JP2021021624A - イオン分析方法及びイオン分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料にレーザ光を照射することによりイオンを生成し、生成されたイオンに対してレーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成し測定するイオン分析装置の製造コストを低減し、装置を小型化する。【解決手段】試料１１に第１レーザ光を照射することによりイオンを生成し、第２レーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成するものであって、第１レーザ光と第２レーザ光が一のレーザ光源７１から発せられる光であるイオン分析方法。一のレーザ光源７１と、試料１１が載置される試料載置部１２と、レーザ光源７１から発せられる光を試料１１に照射する第１光学系７３、７４と、イオンが導入されるイオントラップ５と、レーザ光源７１から発せられる光をイオントラップ５内のイオンに照射する第２光学系７５とを備える、イオン分析装置。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光を照射することにより試料をイオン化して分析するイオン分析方法及びイオン分析装置に関する。

質量分析装置において用いられる試料のイオン化法の一つにレーザイオン化（LDI: Laser Desorption/Ionization）法がある。レーザイオン化法は、試料の表面にレーザ光を照射し、該レーザ光のエネルギーによって試料分子を励起してイオン化する方法である。

レーザイオン化法の１つにマトリックス支援レーザ脱離イオン化（MALDI: Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization）法がある。MALDI法では、レーザ光を吸収しやすく、またイオン化しやすい物質（マトリックス物質）を試料の表面に塗布する。そして、マトリックス物質に試料分子を取り込ませて微結晶化させた後、試料分子を取り込んだマトリックス物質の微結晶にレーザ光を照射することによって試料分子をイオン化する。MALDI法はマトリックス物質を介して試料分子にエネルギーを与えることにより該試料分子を断片化することなくイオン化するソフトなイオン化法であり、高分子化合物の解析に広く用いられている。

高分子化合物の解析では、MALDI法等により生成したイオン（プリカーサイオン）を1又は複数回解離させてプロダクトイオン（フラグメントイオンとも呼ばれる。）を生成し、それを質量電荷比に応じて分離し検出する質量分析法が広く利用されている。

イオンを解離させる代表的な方法として、イオンに窒素ガス等の不活性ガス分子を衝突させる、衝突誘起解離（CID: Collision-Induced Dissociation）法が知られている。CID法では不活性分子との衝突によってイオンを解離させるため、様々なイオンを解離させることができる。しかし、CID法ではイオンが解離する位置の選択性が低い。そのため、CID法は、構造解析のために特定の部位でイオンを解離させる必要がある場合には不向きである。例えば、ペプチドなどを分析する場合は、アミノ酸の結合位置で特異的に解離させることが望まれるが、CID法ではそれが難しい。また、ガス分子との衝突エネルギーによりイオンを解離させるという手法であるため、イオンが重くなるほど解離効率が低下する。

CID法に代わるイオン解離法の１つとして、紫外光解離（UVPD: Ultra-Violet Photo Dissociation）法を用いることが検討されている。非特許文献１には、ペプチドを取り込んだマトリックス物質の微結晶に窒素レーザの紫外光を照射してペプチドにプロトンを付加したイオン（プロトン化イオン）を生成し、そのプロトン化イオンにNd:YAGレーザの紫外光（4次高調波）を照射してプロダクトイオンを生成して検出することが記載されている。

Joo Yeon Oh, Jeong Hee Moon, Yong Ho Lee, Seok-Won Hyung, Sang-Won Lee and Myung Soo Kim, "Photodissociation tandem mass spectrometry at 266nm of an aliphatic peptide derivatized with phenyl isothiocyanate and 4-sulfophenyl isothiocyanate", Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2005, 19, pp 1283-1288 Thibault Tabarin, Rodolphe Antoine, Michel Broyer and Philippe Dugourd, "Specific photodissociation of peptides with multi-stage mass spectrometry", Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2005, 19,pp 2883?2892 Jennifer S. Brodbe, "Photodissociation mass spectrometry: new tools Q1 Q2 for characterization of biological molecules", The Royal Society of Chemistry 2014 DOI: 10.1039/c3cs60444f

非特許文献１に記載の質量分析装置では、ペプチドをMALDI法でイオン化するために窒素レーザを使用し、生成したイオンをUVPD法で解離させるためにNd:YAGレーザを使用する。このように2つのレーザ光源を使用すると質量分析装置の製造コストが増大し、また装置が大型化してしまうという問題があった。

