JP2007257851A - Mass spectrometer - Google Patents

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Takahiro Harada
高宏 原田
Kiyoshi Ogawa
潔 小河
Mitsutoshi Sedo
光利 瀬藤
Shuichi Niima
秀一 新間
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
National Institute of Natural Sciences
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve work efficiency by reducing the number of times of repeating mass analyses according to an analysis target and improve detection sensitivity, and to enable to measure detailed two-dimensional substance distribution by a high spatial resolution, if necessary. <P>SOLUTION: A drive mechanism 13b to move in a z axis direction a test piece stage 13 to mount a test piece plate 14 mounting a test piece is provided, and the test piece stage 13 is moved by the control of an irradiation diameter control part 31, and by changing the distance between a laser condensing optical system 22 and the test piece 15, a laser irradiation diameter on the test piece 15 is changed. Furthermore, when the distribution of a target substance existing in the test piece 15 of which the location is not clear needs to be checked, firstly, the whole area of the test piece is scanned thoroughly at large scanning step width with a large laser irradiation diameter, and the location where the target substance exists is found out roughly. Thereafter, the laser irradiation diameter is reduced and only the area where the target substance is presumed to exist is scanned at a small step width thoroughly, and the detailed substance distribution is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光を試料に照射してイオン化を行うイオン源を備える質量分析装置、具体的には、レーザ脱離イオン化法（ＬＤＩ＝Laser Desorption /Ionization）やマトリクス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ＝Matrix Assisted Laser Desorption /Ionization）によるイオン源を備える質量分析装置に関し、さらに詳しくは、試料上の１次元又は２次元領域の質量分析を行うための質量分析装置に関する。   The present invention relates to a mass spectrometer equipped with an ion source that performs ionization by irradiating a sample with laser light. Specifically, a laser desorption ionization method (LDI = Laser Desorption / Ionization) or a matrix-assisted laser desorption ionization method ( The present invention relates to a mass spectrometer equipped with an ion source based on MALDI = Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization, and more particularly to a mass spectrometer for performing mass analysis of a one-dimensional or two-dimensional region on a sample.

レーザ脱離イオン化法（ＬＤＩ）は、試料にレーザ光を照射し、レーザ光を吸収した物質の内部で電荷の移動を促進させてイオン化を行うものである。また、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）は、レーザ光を吸収しにくい試料やタンパク質などレーザ光で損傷を受けやすい試料を分析するために、レーザ光を吸収し易く且つイオン化し易い物質をマトリクスとして試料に予め混合しておき、これにレーザ光を照射することで試料をイオン化するものである。特にＭＡＬＤＩを用いた質量分析装置は、分子量の大きな高分子化合物をあまり開裂させることなく分析することが可能であり、しかも微量分析にも好適であることから、近年、生命科学などの分野で広範に利用されている。なお、本明細書では、ＬＤＩやＭＡＬＤＩによるイオン源を備える質量分析装置を総称して、ＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳと記すこととする。   In laser desorption ionization (LDI), a sample is irradiated with laser light, and ionization is performed by accelerating the movement of charges inside a substance that has absorbed the laser light. In addition, matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) uses a material that easily absorbs laser light and ionizes in order to analyze a sample that is difficult to absorb laser light or a sample that is easily damaged by laser light such as protein. A sample is previously mixed as a matrix, and the sample is ionized by irradiating the sample with laser light. In particular, a mass spectrometer using MALDI can analyze a polymer compound having a large molecular weight without much cleavage, and is also suitable for microanalysis. Has been used. In this specification, mass spectrometers including an ion source based on LDI or MALDI are collectively referred to as LDI / MALDI-MS.

上記ＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳでは、照射レーザ光のスポット径を小さく絞り、その照射位置を試料上で相対的に移動させることにより、例えば試料上で或る質量数を持つイオンの強度分布（２次元物質分布）を表す画像を得ることができる。こうした装置は質量分析顕微鏡又は顕微質量分析装置として知られており、特に、生化学分野、医療分野等において、生体内細胞に含まれるタンパク質の分布情報を得るといった応用が期待されている（例えば非特許文献１、特許文献１など参照）。   In the above-mentioned LDI / MALDI-MS, by reducing the spot diameter of the irradiation laser beam and moving the irradiation position relatively on the sample, for example, the intensity distribution (two-dimensional) of ions having a certain mass number on the sample. An image representing the substance distribution) can be obtained. Such an apparatus is known as a mass spectroscopic microscope or a microscopic mass spectroscope, and is expected to be applied to obtain information on the distribution of proteins contained in cells in a living body, particularly in the biochemical field, the medical field, etc. (See Patent Document 1, Patent Document 1, etc.).

上記のような様々な利用分野において試料についての有用な知見を得るには、空間分解能が高いことが望ましい。従来一般に市販されているＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳでは、レーザ光の集束径は数百μｍ程度であるが、例えば非特許文献２などにはレーザ光の集束径を数十μｍ程度まで絞って分析を行うことが記載されている。さらに、非特許文献３などにはレーザ光の集光径を約０．５μｍにまで絞り込み、数十μｍ程度の大きさの細胞内において物質分布像を取得した例もある。しかしながら、レーザ光の集光径を絞って空間分解能を高くした場合に、次のような問題がある。   In order to obtain useful knowledge about the sample in various fields as described above, it is desirable that the spatial resolution is high. Conventionally commercially available LDI / MALDI-MS has a laser beam focusing diameter of about several hundred μm. For example, in Non-Patent Document 2, the laser beam focusing diameter is reduced to about several tens μm for analysis. It is described to do. Further, Non-Patent Document 3 and the like include an example in which the condensing diameter of laser light is reduced to about 0.5 μm, and a substance distribution image is acquired in a cell having a size of about several tens of μm. However, there are the following problems when the spatial resolution is increased by reducing the condensing diameter of the laser beam.

例えば、試料中の或る領域にのみ目的物質が局在している場合、その目的物質が存在する領域のみの詳細な分布画像を取得したい。ところが、目的物質が局在している部位が不明である場合には、試料の全体に亘って順番に質量分析を行っていって目的物質が存在する位置を見い出さなければならない。空間分解能が高いと１回の質量分析で以て分析可能な範囲はかなり狭いため、目的物質が存在する位置に行き当たるまでに多数回の質量分析を繰り返す可能性が高い。そのため、目的の分布画像を取得するまでの所要時間がかなり長くなるおそれがある。こうした問題を回避するために、質量分析を行う位置の間隔（つまり位置走査のステップ幅）を大きくして試料全域を粗く分析し、その結果に基づいて目的物質が存在する領域を推測した後にステップ幅を小さくして注目領域の分析を行う、という方法も考えられる。しかしながら、この方法では、目的物質の局在範囲が狭い場合に最初の粗い分析において見逃しが生じるおそれがある。   For example, when the target substance is localized only in a certain region in the sample, it is desired to obtain a detailed distribution image only of the region where the target substance exists. However, when the site where the target substance is localized is unknown, mass analysis must be performed sequentially over the entire sample to find the position where the target substance exists. If the spatial resolution is high, the range that can be analyzed by one mass analysis is quite narrow, and therefore, there is a high possibility that the mass analysis is repeated many times before reaching the position where the target substance exists. For this reason, there is a possibility that the time required to obtain the target distribution image becomes considerably long. In order to avoid such a problem, the interval between the positions where mass analysis is performed (that is, the step scanning step width) is increased to roughly analyze the entire sample, and based on the result, the region where the target substance exists is estimated and the step is performed. Another possible method is to analyze the region of interest by reducing the width. However, in this method, there is a possibility that the first rough analysis may be overlooked when the localization range of the target substance is narrow.

米国特許第5808300号公報US Patent No. 5808300 内藤康秀、「生体試料を対象にした質量顕微鏡」、 J. Mass Spectrom. Soc. Jpn., Vol. 53, No. 3, 2005, pp. 125-132.Yasuhide Naito, “Mass Microscope for Biological Samples”, J. Mass Spectrom. Soc. Jpn., Vol. 53, No. 3, 2005, pp. 125-132. チャウランド（P. Chaurand）ほか３名、「プロファイリング・アンド・イメージング・プロテインズ・イン・ティッシュ・セクションズ・バイ・ＭＳ（Profiling and imaging proteins in tissue sections by MS）」、アナリティカル・ケミストリ（Analytical Chemistry）、2004, Vol.76, No.5, p.86A-93AP. Chaurand and three others, “Profiling and imaging proteins in tissue sections by MS”, Analytical chemistry Chemistry), 2004, Vol.76, No.5, p.86A-93A スペングラー（B. Spengler）ほか１名、「スキャンニング・マイクロプローブ・マトリクス−アシステッド・レーザ・デソープション・イオナイゼイション（ＳＭＡＬＤＩ）・マス・スペクトロメトリー： インストゥルメンテイション・フォー・サブ−マイクロメータ・リソルブド・ＬＤＩ・アンド・ＭＡＬＤＩ・サーフェイス・アナリシス（Scanning Microprobe Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (SMALDI) Mass Spectrometry: Instrumentation for Sub-Micrometer Resolved LDI and MALDI Surface Analysis）」、ジャーナル・オブ・アメリカン・ソサイエティ・フォー・マス・スペクトロメトリ（Jounal of American Society for Mass Spectrometry）、2002, Vol.13, No.6, p.735-748B. Spengler and one other, "Scanning Microprobe Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (SMALDI) Mass Spectrometry: Instrumentation for Sub-Micrometer・ Resolved LDI ・ and ・ MALDI ・ Surface Analysis (Scanning Microprobe Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization (SMALDI) Mass Spectrometry: Instrumentation for Sub-Micrometer Resolved LDI and MALDI Surface Analysis), Journal of American Society・ Mass Spectrometry (Jounal of American Society for Mass Spectrometry), 2002, Vol.13, No.6, p.735-748

上述のように一般的には空間分解能は高いことが望ましいが、場合によっては空間分解能が高いことによって質量分析範囲が狭いことが不利になる場合もあり得る。本発明はこうした点に鑑みて成されたものであり、その主な目的とするところは、分析目的等に応じて、必要な場合に高い空間分解能を達成しながら分析に要する時間を短縮化して分析作業を効率良く行うことができる質量分析装置を提供することにある。   As described above, it is generally desirable that the spatial resolution is high. However, in some cases, it may be disadvantageous that the mass analysis range is narrow due to the high spatial resolution. The present invention has been made in view of these points, and its main purpose is to shorten the time required for analysis while achieving high spatial resolution when necessary according to the purpose of analysis and the like. An object of the present invention is to provide a mass spectrometer capable of performing analysis work efficiently.

