JP2020202102A - 質量分析装置及び質量較正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】質量較正用サンプルの調製の手間と時間を軽減する。【解決手段】本発明の一態様による質量分析装置は、試料にレーザ光を照射するレーザ照射部（３１，３２，３３）を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンをm/zに応じて分離して検出する分析部（４１，４２）と、を具備し、イオン源で生成されたイオンを分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であり、イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲット（２３）と、ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを分析部で分析することで得られた結果に基づいて、質量較正情報を求める質量較正情報取得部（５１）と、質量較正情報を利用して、目的試料を質量分析するときに質量較正を行う質量較正部（５３）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は質量分析装置及び質量較正方法に関し、さらに詳しくは、マトリクス支援レーザ脱離イオン化（Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization＝ＭＡＬＤＩ）法などのレーザ光を用いたイオン化法によるイオン源を搭載した質量分析装置及び該質量分析装置における質量較正方法に関する。

質量分析装置では、様々な要因によって、或る化合物について実測により求まった質量と理論的な質量との差異、つまり質量ずれが発生する。例えば、ＭＡＬＤＩイオン源を搭載したイオントラップ型質量分析装置（以下「ＭＡＬＤＩ−ＩＴＭＳ」と称す）では、共鳴励起排出によりイオントラップイオンからイオンを吐き出す際にイオントラップに印加される電圧の変動、温度変化に伴うイオントラップの大きさや位置の変化、などが質量ずれの要因である。こうした質量ずれを補正するために、一般的には、理論質量が既知である物質を実測した結果を利用した質量較正が実施されている。

ＭＡＬＤＩ−ＩＴＭＳにおいて、或いは、ＭＡＬＤＩイオン源を搭載したイオントラップ飛行時間型質量分析装置（「ＭＡＬＤＩ−ＩＴ−ＴＯＦＭＳ」と称す）において、ペプチドの解析を行う際には、数種類の既知のペプチドを混合したペプチド混合物にマトリクスを混ぜて調製されたサンプルが質量較正に用いられる。マトリクスとしては、ＣＨＣＡ（α-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸）などが用いられる。また、ＭＡＬＤＩ法ではポリマーをイオン化することも可能であり、ポリマーにジスラノールやＴＰＢ（1.1.4.4-テトラフェニル-1.3-ブタジエン）などのマトリクスを混ぜて調製したサンプルを質量較正に利用することも行われている（非特許文献１参照）。

特開２０１６−２６３０２号公報

佐藤浩昭、「ソフトレーザー脱離イオン化質量分析法によるポリマーの化学構造解析」、分析化学、57巻、3号、2008年、pp.147-155

しかしながら、いずれにしても質量較正を実行する際には、質量較正用物質にマトリクスを混ぜて質量較正用のサンプルを調製する必要があり、手間と時間が掛かる。また、質量較正用のサンプルはサンプルプレート上のウェルに形成されるため、その分だけ、解析対象である目的サンプルを形成することができるウェルの数が少なくなり、測定のスループットを低下させる一因となる。また、質量較正作業以外に、装置の動作確認のための測定を行う際にも、同様にサンプルを調製する作業が必要になる。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、質量較正や装置の動作確認の際に面倒なサンプル調製の作業を省くことができ、またサンプルプレート上のウェルを使用することも回避することができる質量分析装置及び質量較正方法を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る質量分析装置は、試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果に基づいて、質量較正情報を求める質量較正情報取得部と、
前記質量較正情報を利用して、目的試料を質量分析するときに質量較正を行う質量較正部と、
を備えるものである。

また本発明の第２の態様に係る質量分析装置は、試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果を表示部の画面上に表示する表示処理部と、
を備えるものである。

また本発明の第１の態様に係る質量較正方法は、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた質量分析装置における質量較正方法であって、
レーザ光の照射によりイオン化され得る既知の物質から成るターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンについての質量分析を実行する分析工程と、
前記分析工程により得られる分析結果と前記既知の物質の精密な質量とに基づいて、目的試料に対し質量分析を行った分析結果について質量較正を行う質量較正工程と、
を有するものである。