ここではMALDI法により試料をイオン化する場合を例に説明したが、LDI法により試料をイオン化する場合にも同様の問題があった。また、イオンを質量電荷比に応じて分離する質量分析装置だけでなく、イオンを移動度に応じて分離するイオン移動度分析装置等においても同様の問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、試料にレーザ光を照射することによりイオンを生成し、生成されたイオンに対して更にレーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成し測定するイオン分析装置の製造コストを低減し、また装置を小型化する技術を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係るイオン分析方法は、
試料に第１レーザ光を照射することによりイオンを生成し、該生成されたイオンに対して第２レーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成するものであって、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光が一のレーザ光源から発せられる光である。

また、上記課題を解決するために成された本発明に係るイオン分析装置は、
一のレーザ光源と、
試料が載置される試料載置部と、
前記レーザ光源から発せられる光を前記試料載置部上の試料に照射する第１光学系と、
前記試料から生成されたイオンが導入されるイオントラップと、
前記レーザ光源から発せられる光を前記イオントラップ内のイオンに照射する第２光学系と
を備える。

本発明に係るイオン分析方法及びイオン分析装置では、一つのレーザ光源から発せられる光によって試料からイオンを生成し、また、生成されたイオンを解離させる。従って、試料をイオン化するためのレーザ光源と生成されたイオンを解離させるためのレーザ光源を個別に備えた質量分析装置に比べてコストを低減し、また装置を小型化することができる。

本発明に係るイオン分析装置の実施例１の質量分析装置の要部構成図。 本発明に係るイオン分析装置の実施例２の質量分析装置の要部構成図。 本発明に係るイオン分析装置の実施例３の質量分析装置の要部構成図。

本発明に係るイオン分析装置の実施例である質量分析装置について、以下、図面を参照して説明する。

実施例１の質量分析装置は、MALDI（Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization）イオン源で生成したイオンを、イオントラップ（IT）で質量分離するマトリックスレーザ脱離イオン化−イオントラップ（MALDI-IT）型の質量分析装置である。

図１に、実施例１の質量分析装置の要部構成を示す。この質量分析装置は、イオン化部１、第１イオン輸送部２、イオン偏向部３、第２イオン輸送部４、イオントラップ５、イオン検出部６、光照射部７、試料観察部８、及び制御・処理部９を有している。イオン化部１、第１イオン輸送部２、イオン偏向部３、第２イオン輸送部４、イオントラップ５、及びイオン検出部６はチャンバ１００の内部に収容されている。チャンバ１００の内部は、真空排気部９１によって所定の真空度に維持されている。

イオン化部１は、試料１１を載置する試料ステージ１２と、試料１１から生成されたイオンを第１イオン輸送部２に向かって引き出す引き出し電極１３を備えている。試料ステージ１２は、図示しない移動機構によって水平方向及び垂直方向に移動可能となっている。

第１イオン輸送部２は、中央にイオン通過開口が設けられた複数枚の円盤状のリング電極２１を備えている。これらのリング電極２１には、電圧印加部９２から所定の高周波電圧及び／又は直流電圧が印加される。これにより、第１イオン輸送部２に導入されたイオンの進行方向が収束され、イオンの飛行方向が垂直方向から水平方向に90度偏向される。

イオン偏向部３は、4本のロッド電極３１〜３４を備えている。ロッド電極３１には測定対象のイオンと逆極性の電圧が、それ以外のロッド電極３２〜３４には測定対象のイオンと同極性の電圧が、それぞれ電圧印加部９２から印加される。これにより、イオン偏向部３内に、図１に白抜きの矢印で示すようなポテンシャルの傾斜が形成される。

第２イオン輸送部４は、第１イオン輸送部２と同様に、中央にイオン通過開口が設けられた複数枚の円盤状のリング電極４１を備えている。これらのリング電極４１には、電圧印加部９２から所定の高周波電圧及び／又は直流電圧が印加される。これにより、第２イオン輸送部４に導入されたイオンの進行方向が収束される。

