated. The resulting discharge breakdown occurs (it cannot be restored, so the entire detector must be replaced).
また、飛行時間が短くなるため、高分解能を得るために高速のマルチチャンネルプレートを使う必要があるが、一般に高速のマルチチャンネルプレートほど機械的強度は弱くなってしまう。 Further, since the flight time is shortened, it is necessary to use a high-speed multi-channel plate in order to obtain a high resolution, but generally, the mechanical strength becomes weaker as the high-speed multi-channel plate.
さらには、マルチチャンネルプレートの同じチャンネルに複数のイオンが連続して入射することにより、チャンネルのチャージアップが起こり、分解能の劣化が生じてしまう。 Furthermore, when a plurality of ions continuously enter the same channel of the multi-channel plate, the channel is charged up, resulting in degradation of resolution.
以上のような理由により、装置を小型化させるために単純に飛行距離を短くし、電極と検出器を近接配置することは出来なかった。
本発明はこのような事情を鑑みて為されたものであり、電極と検出器を近接配置させても検出器へのイオンの集中入射を防止し、放電破壊や分解能の劣化を生じることなく装置の小型化を実現することができる飛行時間型質量分析装置を提供するものである。
For the reasons described above, in order to reduce the size of the apparatus, it was not possible to simply shorten the flight distance and arrange the electrodes and detectors in close proximity.
The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the electrode and the detector are arranged close to each other, the concentration of ions to the detector is prevented, and the apparatus does not cause discharge breakdown or resolution deterioration. It is intended to provide a time-of-flight mass spectrometer that can realize the downsizing of the apparatus.
上記の目的を達成するため、本発明に係る飛行時間型質量分析装置は、試料が塗布されるサンプルプレートと、サンプルプレート上に塗布される試料にエネルギービームを照射して試料をイオン化するイオン化手段と、前記イオンを飛行させる分析室と、電圧印加により前記イオンを前記分析室へ導入する電極と、前記分析室内を飛行させた後のイオンを検出するイオン検出器とを備えた飛行時間型質量分析装置であって、前記サンプルプレートまたは前記電極の少なくとも一方が分析室に向けて凸形状とされていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a time-of-flight mass spectrometer according to the present invention includes a sample plate on which a sample is applied, and an ionization unit that ionizes the sample by irradiating the sample applied on the sample plate with an energy beam. A time-of-flight mass comprising: an analysis chamber for flying the ions; an electrode for introducing the ions into the analysis chamber by applying a voltage; and an ion detector for detecting ions after flying in the analysis chamber The analyzer is characterized in that at least one of the sample plate and the electrode has a convex shape toward the analysis chamber.
前記凸形状とは、試料塗布点を頂点とする球面様の凸形状でも良いし、同様に試料塗布点を頂点とする円柱様の形状であっても良い。 The convex shape may be a spherical convex shape with the sample application point as a vertex, or may be a cylindrical shape with the sample application point as a vertex.
本願発明に係る飛行時間型質量分析装置においては、上述の凸形状部を有する構成としたので、イオンが分析室内を飛行する際、イオンの加速方向に垂直な方向に拡散して飛行させることができ、したがって電極と検出器との距離を短くした場合でもイオンが検出器の一部に集中入射することを防止し、分析装置全体の小型化を実現することができる。
Since the time-of-flight mass spectrometer according to the present invention has the above-described convex-shaped portion, when ions fly in the analysis chamber, they can diffuse and fly in a direction perpendicular to the acceleration direction of the ions. Therefore, even when the distance between the electrode and the detector is shortened, ions can be prevented from being concentratedly incident on a part of the detector, and the entire analyzer can be downsized.