第１、第２の態様に係る質量分析装置における「レーザ脱離イオン化法」は、ＬＤＩ（Laser Desorption/Ionization）法のほか、ＭＡＬＤＩ法、ＤＩＯＳ（Desorption/Ionization on silicon）法、ＳＡＬＤＩ（Surface Assisted Laser Desorption/Ionization）法などを含む。

また、上記「レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲット」とは、固形物であり、その固形物を構成する物質自体がレーザ光を受けてイオン化される性質を有するものである。このターゲットは、典型的には、ポリカーボネート等のポリマーから成る固形物である。

本発明の第１の態様の質量分析装置及び質量較正方法によれば、例えば標準試料とＭＡＬＤＩ用マトリクスとを混合してサンプルを調製する等の、質量較正用サンプルを調製する作業を行うことなく、用意されているターゲットに対する質量分析を実行することにより質量較正のための情報を取得することができる。また本発明の第２の態様の質量分析装置によれば、上記質量較正用サンプルを調製する作業を行うことなく、用意されているターゲットに対する質量分析を実行してその結果から、装置の動作確認を行うことができる。したがって、サンプル調製の手間と時間を節約することができる。

また本発明の第１及び第２の態様の質量分析装置並びに第１の態様の質量較正方法によれば、ターゲットは、適度に収束されたイオン化のためのレーザ光が照射され、且つそのレーザ光の照射により生成されたイオンが質量分析に供される位置でありさえすれば、サンプルプレート上やサンプルプレートのウェル内にターゲットが設けられている必要はない。そのため、質量較正のためのデータを得たり装置の動作確認を行ったりする際に、サンプルプレートのウェルを使用した分析を行うことを回避することができ、該ウェルを目的試料の分析に有効に利用することができる。

本発明の一実施形態である質量分析装置の要部の構成図。 本実施形態の質量分析装置においてサンプルプレートを交換する際の状態を示す概略構成図。 本実施形態の質量分析装置において質量較正用データを取得する際の状態を示す概略構成図。 本発明の別の実施形態である質量分析装置の要部の構成図。 ポリカーボネートをＬＤＩ法によりイオン化して得られるマススペクトルの一例を示す図。

以下、本発明の一実施形態である質量分析装置について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の質量分析装置の要部の構成図である。図２は、本実施形態の質量分析装置においてサンプルプレートを交換する際の状態を示す概略構成図である。図３は、本実施形態の質量分析装置において質量較正用データを取得する際の状態を示す概略構成図である。
この質量分析装置は、ＭＡＬＤＩ化により試料中の成分をイオン化させて質量分析を行う質量分析装置であるが、ＭＡＬＤＩ法ではなく、ＬＤＩ法、ＤＩＯＳ法、ＳＡＬＤＩ法などを利用したイオン化を行うものであってもよい。

本実施形態の質量分析装置において、チャンバ１０の内部は区画壁１１により区切られ、イオン化室１３と分析室１４とが形成されている。なお、分析室１４の内部はさらに細かく区切られていてもよい。区画壁１１には略円形状の内部開口１２が形成され、この内部開口１２を通してイオン化室１３と分析室１４とは連通している。イオン化室１３を形成するチャンバ１０の壁面には、ドア１６により開閉自在である外部開口１５が形成されている。このドア１６が閉鎖された状態では、イオン化室１３内は内部開口１２を除いてほぼ密閉される。

イオン化室１３及び分析室１４は、それぞれ図示しない真空ポンプにより真空排気され、それぞれ所定の真空度の真空雰囲気に保たれる。なお、分析室１４内がさらに細かく区間される場合には、その区切られた各室毎に真空排気する構成とすることができる。

イオン化室１３の内部には、その上面にサンプルプレート２１を載置可能である試料ステージ２０が配置されている。試料ステージ２０はモータ等を含むステージ駆動部２４により、互いに直交する３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）に沿って所定の範囲で移動自在である。サンプルプレート２１は略平板状の部材であり、該サンプルプレート２１上に設けられたウェル（通常は複数）内にサンプル２２が形成される。サンプル２２は、分析対象である成分を含む試料と適宜のマトリクスとが混合され調製されたものである。また、試料ステージ２０上の所定の位置には、質量較正用のターゲット２３が取り付けられている。このターゲット２３については後で詳しく述べる。