イオントラップ５は、入口側エンドキャップ電極５１、リング電極５２、及び出口側エンドキャップ電極５３を備えた三次元イオントラップである。入口側エンドキャップ電極５１と出口側エンドキャップ電極５３にはイオンを入射又は出射させるための開口が形成されている。また、リング電極５２には、後述する光照射部７からのレーザ光を通過させるための開口が設けられている。入口側エンドキャップ電極５１、リング電極５２、及び出口側エンドキャップ電極５３には、電圧印加部９２から所定の高周波電圧及び／又は直流電圧が印加される。これにより、イオントラップ５の内部にイオンを捕捉し、また、捕捉したイオンを出口側エンドキャップ電極５３の開口から出射させる。出口側エンドキャップ電極５３の開口から出射したイオンはイオン検出部６に入射して検出される。

試料観察部８はカメラを備えており、チャンバ１００に設けられた図示しない窓部を通じて試料ステージ１２上に載置された試料１１の表面を観察及び撮像することができる。

光照射部７は、レーザ光源７１を備えている。実施例１のレーザ光源７１はNd:YAGレーザ（3次高調波を発生させるための結晶を含む）であり、355nmのレーザ光を発生させる。レーザ光源７１から発せられるレーザ光の光路上には、ビームスプリッター７２が配置されている。ビームスプリッター７２を通過したレーザ光はチャンバ１００に設けられた図示しない窓部を通過し、ミラー７４で反射されて試料ステージ１２上に載置された試料１１に照射される。

一方、ビームスプリッター７２で反射されたレーザ光は、チャンバ１００に設けられた図示しない窓部を通過し、リング電極５２に設けられている開口からイオントラップ５の内部に照射される。イオントラップ５の内部空間を通過したレーザ光は、リング電極５２に設けられた開口から出射し、チャンバ１００の内壁に設けられたビームストッパ１０１に入射する。試料１１に照射されるレーザ光の光路上には第１シャッター７３が、イオントラップ５の内部に照射されるレーザ光の光路上には第２シャッター７５が、それぞれ設けられており、これらを開閉することによりレーザ光の照射／非照射が切り替えられる。

制御・処理部９は記憶部９４の他に、機能ブロックとして測定制御部９５を備えている。制御・処理部９の実体は一般的なコンピュータであり、図示しない入力部及び表示部を備えている。機能ブロックである測定制御部９５は、コンピュータに予めインストールされた測定プログラムをプロセッサで実行することにより具現化される。記憶部９４には、試料の測定条件を記載したファイルなどが保存されており、測定制御部９５は同ファイルに記載された測定条件に従って電圧印加部９２の動作を制御し、各電極に高周波電圧及び／又は直流電圧を印加するなど、測定時の各部の動作を制御する。

実施例１の質量分析装置における試料１１の測定について説明する。まず、試料ステージ１２上に試料１１を載置し、試料観察部８のカメラによって試料１１の表面を確認して測定対象領域を決定する。その後、試料１１の表面にマトリックス物質を塗布し、マトリックス物質内に試料分子を取り込ませる。続いて、測定対象領域に光照射部７からのレーザ光が照射されるように、試料ステージ１２を適宜に移動させる。ここでは試料１１の測定対象位置にレーザ光を照射してイオンを生成させる場合を説明したが、試料ステージ１２を移動させることによってレーザ光の照射領域を試料１１の表面上で移動させつつ、各領域から放出されるイオンの質量分析を行うことによりイメージング質量分析を行うこともできる。

レーザ光を吸収したマトリックス物質からエネルギーが与えられることにより試料１１から発せられたイオンは、引き出し電極１３によって上方に引き出され、第１イオン輸送部２に入射する。第１イオン輸送部２に入射したイオンは、その進行方向が収束されてイオン偏向部３に入射する。

イオン偏向部３に入射したイオンは、イオン偏向部３の内部に形成された電場によって進行方向が垂直方向から水平方向に偏向され、第２イオン輸送部４に入射する。第２イオン輸送部４に入射したイオンは、その進行方向が収束されてイオントラップ５の入口側エンドキャップ電極５１の開口からイオントラップ５内に入射する。

イオントラップ５に入射したイオンは、その内部で捕捉される。所定時間、イオントラップ５の内部にイオンを蓄積したあと、電圧印加部９２から入口側エンドキャップ電極５１、リング電極５２、及び出口側エンドキャップ電極５３に印加される高周波電圧及び／又は直流電圧が変更され、所定の質量電荷比を有するイオンのみが、プリカーサイオンとしてイオントラップ５の内部に捕捉される。