以下、図面を参照して本発明に係る飛行時間型質量分析装置の実施例について説明する。 Embodiments of a time-of-flight mass spectrometer according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
質量分析の基本構成および分析原理は、図１に示す従来のものにより説明することができる。装置は大別して試料のイオン化部（サンプルプレートおよびエネルギービーム源）、加速部（電極および電源装置）、飛行部（分析室）、検出部（イオン検出器および信号取得器）からなり、真空チャンバー内に配設される。サンプルプレートｂ上に塗布された試料ａに対して、照射源ｅからエネルギービームｆが照射され、試料ａをイオン化させる。試料イオンｊは、サンプルプレートｂと電極ｃとの間に形成した電界（電気力線ｋ）により分析室Ｌへ引き出され、加速され、分析室Ｌ内を既知の距離だけ自由飛行した後に、イオン検出器ｄにより検出され、信号取得器ｉにて計測・分析される。 The basic configuration and analysis principle of mass spectrometry can be explained by the conventional one shown in FIG. The equipment is roughly divided into a sample ionization part (sample plate and energy beam source), an acceleration part (electrodes and power supply), a flight part (analysis room), and a detection part (ion detector and signal acquisition device). It is arranged. The sample a applied on the sample plate b is irradiated with an energy beam f from the irradiation source e to ionize the sample a. The sample ions j are extracted to the analysis chamber L by an electric field (electric field lines k) formed between the sample plate b and the electrode c, accelerated, and after free flight within the analysis chamber L by a known distance, It is detected by the detector d and measured and analyzed by the signal acquisition device i.
エネルギービームとしては、一般にレーザー光が好適に利用される。例えば窒素ガスレーザー（波長３３７ｎｍ）、Ｎｄ−ＹＡＧレーザー（波長２６６ｎｍ又は３５５ｎｍ）、炭酸ガスレーザー（波長１０６０ｎｍ、２．９４μｍ）などを光学レンズにより直径数μｍ〜数百μｍまで絞って試料に照射されるが、レーザー光のほか、高速のイオンや中性原子などでも良い。要するに、試料にエネルギーを与え、イオン化を起こすものであれば足りる。 In general, a laser beam is preferably used as the energy beam. For example, the sample is irradiated with a nitrogen gas laser (wavelength 337 nm), Nd-YAG laser (wavelength 266 nm or 355 nm), carbon dioxide gas laser (wavelength 1060 nm, 2.94 μm) or the like by an optical lens to a diameter of several μm to several hundred μm. However, in addition to laser light, high-speed ions or neutral atoms may be used. In short, it is sufficient to apply energy to the sample and cause ionization.
加速部の電極ｃは、高圧電源ｈによりイオン化部に電界を形成するもので、電場勾配によりイオンを分析室側へ引き出し、加速する。高圧電圧は数〜数１００ｎＳの高速で印加される。電極ｃは、イオンが通過できるように、孔があけられた金属板や、メッシュで形成される。 The electrode c of the acceleration part forms an electric field in the ionization part by the high-voltage power source h, and extracts and accelerates ions to the analysis chamber side by the electric field gradient. The high voltage is applied at a high speed of several to several hundred nS. The electrode c is formed of a metal plate having a hole or a mesh so that ions can pass through.
電極により引き出されたイオンは分析室内を飛行する。分析室内はイオンとの衝突を避けるため、公知のロータリーポンプやターボ分子ポンプ等により高真空（例えば１０−８〜１０−６Ｔｏｒｒ）に維持される。また、適宜真空計を備える。 Ions extracted by the electrodes fly through the analysis chamber. In order to avoid collision with ions, the analysis chamber is maintained at a high vacuum (for example, 10 −8 to 10 −6 Torr) by a known rotary pump or turbo molecular pump. Moreover, a vacuum gauge is provided as appropriate.
イオン検出器としては、公知の面検出器が使用できる。シンチレータと光電子増倍管を組み合わせたものや、ファラデーカップを使うこともできるが、応答速度、検出感度、検出面積の大きさ、などの観点から、マルチチャンネルプレート（Multi Channel Plate：MCP）の使用が好適である。検出器は、イオンの飛行距離が正確にわかるよう、電極ｃから厳密に位置決めされ、配置される。 A known surface detector can be used as the ion detector. A combination of a scintillator and a photomultiplier tube or a Faraday cup can be used, but in terms of response speed, detection sensitivity, detection area, etc., the use of a multi-channel plate (MCP) Is preferred. The detector is positioned and positioned strictly from the electrode c so that the ion flight distance is accurately known.
このような飛行時間型質量分析装置においては、装置全体の小型化を図るため、電極−検出器間の距離を短くしたいが、前述したように、普通は検出器の微小領域にのみ入射してしまい、不具合を引き起こす。本発明においては、サンプルプレートや電極の形状を凸形状とすることによりこれを解消している。これを図５を用いて説明する。 In such a time-of-flight mass spectrometer, in order to reduce the overall size of the apparatus, it is desired to shorten the distance between the electrode and the detector. However, as described above, it is usually incident only on a minute region of the detector. It causes trouble. In the present invention, this is solved by making the shape of the sample plate and electrodes convex. This will be described with reference to FIG.