イオン化室１３の内部において、内部開口１２に対向する位置にはゲートバルブ２５が配置されている。ゲートバルブ２５は、モータ等を含むゲートバルブ駆動部２６によりＺ軸方向（上下方向）に伸縮自在であるシャフト２５２と、シャフト２５２の上端に取り付けられたバルブ本体部２５１と、を備える。バルブ本体部２５１は略円盤形状であり、図２に示すように、シャフト２５２が最大限伸張した状態において、バルブ本体部２５１の上面周縁部は区画壁１１に接触し内部開口１２を閉塞する。

一方、分析室１４の内部には、イオン化室１３内で生成された試料由来のイオンを電場等の作用により輸送するイオン輸送光学系４０、輸送されたイオンを質量電荷比m/zに応じて分離する質量分離部４１、及び、分離されたイオンを検出する検出部４２、が配置されている。

質量分離部４１は例えば、イオンを一旦保持したあと質量電荷比に応じて選択的にイオンを排出するイオントラップ、イオンを保持するイオントラップとイオントラップから吐き出された各種イオンを飛行時間に応じて分離する飛行時間型質量分離器との組合せ、或いは、質量電荷比に応じてイオンを選択的に通過させる四重極マスフィルタ、などのいずれかを用いることができる。また、質量分離部４１は、トリプル四重極マスフィルタや四重極−飛行時間型質量分離器などの、ＭＳ／ＭＳ分析が可能なタンデム型の構成でもよい。

内部開口１２の直上のチャンバ１０の壁面には光が透過可能である窓３０が設けられ、この窓３０の外側には、ミラー３３、レンズ３２、及びレーザ照射部３１が配置されている。これらは、図１中に一点鎖線で示すように、窓３０を通してイオン化室１３内にレーザ光を照射するためのものである。さらに、チャンバ１０の外方には、窓３０を通してチャンバ１０内部を観察するための撮像部３４が配置されている。

検出部４２で得られる検出信号（イオン強度信号）が入力されるデータ処理部５０は、機能ブロックとして、質量較正データ作成部５１、質量較正データ記憶部５２、質量較正処理部５３、及び、表示処理部５４を含む。データ処理部５０に接続されている表示部５５は、マススペクトルなどの分析結果を表示するものである。制御部６０は、ステージ駆動部２４、ゲートバルブ駆動部２６、及びデータ処理部５０等を制御するものである。

なお、通常、データ処理部５０及び制御部６０は、ＣＰＵ。ＲＡＭ等を含むコンピュータにより構成され、予め搭載されたデータ処理・制御用のプログラムをコンピュータが実行することにより、各部の機能が具現化されるものとすることができる。

次に、本実施形態の質量分析装置における分析動作について説明する。
サンプルプレート２１を試料ステージ２０上に装着する際やサンプルプレート２１を交換する際に、制御部６０の制御の下でステージ駆動部２４は、試料ステージ２０を内部開口１２に対向する位置から退避させるようにＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に移動させる。このときの試料ステージ２０の退避位置は、ゲートバルブ２５のバルブ本体部２５１の伸張に障害とならない位置であればよい。

そのあと、ゲートバルブ駆動部２６はゲートバルブ２５のシャフト２５２を伸張させ、図２に示すように、バルブ本体部２５１によって内部開口１２を閉塞する。これにより、イオン化室１３の内部と分析室１４の内部とは分離される。

この状態で、図２に示すように、ドア１６が開かれて外部開口１５が開放され、イオン化室１３の内部は大気圧雰囲気になる。外部開口１５を通して試料ステージ２０はチャンバ１０の外側にまで移動され、その状態でサンプルプレート２１の装着や交換などが作業者の手により行われる。このとき、内部開口１２はゲートバルブ２５（バルブ本体部２５１）により閉塞されているため、分析室１４の内部の真空状態は維持される。通常、分析室１４の内部空間の容積はイオン化室１３の内部空間の容積に比べて格段に大きい。そのため、分析室１４内が大気圧になると真空状態にまで戻すのに時間が掛かる。それに対し、この質量分析装置では、イオン化室１３内のみを大気圧にした状態でサンプルプレート２１の交換等を行うことができるので、分析室１４内を真空状態にまで戻す時間は不要である。