上記課題を解決するために成された本発明に係る質量分析装置は、
a)試料に含まれる成分をイオン化するために該試料にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
b)前記レーザ照射手段による前記試料上のレーザ照射位置を１次元的又は２次元的に走査するための走査手段と、
c)前記試料上のレーザ照射面積を変化させる照射範囲調整手段と、
d)前記レーザ照射により試料から発生したイオンを質量分離して検出する質量分析手段と、
を備えることを特徴としている。 A mass spectrometer according to the present invention made to solve the above problems is as follows.
a) laser irradiation means for irradiating the sample with laser light in order to ionize components contained in the sample;
b) scanning means for scanning one-dimensionally or two-dimensionally the laser irradiation position on the sample by the laser irradiation means;
c) irradiation range adjusting means for changing the laser irradiation area on the sample;
d) mass spectrometry means for mass-separating and detecting ions generated from the sample by the laser irradiation;
It is characterized by having.

本発明の一実施態様として、前記照射範囲調整手段は、前記レーザ照射手段に対する前記試料の位置を変化させることで照射面積を変化させる構成とすることができる。   As an embodiment of the present invention, the irradiation range adjusting means may be configured to change the irradiation area by changing the position of the sample with respect to the laser irradiation means.

この構成において、照射範囲調整手段は、例えば試料を載置する又は保持する試料台をレーザ照射手段に近づける又は遠ざけるように移動させる手段である。一般にレーザ照射手段ではレーザ光は収束されるから完全な平行光線ではなく進行方向に向かって絞られる光であり、焦点よりも前方では光は広がる。したがって、レーザ照射手段に対する試料の離間距離を変化させることにより試料上でのレーザの照射面積は変化する。   In this configuration, the irradiation range adjusting unit is a unit that moves, for example, a sample stage on which the sample is placed or held so as to approach or move away from the laser irradiation unit. In general, in laser irradiation means, laser light is converged, so it is not a completely parallel light beam but a light that is focused in the traveling direction, and the light spreads in front of the focal point. Therefore, the laser irradiation area on the sample changes by changing the distance of the sample from the laser irradiation means.

いま焦点よりもレーザ照射手段に近い側における移動のみを考えると、試料がレーザ照射手段に近づくほど照射面積は大きくなり、空間分解能は相対的に低くなる。逆に、試料がレーザ照射手段から遠ざかるほど照射面積は小さくなり、空間分解能は相対的に高くなる。したがって、例えば試料中に局在する目的物質の位置を知りたいような場合や試料全体の概略的な物質の分布を調べたいような場合には、照射面積を大きくすれば、試料の全域に亘って２次元的な分析を実行しても分析の繰り返し回数を少なくすることができる。それにより、分析の所要時間を短縮することができる。そして、目的物質が局在している領域が判明した後には、レーザの照射面積を小さくして、即ち空間分解能を高くして、限定された領域を漏れなく走査して質量分析を実行すればよい。   Considering only the movement closer to the laser irradiation means than the focal point now, the closer the sample is to the laser irradiation means, the larger the irradiation area and the lower the spatial resolution. Conversely, the farther the sample is from the laser irradiation means, the smaller the irradiation area and the higher the spatial resolution. Therefore, for example, when it is desired to know the position of the target substance localized in the sample, or when it is desired to examine the general distribution of the substance in the entire sample, if the irradiation area is increased, 2 over the entire area of the sample. Even if a dimensional analysis is performed, the number of repetitions of the analysis can be reduced. Thereby, the time required for analysis can be shortened. After the region where the target substance is localized is found, if the laser irradiation area is reduced, that is, the spatial resolution is increased, the limited region is scanned without omission and mass spectrometry is performed. Good.

またレーザの照射面積が大きいとその面積内に存在する分子の数も多く、発生するイオンの量が増加することによって質量スペクトルのＳ／Ｎ比が良くなり、目的物質の分子の存在密度が低くても高感度での検出が可能である。したがって、例えば試料に含まれる目的物質の同定を行いたい場合であってその物質の分布の精度はあまり重要でないような場合には、あえてレーザの照射面積を大きくして高い感度で以て質量スペクトルを取得し、目的物質の同定を行い易くするということも可能である。このように分析目的に応じて適切な方法を選択できる。   In addition, when the laser irradiation area is large, the number of molecules present in the area is large, and the amount of ions generated increases, thereby improving the S / N ratio of the mass spectrum and reducing the density of molecules of the target substance. However, detection with high sensitivity is possible. Therefore, for example, when it is desired to identify the target substance contained in the sample and the accuracy of the distribution of the substance is not very important, the mass spectrum can be increased with high sensitivity by increasing the laser irradiation area. It is also possible to make it easier to identify the target substance. Thus, an appropriate method can be selected according to the purpose of analysis.

本発明の他の実施態様として、レーザ照射手段は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を収束する収束手段、と含み、照射範囲調整手段は、試料に対する上記収束手段の位置を変化させることで照射面積を変化させる構成としてもよい。   As another embodiment of the present invention, the laser irradiation means includes a laser light source that emits laser light and a convergence means that converges the laser light, and the irradiation range adjustment means changes the position of the convergence means relative to the sample. Thus, the irradiation area may be changed.

この構成によっても、収束手段により収束されるレーザ光束の焦点よりも収束手段に近い側では、収束手段を試料に近づけると照射面積は大きくなり、収束手段を試料から遠ざけると照射面積は小さくなる。したがって、上記実施態様と同様の作用を有する。   Even with this configuration, on the side closer to the converging unit than the focal point of the laser beam converged by the converging unit, the irradiation area increases when the converging unit approaches the sample, and the irradiation area decreases when the converging unit is moved away from the sample. Therefore, it has the same action as the above embodiment.

また、それ以外にも照射範囲調整手段として様々な形態が考え得る。即ち、照射範囲調整手段はレーザ光の一部を遮蔽する遮蔽手段、例えば光の遮蔽領域が可変であるアパーチャなどを用いることができる。また、レーザ照射手段は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を収束する収束手段、と含み、照射範囲調整手段は、レーザ光源と収束手段との間の空間に介挿された、レーザ光の断面積を変化させる光学素子、例えば収束倍率可変のレンズなどを用いることもできる。   In addition, various forms can be considered as irradiation range adjusting means. That is, the irradiation range adjusting means may be a shielding means for shielding a part of the laser light, for example, an aperture having a variable light shielding area. The laser irradiation means includes a laser light source that emits laser light and a convergence means that converges the laser light, and the irradiation range adjustment means is a laser inserted in a space between the laser light source and the convergence means. An optical element that changes the cross-sectional area of light, for example, a lens with a variable convergence magnification, can also be used.

なお、上述したようにレーザ光の一部を遮蔽することで照射面積を変化させる場合を除いては、試料上へのレーザの照射面積を変化させても試料上でのレーザ光パワーの総量は同一であるため、照射面積を絞ると単位面積当たりのレーザ光パワー（パワー密度）が大きくなる。例えばレーザの照射径が１／１０になれば、パワー密度は１００倍になる。一般に、ＬＤＩ／ＭＡＬＤＩによるイオン化では、イオン化の閾値で以てレーザ光強度の下限値が決まる。一方、レーザ光強度の上限値は、装置構成等に依存する様々な要素、例えば、試料への損傷の許容程度、過度なイオン量による質量分析器の性能劣化や検出器のレンジオーバーなどにより決まる。そのため、上述したようにレーザ光のパワー密度が大きくなり過ぎると上限値を超える可能性がある。   Note that the total amount of laser light power on the sample is the same even if the irradiation area of the laser on the sample is changed, except when the irradiation area is changed by shielding part of the laser light as described above. Since they are the same, the laser light power (power density) per unit area increases when the irradiation area is reduced. For example, if the laser irradiation diameter is reduced to 1/10, the power density becomes 100 times. In general, in ionization by LDI / MALDI, a lower limit value of laser light intensity is determined by an ionization threshold. On the other hand, the upper limit value of the laser light intensity is determined by various factors depending on the apparatus configuration and the like, for example, the allowable degree of damage to the sample, the performance deterioration of the mass analyzer due to an excessive amount of ions, the detector range over, etc. . Therefore, as described above, if the power density of the laser beam becomes too large, the upper limit value may be exceeded.

