WO2013094799A1 - 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치 - Google Patents

스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2013094799A1
WO2013094799A1 PCT/KR2011/010285 KR2011010285W WO2013094799A1 WO 2013094799 A1 WO2013094799 A1 WO 2013094799A1 KR 2011010285 W KR2011010285 W KR 2011010285W WO 2013094799 A1 WO2013094799 A1 WO 2013094799A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
sample
optical system
sample holder
power source
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/010285
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이형만
박순섭
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to CN201180076368.0A priority Critical patent/CN104115253B/zh
Publication of WO2013094799A1 publication Critical patent/WO2013094799A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623—Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0004—Imaging particle spectrometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26—Mass spectrometers or separator tubes

Definitions

  • the present invention relates to a mass spectrometry method and apparatus using a scanner light source, and more particularly, to a method for analyzing the mass of a sample ionized by the scanner light source.
  • a mass spectrometer is an analyzer that measures the mass of a compound, and is designed to determine the molecular weight of the compound by measuring mass-to-charge (m / z) after charging and ionizing the analyte.
  • m / z mass-to-charge
  • an electron ionization method using an electron beam a method of colliding atoms at high speed, a method using a laser, a method of spraying a sample into an electric field, and the like are known.
  • MALDI-TOF MS Microx-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectroscopy; The mass spectrometer using this has been recently developed and widely commercialized and used.
  • Mass spectrometry using Maldi is performed as follows. A small amount of matrix solution is added to the metal plate to dry, and the sample solution to be analyzed is dropped and dried. When the laser is irradiated where the matrix and the crystallized sample are located, the sample is desorbed / ionized with the help of the matrix.
  • an electric field is applied between the metal plate on which the sample is located and the sensor for mass analysis, so that the ionized sample moves in the direction of the sensor due to the electric potential difference of the electric field.
  • the mass of the sample may be analyzed using a variable such as the time of arrival at the sensor.
  • the mass spectrometer is composed of three parts: an ion source part, which is a part which ionizes and accelerates a sample to be measured or analyzed, and an analysis part which separates and analyzes the ions according to mass, and a detection part which detects and measures separated ions It is.
  • ionizing the sample in the ion source part low pressure gas discharge, electron shock surface ionization, high frequency flame method, etc. are used.
  • analysis part electric field and magnetic field are used.
  • detection part a photographic plate is placed on an imaging surface, and spectra are taken. In some cases, an ion current is directly amplified by using a microammeter at the point of imaging.
  • a device using a photographic plate for the detection part is called a mass spectrometer and a device using a micro ammeter is called a mass spectrometer.
  • the electric field used in the analyzer is mainly distributed according to the energy of ions, and the magnetic field is distributed according to the momentum.
  • US Patent Publication No. 2008-0290271 discloses a mass spectrometry method for removing noise by inserting index ions into a sample to check the signal of the index ions
  • US Patent No. 7180058 applies a transparent sample plate
  • the present invention discloses a mass spectrometer that makes it easy to adjust the laser beam size by irradiating a laser from directly below instead of irradiating a laser from the side.
  • An object of the present invention is to propose a method for implementing a high-speed and low-cost mass spectrometry system.
  • Another object of the present invention is to propose a method for simultaneously implementing an ionization region and a multiple irradiation region of a sample without driving a stage.
  • the mass spectrometer of the present invention includes a laser unit for emitting a laser, a scanner module for driving the laser emitted from the laser unit to be irradiated to a predetermined area, a sample holder, and a sample holder for receiving a laser from the scanner module, A second high voltage power source for supplying a voltage to the sample holder, a first ion optical system formed to be spaced apart from the sample holder by a predetermined distance, and to form a voltage to accelerate an ionized sample seated on the sample holder; And a first high voltage power source for supplying voltage to the ion optical system.
  • the mass spectrometer of the present invention includes a laser unit for emitting a laser, a scanner module for driving the laser emitted from the laser unit to be irradiated to a predetermined area, a sample holder, and a sample holder for receiving a laser from the scanner module, A second high voltage power source for supplying a voltage to the sample holder, a first ion optical system formed to be spaced apart from the sample holder by a predetermined distance, and to form a voltage to accelerate an ionized sample seated on the sample holder; A first high voltage power source for supplying voltage to an ion optics system, a second ion optics formed at an upper end of the first ion optics system and accelerating the velocity of the ionized sample and connected to ground, and an upper end of the second ion optics system And an ion detector configured to detect the ionized sample.
  • the mass spectrometry system according to the present invention has an effect of simultaneously implementing an ionization region and a multiple irradiation region of a sample by using a scanner module instead of an expensive motorized stage.
  • a scanner module instead of an expensive motorized stage.
  • a low-cost / advanced manual mass spectrometer system can be fabricated.
  • sample area surveying uses a scanner module, and movement between array samples can be carried out automatically and at low cost by using an electric stage. Can be.