その後、ステージ駆動部２４により試料ステージ２０がイオン化室１３内部に収容されるように移動されると、ドア１６が閉じられ外部開口１５は閉塞される。そして、イオン化室１３内が密閉された状態で、該イオン化室１３内は真空排気されて再度真空状態にされる。上述したように、イオン化室１３内を真空状態に戻すのに必要な時間は短くて済む。そして、イオン化室１３内が真空状態に戻ると、ステージ駆動部２４及びゲートバルブ駆動部２６により、図１に示す位置まで、ゲートバルブ２５及び試料ステージ２０がそれぞれが移動される。

このとき、サンプルプレート２１は、Ｘ−Ｙ面内において内部開口１２と対向する位置で、且つＺ軸方向に所定の高さの位置に配置されており、この位置が測定位置である。この状態で、制御部６０からの指示に応じて、レーザ照射部３１は紫外領域のレーザ光をパルス的に出射する。このレーザ光はレンズ３２により集光され、さらにミラー３３によって反射され、窓３０を透過してチャンバ１０内に入射する。そして、収束されたレーザ光がサンプルプレート２１上のサンプル２２に照射される。

レーザ光の照射を受けて、サンプル２２中の成分はイオン化室１３内でイオン化され、生成されたイオンは内部開口１２を介して分析室１４内に導入される。そして、サンプル由来のイオンは、分析室１４内においてイオン輸送光学系４０により誘引されて質量分離部４１に導入され、質量電荷比に応じて分離されて検出部４２により順次検出される。質量分離部４１がイオントラップである場合、サンプル由来の各種イオンは一旦イオントラップに捕捉され、そのあと、イオントラップの共鳴励起排出によって、質量電荷比に応じてイオントラップから順次排出される。イオントラップから排出されたイオンは検出部４２に入射し検出され、入射したイオンの量に応じた検出データが生成される。

データ処理部５０は、検出部４２から得られた検出データに基づいてマススペクトルを作成する。上記共鳴励起排出の際にイオントラップに印加される電圧とイオントラップから排出されるイオンの質量電荷比との関係は計算により求めることができるものの、実際には、イオントラップ等の機械的な誤差、電圧のばらつき等の各種の要因により、質量ずれが生じる。そこで一般的には、精密な質量が既知である物質を実際に質量分析した結果により得られる質量較正データを用いた質量較正が実施される。

本実施形態の質量分析装置において、質量較正のための質量較正データは次のように取得される。

質量較正データを取得する際には、図３に示すように、ドア１６により外部開口１５が閉鎖され、イオン化室１３内及び分析室１４内が共に真空状態に保たれている状態で、ステージ駆動部２４は試料ステージ２０上のターゲット２３が測定位置に来るように該試料ステージ２０を移動させる。ここでは、ターゲット２３は所定のサイズのポリカーボネート単体から成る固形物である。ポリカーボネートは、レーザ光の照射により直接的に（つまりマトリクスなどのイオン化補助剤の助け無しに）イオン化がなされるポリマーの一つである。

図５は、ポリカーボネートをＬＤＩ法によりイオン化して得られるマススペクトルの一例である。ポリカーボネート等のポリマーはモノマーが多数重合したものであるため、マススペクトルには、モノマーに対応する所定の質量電荷比間隔の多数のピークが規則正しく現れる。これら各ピークの精密な質量電荷比は既知であるから、各ピークの精密な質量電荷比と実測による質量電荷比との差に基づいて質量較正データを求めることができる。