こうしたことを避けるために、本発明に係る質量分析装置では、前記試料に照射されるレーザ光の強度を変化させる強度調整手段をさらに備える構成とすることが好ましい。また、この強度調整手段はレーザの照射面積の大きさに連動して、つまりは照射範囲調整手段の動作に連動してレーザ強度を調節する構成としてもよい。   In order to avoid such a situation, it is preferable that the mass spectrometer according to the present invention further includes an intensity adjusting unit that changes the intensity of the laser beam irradiated on the sample. The intensity adjusting means may be configured to adjust the laser intensity in conjunction with the size of the laser irradiation area, that is, in conjunction with the operation of the irradiation range adjusting means.

さらにまた、本発明に係る質量分析装置では、走査手段は走査ステップを任意又は複数に設定可能であり、その走査ステップに応じてレーザ光の照射面積を変化させるべく照射範囲調整手段を制御する制御手段を備える構成とするとよい。   Furthermore, in the mass spectrometer according to the present invention, the scanning unit can set any or a plurality of scanning steps, and the control for controlling the irradiation range adjusting unit to change the irradiation area of the laser beam according to the scanning step. A configuration including means may be employed.

具体的には制御手段は、走査ステップが大きいときに照射面積を大きくするように照射範囲調整手段を制御する。これにより、例えば試料全体又は所定範囲内の目的物質の分布を低い空間分解能でもよいから概略的に知りたいような場合に、走査ステップを大きく設定すればレーザ光の照射面積も大きくなり、試料全体又は所定範囲内をできるだけ漏れなく、高速且つ高感度で以て分析を行うことができる。   Specifically, the control means controls the irradiation range adjustment means so as to increase the irradiation area when the scanning step is large. Thus, for example, when it is desired to know roughly the distribution of the target substance within the predetermined range or the distribution of the target substance within a predetermined range, if the scanning step is set large, the irradiation area of the laser beam increases, and the entire sample or Analysis can be performed with high speed and high sensitivity without leaking within a predetermined range as much as possible.

本発明に係る質量分析装置によれば、一回の質量分析で観察可能な領域を大きくしたい場合にはレーザ光の照射面積を大きくし、高い質量分解能で以て観察を行いたい場合にはレーザ光の照射面積を小さくするというように、分析目的に応じて適宜に切り替えて試料上の１次元又は２次元的な物質分布画像を得ることができる。それにより、目的とする物質分布画像を得るための所要時間を従来よりも短縮することができ、分析作業を効率的に進めてスループットを向上させることができる。そして、詳細に観察したい部分については高い空間分解能で以て目的物質の分布画像を得ることができる。   According to the mass spectrometer of the present invention, the laser light irradiation area is increased when it is desired to enlarge the region that can be observed by one mass analysis, and the laser is required when observation is performed with high mass resolution. A one-dimensional or two-dimensional substance distribution image on the sample can be obtained by appropriately switching depending on the purpose of analysis, such as reducing the light irradiation area. As a result, the time required to obtain the target substance distribution image can be shortened as compared with the prior art, and the analysis work can be advanced efficiently to improve the throughput. Then, a distribution image of the target substance can be obtained with high spatial resolution for a portion to be observed in detail.

また、空間分解能があまり重要でない場合に、レーザ照射面積を大きくして存在密度の低い物質も検出し易くすることにより、その検出結果に基づいた同定を行う際の同定精度を向上させることができる。   In addition, when spatial resolution is not so important, the accuracy of identification when performing identification based on the detection result can be improved by increasing the laser irradiation area and making it easy to detect substances with low existence density. .

［第１実施例］
以下、本発明に係る質量分析装置の一実施例（第１実施例）であるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳについて図面を参照しつつ説明する。 [First embodiment]
Hereinafter, an LDI / MALDI-MS which is an embodiment (first embodiment) of a mass spectrometer according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳの全体構成図である。図示しない真空ポンプにより真空排気される真空チャンバ１０の内部には、試料ステージ１３、イオン輸送光学系１６、質量分析器１７、検出器１８等が配設され、真空チャンバ１０の外側には、レーザ照射部２０、レーザ集光光学系２２、ＣＣＤカメラ２３、観察用光学系２４などが配置されている。イオン輸送光学系１６は例えば、静電的な電磁レンズや多極型の高周波イオンガイド、或いはそれらの組み合わせなどが用いられる。質量分析器１７は例えば四重極型質量分析器や飛行時間型質量分析器、磁場セクター型質量分析器などが用いられる。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of LDI / MALDI-MS according to the present embodiment. A sample stage 13, an ion transport optical system 16, a mass analyzer 17, a detector 18, and the like are disposed inside a vacuum chamber 10 that is evacuated by a vacuum pump (not shown), and a laser is disposed outside the vacuum chamber 10. An irradiation unit 20, a laser focusing optical system 22, a CCD camera 23, an observation optical system 24, and the like are arranged. For example, an electrostatic electromagnetic lens, a multipolar high-frequency ion guide, or a combination thereof is used as the ion transport optical system 16. As the mass analyzer 17, for example, a quadrupole mass analyzer, a time-of-flight mass analyzer, a magnetic sector sector mass analyzer, or the like is used.

分析対象である試料１５が載せられた試料プレート１４は試料ステージ１３上に載置され、この試料ステージ１３は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸の二軸方向に高い位置精度で以て駆動するための第１駆動機構１３ａと、ｘ−ｙ平面に直交するｚ軸方向に高い位置精度で以て駆動するための第２駆動機構１３ｂとにより移動可能となっている。ｘ−ｙ軸駆動部３３は走査制御部３２及び照射径制御部３１の制御の下に、第１駆動機構１３ａに含まれるステッピングモータ等を駆動し、ｚ軸駆動部３４は照射径制御部３１の制御の下に第２駆動機構１３ｂに含まれるステッピングモータ等を駆動する。   A sample plate 14 on which a sample 15 to be analyzed is placed is placed on a sample stage 13, and this sample stage 13 is driven with high positional accuracy in two axial directions of the x axis and the y axis perpendicular to each other. The first drive mechanism 13a for movement and the second drive mechanism 13b for driving with high positional accuracy in the z-axis direction orthogonal to the xy plane are movable. The xy axis drive unit 33 drives a stepping motor and the like included in the first drive mechanism 13 a under the control of the scanning control unit 32 and the irradiation diameter control unit 31, and the z axis drive unit 34 is the irradiation diameter control unit 31. Under the control, the stepping motor and the like included in the second drive mechanism 13b are driven.

レーザ照射部２０から出射されたイオン化用のレーザ光２１はレーザ集光光学系２２により絞られ、真空チャンバ１０の側面に設けられた照射用窓１１を通して試料１５に向けて照射される。試料ステージ１３がｚ軸方向に或る位置に在るときレーザ光照射位置は固定されているから、第１駆動機構１３ａにより試料ステージ１３がｘ−ｙ面内で移動されると、試料１５上でレーザ光２１が当たる位置、つまり試料１５上で質量分析の実行対象となる微小測定領域１５ａが移動する。これにより、試料１５上で質量分析が実行される位置の走査が行われる。   The laser beam 21 for ionization emitted from the laser irradiation unit 20 is focused by the laser focusing optical system 22 and irradiated toward the sample 15 through the irradiation window 11 provided on the side surface of the vacuum chamber 10. Since the laser beam irradiation position is fixed when the sample stage 13 is at a certain position in the z-axis direction, when the sample stage 13 is moved in the xy plane by the first drive mechanism 13a, Thus, the position where the laser beam 21 hits, that is, the minute measurement region 15a to be subjected to mass analysis moves on the sample 15. Thereby, the position where mass analysis is performed on the sample 15 is scanned.

一方、ＣＣＤカメラ２３は真空チャンバ１０の側面に設けられた観察用窓１２及び観察用光学系２４を介して試料プレート１４上の所定の範囲を撮像し、ここで得られた画像信号は画像処理部３７に送られて２次元観察画像が構成される。中央制御部３０は本装置の全体的な動作の制御を司るものであり、具体的には、走査制御部３２及び照射径制御部３１を介してｘ−ｙ軸駆動部３３による移動量や移動方向を制御し、照射径制御部３１を介してｚ軸駆動部３４による移動量を制御する。さらに、照射制御部３５を介してレーザ照射部２０でのレーザ光２１の出射／停止やレーザ光強度などを制御する。また、図１では繁雑さを避けるために信号線の記載を省略しているが、中央制御部３０はイオン輸送光学系１６、質量分析器１７、検出器１８などの動作も制御する。   On the other hand, the CCD camera 23 images a predetermined range on the sample plate 14 through the observation window 12 and the observation optical system 24 provided on the side surface of the vacuum chamber 10, and the image signal obtained here is subjected to image processing. A two-dimensional observation image is constructed by being sent to the unit 37. The central control unit 30 controls the overall operation of the apparatus. Specifically, the central control unit 30 moves and moves by the xy axis driving unit 33 via the scanning control unit 32 and the irradiation diameter control unit 31. The direction is controlled, and the amount of movement by the z-axis drive unit 34 is controlled via the irradiation diameter control unit 31. Further, the emission control unit 35 controls the emission / stop of the laser beam 21 in the laser irradiation unit 20 and the laser beam intensity. In FIG. 1, signal lines are not shown to avoid complexity, but the central control unit 30 also controls operations of the ion transport optical system 16, the mass analyzer 17, the detector 18, and the like.