イオントラップ５の内部に所定時間、プリカーサイオンを蓄積した後、第２シャッター７５を開く。これによりイオントラップ５の内部に捕捉されたプリカーサイオンにレーザ光が照射され、プリカーサイオンが解離してプロダクトイオンが生成される。所定時間、レーザ光を照射することによりプリカーサイオンからプロダクトイオンを生成した後、電圧印加部９２から入口側エンドキャップ電極５１、リング電極５２、及び出口側エンドキャップ電極５３に印加される高周波電圧及び／又は直流電圧を変更し、質量電荷比の小さい順（又は大きい順）に出口側エンドキャップ電極５３の開口からプロダクトイオンを出射させ、イオン検出部６で検出する。イオン検出部６からの出力信号は順次、制御・処理部９に出力され、記憶部９４に保存される。

実施例１の質量分析装置では、1つのレーザ光源７１から発せられたレーザ光をビームスプリッター７２で分岐させ、試料１１への照射（MALDI法）と、イオントラップ５内でのプリカーサイオンへの照射（UVPD法）の両方に使用する。

従来、MALDI法では波長が337nmのレーザ光（窒素レーザ）や355nmのレーザ光（Nd:YAGレーザ）が広く使用されている。一方、UVPD（紫外光解離）法では、157nm、192nm、213nm、266nmなどの、MALDI法で用いられるよりも短波長のレーザ光を使用する事例が報告されており（例えば非特許文献２及び３）、これらよりも長波長のレーザ光によりUVPD法を行うには予め試料を誘導体化するなどの前処理が必要であると考えられてきた。そのため、従来、試料に前処理を施すことなくMALDI法とUVPD法を行う場合には、それぞれに適した波長の光を発するレーザ光源を個別に備えた質量分析装置が用いられている。

非特許文献１〜３に記載されている装置では、300nm未満の波長のレーザ光を用いたUVPD法によりイオンを解離させることが記載されており、UVPD法には最適な波長が存在すると考えられる。例えば、ペプチド結合を切断するには、300nm未満の波長の光を照射することが好ましいと考えられている。しかし、レーザ光の総エネルギーが強大であることから、本発明者は、必ずしもUVPD法に最適な波長の光でなくても、二光子吸収等の様々な態様によってイオンを解離させることが可能であると考えた。こうした技術的思想の下で、実施例１のように1つのレーザ光源のみを備えた質量分析装置を構成することに想到した。このような構成を採ることにより、MALDI法とUVPD法のそれぞれに個別のレーザ光源を備えた従来の質量分析装置よりもコストを抑えることができ、また装置自体を小型化することができる。

プリカーサイオンを解離させる手法として最も一般的であるCID法では、プリカーサイオンを衝突させるガスを供給し、プリカーサイオンに衝突エネルギーを付与するための電圧印加部を設けるのみでよく、装置を安価に構成できるというメリットがある。しかし、CID法では、ガス分子との衝突エネルギーによりイオンを解離させるため、イオンが重くなるほど、即ちイオンの熱容量が大きくなるほど解離効率が低下する。また、衝突ガスによってプリカーサイオンが冷却され、プリカーサイオンの運動エネルギーが低下するといったデメリットもある。さらに、プリカーサイオンが解離する部位の選択性も低い。

ペプチドの分析等において近年用いられている電子移動解離（ETD: Electron Transfer Dissociation）法、電子捕獲解離（ECD: Electron Capture Dissociation）法、あるいは水素付着解離（HAD: Hydrogen-Attached Dissociation）法を用いれば、重いイオンでも解離効率はそれほど低下せず、プリカーサイオンを解離させる部位の選択性も高い。しかし、ECD法では電子源と磁場閉じ込め機構を設ける必要があり、ETD法では負イオン源と負イオン用のイオン光学系を設ける必要があり、HAD法では水素ラジカル源を設ける必要があることから、装置が高価で大型になりやすい。

これに対し、実施例１の質量分析装置では、MALDIイオン化用のレーザ光源をそのままUVPD法にも使用するため特別な構成要素を追加する必要がなく、また、ECD法、ETD法、及びHAD法と同様に重いイオンでも解離効率が低下しない、という利点が得られる。

さらに、実施例１の質量分析装置では、イオン偏向部３が、レーザ光の経路と直交する方向にイオンの飛行方向を偏向することにより、イオン化部１からイオン偏向部３に至るイオンの経路と、イオン偏向部３からイオン検出部６に至るイオンの経路を直交させている。これにより、特定の一方向に装置を大きくすることなく全体をよりいっそう小型化することができる。