  • Figure 1 shows a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a frequency of a laser and a vertical / horizontal frequency of a scanner according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows a mass spectrometer according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.
  • a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
  • the mass spectrometer includes a laser unit, a scanner module, a sample holder, a stage, a first high voltage power source, a second high voltage power source, a first ion optical system, a second ion optical system, an ion detection unit, and a vision module.
  • a laser unit a scanner module
  • a sample holder a stage
  • a first high voltage power source a second high voltage power source
  • a first ion optical system a second ion optical system
  • an ion detection unit e.g., a vision module.
  • the sample holder 106 and the first ion optical system 110 are supplied with the same voltage while the laser unit 102 is deactivated without being fired. That is, the sample holder 106 is supplied with voltage from the second high voltage power source furnace 120, and the first ion optical system 110 is supplied with voltage from the first high voltage power source 118. Therefore, when the voltages output from the first high voltage power source 118 and the second high voltage power source 120 are the same, the voltages supplied to the sample holder 106 and the first ion optical system 110 are also the same.
  • the voltages supplied from the first high voltage power source 118 and the second high voltage power source 120 are set differently.
  • the difference between the voltages output from the first high voltage power source 118 and the second high voltage power source 120 depends on the sample seated on the sample holder 106. That is, the sample seated on the sample holder 106 is ionized by the laser, and is output from the first high voltage power source 118 and the second high voltage power source 120 according to the polarity of the ionized sample-or +.
  • the voltage is different.
  • the voltage output from the first high voltage power source 118 is set higher than the voltage output from the second high voltage power source 120.
  • the voltage output from the second high voltage power source 120 is set higher than the voltage output from the first high voltage power source 118.
  • the laser emitted from the laser unit 102 is irradiated to the sample seated on the sample holder via the scanner module 104.
  • the sample is-or + ionized by the laser.
  • the ionized sample accelerates and moves toward the first ion optical system 110 by the voltage difference between the first ion optical system 110 and the sample holder 106, and is grounded to the grounded second ion optical system 112. By further acceleration movement.
  • the accelerated ionized sample is detected at different times in the ion detector 114 according to the mass.
  • the ionized sample having a lighter mass is detected by the ion detector in a relatively faster time than the ionized sample having a heavier mass.
  • the ion detector 114 checks the mass of the ion according to the detection time of the ion.
  • the ionized sample is accelerated toward the ion detector 114 at different accelerations depending on the mass.
  • the frequency of the scanner module 104 is set differently from the frequency of the laser emitted from the laser unit 102.
  • the frequency of the laser is set higher than the scanner horizontal frequency or the scanner's vertical frequency
  • the scanner's horizontal frequency is set higher than the scanner's vertical frequency.
  • the scan area Lh x Lv of the sample holder is adjusted by adjusting the rotation angle of the scanner module 104.
  • the mass spectrometer of the present invention can generate an optimized laser scan pattern. .
  • the frequency of the laser is set higher than the horizontal frequency of the scanner or the vertical frequency of the scanner.
  • the horizontal frequency of the scanner is set higher than the vertical frequency of the scanner.
  • the frequency of the laser can be set lower than the horizontal or vertical frequency of the scanner. That is, it is possible to have the same effect as described above by adjusting the time (delay time) that the laser is emitted.
  • the size of the scan area is set to have 1.6 x 1.3 mm.
  • the irradiation area of the laser can be confirmed through the vision module shown in FIG. 1.
  • the vision module also includes the ability to identify the initial irradiation area of the laser. That is, the vision module checks the initial irradiation position of the laser and the irradiation position of the laser during the analysis of the mass of the sample.
  • Figure 3 shows another example of a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention.
  • a mass spectrometer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.
  • the mass spectrometer includes a laser unit, a scanner module, a sample holder, a stage, a first high voltage power source, a second high voltage power source, a first ion optical system, a second ion optical system, an ion detection unit, and a vision module.
  • a laser unit a scanner module
  • a sample holder a stage
  • a first high voltage power source a second high voltage power source
  • a first ion optical system a second ion optical system
  • an ion detection unit e.g., a vision module.
  • the scanner module is formed inside the high voltage control box.
  • the mass spectrometer can be miniaturized. That is, the scanner module is miniaturized and formed in the mass spectrometer proposed by the present invention.
  • the most optimized small scanner module can be configured by applying a MEMS 2-axis scanner module, or by applying a conventional scanner such as a galvano mirror. Scanner module consisting of a small module can be manufactured to be located in the mass analyzer as shown in FIG.
  • it may be configured to have the advantage that the laser optical system can be generated to have more advantages in optimizing the spot size and the scan control area of the laser.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스캐너 광원에 의해 이온화된 시료의 질량을 분석하는 방안에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 질량 분석 장치는 레이저를 발사하는 레이저부, 상기 레이저부에서 발사되는 레이저를 설정된 영역으로 조사되도록 구동하는 스캐너 모듈, 샘플이 안착되며, 상기 스캐너 모듈로부터 레이저를 수신하는 샘플 홀더, 상기 샘플 홀더로 전압을 공급하는 제2 고전압 파워소스, 상기 샘플 홀더와 일정 거리 이격되어 형성되며, 상기 샘플 홀더에 안착된 이온화된 샘플을 가속하도록 전압을 형성하고 있는 제1 이온광학계, 상기 제1 이온광학계로 전압을 공급하는 제1 고전압 파워소스를 포함한다.