サンプルプレート１はイオンの飛行方向に対して凸の球面形状となっており、メッシュ電極２もサンプルプレート１と同心の球面形状となっている。よって、加速電界の電気力線ｋは、サンプルプレート１の表面から垂直に形成されている。そのためイオンはサンプルプレート１の曲率中心ｍを中心とした放射状に進行する。その結果、イオンは検出器ｄとの距離が近いにもかかわらず大きな面積で入射する。 The sample plate 1 has a spherical shape that is convex with respect to the flight direction of ions, and the mesh electrode 2 has a spherical shape that is concentric with the sample plate 1. Therefore, the electric field lines k of the acceleration electric field are formed perpendicularly from the surface of the sample plate 1. Therefore, the ions travel radially with the center of curvature m of the sample plate 1 as the center. As a result, ions are incident on a large area even though the distance to the detector d is short.
本発明構成による効果を確認するため、通常は１０００ｍｍ程度に設定される電極−検出器間の距離を仮に２００ｍｍとし、従前の平板状のものと、本発明に係る凸形状のものとで比較する。 In order to confirm the effect of the configuration of the present invention, the distance between the electrode and the detector, which is normally set to about 1000 mm, is assumed to be 200 mm, and the conventional flat plate-like one and the convex one according to the present invention are compared. .
サンプルプレート１と電極２との距離を１０ｍｍ、電極２と検出器ｄとの距離を２００ｍｍ、サンプルプレート１の曲率半径を１０ｍｍ、電極２の曲率半径を２０ｍｍ、サンプルプレート１の電位を１０ｋｖ、電極２と検出器ｄの入射面の電位を０ｖとする。各素子間の距離、電位は従前のものと同じである。
この場合、熱運動に起因する広がりを考慮しなくても、イオンが検出器ｄに入射する際の領域は直径４．４ｍｍになる。ちなみに、サンプルプレート１からの距離に対する電界強度の分布は図６のようになる。この場合、総飛行時間はm/z2000で系の軸上で６．９６１μｓになる。よって、イオンが検出器ｄに入射する際の熱運動による広がりは１００m/s×６．９６１μｓで、約０．７ｍｍとなる。したがって、イオンが検出器ｄに入射する際の領域は４．４＋０．７×２で直径５．８ｍｍになる。つまり、装置の小型化を図っても、小型化前とほぼ同程度の大きさの領域にイオンが入射するため、マルチチャンネルプレートの放電破壊を招く危険はほとんど生じない。
The distance between the sample plate 1 and the electrode 2 is 10 mm, the distance between the electrode 2 and the detector d is 200 mm, the radius of curvature of the sample plate 1 is 10 mm, the radius of curvature of the electrode 2 is 20 mm, the potential of the sample plate 1 is 10 kv, and the electrode 2 and the incident surface potential of the detector d are set to 0v. The distance and potential between each element are the same as before.
In this case, even when the spread due to the thermal motion is not taken into consideration, a region where ions are incident on the detector d has a diameter of 4.4 mm. Incidentally, the distribution of the electric field strength with respect to the distance from the sample plate 1 is as shown in FIG. In this case, the total flight time is 6.961 μs on the system axis at m / z 2000. Therefore, the spread due to the thermal motion when ions enter the detector d is 100 m / s × 6.961 μs, which is about 0.7 mm. Therefore, the area where ions are incident on the detector d is 4.4 + 0.7 × 2 and has a diameter of 5.8 mm. In other words, even if the device is downsized, since ions are incident on a region that is approximately the same size as before the downsizing, there is almost no risk of causing the discharge breakdown of the multichannel plate.