検出器１８による検出信号、つまりイオン強度信号は質量分析データ処理部３６に入力され、ここで適宜のデータ処理が実行されて、例えば後述するような２次元物質分布画像が作成される。また、中央制御部３０にはオペレータの操作により空間分解能や測定対象領域などの分析条件を設定するための操作部３８が接続され、さらに試料１５の２次元観察画像や２次元物質分布画像などを表示するための表示部３９も接続されている。   A detection signal from the detector 18, that is, an ion intensity signal, is input to the mass spectrometry data processing unit 36, where appropriate data processing is executed to create, for example, a two-dimensional substance distribution image as described later. The central control unit 30 is connected to an operation unit 38 for setting analysis conditions such as a spatial resolution and a measurement target region by an operator's operation. Further, a two-dimensional observation image and a two-dimensional substance distribution image of the sample 15 are displayed. A display unit 39 for displaying is also connected.

本実施例のＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳを用いた、質量数が既知である目的物質の２次元物質分布画像の取得のための基本的な動作は次の通りである。
まずオペレータは試料１５上のどの箇所を分析するのかを決める。そのために、ＣＣＤカメラ２３は真空チャンバ１０の側面に設けられた観察用窓１２及び観察用光学系２４を介して試料１５の２次元観察画像を取得し、表示部３９の画面上に表示させる。オペレータはその中で質量分析を行う範囲を決めて操作部３８により範囲の設定を行い、目的物質の質量数を設定した上で、分析開始を指示する。 A basic operation for acquiring a two-dimensional substance distribution image of a target substance having a known mass number using the LDI / MALDI-MS of the present embodiment is as follows.
First, the operator determines which part on the sample 15 is to be analyzed. For this purpose, the CCD camera 23 acquires a two-dimensional observation image of the sample 15 through the observation window 12 and the observation optical system 24 provided on the side surface of the vacuum chamber 10 and displays them on the screen of the display unit 39. The operator determines the range for mass analysis, sets the range by the operation unit 38, sets the mass number of the target substance, and instructs the start of analysis.

分析が開始されると、レーザ照射部２０から出射したレーザ光２１がレーザ集光光学系２２で集光され、真空チャンバ１０の側面に設けられた照射用窓１１を通して試料１５上に照射される。レーザ光２１が照射されると、試料１５上の微小測定領域１５ａ付近に存在する各種物質がイオン化されて、主として試料１５表面に略直交する方向つまり真上にイオンが放出される。このイオンはイオン輸送光学系１６で収束されて質量分析器１７に導入され、質量分析器１７により目的物質の質量数を持つイオンのみが分離されて検出器１８に到達する。検出器１８は到達したイオンの個数に応じた電流を検出信号として出力する。データ処理部３６はこの検出信号を受け取って、試料１５上のレーザ照射位置（微小測定領域１５ａ）に対応する目的物質の相対強度を求める。   When the analysis is started, the laser beam 21 emitted from the laser irradiation unit 20 is collected by the laser focusing optical system 22 and irradiated onto the sample 15 through the irradiation window 11 provided on the side surface of the vacuum chamber 10. . When the laser beam 21 is irradiated, various substances existing in the vicinity of the minute measurement region 15a on the sample 15 are ionized, and ions are mainly emitted in a direction substantially orthogonal to the surface of the sample 15, that is, directly above. The ions are converged by the ion transport optical system 16 and introduced into the mass analyzer 17, and only the ions having the mass number of the target substance are separated by the mass analyzer 17 and reach the detector 18. The detector 18 outputs a current corresponding to the number of reached ions as a detection signal. The data processing unit 36 receives this detection signal and obtains the relative intensity of the target substance corresponding to the laser irradiation position (micro measurement region 15a) on the sample 15.

走査制御部３２は試料１５上に設定された分析範囲の中で、レーザ光２１が照射される微小測定領域１５ａが順次移動するようにｘ−ｙ軸駆動部３３を介して第１駆動機構１３ａを制御し、試料ステージ１３をステップ状に移動させる。そして、試料ステージ１３が微小距離移動して停止する毎に、上述したようにレーザ光２１を照射してその微小測定領域１５ａに対応する目的物質の相対強度を求める。このようにして、初めに設定された分析範囲の全体に亘って質量分析を行い、目的物質の相対強度のマップを作成しこれを表示部３９の画面上に表示する。   The scanning control unit 32 moves the first driving mechanism 13a via the xy axis driving unit 33 so that the minute measurement region 15a irradiated with the laser light 21 sequentially moves within the analysis range set on the sample 15. And the sample stage 13 is moved stepwise. Each time the sample stage 13 moves and stops for a minute distance, the laser beam 21 is irradiated as described above to determine the relative intensity of the target substance corresponding to the minute measurement region 15a. In this way, mass analysis is performed over the entire analysis range set first, and a map of the relative intensity of the target substance is created and displayed on the screen of the display unit 39.

次に本実施例のＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳにおける特徴的な動作について説明する。上述したようにレーザ光２１はレーザ集光光学系２２により絞られて試料１５上に当たるが、試料ステージ１３をｚ軸方向に移動させることにより試料１５上でのレーザ照射面積（つまりは微小測定領域１５ａの面積）が変更できるようになっている。即ち、図２の概略図に示すように、レーザ集光光学系２２は距離Ｄだけ離れた位置に焦点を持つが、その位置に試料１５表面があるときに微小測定領域１５ａの面積は最小になり（図２（ｂ）、その位置から試料１５がレーザ集光光学系２２に近づくほど微小測定領域１５ａの面積は大きくなる（図２（ａ））。これにより、試料１５上での１回の質量分析の対象とする範囲の大きさと空間分解能とを変更することができる。   Next, characteristic operations in the LDI / MALDI-MS of the present embodiment will be described. As described above, the laser beam 21 is focused by the laser condensing optical system 22 and hits the sample 15. However, by moving the sample stage 13 in the z-axis direction, the laser irradiation area on the sample 15 (that is, a minute measurement region). 15a) can be changed. That is, as shown in the schematic diagram of FIG. 2, the laser focusing optical system 22 has a focal point at a position separated by a distance D, but when the surface of the sample 15 is at that position, the area of the micro measurement region 15a is minimized. (FIG. 2B), the area of the minute measurement region 15a increases as the sample 15 approaches the laser focusing optical system 22 from that position (FIG. 2A). It is possible to change the size of the range to be subjected to mass spectrometry and the spatial resolution.

但し、図２に示すように試料１５の真上からレーザ光２１を照射する場合には、ｚ軸方向に試料１５を移動しても微小測定領域１５ａの中心点の位置は変化しないが、図１に示すように試料１５に対し斜め方向からレーザ光２１を照射する場合には、ｚ軸方向に試料１５を移動した場合に微小測定領域１５ａの中心点の位置がずれる。レーザ光２１の入射角度は決まっているため、ｚ軸方向の移動量に対して微小測定領域１５ａの中心点の位置すれ量は計算により容易に求まる。したがって、ｚ軸方向に試料ステージ１３を移動させることによりレーザ照射面積を変更する場合には、その移動量に応じて微小測定領域１５ａの中心点の位置ずれが生じることを考慮してｘ−ｙ軸方向の位置も制御することとする。これにより、試料１５上で微小測定領域１５ａの中心点の位置を維持したままその面積（レーザ照射径）を変更することができる。   However, when the laser beam 21 is irradiated from directly above the sample 15 as shown in FIG. 2, even if the sample 15 is moved in the z-axis direction, the position of the center point of the minute measurement region 15a does not change. As shown in FIG. 1, when the sample 15 is irradiated with the laser beam 21 from an oblique direction, the position of the center point of the minute measurement region 15a is shifted when the sample 15 is moved in the z-axis direction. Since the incident angle of the laser beam 21 is determined, the amount of displacement of the center point of the minute measurement region 15a with respect to the amount of movement in the z-axis direction can be easily obtained by calculation. Therefore, when the laser irradiation area is changed by moving the sample stage 13 in the z-axis direction, xy is taken into account that the center point of the minute measurement region 15a is displaced according to the amount of movement. The axial position is also controlled. Thereby, the area (laser irradiation diameter) can be changed while maintaining the position of the center point of the minute measurement region 15a on the sample 15.

また、図１の構成でｚ軸方向に試料ステージ１３を移動させることで微小測定領域１５ａの面積を変更する場合、観察用光学系２４やイオン輸送光学系１６と試料１５との相対位置や距離が変化するため、それに対する配慮が必要になる場合もある、例えば観察用光学系２４の焦点深度が浅かったり視野が狭かったりする場合には、試料１５がｚ軸方向に移動すると試料画像を捉えられなくなるため、試料ステージ１３の移動に連動して観察用光学系２４を光軸に直交する方向に移動させる必要がある。また、質量分析器１７が飛行時間型である場合、試料ステージ１３の移動に応じてイオン加速電圧を適切に調節したり、或いは得られた信号に対する時間軸を修正したりする必要が生じる場合もある。もちろん、レーザ照射面積を変えるための試料ステージ１３の移動量が、試料１５の観察位置や空間分解能、或いは分析における信号強度や質量精度、質量分解能などに有意な影響を与えない程度である場合には、上記のような配慮は不要である。   Further, when the area of the minute measurement region 15a is changed by moving the sample stage 13 in the z-axis direction in the configuration of FIG. 1, the relative position or distance between the observation optical system 24 or the ion transport optical system 16 and the sample 15 is changed. However, for example, when the depth of focus of the observation optical system 24 is shallow or the field of view is narrow, the sample image is captured when the sample 15 moves in the z-axis direction. Therefore, it is necessary to move the observation optical system 24 in a direction perpendicular to the optical axis in conjunction with the movement of the sample stage 13. Further, when the mass analyzer 17 is a time-of-flight type, it may be necessary to appropriately adjust the ion acceleration voltage according to the movement of the sample stage 13 or to correct the time axis for the obtained signal. is there. Of course, when the amount of movement of the sample stage 13 for changing the laser irradiation area is such that it does not significantly affect the observation position and spatial resolution of the sample 15, or the signal intensity, mass accuracy, and mass resolution in the analysis. The above considerations are not necessary.