Description

스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치
본 발명은 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스캐너 광원에 의해 이온화된 시료의 질량을 분석하는 방안에 관한 것이다.
일반적으로 질량분석기는 화합물의 질량을 측정하는 분석기기로서, 분석대상 화합물을 하전시켜 이온화한 후 질량 대 전하량(mass-to-charge; m/z)을 측정하여 화합물의 분자량을 결정하도록 설계되어 있다. 화합물의 이온화 방법으로서는 전자빔을 이용하는 전자이온화법, 고속의 원자를 충돌시키는 방법, 레이저를 이용하는 방법 및 시료를 전기장 속에 스프레이 하는 방법 등이 알려져 있다.
한편, 단백질과 핵산 등의 거대 분자량을 갖는 생화학 물질의 질량분석을 위한 방법으로는 레이저를 이용하는 말디-톱 질량분석법(MALDI-TOF MS: Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectroscopy; 이하 말디라 약칭함)이 있으며, 이를 이용한 질량분석기가 근래에 개발되어 널리 상품화되어 이용되고 있다. 말디를 이용한 질량분석법은 다음과 같이 수행된다. 소량의 매트릭스 용액을 금속 플레이트에 가해 건조시키고, 분석대상 시료 용액을 떨어뜨려 건조시킨다. 이후 매트릭스와 결정화된 시료가 위치한 곳에 레이저를 조사하면 매트릭스의 도움으로 시료가 탈착/이온화된다. 보통 이 시료가 위치한 금속 플레이트와 질량을 분석하는 센서 사이에 전기장을 걸게 되어 있어, 이온화된 시료가 전기장의 전위차에 의해 센서 방향으로 이동하게 된다. 이때, 시료의 전하량을 알 경우 센서에 도착하는 시간 등을 변수로 시료의 질량을 분석할 수 있는 것이다.
질량 분석 장치는 측정 또는 분석할 시료를 이온화시켜 그것을 가속화시키는 부분인 이온원(ion源)부분과 그 이온을 질량에 따라 분리하여 분석하는 분석부분과 분리된 이온을 검출 측정하는 검출부분의 세 부분으로 되어 있다.
이온원부분에서 시료를 이온화시킬 때는 저압기체 방전, 전자충격 표면이온화, 고주파불꽃 방법 등이 쓰이며 분석부분에서는 전기장ㅇ자기장이 쓰이게 된다. 검출부분에서는 결상면(結像面) 위에 사진건판을 놓고 스펙트럼을 촬영하는 경우도 있으며, 결상되는 점에 마이크로 전류계를 써서 직접 이온전류를 받아 증폭 측정하는 경우도 있다.
검출부분에 사진건판을 사용한 장치를 질량분석 사진기라 하며, 마이크로 전류계를 쓴 장치를 질량분석계라 한다. 분석장치에 쓰이는 전기장은 주로 이온의 에너지에 따라 분산하게 하며 자기장은 운동량에 따라 분산시키도록 되어 있다.
미국공개특허 제2008-0290271호는 인덱스 이온을 샘플에 삽입하여 인덱스 이온의 시그널을 확인하는 과정을 통해 노이즈를 제거하는 질량분석 방법을 개시하고 있으며, 미국등록특허 제7180058호는 투명한 샘플 플레이트를 적용하여 사이드에서 레이저를 조사하는 것이 아니라 직하부에서 레이저를 조사함으로써 레이저 빔 사이즈 조절이 용이한 질량분석 장치를 개시하고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 고속 및 저가의 질량분석 시스템을 구현하는 방안을 제안함에 있다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 스테이지의 구동없이 샘플의 이온화 영역과 다중 조사 영역을 동시에 구현할 수 있는 방안을 제안함에 있다.
이를 위해 본 발명의 질량 분석 장치는 레이저를 발사하는 레이저부, 상기 레이저부에서 발사되는 레이저를 설정된 영역으로 조사되도록 구동하는 스캐너 모듈, 샘플이 안착되며, 상기 스캐너 모듈로부터 레이저를 수신하는 샘플 홀더, 상기 샘플 홀더로 전압을 공급하는 제2 고전압 파워소스, 상기 샘플 홀더와 일정 거리 이격되어 형성되며, 상기 샘플 홀더에 안착된 이온화된 샘플을 가속하도록 전압을 형성하고 있는 제1 이온광학계, 상기 제1 이온광학계로 전압을 공급하는 제1 고전압 파워소스를 포함한다.