本実施形態の質量分析装置では、上述したサンプル２２に対する質量分析の際と同様に、レーザ照射部３１から出射した紫外領域のレーザ光をレンズ３２、ミラー３３、窓３０を介してターゲット２３に照射する。なお、照射するレーザ光のパワーはサンプル２２の質量分析と同じとは限らず、適宜に調整するとよい。レーザ光の照射を受けてターゲット２３からはポリカーボネート由来のイオンが発生し、該イオンがイオン輸送光学系４０により誘引されて質量分離部４１に導入され、質量電荷比に応じて分離されて検出部４２で検出される。

これにより、データ処理部５０では図５に示したようなマススペクトルが得られる。質量較正データ作成部５１は、得られたマススペクトルに現れている各ピークの実測の質量電荷比と各ピークに対応する精密な質量電荷比との差を求める。そして、この質量差の情報から、質量較正データとして、実測質量電荷比と質量補正量との関係を示す較正式又は較正テーブルを作成し、これを質量較正データ記憶部５２に保存する。

上述したように、未知の試料を含むサンプル２２を質量分析することでマススペクトルが得られた場合、質量較正処理部５３は、質量較正データ記憶部５２に保存されている質量較正データを利用して、マススペクトルの質量電荷比軸を較正する。それにより、質量精度が高いマススペクトルを得ることができる。表示処理部５４はこうして質量較正されたマススペクトルを表示部５５に表示させる。

ターゲット２３は一般に入手容易な固形物であり、質量較正用試料とマトリクスとを混合して質量較正用サンプルを調製するといった、作業者が通常行う面倒な作業は不要である。そのため、質量較正用サンプルを調製する手間や時間、さらには質量較正用試料を用意する手間やコストを軽減することができる。また、サンプルプレートのウェル内に質量較正用サンプルを形成する必要はないため、質量較正のためにサンプルプレートのウェルを使用することを避けることができる。

なお、ここで使用しているレーザ光は紫外領域の光であって、通常、肉眼では見えないが、ポリカーボネートは紫外領域の光を受けた部分が青色に発光するという性質を有する。そのため、レーザ光の照射時に撮像部３４によりターゲット２３の表面をモニタすることで、レーザ光がターゲット２３に確実に照射されているか否かを確認することができる。また、併せて、レーザ光の照射位置が適切であるか否かの確認も行うことができる。

上記実施形態の質量分析装置では、ターゲット２３としてポリカーボネートの固形物を用いていたが、レーザ光の照射によりイオンを発生する、つまりはＬＤＩ法によるイオン化が可能である物質から成る固形物であれば、他の物質を用いることもできる。例えば、ポリカーボネート以外のＬＤＩ法によるイオン化が可能な各種のポリマー、或いは、カーボンシートやフラーレンなどを用いることもできる。

ターゲット２３として利用可能な物質の最低条件は、ＬＤＩ法によるイオン化が可能であることであるが、質量較正に利用することを考えると、二以上の異なる質量電荷比においてピークが観測可能であることが望ましい。また、その複数のピークの質量電荷比は、目的とする（つまりは分析対象である）質量電荷比範囲に対して片寄ったものでないことが好ましい。さらにまた、ポリマーでは所定の質量電荷比間隔で以て多数のピークが観測されるが、その質量電荷比間隔が狭すぎると、質量較正前の装置の質量ずれの許容値が小さくなる。何故なら、質量較正前の装置の質量ずれ量がピークの質量電荷比間隔を超えるほど大きいと、適切な質量較正が行えないからである。したがって、量較正前の装置の質量ずれ量を考慮して、ターゲットとして適切な物質を選択するとよい。

上記実施形態の質量分析装置では、試料ステージ２０の上にターゲット２３を取り付けていたが、サンプルプレート２１の上にターゲット２３を取り付けてもよい。その場合でも、サンプルプレート２１上でサンプルが形成されるウェルとは別の位置にターゲット２３を取り付けることで、ウェルの使用を避けることができる。

次に、別の実施形態による質量分析装置について、図４を参照して説明する。図４において、上記実施形態の質量分析装置と同じ構成要素には同じ符号を付しており、詳しい説明を省略する。この別の実施形態による質量分析装置では、試料ステージ２０上ではなく、ゲートバルブ２５のバルブ本体部２５１の上面にターゲット２５３を取り付けている。ターゲット２５３は、上記実施形態におけるターゲット２３と同じものを用いることができる。