続いて、本実施例のＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳにおいて上記特徴的な動作を利用した各種の分析手法について説明する。   Next, various analysis methods using the above characteristic operation in the LDI / MALDI-MS of the present embodiment will be described.

（１）分析個所の絞り込みを行う場合
いま、目的物質が試料１５中の或る領域にのみ局在していることが判明しているものの、その位置が不明であるという状況を想定する。この場合、試料１５の全域を高い空間分解能で以て満遍なく走査しつつ質量分析を繰り返して目的物質の位置を探すと多大な時間を要するし、大きなステップ幅を設定して高い空間分解能で以て疎らな質量分析を実行すると目的物質の見逃しが発生するおそれがある。そこで、本実施例の装置では、次のような手順で分析を実行する。 (1) When narrowing down the analysis location A situation is assumed in which the target substance has been found to be localized only in a certain region in the sample 15, but its position is unknown. In this case, it takes a lot of time to search for the position of the target substance by repeating mass spectrometry while scanning the entire area of the sample 15 uniformly with high spatial resolution, and a large step width is set and high spatial resolution is required. If sparse mass spectrometry is executed, the target substance may be missed. Therefore, in the apparatus of this embodiment, the analysis is executed in the following procedure.

まず、試料ステージ１３をレーザ集光光学系２２に近づけるようにｚ軸方向に移動させ、試料１５上でのレーザ光の照射径を比較的大きくする。その状態で、図３（ａ）又は（ｂ）に示すように、試料１５の全域（又はオペレータにより設定された分析範囲全体）をカバーするようにステップ状に走査を行いながら、レーザ光が照射された各微小測定領域１５１の質量分析を実行してデータ処理部３６では目的物質の強度を求める。そして、各個所での強度に基づいて、それぞれ目的物質の有無を確認する。なお、図３（ｂ）は図３（ａ）よりもさらにレーザ照射面積を大きくした例であり、同一のステップ幅でも試料１５上で分析対象に入らない領域をより小さくすることができる。   First, the sample stage 13 is moved in the z-axis direction so as to approach the laser condensing optical system 22, and the irradiation diameter of the laser light on the sample 15 is made relatively large. In this state, as shown in FIG. 3 (a) or (b), the laser beam is irradiated while scanning stepwise so as to cover the entire area of the sample 15 (or the entire analysis range set by the operator). The data processing unit 36 obtains the strength of the target substance by performing mass analysis of each minute measurement region 151 that has been performed. And based on the intensity | strength in each location, the presence or absence of a target substance is confirmed, respectively. Note that FIG. 3B is an example in which the laser irradiation area is further increased as compared with FIG. 3A, and the region that does not enter the analysis target on the sample 15 can be made smaller even with the same step width.

いま、上記分析において微小測定領域１５１ａにおいてのみ目的物質が検出されたものとする。次に、試料ステージ１３をレーザ集光光学系２２から遠ざけるようにｚ軸方向に移動させ、試料１５上でのレーザ光の照射径を小さく絞る。そして、図３（ｃ）に示すように、先に目的物質の存在が確認された微小測定領域１５１ａ付近の領域４０に絞って、その領域４０をカバーするように小さな移動間隔でステップ状に走査を行いながら、レーザが照射された各微小測定領域１５２の質量分析を実行してデータ処理部３６では目的物質の強度を求める。その結果、例えば微小測定領域１５２ａにおいてのみ目的物質の存在が確認される。これにより、目的物質が存在する部分がより詳細に、つまり高い空間分解能で以て求まる。   Now, it is assumed that the target substance is detected only in the minute measurement region 151a in the above analysis. Next, the sample stage 13 is moved in the z-axis direction so as to be away from the laser condensing optical system 22, and the irradiation diameter of the laser beam on the sample 15 is narrowed down. Then, as shown in FIG. 3C, the region 40 near the minute measurement region 151a in which the presence of the target substance has been confirmed is narrowed down, and scanning is performed stepwise with a small movement interval so as to cover the region 40. The data processing unit 36 obtains the intensity of the target substance by performing mass analysis of each minute measurement region 152 irradiated with the laser. As a result, for example, the presence of the target substance is confirmed only in the minute measurement region 152a. As a result, the portion where the target substance exists can be determined in more detail, that is, with high spatial resolution.

最初に大きなレーザ照射面積で走査を行う際には、微小測定領域１５１に存在する分子の絶対数が多いため、質量スペクトルのＳ／Ｎ比が良好になる。したがって、目的物質の分子の密度が低くても、この分子に由来するイオンを高い感度で検出することができる。   When scanning is initially performed with a large laser irradiation area, since the absolute number of molecules present in the minute measurement region 151 is large, the S / N ratio of the mass spectrum is improved. Therefore, even if the density of the molecule of the target substance is low, ions derived from this molecule can be detected with high sensitivity.

（２）目的物質の概略的な分布を調べたい場合
例えば生体切片などの生体試料を観察・測定する場合、顕微観察において試料が複数の領域に形態的（例えば色など）に分かれていることが明瞭に分かる場合がある。こうした場合、目的物質の存在部位を細かく知る必要はなく、形態的に区分されるいずれの領域に目的物質が存在するのかを知れば十分なことも多い。いま、一例として、図４（ａ）に示すように、試料４１が明瞭に４つの領域Ｕａ、Ｕｂ、Ｕｃ、Ｕｄに区分可能であるとしたときを考える。このとき、図４（ｃ）に示すように、レーザ光の照射径を比較的小さくして高い空間分解能で且つ小さいステップ幅で走査を行いながら試料４１全体をカバーするように質量分析を行うことも可能である。これによって目的物質が存在する微小測定領域１５２ａが分かるから、領域Ｕａに目的物質があることが判明する。しかしながら、質量分析の繰り返し回数が非常に多くなるため効率が悪い。 (2) When examining the general distribution of the target substance For example, when observing and measuring a biological sample such as a biological section, the sample may be divided into a plurality of regions morphologically (for example, color). Sometimes it is clear. In such a case, it is not necessary to know the location of the target substance in detail, and it is often sufficient to know in which region the target substance is present in the form. As an example, let us consider a case where the sample 41 can be clearly divided into four regions Ua, Ub, Uc and Ud as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 4 (c), mass spectrometry is performed so as to cover the entire sample 41 while scanning with a relatively small laser beam irradiation diameter and high spatial resolution and a small step width. Is also possible. As a result, the minute measurement region 152a in which the target substance exists is known, and it is found that the target substance exists in the region Ua. However, the efficiency is poor because the number of repetitions of mass spectrometry becomes very large.

そこで、試料ステージ１３をレーザ集光光学系２２に近づけるようにｚ軸方向に移動させ、試料１５上でのレーザ光の照射径をあえて大きくする。そして、図４（ｂ）に示すように、試料１５の全域をカバーするようにステップ状に走査を行いながら、レーザ光が照射された各微小測定領域１５１の質量分析を実行し、その結果により目的物質の有無を判別する。これにより、質量分析の繰り返し回数を少なくして短時間で領域Ｕａに目的物質があることを検出できる。この場合にも、大きなレーザ照射面積で走査を行うために微小測定領域１５１に存在する分子の絶対数が多く、目的物質の分子密度が低くても高い感度で検出することができる。   Therefore, the sample stage 13 is moved in the z-axis direction so as to approach the laser condensing optical system 22, and the irradiation diameter of the laser beam on the sample 15 is intentionally increased. Then, as shown in FIG. 4B, mass analysis is performed on each minute measurement region 151 irradiated with the laser light while scanning in a stepped manner so as to cover the entire region of the sample 15, and the result is Determine the presence or absence of the target substance. Thereby, it is possible to detect that the target substance is present in the region Ua in a short time by reducing the number of repetitions of mass spectrometry. Also in this case, since the scanning is performed with a large laser irradiation area, the absolute number of molecules existing in the minute measurement region 151 is large, and detection can be performed with high sensitivity even when the molecular density of the target substance is low.