이를 위해 본 발명의 질량 분석 장치는 레이저를 발사하는 레이저부, 상기 레이저부에서 발사되는 레이저를 설정된 영역으로 조사되도록 구동하는 스캐너 모듈, 샘플이 안착되며, 상기 스캐너 모듈로부터 레이저를 수신하는 샘플 홀더, 상기 샘플 홀더로 전압을 공급하는 제2 고전압 파워소스, 상기 샘플 홀더와 일정 거리 이격되어 형성되며, 상기 샘플 홀더에 안착된 이온화된 샘플을 가속하도록 전압을 형성하고 있는 제1 이온광학계, 상기 제1 이온광학계로 전압을 공급하는 제1 고전압 파워소스, 상기 제1 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 속도를 가속시키며, 접지와 연결되어 있는 제2 이온광학계, 상기 제2 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 검출하는 이온 검출부를 포함한다.
본 발명에 따른 질량 분석 시스템은 고가의 전동 스테이지를 대신 스캐너 모듈을 이용하여 샘플의 이온화 영역과 다중 조사 영역을 동시에 구현할 수 있다는 효과가 있다. 또한 고가의 전동 스테이지를 사용한 스캔 영역 조절 기능을 제거하고 어레이 샘플간 이송은 수동 조작함으로써 저가/보급형 수동 질량분석기 시스템 제작이 가능하다.
부가하여 기존 질량 분석 시스템에 적용할 경우, 샘플 영역 조사는 스캐너 모듈을 이용하며, 어레이 샘플 사이의 이동은 기존 시스템 대비 저사양을 전동 스테이지를 이용하여 자동 이송함으로써 저비용으로 자동 측정과 고속 측정을 효과적으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 질량분석 장치를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 레이저의 주파수, 스캐너의 수직/수평 주파수를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 질량분석 장치를 도시하고 있다.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 질량분석 장치를 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 질량분석 장치에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 의하면, 질량분석 장치는 레이저부, 스캐너 모듈, 샘플 홀더, 스테이지, 제1 고전압 파워소스, 제2 고전압 파워소스, 제1 이온광학계, 제2 이온광학계, 이온 검출부, 비전모듈을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 질량분석 장치에 포함될 수 있다.
레이저부(102)에서 레이저가 발사되지 않고 비활성되어 있는 동안에는 샘플 홀더(106)와 제1 이온광학계(110)는 동일한 전압이 공급된다. 즉, 샘플 홀더(106)는 제2 고전압 파워소스로(120)부터 전압이 공급되며, 제1 이온광학계(110)는 제1 고전압 파워소스(118)로부터 전압이 공급된다. 따라서 제1 고전압 파워소스(118)와 제2 고전압 파워소스(120)에서 출력되는 전압이 동일하면, 샘플 홀더(106)와 제1 이온광학계(110)에 공급되는 전압 역시 동일하다.
하지만 일정 시간 경과 후 제1 고전압 파워소스(118)와 제2 고전압 파워소스(120)에서 공급되는 전압을 상이하게 설정한다. 제1 고전압 파워소스(118)와 제2 고전압 파워소스(120)에서 출력되는 전압의 차이는 샘플 홀더(106)에 안착되어 있는 시료에 따라 달라진다. 즉, 샘플 홀더(106)에 안착되어 있는 시료는 레이저에 의해 이온화되며, 이온화된 시료의 극성이 - 또는 +에 따라 제1 고전압 파워소스(118) 및 제2 고전압 파워소스(120)에서 출력되는 전압이 상이하다. 부가하여 설명하면 이온화된 시료의 극성이 -이면, 제1 고전압 파워소스(118)에서 출력되는 전압이 제2 고전압 파워소스(120)에서 출력되는 전압보다 높게 설정한다. 또한 이온화된 시료의 극성이 +이면, 제2 고전압 파워소스(120)에서 출력되는 전압이 제1 고전압 파워소스(118)에서 출력되는 전압보다 높게 설정한다.
레이저부(102)에서 발사된 레이저는 스캐너 모듈(104)을 경유하여 샘플 홀더에 안착되어 있는 시료에 조사된다. 레이저에 의해 시료는 - 또는 + 이온화된다.
이온화된 시료는 상술한 바와 같이 제1 이온광학계(110)와 샘플 홀더(106)의 전압차에 의해 제1 이온광학계(110) 방향으로 가속이동하고, 접지되어 있는 제2 이온광학계(112)에 의해 추가 가속이동하게 된다.