次に、実施例２の質量分析装置について、図２を参照して説明する。実施例２の質量分析装置は、イオン偏向部３０及び光照射部７０の構成が実施例１と異なるため、これらについてのみ説明し、実施例１の質量分析装置と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

実施例２のイオン偏向部３０は、第１イオン輸送部２から入射するイオンの飛行経路の両側に1組の平板電極３５、３６を有している。イオンの飛行経路に対してイオントラップ５の反対側に位置する平板電極３５には、電圧印加部９２からイオンと同極性の電圧を、イオントラップ５と同じ側に位置する平板電極３６にはイオンと逆極性の電圧を印加する。また、イオン偏向部３０は、この1組の平板電極３５、３６と直交する方向にも別の1組の平板電極３７、３８を有している。平板電極３７、３８のうち、試料１１の側に位置する平板電極３７には、電圧印加部９２からイオンと同極性の電圧を、試料１１と反対側に位置する平板電極３８にはイオンと逆極性の電圧を印加する。これにより、図２に白抜きの矢印で示す方向にイオンを押すポテンシャルの勾配が形成され、実施例１と同様にイオンの飛行方向を水平方向に偏向することができる。

実施例２の光照射部７０はレーザ光源７１１を備えている。実施例２のレーザ光源７１１はNd:YAGレーザ（高次高調波を発生させる結晶を含まない）であり、1064nmのレーザ光を出射する。レーザ光源７１１から発せられるレーザ光の光路上には、ビームスプリッター７２が配置されている。ビームスプリッター７２を通過したレーザ光は第１波長変換部７６及び第１シャッター７３を通ってダイクロイックミラー７８に入射する。第１波長変換部７６は、レーザ光の高調波（例えば4倍高調波）を発生させる結晶等の光学素子を有しており、第１波長変換部７６を通過させることによりレーザ光が高調波（例えば266nmの光）に変換される。ダイクロイックミラー７８は、可視光を透過させ紫外光を反射する。

ビームスプリッター７２で反射されたレーザ光は、第２波長変換部７７及び第２シャッター７５を通過し、チャンバ１００に設けられた図示しない窓部を通ってリング電極５２の開口からイオントラップ５の内部に照射され、リング電極５２に設けられた開口から出射し、チャンバ１００の内壁に設けられたビームストッパ１０１に入射する。第２波長変換部７７は、レーザ光の高調波（例えば3倍高調波）を発生させる結晶等の光学素子を有しており、第２波長変換部７７を通過させることによりレーザ光が、第１波長得変換部７６とは異なる高調波（例えば355nmの光）に変換される。

実施例２の質量分析装置では、1つのNd:YAGレーザから発せられたレーザ光を第１波長変換部７６と第２波長変換部７７によって異なる波長のレーザ光に変換する。実施例２の質量分析装置では、第１波長変換部７６及び第２波長変換部７７を適宜に構成することにより、試料１１のイオン化（MALDI法）と、プリカーサイオンの解離（UVPD法）のそれぞれに適した波長のレーザ光を照射することができる。

実施例２の質量分析装置では、試料観察部８の光軸と試料１１に照射されるレーザ光の光軸を一致させ、試料１１の表面に垂直な方向からレーザ光を照射する。試料１１の表面に垂直な方向からレーザ光を照射するとイオンの生成効率が高くなることが経験的に知られており、実施例２の構成を採ることにより質量分析の感度を高めることができる。また、試料１１の表面に垂直な方向からレーザ光を照射するとレーザ光のスポット径が最小になる。そのため、イメージング質量分析を行う場合の空間分解能も高くなる。

次に、実施例３の質量分析装置について、図３を参照して説明する。実施例３の質量分析装置は、実施例３の質量分析装置は、光照射部７００の構成のみが実施例２と異なるため、光照射部７００の構成のみを図３を参照して説明する。