この実施形態による質量分析装置において、質量較正データを取得する際には、試料ステージ２０が内部開口１２と対向する位置から退避された状態で、ゲートバルブ駆動部２６はシャフト２５２を所定長さだけ伸張させ、バルブ本体部２５１を内部開口１２から所定距離だけ離れた補助測定位置に配置する。そして、その状態において、レーザ照射部３１からパルス的にレーザ光を出射させ、収束させたレーザ光をターゲット２５３に照射する。これにより、上記実施形態と同様に、イオン化室１３内でポリカーボネート由来のイオンが生成され、このイオンが分析室１４に導入されて質量分析に供される。

上記補助測定位置は、バルブ本体部２５１上のターゲット２５３の表面（上面）が、図１に示したように測定位置にある試料ステージ２０に保持されているサンプルプレート２１上のサンプル２２の上面と、ほぼ同じ高さになるようなＺ軸方向の位置である。これにより、サンプル２２に対するレーザ光の照射時と同様に、レンズ３２、ミラー３３等により良好に収束されたレーザ光をターゲット２５３に照射することができる。そのため、ポリカーボネート由来のイオンを高い効率で生成することができる。

なお、上記二つの実施形態ではいずれも、ターゲット２３、２５３にレーザ光を照射することで生成したイオンを質量分析した結果に基づいて質量較正を実施していたが、ターゲット２３、２５３に対してＬＤＩ法によるイオン化を行い、それにより生成したイオンの質量分析を実施した結果に基づいて、単に装置の動作確認を行うようにしてもよい。その際には、データ処理部５０において表示処理部５４は、ターゲット２５３に対する質量分析で得られたマススペクトルを表示部５５の画面上に表示する。作業者はこの表示を見て、図５に示したような多数のピークが観測されるマススペクトルが得られていれば、少なくとも装置が動作していると確認することができる。

こうした装置の動作確認は、例えば装置を修理したあとや分解掃除をしたあとなどに、装置の再組立が適切に行われているか否かを確認するのに有用である。こうした装置の動作確認を目的とするのであれば、必ずしも複数のピークが観測されるような物質をターゲットとして用いる必要はなく、単一のピークが観測される物質をターゲットとして用いてもよい。

なお、上記実施形態や各種の変形例は本発明の一例にすぎず、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。

［種々の態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

第１の態様による質量分析装置は、試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果に基づいて、質量較正情報を求める質量較正情報取得部と、
前記質量較正情報を利用して、目的試料を質量分析するときに質量較正を行う質量較正部と、
を備えるものである。

また第２の態様に係る質量分析装置は、試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果を表示部の画面上に表示する表示処理部と、
を備えるものである。

上記「レーザ脱離イオン化法」は、ＬＤＩ法のほか、ＭＡＬＤＩ法、ＤＩＯＳ法、ＳＡＬＤＩ法などを含む。

また第１の態様に係る質量較正方法は、マトリクス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）法を用いた質量分析装置における質量較正方法であって、
レーザ光の照射によりイオン化され得る既知の物質から成るターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンについての質量分析を実行する分析工程と、
前記分析工程により得られる分析結果と前記既知の物質の精密な質量とに基づいて、目的試料に対し質量分析を行った分析結果について質量較正を行う質量較正工程と、
を有するものである。

第１の態様の質量分析装置及び質量較正方法によれば、例えば標準試料とＭＡＬＤＩ用マトリクスとを混合してサンプルを調製する等の、質量較正用サンプルを調製する作業を行うことなく、用意されているターゲットに対する質量分析を実行することにより質量較正のための情報を取得することができる。また第２の態様の質量分析装置によれば、上述したような質量較正用サンプルを調製する作業を行うことなく、用意されているターゲットに対する質量分析を実行してその結果から、装置の動作確認を行うことができる。したがって、サンプル調製の手間と時間を節約することができる。