가속된 이온화된 시료는 질량에 따라 이온 검출부(114)에서 상이한 시간에서 검출된다. 즉, 질량이 가벼운 이온화된 시료는 질량이 무거운 이온화된 시료에 비해 상대적으로 빠른 시간 내에 이온 검출부에서 검출된다. 이온 검출부(114)는 이온의 검출 시간에 따라 해당 이온의 질량을 확인하게 된다. 부가하여 설명하면, 이온화된 시료는 질량에 따라 상이한 가속도로 이온 검출부(114) 방향으로 가속된다.
이때 스캐너 모듈(104)의 주파수는 레이저부(102)에서 발사되는 레이저의 주파수와 다르게 설정한다. 일예로 레이저의 주파수는 스캐너 수평주파수나 스캐너의 수직주파수보다 높게 설정하며, 부가하여 스캐너의 수평주파수는 스캐너의 수직주파수보나 높게 설정한다. 또한, 스캐너 모듈(104)의 회전각을 조정함으로써 샘플 홀더의 스캔영역(Lh x Lv)을 조절하게 된다.
스캐너 모듈(104)을 통과하는 레이저의 스팟 사이즈, 레이저의 주파수, 스캐너의 수평주파수, 스캐너의 수직주파수 및 스캐너 회전각을 조절함으로써 본 발명의 질량 분석 장치는 최적화된 레이저 스캔 패턴을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 레이저의 주파수, 스캐너의 수직/수평 주파수를 도시하고 있다. 도 2에 의하면, 레이저의 주파수는 스캐너의 수평주파수나 스캐너의 수직주파수보다 높게 설정하며, 부가하여 스캐너의 수평주파수는 스캐너의 수직주파수보나 높게 설정되어 있음을 알 수 있다.
물론 상술한 바와 레이저의 주파수를 스캐너의 수평 주파수나 수직 주파수보다 높게 설정하는 것 이외에 레이저의 주파수를 스캐너의 수평 주파수나 수직 주파수보나 낮게 설정할 수 있다. 즉, 레이저가 발사되는 시간(지연 시간)을 조절함으로써 상술한 바와 동일한 효과를 갖도록 할 수 있다.
도 2의 오른쪽 그림은 레이저를 스캐너 모듈을 적용하여 스캔하고, 샘플에 조사되는 빔의 패턴을 빔프로파일러라는 장비를 이용하여 측정한 결과를 도시하고 있다. 참고로 스캔 영역의 크기는 1.6×1.3㎜를 갖도록 설정되어 있다.
레이저의 조사 영역은 도 1에 도시되어 있는 비젼 모듈을 통해 확인할 수 있다. 비젼 모듈은 레이저의 초기 조사 영역을 확인하는 기능도 포함하고 있다. 즉, 비젼 모듈은 레이저의 초기 조사 위치 및 시료의 질량의 분석 과정 중 레이저의 조사 위치를 확인한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 질량 분석 장치의 다른 예를 도시하고 있다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 질량 분석 장치에 대해 알아보기로 한다.
도 3에 의하면, 질량분석 장치는 레이저부, 스캐너 모듈, 샘플 홀더, 스테이지, 제1 고전압 파워소스, 제2 고전압 파워소스, 제1 이온광학계, 제2 이온광학계, 이온 검출부, 비전모듈을 포함한다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 질량분석 장치에 포함될 수 있다.
도 3은 도 1과 달리 스캐너 모듈이 고전압 제어 박스 내부에 형성되어 있다. 이와 같이 스캐너 모듈을 고전압 제어 박스 내부에 형성함으로써 질량분석 장치의 소형화가 가능하다. 즉, 스캐너 모듈을 소형화하여 본 발명에서 제안하는 질량분석 장치에 형성한다. 가장 최적화된 소형 스캐너 모듈의 경우 MEMS 2축 스캐너 모듈을 적용하여 구성될 수 있으며 그 외에도 갈바노미러와 같은 전통적인 스캐너를 적용하여 구성이 될 수도 있다. 소형 모듈로 구성된 스캐너 모듈은 도 3과 같이 질량 분석기 내에 위치하도록 제작이 될 수 있으며,
이 경우 레이저의 스팟 크기와 스캔 조절 영역을 최적화함에 있어 더욱 장점을 갖도록 레이저 광학계가 생성될 수 있는 장점을 갖도록 구성할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
[부호의 설명]
102: 레이저부, 104: 스캐너 모듈
106: 샘플 홀더, 110: 제1 이온 광학계
112: 제2 이온 광학계, 114: 이온 검출부
116: 비젼 모듈, 118: 제1 고전압 파워 소스
120: 제2 고전압 파워 소스