飛行長のばらつきによる分解能の悪化についても問題はない。平板形状の検出器を用いた場合、入射領域部で入射するイオンと、系の軸上で入射するイオンでは、m/zが同じでも飛行時間に差が生じ、分解能の悪化が懸念されるが、上述の例で計算した結果、その時間差は０．３５nsであり、これはm/z換算でたかだか0.2Daであるため、問題が生じることは殆どない。なお、この時間差を厳密に解消するには、図７のような湾曲形状の検出器を採用すれば良い。 There is no problem with resolution degradation due to flight length variations. When a flat plate detector is used, there is a concern that the ion incident at the incident region and the ion incident on the axis of the system have a difference in flight time even if the m / z is the same, and the resolution may deteriorate. As a result of calculation in the above example, the time difference is 0.35 ns, which is at most 0.2 Da in m / z conversion, so that there is almost no problem. In order to eliminate this time difference strictly, a curved detector as shown in FIG. 7 may be employed.
（第２実施例）
本発明における「凸形状」は、図８に示ように、凸の曲率を有した円柱面形状としても、同様の原理により同効果を得ることができる。円柱面形状の場合は、球面の場合よりも部品の製作が容易であるという利点がある。
(Second embodiment)
The “convex shape” in the present invention, as shown in FIG. 8, can obtain the same effect by the same principle even if it is a cylindrical surface shape having a convex curvature. In the case of a cylindrical surface shape, there is an advantage that manufacture of parts is easier than in the case of a spherical surface.
上述した第１実施例および第２実施例においては、凸形状を球面や円柱面としたが、これらの形状に限定するものではなく、イオンの飛行方向を拡散させる作用があるものであれば採用することができる。第１実施例の球面も正球面である必要はなく、頂点と有する曲率形状であればよい。 In the first embodiment and the second embodiment described above, the convex shape is a spherical surface or a cylindrical surface. However, the shape is not limited to these shapes, and any shape that can diffuse the flight direction of ions is used. can do. The spherical surface of the first embodiment does not need to be a regular spherical surface, and may be a curvature shape having a vertex.
また、上記実施例においては、サンプルプレート１と電極２の両方を凸形状としたが、いずれか一方を凸形状とした場合にも同様にイオンの拡散効果が得られる。双方の曲率や形状を違えた場合にも同様である。 Moreover, in the said Example, although both the sample plate 1 and the electrode 2 were made into convex shape, the diffusion effect of ion is acquired similarly when either one is made into convex shape. The same applies when the curvature and shape of both are different.
サンプルプレート１への試料塗布の際に、シナピン酸、グリセリンなどのマトリクスに混入させたものを使用してマトリクス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型（Matrix Assistrd Laser Desorption/Ionization Time Of Flight：ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）質量分析装置とすることもできる。
Matrix Assistrd Laser Desorption / Ionization Time Of Flight (MALDI-TOF) using a sample mixed with a matrix such as sinapinic acid or glycerin when the sample is applied to the sample plate 1 ) It can also be a mass spectrometer.
本発明に係る質量分析装置は、画期的な小型化を実現することができる。そのため、従来、高感度分析は可能であるものの高額かつ大型であるために設置場所を広く要し所定の実験施設内でしか利用できなかった飛行時間型質量分析装置を、病気診断の臨床分析や、通関での検疫検査など、様々な現場分析においても好適に利用することが可能である。
The mass spectrometer according to the present invention can realize a revolutionary downsizing. For this reason, a time-of-flight mass spectrometer, which has been conventionally available only in a predetermined experimental facility because it is expensive and large in size, although it is possible to perform high-sensitivity analysis, is used for clinical analysis of disease diagnosis and It can be suitably used in various field analyzes such as quarantine inspection at customs clearance.
Claims (1)
サンプルプレート上に塗布される試料にエネルギービームを照射して試料をイオン化するイオン化手段と、
前記イオンを飛行させる分析室と、
電圧印加により前記イオンを前記分析室へ導入する電極と、
前記分析室内を飛行させた後のイオンを検出するイオン検出器と
を備えた飛行時間型質量分析装置であって、
前記サンプルプレートまたは前記電極の少なくとも一方が分析室に向けて凸形状とされていることを特徴とする飛行時間型質量分析装置。 A sample plate to which the sample is applied;
An ionization means for ionizing the sample by irradiating the sample to be coated on the sample plate with an energy beam;
An analysis chamber for flying the ions;
An electrode for introducing the ions into the analysis chamber by applying a voltage;
A time-of-flight mass spectrometer comprising an ion detector for detecting ions after flying in the analysis chamber,
A time-of-flight mass spectrometer characterized in that at least one of the sample plate and the electrode has a convex shape toward the analysis chamber.
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