（３）顕微観察の倍率を切り替える場合
ＣＣＤカメラ２３（又は別に設けた顕微鏡）での試料の顕微観察を行いながら、目的物質の２次元物質分布を調べたいような場合に、例えばいま、或る観察倍率で以て図５（ａ）に示す２次元観察画像が得られているものとする。そして、この画像の中で特定の領域４２を細かく観察するために観察倍率を上げて、図５（ｂ）に示す画像が観察されたものとする。上記実施例の構成では、観察倍率を切り替えるために例えば観察用光学系２４を制御するが、その際に中央制御部３０は観察倍率を上げるに従ってレーザ照射径を縮小するように照射径制御部３１に指令を与える。これにより、図５（ｂ）に示すように高い観察倍率で観察が行われているときには、試料上でのレーザ照射径は小さく、図５（ｄ）に示すようにより詳細な２次元分布を得ることが可能である。一方、図５（ａ）に示すように低い観察倍率で観察が行われているときには、試料上でのレーザ照射径は大きく、図５（ｃ）に示すように大まかな２次元物質分布画像を得ることが可能である。これにより、観察倍率が切り替えられても、２次元物質分布を得るために必要な質量分析の繰り返し回数を同じ程度にすることができるので、分析に多大な時間を要することを回避できる。 (3) When switching the magnification of the microscopic observation When, for example, it is desired to examine the two-dimensional material distribution of the target substance while performing microscopic observation of the sample with the CCD camera 23 (or a microscope provided separately), for example, there is a certain observation. It is assumed that the two-dimensional observation image shown in FIG. 5A is obtained with the magnification. Then, it is assumed that the image shown in FIG. 5B is observed by increasing the observation magnification in order to finely observe the specific region 42 in the image. In the configuration of the above embodiment, for example, the observation optical system 24 is controlled in order to switch the observation magnification. At this time, the central control unit 30 causes the irradiation diameter control unit 31 to reduce the laser irradiation diameter as the observation magnification is increased. Is given a directive. Accordingly, when observation is performed at a high observation magnification as shown in FIG. 5B, the laser irradiation diameter on the sample is small, and a more detailed two-dimensional distribution is obtained as shown in FIG. 5D. It is possible. On the other hand, when observation is performed at a low observation magnification as shown in FIG. 5A, the laser irradiation diameter on the sample is large, and a rough two-dimensional substance distribution image is obtained as shown in FIG. It is possible to obtain. Thereby, even if the observation magnification is switched, the number of repetitions of the mass analysis necessary for obtaining the two-dimensional substance distribution can be made the same, so that it can be avoided that the analysis takes a long time.

また、上記（１）〜（３）のような分析手法では、いずれも試料全体や試料上の所定の範囲内をできるだけ漏れなく走査する必要があるから、レーザ照射径と走査のステップ幅とは連動しているほうが都合がよい。したがって、中央制御部３０は例えば質量分析の２次元的な走査ステップ幅に応じて自動的にレーザ照射径を変化させるような制御を行う構成とするとよい。   In addition, in any of the analysis methods as described in (1) to (3) above, since it is necessary to scan the entire sample or within a predetermined range on the sample as much as possible, there is no difference between the laser irradiation diameter and the scanning step width. It is more convenient to be linked. Therefore, the central control unit 30 may be configured to perform control such that the laser irradiation diameter is automatically changed according to, for example, a two-dimensional scanning step width of mass spectrometry.

（４）目的物質の同定等、特に高感度での検出が必要な場合
いま、例えば或る試料４３に対して所定の空間分解能で以て２次元物質分布を測定し、図６（ａ）に示すような結果が得られたとする。ここで、未知の目的物質が微小測定領域４３に示すように分布していることが判明し、その物質を同定したい場合について考える。同定を行うために物質由来のイオンを開裂させて、それにより生成されるイオンの質量数を調べて元の物質の構造を推定する方法があり、その開裂の手法として、イオンの内部エネルギーを利用する方法（Post Source Decay）やイオントラップに一旦イオンを捕捉した後にガスと衝突させる方法（Collision-Induced Dissociation）などが知られている。いずれもしても、着目するイオンを高いＳ／Ｎ比で検出できれば、それだけ同定が容易で且つ同定精度も向上する。 (4) When detection with a particularly high sensitivity is required, such as identification of a target substance. Now, for example, a two-dimensional substance distribution is measured with a predetermined spatial resolution for a sample 43, and the result shown in FIG. Assume that the following results are obtained. Here, consider a case where it is found that an unknown target substance is distributed as shown in the minute measurement region 43 and it is desired to identify the substance. For identification purposes, there is a method of cleaving ions derived from a substance and examining the mass number of the ions produced thereby to estimate the structure of the original substance, and the internal energy of the ions is used as the cleavage method. There are known methods (Post Source Decay) and methods (Collision-Induced Dissociation) in which ions are once trapped in an ion trap and collide with a gas. In any case, if the ion of interest can be detected with a high S / N ratio, the identification is easy and the identification accuracy is improved accordingly.

そこで、図６（ａ）において未知物質が存在することが確認できた範囲について、図６（ｂ）に示すように先の２次元物質分布測定時と同程度の小さなレーザ照射径４５ではなく、図６（ｃ）に示すようにレーザ照射径４６をあえて大きくして、未知物質が存在することが確認できた範囲が大部分を占めるように照射位置を設定する。これによれば、１回の質量分析の対象とする目的物質の分子数が多くなるので、それに由来するイオンを直接検出する場合はもちろんのこと、例えば上述のように開裂により生じたイオンを検出する場合でもイオン強度が相対的に大きくなり、同定を行い易くなる。   Therefore, in the range where it was confirmed that the unknown substance exists in FIG. 6A, as shown in FIG. 6B, the laser irradiation diameter 45 is not as small as that in the previous two-dimensional substance distribution measurement, As shown in FIG. 6C, the laser irradiation diameter 46 is deliberately increased, and the irradiation position is set so that the range in which the unknown substance is present occupies the majority. According to this, since the number of molecules of the target substance to be subjected to one mass analysis increases, not only the ions derived from it are directly detected, but also, for example, ions generated by cleavage as described above are detected. Even in this case, the ionic strength becomes relatively large, and the identification becomes easy.

なお、一般的なＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳでは、試料を溶媒に溶解させてさらにマトリクスと混合した後に試料プレート上に滴下し、そこにレーザ光を照射して分析を行う。この場合には、２次元的且つ離散的に配列された試料に対し順番にレーザ光を照射するから、空間分解能は全く問わない。こうした場合にも感度向上のためにレーザ照射径を大きくしたほうがよい。   In general MALDI-TOFMS, a sample is dissolved in a solvent and further mixed with a matrix, then dropped onto a sample plate, and laser beam is irradiated to the sample plate for analysis. In this case, since the laser beam is sequentially irradiated to the two-dimensionally and discretely arranged samples, the spatial resolution is not questioned at all. In such a case, it is better to increase the laser irradiation diameter in order to improve sensitivity.

次に、上記第１実施例とはレーザ照射径の可変方法が相違する、いくつかの他の実施例に係る質量分析装置について説明する。   Next, mass spectrometers according to some other embodiments, which are different from the first embodiment in the method of changing the laser irradiation diameter, will be described.

［第２実施例］
図７は第２実施例におけるレーザ照射部と試料との間の光路の概略図である。図２で説明したように、レーザ集光光学系２２と試料１５表面との間の距離を変えることにより試料１５上でのレーザ照射径（面積）は変化するが、これは試料１５の位置、即ち試料ステージ１３の位置を固定して、レーザ集光光学系２２の位置をレーザ光２１の光軸に沿って変化させても同じことである。図７（ｂ）に示すように、レーザ集光光学系２２が試料１５表面から距離Ｄだけ離れた位置にあるとき試料１５での微小測定領域１５ａの面積は最小になり、その位置からレーザ集光光学系２２が試料１５に近づくように移動すると試料１５での微小測定領域１５ａの面積は大きくなる。 [Second Embodiment]
FIG. 7 is a schematic view of an optical path between the laser irradiation unit and the sample in the second embodiment. As described with reference to FIG. 2, the laser irradiation diameter (area) on the sample 15 changes by changing the distance between the laser focusing optical system 22 and the surface of the sample 15. That is, even if the position of the sample stage 13 is fixed and the position of the laser focusing optical system 22 is changed along the optical axis of the laser light 21, the same thing can be said. As shown in FIG. 7B, when the laser condensing optical system 22 is at a position away from the surface of the sample 15 by a distance D, the area of the minute measurement region 15a on the sample 15 is minimized, and the laser beam is collected from that position. When the optical optical system 22 moves so as to approach the sample 15, the area of the micro measurement region 15a in the sample 15 increases.

この構成の場合、試料１５はｚ軸方向に移動させる必要がないため、上記実施例とは異なり、レーザ照射径を変える際にレーザ集光光学系２２以外の要素（例えば観察用光学系２４など）には配慮する必要がない。そのため、構成は簡単になる。レーザ集光光学系２２は、単レンズであってもよいし、組み合わせレンズやミラーを用いてもよい。なお、図７ではレーザ集光光学系２２への入射レーザ光を平行光束として描いているが、必ずしも平行光束である必要はない。   In the case of this configuration, the sample 15 does not need to be moved in the z-axis direction. Therefore, unlike the above embodiment, when the laser irradiation diameter is changed, elements other than the laser focusing optical system 22 (for example, the observation optical system 24) ) Need not be considered. Therefore, the configuration is simple. The laser focusing optical system 22 may be a single lens or a combination lens or mirror. In FIG. 7, the incident laser light to the laser condensing optical system 22 is drawn as a parallel light beam, but it is not necessarily a parallel light beam.