Claims (8)

  1. 레이저를 발사하는 레이저부;
    상기 레이저부에서 발사되는 레이저를 설정된 영역으로 조사되도록 구동하는 스캐너 모듈;
    샘플이 안착되며, 상기 스캐너 모듈로부터 레이저를 수신하는 샘플 홀더;
    상기 샘플 홀더로 전압을 공급하는 제2 고전압 파워소스;
    상기 샘플 홀더와 일정 거리 이격되어 형성되며, 상기 샘플 홀더에 안착된 이온화된 샘플을 가속하도록 전압을 형성하고 있는 제1 이온광학계;
    상기 제1 이온광학계로 전압을 공급하는 제1 고전압 파워소스;를 포함함을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 고전압 파워소스에서 출력되는 전압과 상기 제2 고전압 파워소스에서 출력되는 전압의 상대적인 차이는 이온화된 상기 샘플의 극성에 따라 달라짐을 특징으로 질량 분석 장치
  3. 제 2항에 있어서, 상기 샘플 홀더에 안착되어 있는 샘플의 조사 영역에 따라 상기 스캐너 모듈의 회전 각도를 조절함을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 속도를 가속시키며, 접지와 연결되어 있는 제2 이온광학계;
    상기 제2 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 검출하는 이온 검출부;를 포함함을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 샘플 홀더에 조사되는 레이저의 조사 영역을 확인하는 비전 모듈을 포함함을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 레이저 발사부에서 발사되는 레이저의 주파수는 상기 스캐너 모듈의 주파수보다 상대적으로 높음을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  7. 레이저를 발사하는 레이저부;
    상기 레이저부에서 발사되는 레이저를 설정된 영역으로 조사되도록 구동하는 스캐너 모듈;
    샘플이 안착되며, 상기 스캐너 모듈로부터 레이저를 수신하는 샘플 홀더;
    상기 샘플 홀더로 전압을 공급하는 제2 고전압 파워소스;
    상기 샘플 홀더와 일정 거리 이격되어 형성되며, 상기 샘플 홀더에 안착된 이온화된 샘플을 가속하도록 전압을 형성하고 있는 제1 이온광학계;
    상기 제1 이온광학계로 전압을 공급하는 제1 고전압 파워소스;
    상기 제1 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 속도를 가속시키며, 접지와 연결되어 있는 제2 이온광학계;
    상기 제2 이온광학계 상단에 형성되어 있으며, 이온화된 상기 샘플의 검출하는 이온 검출부;를 포함함을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스캐너 모듈은 수평 주파수와 수직 주파수를 가지며, 상기 레이저 발사부에서 발사되는 레이저의 주파수는 상기 스캐너 모듈의 수직 주파수 또는 수평 주파수보다 상대적으로 높음을 특징으로 하는 질량 분석 장치.
PCT/KR2011/010285 2011-12-20 2011-12-29 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치 WO2013094799A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180076368.0A CN104115253B (zh) 2011-12-20 2011-12-29 使用扫描仪光源的质量分析装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0137900 2011-12-20
KR1020110137900A KR101339340B1 (ko) 2011-12-20 2011-12-20 스캐너 광원을 이용한 질량분석 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013094799A1 true WO2013094799A1 (ko) 2013-06-27