実施例３の光照射部７００はレーザ光源７１２を備えている。実施例３のレーザ光源７１２にはNd:YAGレーザを使用する。実施例３のNd:YAGレーザは互いに異なる高次高調波を発生させる複数の結晶（例えば3次高調波を発生させる結晶と4次高調波を発生させる結晶）を含んでいる。従って、レーザ光源７１２は、例えば、266nmのレーザ光と355nmのレーザ光を発生させる。レーザ光源７１２から発せられるレーザ光の光路上には、ビームスプリッター７２が配置されている。ビームスプリッター７２を通過したレーザ光は第１光学フィルター７９１及び第１シャッター７３を通ってダイクロイックミラー７８に入射する。第１光学フィルター７９１は、例えば266nmの波長の光を透過させる一方、355nmの波長の光を反射する光学素子である。即ち、第１光学フィルター７９１を通過させることにより例えば266nmの波長のレーザ光が取り出される。

一方、ビームスプリッター７２で反射されたレーザ光は、第２光学フィルター７９２及び第２シャッター７５を通過し、チャンバ１００に設けられた図示しない窓部を通ってリング電極５２の開口からイオントラップ５の内部に照射され、リング電極５２に設けられた開口から出射し、チャンバ１００の内壁に設けられたビームストッパ１０１に入射する。第２光学フィルター７９２は、例えば355nmの波長の光を透過させる一方、266nmの波長の光を反射する光学素子である。即ち、第２光学フィルター７９２を通過させることにより例えば355nmの波長のレーザ光が取り出される。

実施例３の質量分析装置では、1つのNd:YAGレーザで多波長のレーザ光を発生させ、第１光学フィルター７９１と第２光学フィルター７９２によって互いに異なる波長のレーザ光を取り出すことができる。これにより、実施例３の質量分析装置においても、試料１１のイオン化と、プリカーサイオンの解離のそれぞれに適した、異なる波長のレーザ光を照射することができる。

上記実施例はいずれも一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。上記実施例１〜３における要素技術の組み合わせは一例であって、実施例１〜３に記載の要素技術を適宜に組み合わせて用いることができる。例えば、実施例１の質量分析装置においても、実施例２と同様に試料観察部８の光軸と試料１１に照射されるレーザ光の光軸を一致させ、試料１１の表面に垂直な方向からレーザ光を照射することができる。また、実施例１〜３では、レーザ光源の一例としてNd:YAGレーザを挙げたが、Nd:YAGレーザ以外にも、窒素レーザ等、試料１１への照射、及びイオンの解離に適した波長のレーザ光を発する種々の光源を用いることができる。また、2次高調波あるいは5次以上の高調波（2次高調波：532nm、5次高調波：213nm、6次高調波：193nmなど）を発生させる結晶を含むNd:YAGレーザを用いることもできる。さらに、実施例２及び３では波長変換素子として結晶を有する波長変換部を備えた構成としたが、結晶以外の光学素子によりレーザ光の波長を変換してもよい。

実施例１〜３の質量分析装置では、試料１１へのレーザ光の照射及びイオントラップ５内のプリカーサイオンへのレーザ光の照射／非照射を切り替えるために第１シャッター７３及び第２シャッター７５を用いたが、他の光学素子によってレーザ光の照射のON/OFFを切り替えるように構成することもできる。例えば、レーザ光源７１からの光をイオントラップ５に向かって反射するミラーを進退可能に配置することによって、試料１１へのレーザ光の照射とイオントラップ５内のプリカーサイオンへのレーザ光の照射を切り替えることができる。

実施例１〜３の質量分析装置は、三次元イオントラップを備えた質量分析装置としたが、二次元イオントラップとして機能するコリジョンセルを備えた質量分析装置（三連四重極型の質量分析装置、イオントラップ‐飛行時間型の質量分析装置等）とすることもできる。また、実施例１〜３の質量分析装置は、MALDIイオン化部を有するものとしたが、マトリックス物質を用いず、試料に直接レーザ光を照射するレーザ脱離イオン化部（LDI部）を有する質量分析装置においても上記同様の構成を採ることができる。さらに、イオンを質量電荷比に応じて分離し検出する質量分析装置以外にも、イオン移動度に応じてイオンを分離し検出するイオン移動度分析装置等のイオン分析装置においても本発明を適用することができる。

［態様］
上述した複数の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項）
一態様に係るイオン分析方法は、
試料に第１レーザ光を照射することによりイオンを生成し、該生成されたイオンに対して第２レーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成するものであって、
前記第１レーザ光と前記第２レーザ光が一のレーザ光源から発せられる光である。