また第１及び第２の態様の質量分析装置並びに第１の態様の質量較正方法によれば、ターゲットは、適度に収束されたイオン化のためのレーザ光が照射され、且つそのレーザ光の照射により生成されたイオンが質量分析に供される位置でありさえすれば、サンプルプレート上やサンプルプレートのウェル内にターゲットが設けられている必要はない。そのため、質量較正のためのデータを得たり装置の動作確認を行ったりする際に、サンプルプレートのウェルを使用した分析を行うことを回避することができ、該ウェルを目的試料の分析に有効に利用することができる。

第３の態様の質量分析装置は、第１又は第２の態様の質量分析装置であって、前記レーザ光の照射によりイオン化され得る物質は所定のポリマーであるものとすることができる。

第４の態様の質量分析装置は、第３の態様の質量分析装置であって、前記所定のポリマーはポリカーボネートであるものとすることができる。

第３及び第４の態様の質量分析装置によれば、入手容易で且つ安価なものをターゲットとして用いることができる。したがって、装置のコストを抑えることができる。

第５の態様の質量分析装置は、第４の態様の質量分析装置であって、前記レーザ光は紫外領域の光であるものとすることができる。

第５の態様の質量分析装置では、ターゲット上でレーザ光が照射された部分が青く光るため、目視で確認可能である。それにより、レーザ光の照射位置の確認等が容易に行える。

第６の態様の質量分析装置は、第１〜第５の態様のいずれか一つの質量分析装置であって、
試料が形成されるプレートと、
該プレートを保持する試料ステージと、
をさらに備え、前記ターゲットは、前記プレート上又は前記試料ステージ上に設けられるものとすることができる。

第６の態様の質量分析装置では、分析対象の試料が形成されるプレート自体又はそれを保持する試料ステージにターゲットが設けられるので、ターゲットに対する質量分析と試料に対する質量分析とをほぼ連続的に行うことができる。これにより、無駄な時間を費やすことなく、効率的な分析が可能である。

第７の態様の質量分析装置は、第１〜第５の態様のいずれか一つの質量分析装置であって、
試料が載置される試料ステージと、
該試料ステージが収容されるイオン化室と、
前記イオン化室と開口を介して連通し、該開口を通したレーザ光の照射により前記試料から発生したイオンが該開口を介して前記イオン化室から導入される分析室と、
前記開口を開閉するためのゲートバルブと、
前記試料ステージが測定位置から退避した状態で、前記ゲートバルブを前記開口を閉塞する位置と該開口から離れた位置との間で移動させるゲートバルブ駆動部と、
をさらに備え、前記ターゲットは、前記ゲートバルブにあって前記開口を閉塞する際に前記分析室に向いた位置に設けられるものとすることができる。

第７の態様の質量分析装置によれば、ゲートバルブにターゲットが設けられるので、プレートや試料ステージにターゲットを設ける場合に比べて、より大きなサイズのターゲットを設けることができる。ターゲットはレーザ光の照射によって消耗するが、ターゲットのサイズを大きくすることで、交換の頻度を減らすことができる。

第８の態様の質量分析装置は、第７の態様の質量分析装置であって、
前記ターゲットにレーザ光を照射して該ターゲット由来のイオンを質量分析する際に、該ターゲットが、前記試料ステージに載置された試料にレーザ光を照射して該試料由来の質量分析を実行する際の該試料の位置に来るように、前記ゲートバルブ駆動部の動作を制御する制御部、をさらに備えることができる。

第８の態様の質量分析装置によれば、レーザ光の照射径を調整することなく、試料ステージ上の試料をイオン化する際に該試料に照射するレーザ光の照射径とほぼ同じ大きさの照射径のレーザ光をターゲットに照射することができる。

第９の態様の質量分析装置は、第１〜第８の態様のいずれか一つの質量分析装置であって、前記分析部は、イオンを質量電荷比に分離するためにイオントラップを含むものとすることができる。

第９の態様の質量分析装置では、イオン源で生成されたイオンを一旦イオントラップに保持したあと質量分離を行うので、例えばイオン源で生成されたイオンをそのまま加速して飛行時間型質量分離器等に導入して質量分析する場合とは異なり、ターゲットの厚さ（照射されるレーザ光の光軸方向の厚さ）のばらつきが質量精度に影響しない。これにより、ターゲットとして様々な厚さのものを使用することができる。