Family

ID=48668669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/010285 WO2013094799A1 (ko) 2011-12-20 2011-12-29 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101339340B1 (ko)
CN (1) CN104115253B (ko)
WO (1) WO2013094799A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001041931A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Hitachi Ltd レーザ質量分析計
US20050279929A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Ciphergen Biosystems, Inc. Laser desorption and ionization mass spectrometer with quantitative reproducibility
US20090039282A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-12 Bruker Daltonik Gmbh Matrix-assisted laser desorption with high ionization yield

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7449684B2 (en) * 2004-06-07 2008-11-11 Scientific Analysis Instruments Limited Mass spectrometer
CN100521064C (zh) * 2007-12-03 2009-07-29 厦门大学 基质辅助激光解吸-粒子束碰撞解离飞行时间质谱仪

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001041931A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Hitachi Ltd レーザ質量分析計
US20050279929A1 (en) * 2004-06-21 2005-12-22 Ciphergen Biosystems, Inc. Laser desorption and ionization mass spectrometer with quantitative reproducibility
US20090039282A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-12 Bruker Daltonik Gmbh Matrix-assisted laser desorption with high ionization yield

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130070739A (ko) 2013-06-28
CN104115253A (zh) 2014-10-22
CN104115253B (zh) 2016-08-17
KR101339340B1 (ko) 2013-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0995221B1 (en) Hybrid ion mobility and mass spectrometer
US8847155B2 (en) Tandem time-of-flight mass spectrometry with simultaneous space and velocity focusing
US7126114B2 (en) Method and system for mass analysis of samples
EP1099237B1 (en) Time-of-flight mass spectrometer
US20070023645A1 (en) Method and system for mass analysis of samples
US20020020812A1 (en) Improvements in time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules
JP2006511912A5 (ko)
JP2006511912A (ja) 複数の飛行経路を有する飛行時間型質量分析器
CN103875057A (zh) 质谱仪
WO2001069648A2 (en) Time of flight mass spectrometry apparatus
US8274042B2 (en) Imaging mass spectrometry for small molecules in two-dimensional samples
JP4606270B2 (ja) 試料イオンの飛行時間測定用装置，飛行時間型質量分析装置，飛行時間型質量分析方法
WO2013094799A1 (ko) 스캐너 광원을 이용한 질량분석 방법 및 장치
JP6750684B2 (ja) イオン分析装置
US7755035B2 (en) Ion trap time-of-flight mass spectrometer
NL2027583B1 (en) A time-of-flight mass spectrometer device
CN219677213U (zh) 基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪
CN113933374A (zh) 探测装置和方法
JP4627744B2 (ja) 飛行時間型質量分析計
CN115692158A (zh) 基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪和进行测量的方法
JPH05251037A (ja) レーザイオン化中性粒子質量分析装置およびそれを用いる分析法
JPH06275232A (ja) レーザイオン化中性粒子質量分析装置
JPH08329883A (ja) 飛行時間分析方法及び装置
JPS5889764A (ja) 中性粒子衝撃型イオン源におけるアライメント方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11878070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11878070

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1