［第３実施例］
レーザ光は理論上、大きな開口数で集光させるほど小さな集光径となることが知られている。具体的には、ガウシアン・ビーム理論によれば、レーザ光の集光に関して、開口数（ＮＡ）と集光径（２ｗ0）との関係は次の式になる。
ｗ0＝λ／（π・ｓｉｎ-1ＮＡ）
一例としてレーザ光の波長（λ）が３５５ｎｍであるときの開口数と集光径との関係を計算した結果を図８に挙げる。したがって、レーザ集光についての開口数を大きくするように変えることにより試料上でのレーザ集光径を小さくするように変えることができる。 [Third embodiment]
Theoretically, laser light is known to have a smaller condensing diameter as it is condensed with a large numerical aperture. Specifically, according to the Gaussian beam theory, the relationship between the numerical aperture (NA) and the condensing diameter (2w 0 ) is as follows regarding the condensing of the laser light.
w 0 = λ / (π · sin −1 NA)
As an example, FIG. 8 shows the result of calculating the relationship between the numerical aperture and the focused diameter when the wavelength (λ) of the laser beam is 355 nm. Therefore, the laser condensing diameter on the sample can be reduced by changing the numerical aperture for laser condensing to be large.

レーザ集光に関する開口数を変えるために様々な構成が考え得る。例えば図９は、レーザ照射部２０とレーザ集光光学系２２との間に、開口部５１の径が可変（又は切替え可能）であるアパーチャ部材５０を挿入したものである。また図１０は、レーザ集光光学系２２と試料１５との間に、同様の構成のアパーチャ部材５０を挿入したものである。このアパーチャ部材５０の開口部５１の径（つまり面積）は中央制御部３０により制御可能であり、図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように開口部５１を小さくした場合には試料１５上でのレーザ照射径（微小測定領域１５の面積）は大きくなり、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示すように開口部５１を大きくした場合には試料１５上でのレーザ照射径は小さくなる。   Various configurations are possible to change the numerical aperture for laser focusing. For example, in FIG. 9, an aperture member 50 in which the diameter of the opening 51 is variable (or switchable) is inserted between the laser irradiation unit 20 and the laser focusing optical system 22. In FIG. 10, an aperture member 50 having the same configuration is inserted between the laser focusing optical system 22 and the sample 15. The diameter (that is, the area) of the opening 51 of the aperture member 50 can be controlled by the central control unit 30. When the opening 51 is made small as shown in FIGS. The laser irradiation diameter on the surface 15 (area of the minute measurement region 15) is increased, and when the opening 51 is enlarged as shown in FIGS. 9B and 10B, the laser irradiation on the sample 15 is performed. The diameter becomes smaller.

［第３実施例の変形例］
図１１は、アパーチャ部材の代わりにレーザ照射部２０とレーザ集光光学系２２との間にズームレンズ５２を挿入したものである。このズームレンズ５２は倍率可変のビームエクスパンダーであり、これによりレーザ光２１の光束を拡大すれば試料１５上でのレーザ照射径はより小さくなる。 [Modification of Third Embodiment]
In FIG. 11, a zoom lens 52 is inserted between the laser irradiation unit 20 and the laser focusing optical system 22 instead of the aperture member. The zoom lens 52 is a beam expander with a variable magnification. If the light beam of the laser light 21 is expanded by this, the laser irradiation diameter on the sample 15 becomes smaller.

図１２は、アパーチャ部材５０をレーザ照射部２０とレーザ集光光学系２２との間でレーザ照射部２０の直近に設けたものである。この構成による光学系は、アパーチャ部材５０の開口部５１を光源とする縮小結像型の光学系として機能する。即ち、試料１５とレーザ集光光学系２２との間の距離Ｄ１と、レーザ集光光学系２２とアパーチャ部材５０との間の距離Ｄ２との比率を縮小率とする縮小結像系であるから、レーザ照射径を小さくするためには、距離Ｄ２を距離Ｄ１よりも大きくする必要があり、これを実現するためにアパーチャ部材５０をレーザ照射部２０の直近に配置してある。   In FIG. 12, the aperture member 50 is provided in the immediate vicinity of the laser irradiation unit 20 between the laser irradiation unit 20 and the laser focusing optical system 22. The optical system having this configuration functions as a reduction imaging type optical system using the opening 51 of the aperture member 50 as a light source. That is, the reduction imaging system uses a reduction ratio of a ratio between the distance D1 between the sample 15 and the laser focusing optical system 22 and the distance D2 between the laser focusing optical system 22 and the aperture member 50. In order to reduce the laser irradiation diameter, it is necessary to make the distance D2 larger than the distance D1, and the aperture member 50 is disposed in the immediate vicinity of the laser irradiation unit 20 in order to realize this.

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、アパーチャ部材５０の開口部５１を大きな状態から小さくしてゆくと、図９に示した構成と同様の原理によって、試料１５上でのレーザ照射径は大きくなる。しかしながら、開口部５１が或る程度小さくなった状態からさらに開口部５１を小さくすると、アパーチャ部材５０の開口部５１は微小な光源として振る舞うようになり、その縮小光学系として機能する。そのため、図１２（ｃ）に示すように、開口部５１を小さくするほどレーザ光照射径は小さくなる。   As shown in FIGS. 12A and 12B, when the opening 51 of the aperture member 50 is reduced from a large state, laser irradiation on the sample 15 is performed according to the same principle as the configuration shown in FIG. The diameter increases. However, if the opening 51 is further reduced from a state in which the opening 51 is reduced to some extent, the opening 51 of the aperture member 50 behaves as a minute light source and functions as a reduction optical system. For this reason, as shown in FIG. 12C, the laser beam irradiation diameter becomes smaller as the opening 51 is made smaller.

一例として、ガウシアン・ビームの理論に従い、レーザ光の波長を３５５ｎｍ、レーザ集光光学系２２の焦点距離を１００ｍｍ、レーザ照射部２０とレーザ集光光学系２２との間の距離を１０００ｍｍとし、レーザ照射部２０の出射部にアパーチャ部材５０を置くことにより、その開口部５１にビームウエストが位置するとしたときのアパーチャ開口径とレーザ照射径との関係を計算した結果を図１３に示す。図中のＰの領域を用いるのが図１２の構成の光学系であり、それよりも右方の領域を用いるのが図９の構成の光学系である。   As an example, in accordance with the theory of Gaussian beam, the wavelength of the laser beam is 355 nm, the focal length of the laser focusing optical system 22 is 100 mm, and the distance between the laser irradiation unit 20 and the laser focusing optical system 22 is 1000 mm. FIG. 13 shows the result of calculating the relationship between the aperture opening diameter and the laser irradiation diameter when the beam waist is positioned at the opening 51 by placing the aperture member 50 at the emitting portion of the irradiation section 20. The optical system having the configuration shown in FIG. 12 uses the region P in the drawing, and the optical system having the configuration shown in FIG. 9 uses the region on the right side of the region.

図１４は、レーザ照射部２０とレーザ集光光学系２２との間に、集光レンズ５６とピンホール５７とから成るスペイシャルフィルタ５５を挿入したものである。この構成では、ピンホール５７の孔径を変えることにより試料１５上のレーザ照射径を変えることができる。この場合も、ピンホール５７の孔を光源をみなした縮小結像系として機能することは上記例と同様である。   In FIG. 14, a spatial filter 55 including a condenser lens 56 and a pinhole 57 is inserted between the laser irradiation unit 20 and the laser condensing optical system 22. In this configuration, the laser irradiation diameter on the sample 15 can be changed by changing the hole diameter of the pinhole 57. Also in this case, the hole of the pinhole 57 functions as a reduced image forming system considering the light source as in the above example.

上記第３実施例及びその変形例はいずれも、伝播するレーザ光の断面積を変化させることにより理論的なレーザ集光径を変化させるものである。これらについての上記説明はいずれもガウシアン・ビーム理論に則っているが、定性的には、例えばマルチモード発振のガスレーザなど、ガウシアン・ビームではないものについても同様の構成を利用することができる。   In the third embodiment and its modifications, the theoretical laser focusing diameter is changed by changing the cross-sectional area of the propagating laser beam. All of the above explanations are based on the Gaussian beam theory, but qualitatively, the same configuration can be used for a non-Gaussian beam such as a multimode oscillation gas laser.

第３実施例及びその変形例の構成の大きな利点は、図１１を除き、既存の装置にアパーチャ部材５０と、それの切替え制御回路を追加すればよいだけであるので、簡単で安価に実現できることである。また、ズームレンズ５２を用いた場合には、アパーチャ部材５０よりは高価になるが、レーザパワーの損失がなく、しかもレーザ光伝播経路のいずれかにズームレンズ５２を挿入すればよいので、装置を設計する上でレイアウトの自由度が大きい。また、第３実施例の構成では、第２実施例と同様に、レーザ照射径の変更に伴う観察用光学系２４など別の要素の移動も不要であるという利点がある。   The great advantage of the configuration of the third embodiment and its modification is that it is only necessary to add the aperture member 50 and its switching control circuit to the existing apparatus except for FIG. It is. Further, when the zoom lens 52 is used, it is more expensive than the aperture member 50, but there is no loss of laser power, and it is only necessary to insert the zoom lens 52 in one of the laser light propagation paths. The degree of freedom in layout is great when designing. Further, the configuration of the third embodiment has an advantage that, as in the second embodiment, it is not necessary to move other elements such as the observation optical system 24 in accordance with the change of the laser irradiation diameter.