（第２項）
また、一態様に係るイオン分析装置は、
一のレーザ光源と、
試料が載置される試料載置部と、
前記レーザ光源から発せられる光を前記試料載置部上の試料に照射する第１光学系と、
前記試料から生成されたイオンが導入されるイオントラップ（５）と、
前記レーザ光源から発せられる光を前記イオントラップ内のイオンに照射する第２光学系と
を備える。

第１項に記載のイオン分析方法及び第２項に記載のイオン分析装置では、一つのレーザ光源から発せられる光によって試料からイオンを生成し、また、生成されたイオンを解離させる。従って、試料をイオン化するためのレーザ光源と生成されたイオンを解離させるためのレーザ光源を個別に備えた質量分析装置に比べてコストを低減し、また装置を小型化することができる。

（第３項）
第２項に記載のイオン分析装置において、
前記第１光学系と前記第２光学系の少なくとも一方が波長変換素子を備えるものであってもよい。

（第４項）
第２項に記載のイオン分析装置において、
前記レーザ光源が複数の波長の光を発するものであり、
前記第１光学系と前記第２光学系が、互いに異なる波長の光を通過させる光学フィルタを備えるものであってもよい。

第３項又は第４項に記載のイオン分析装置では、試料載置部に載置される試料と、イオントラップ内に導入されるイオンのそれぞれに適した、異なる波長の光を照射することができる。

（第５項）
第２項から第４項のいずれかに記載のイオン分析装置において、
前記イオントラップが三次元イオントラップであってもよい。

第５項に記載のイオン分析装置では、三次元イオントラップの内部にイオンを蓄積した後に光を照射することができるため、高感度でイオンを測定することができる。

（第６項）
第２項から第５項のいずれかに記載のイオン分析装置において、
前記第１光学系による前記試料への光の照射／非照射と、前記第２光学系により前記イオンへの光の照射／非照射を切り替える、照射切替部を備えるものであってもよい。

第５項に記載のイオン分析装置では、試料への光照射とイオントラップ内のイオンへの光照射を適宜にタイミングで行うことができる。

１…イオン化部
１１…試料
１２…試料ステージ
１３…電極
２…第１イオン輸送部
２１…リング電極
３、３０…イオン偏向部
３１〜３４…ロッド電極
３５〜３８…平板電極
４…第２イオン輸送部
４１…リング電極
５…イオントラップ
５１…入口側エンドキャップ電極
５２…リング電極
５３…出口側エンドキャップ電極
６…イオン検出部
７、７０、７００…光照射部
７１、７１１、７１２…レーザ光源
７２…ビームスプリッター
７３…第１シャッター
７４…ミラー
７５…第２シャッター
７６…第１波長変換部
７７…第２波長変換部
７８…ダイクロイックミラー
７９１…第１光学フィルター
７９２…第２光学フィルター
８…試料観察部
９１…真空排気部
９２…電圧印加部
９…制御・処理部
９４…記憶部
９５…測定制御部
１００…チャンバ
１０１…ビームストッパ

Claims (6)

1. 試料に第１レーザ光を照射することによりイオンを生成し、該生成されたイオンに対して第２レーザ光を照射することにより該イオンを解離させてプロダクトイオンを生成するものであって、
   前記第１レーザ光と前記第２レーザ光が一のレーザ光源から発せられる光である、イオン分析方法。
2. 一のレーザ光源と、
   試料が載置される試料載置部と、
   前記レーザ光源から発せられる光を前記試料載置部上の試料に照射する第１光学系と、
   前記試料から生成されたイオンが導入されるイオントラップと、
   前記レーザ光源から発せられる光を前記イオントラップ内のイオンに照射する第２光学系と
   を備える、イオン分析装置。
3. 前記第１光学系と前記第２光学系の少なくとも一方が波長変換素子を備える、請求項２に記載のイオン分析装置。
4. 前記レーザ光源が複数の波長の光を発するものであり、
   前記第１光学系と前記第２光学系が、互いに異なる波長の光を通過させる光学フィルターを備える、請求項２に記載のイオン分析装置。
5. 前記イオントラップが三次元イオントラップである、請求項２から４のいずれかに記載のイオン分析装置。
6. 前記第１光学系による前記試料への光の照射／非照射と、前記第２光学系により前記イオンへの光の照射／非照射を切り替える、照射切替部を備える、請求項２から５のいずれかに記載のイオン分析装置。

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