１０…チャンバ
１１…区画壁
１２…内部開口
１３…イオン化室
１４…分析室
１５…外部開口
１６…ドア
２０…試料ステージ
２１…サンプルプレート
２２…サンプル
２３、２５３…ターゲット
２４…ステージ駆動部
２５…ゲートバルブ
２５１…バルブ本体部
２５２…シャフト
２６…ゲートバルブ駆動部
３０…窓
３１…レーザ照射部
３２…レンズ
３３…ミラー
３４…撮像部
４０…イオン輸送光学系
４１…質量分離部
４２…検出部
５０…データ処理部
５１…質量較正データ作成部
５２…質量較正データ記憶部
５３…質量較正処理部
５４…表示処理部
５４…表示部
６０…制御部

Claims (12)

1. 試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
   前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
   前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果に基づいて、質量較正情報を求める質量較正情報取得部と、
   前記質量較正情報を利用して、目的試料を質量分析するときに質量較正を行う質量較正部と、
   を備える質量分析装置。
2. 試料にレーザ光を照射するレーザ照射部を含み、レーザ脱離イオン化法を用いて試料中の成分をイオン化するイオン源と、イオンを質量電荷比に応じて分離して検出する分析部と、を具備し、前記イオン源で生成されたイオン又は該イオンに由来する別のイオンを前記分析部まで輸送して分析を行う質量分析装置であって、
   前記イオン照射部によるレーザ光が照射される位置で、且つ、レーザ光の照射により生成されたイオンが収集され得る位置に配置された、レーザ光の照射によりイオン化され得る物質から成るターゲットと、
   前記ターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンを前記分析部で分析することで得られた結果を表示部の画面上に表示する表示処理部と、
   を備える質量分析装置。
3. 前記レーザ光の照射によりイオン化され得る物質は所定のポリマーである、請求項１又は２に記載の質量分析装置。
4. 前記所定のポリマーはポリカーボネートである、請求項３に記載の質量分析装置。
5. 前記レーザ光は紫外領域の光である、請求項４に記載の質量分析装置。
6. 試料が形成されるプレートと、
   該プレートを保持する試料ステージと、
   をさらに備え、前記ターゲットは、前記プレート上又は前記試料ステージ上に設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の質量分析装置。
7. 試料が載置される試料ステージと、
   該試料ステージが収容されるイオン化室と、
   前記イオン化室と開口を介して連通し、該開口を通したレーザ光の照射により前記試料から発生したイオンが該開口を介して前記イオン化室から導入される分析室と、
   前記開口を開閉するためのゲートバルブと、
   前記試料ステージが測定位置から退避した状態で、前記ゲートバルブを前記開口を閉塞する位置と該開口から離れた位置との間で移動させるゲートバルブ駆動部と、
   をさらに備え、前記ターゲットは、前記ゲートバルブにあって前記開口を閉塞する際に前記分析室に向いた位置に設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の質量分析装置。
8. 前記ターゲットにレーザ光を照射して該ターゲット由来のイオンを質量分析する際に、該ターゲットが、前記試料ステージに載置された試料にレーザ光を照射して該試料由来の質量分析を実行する際の該試料の位置に来るように、前記ゲートバルブ駆動部の動作を制御する制御部、をさらに備える、請求項７に記載の質量分析装置。
9. 前記分析部は、イオンを質量電荷比に分離するためにイオントラップを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の質量分析装置。
10. マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた質量分析装置における質量較正方法であって、
    レーザ光の照射によりイオン化され得る既知の物質から成るターゲットにレーザ光を照射し、それにより生成されたイオンについての質量分析を実行する分析工程と、
    前記分析工程により得られる分析結果と前記既知の物質の精密な質量とに基づいて、目的試料に対し質量分析を行った分析結果について質量較正を行う質量較正工程と、
    を有する質量較正方法。
11. 前記レーザ光の照射によりイオン化され得る物質は所定のポリマーである、請求項１０に記載の質量較正方法。
12. 前記所定のポリマーはポリカーボネートである、請求項１１に記載の質量較正方法。

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