前述のように上記第１実施例の構成では、レーザ照射部２０から出射するレーザ光２１の強度（レーザパワー）は照射制御部３５の制御の下に調整可能である。そこで、質量分析に際して、レーザ出射光は分析に適当なレーザ光強度に調整される。一般に、適切なイオン化を行うためにはレーザ光強度について適切な範囲があり、その下限は主としてイオン化の閾値で決まり、上限は装置構成等に依存する様々な制約で決まる。具体的には、試料への損傷の程度、過度なイオン量が入射してくることによる質量分析器の性能劣化、検出器のレンジオーバーなどが制約条件である。   As described above, in the configuration of the first embodiment, the intensity (laser power) of the laser beam 21 emitted from the laser irradiation unit 20 can be adjusted under the control of the irradiation control unit 35. Therefore, in mass spectrometry, the laser emission light is adjusted to a laser light intensity suitable for analysis. In general, in order to perform appropriate ionization, there is an appropriate range of laser light intensity, the lower limit is mainly determined by the ionization threshold, and the upper limit is determined by various constraints depending on the apparatus configuration and the like. Specifically, the degree of damage to the sample, the performance degradation of the mass analyzer due to an excessive amount of ions entering, the range over of the detector, etc. are the limiting conditions.

上述のように試料１５上でのレーザ照射面積が大きな状態でレーザ光強度を適切に調整してあるとき、レーザ照射面積を小さくしてゆくと試料１５上でのレーザ光束密度は上がる（但し、第３実施例においてアパーチャ部材を用いる場合を除く）。例えばレーザ照射径を１／１０にすればレーザ光束密度は１００倍になる。そのため、レーザ照射部２０からの出射レーザ光強度を調整しないと、試料１５に当たる時点でのレーザ光強度が上記のような適切な範囲を逸脱する可能性が高い。そこで、中央制御部３０はレーザ光の照射面積を調整する際には、それに連動してレーザ光強度を調整するように照射制御部３５を制御することが好ましい。なお、レーザ光強度の調整は様々な方法により実現できるが、例えば無段階アッテネータなどを用いるとよい。   As described above, when the laser beam intensity is appropriately adjusted in a state where the laser irradiation area on the sample 15 is large, the laser beam density on the sample 15 increases as the laser irradiation area decreases (however, (Except when an aperture member is used in the third embodiment). For example, if the laser irradiation diameter is reduced to 1/10, the laser beam density is increased 100 times. For this reason, unless the intensity of the emitted laser beam from the laser irradiation unit 20 is adjusted, the laser beam intensity at the time of hitting the sample 15 is likely to deviate from the appropriate range as described above. Therefore, when the central control unit 30 adjusts the irradiation area of the laser beam, it is preferable to control the irradiation control unit 35 so as to adjust the laser beam intensity in conjunction therewith. The adjustment of the laser light intensity can be realized by various methods. For example, a stepless attenuator may be used.

なお、上記実施例は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。   The above-described embodiment is an example of the present invention, and it is a matter of course that changes, modifications, and additions within the scope of the present invention are included in the scope of the claims of the present application.

本発明の第１実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳの全体構成図。The whole LDI / MALDI-MS block diagram by 1st Example of this invention. 第１実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。The schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by a 1st example to a sample. 分析個所の絞り込みを行う場合の分析方法の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the analysis method in the case of narrowing down an analysis part. 目的物質の概略的な分布を調べたい場合の分析方法の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the analysis method when it wants to investigate rough distribution of the target substance. 顕微観察の倍率を切り替える場合の分析方法の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the analysis method in the case of switching the magnification of microscopic observation. 特に高感度での検出が必要な場合の分析方法の一例の説明図。Explanatory drawing of an example of the analysis method in case detection with especially high sensitivity is required. 第２実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。Schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by a 2nd Example to a sample. レーザ光の波長が３５５ｎｍであるときの開口数と集光径との関係を計算した結果を示す図。The figure which shows the result of having calculated the relationship between a numerical aperture and a condensing diameter when the wavelength of a laser beam is 355 nm. 第３実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。Schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by a 3rd Example to a sample. 第３実施例によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。Schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by a 3rd Example to a sample. 第３実施例の変形によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。The schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by the deformation | transformation of 3rd Example to a sample. 第３実施例の変形によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。The schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by the deformation | transformation of 3rd Example to a sample. レーザ照射部の出射部にビームウエストが位置するとしたときのアパーチャ開口径とレーザ照射径との関係を計算した結果を示す図。The figure which shows the result of having calculated the relationship between an aperture opening diameter when a beam waist is located in the emission part of a laser irradiation part, and a laser irradiation diameter. 第３実施例の変形によるＬＤＩ／ＭＡＬＤＩ−ＭＳのレーザ照射部から試料までの光路の概略図。The schematic of the optical path from the laser irradiation part of LDI / MALDI-MS by the deformation | transformation of 3rd Example to a sample.

符号の説明Explanation of symbols

１０…真空チャンバ
１１…照射用窓
１２…観察用窓
１３…試料ステージ
１３ａ…第１駆動機構
１３ｂ…第２駆動機構
１４…試料プレート
１５…試料
１５ａ、１５１、１５１ａ、１５２、１５２ａ…微小測定領域
１６…イオン輸送光学系
１７…質量分析器
１８…検出器
２０…レーザ照射部
２１…レーザ光
２２…レーザ集光光学系
２３…ＣＣＤカメラ
２４…観察用光学系
３０…中央制御部
３１…照射径制御部
３２…走査制御部
３３…ｙ軸駆動部
３４…ｚ軸駆動部
３５…照射制御部
３６…質量分析データ処理部
３７…画像処理部
３８…操作部
３９…表示部
５０…アパーチャ部材
５１…開口部
５２…ズームレンズ
５５…スペイシャルフィルタ
５６…集光レンズ
５７…ピンホール

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vacuum chamber 11 ... Irradiation window 12 ... Observation window 13 ... Sample stage 13a ... 1st drive mechanism 13b ... 2nd drive mechanism 14 ... Sample plate 15 ... Sample 15a, 151, 151a, 152, 152a ... Minute measurement area DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Ion transport optical system 17 ... Mass analyzer 18 ... Detector 20 ... Laser irradiation part 21 ... Laser beam 22 ... Laser condensing optical system 23 ... CCD camera 24 ... Observation optical system 30 ... Central control part 31 ... Irradiation diameter Control unit 32 ... Scanning control unit 33 ... y-axis drive unit 34 ... z-axis drive unit 35 ... irradiation control unit 36 ... mass analysis data processing unit 37 ... image processing unit 38 ... operation unit 39 ... display unit 50 ... aperture member 51 ... Opening 52 ... Zoom lens 55 ... Spatial filter 56 ... Condensing lens 57 ... Pinhole

Claims (7)

a)試料に含まれる成分をイオン化するために該試料にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
b)前記レーザ照射手段による前記試料上のレーザ照射位置を１次元的又は２次元的に走査するための走査手段と、
c)前記試料上のレーザ照射面積を変化させる照射範囲調整手段と、
d)前記レーザ照射により試料から発生したイオンを質量分離して検出する質量分析手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。 a) laser irradiation means for irradiating the sample with laser light in order to ionize components contained in the sample;
b) scanning means for scanning one-dimensionally or two-dimensionally the laser irradiation position on the sample by the laser irradiation means;
c) irradiation range adjusting means for changing the laser irradiation area on the sample;
d) mass spectrometry means for mass-separating and detecting ions generated from the sample by the laser irradiation;
A mass spectrometer comprising: 前記照射範囲調整手段は、前記レーザ照射手段に対する前記試料の位置を変化させることで照射面積を変化させることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 1, wherein the irradiation range adjusting unit changes an irradiation area by changing a position of the sample with respect to the laser irradiation unit. 前記レーザ照射手段は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を収束する収束手段、と含み、前記照射範囲調整手段は、前記試料に対する前記収束手段の位置を変化させることで照射面積を変化させることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。   The laser irradiation means includes a laser light source that emits laser light and a convergence means that converges the laser light, and the irradiation range adjustment means changes an irradiation area by changing a position of the convergence means with respect to the sample. The mass spectrometer according to claim 1, wherein: 前記照射範囲調整手段はレーザ光の一部を遮蔽する遮蔽手段であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 1, wherein the irradiation range adjusting means is a shielding means for shielding a part of the laser beam. 前記レーザ照射手段は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を収束する収束手段、と含み、前記照射範囲調整手段は、前記レーザ光源と前記収束手段との間の空間に介挿された、レーザ光の断面積を変化させる光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。   The laser irradiation means includes a laser light source that emits laser light and a convergence means that converges the laser light, and the irradiation range adjustment means is inserted in a space between the laser light source and the convergence means The mass spectrometer according to claim 1, wherein the mass spectrometer is an optical element that changes a cross-sectional area of the laser beam. 前記試料に照射されるレーザ光の強度を変化させる強度調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 5, further comprising intensity adjusting means for changing the intensity of laser light applied to the sample. 前記走査手段は走査ステップを任意又は複数に設定可能であり、その走査ステップに応じてレーザ光の照射面積を変化させるべく前記照射範囲調整手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の質量分析装置。

The scanning means can set arbitrary or a plurality of scanning steps, and includes a control means for controlling the irradiation range adjusting means so as to change the irradiation area of the laser beam in accordance with the scanning steps. The mass spectrometer in any one of 1-6.

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