WO2018092271A1 - イオン分析装置 - Google Patents

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慶 小寺
孝輔 細井
秀治 志知
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株式会社島津製作所
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Definitions

  • the present invention relates to an ion analyzer that generates and analyzes ions from a sample by irradiating an excitation beam such as a laser beam, such as a mass spectrometer or an ion mobility analyzer.
  • LDMOS laser ionization
  • MALLDI matrix-assisted laser desorption / ionization
  • a substance that easily absorbs laser light and is easily ionized (matrix substance) is applied to the surface of the sample, and the matrix substance that has taken in the sample molecules is microcrystallized, and laser is applied to this.
  • the sample molecules are ionized by irradiation with light.
  • a laser desorption ionization method such as matrix-assisted laser desorption ionization, a region to be measured on a sample surface is irradiated with laser light, and ions generated from the region are subjected to mass spectrometry.
  • Patent Document 1 describes a conceptual configuration of a mass spectrometer provided with an ion source that generates ions using a laser ionization method.
  • this mass spectrometer has a configuration in which a light incident window 100 is provided on the upper surface, an ion optical system 108 is provided in the lower part of the case, and an ion analyzing unit is provided in the upper part.
  • 104 is disclosed only as an arrangement (only as a block diagram). And the usage is described as follows.
  • the casing is arranged so that the ion incident hole 112 faces the sample 110 placed on the sample placing table 96, and laser light emitted from the laser light source 92 is introduced into the light incident window 100 through the optical fiber 98, and the ions are introduced.
  • the sample 110 is irradiated through the incident hole 112. Ions are emitted from the surface of the sample 110 irradiated with the laser light.
  • the ions enter the casing through the ion incident hole 112, are focused by the ion optical system 108, and are mass-separated and detected by the mass analyzer 104.
  • the sample mounting table 96 is movable in the horizontal direction, and by moving the sample mounting table 96, it is possible to perform mass spectrometry by irradiating the measurement target region on the surface of the sample 110 with laser light.
  • Patent Document 1 only conceptually describes a mass spectrometer, and does not disclose a specific configuration (particularly, a configuration inside the housing). As shown in FIG. 1, the irradiation path 102 of the laser beam irradiated on the sample 110 and the flight path of ions generated from the sample 110 toward the mass analysis unit 104 are the same in the housing of the mass spectrometer. In addition, there is a problem of how to prevent interference between the two and detect ions.
  • An ion analyzer which has been made to solve the above problems, a) a sample mounting part on which the sample is mounted; b) an excitation beam irradiation unit that irradiates an excitation beam from a direction perpendicular to the surface of the sample placed on the sample placement unit; c) a deflecting unit for flying at least a part of the ions generated from the sample in a direction deviating from the irradiation path of the excitation beam; d) an analyzer arranged in the flight direction of the ions deflected by the deflecting unit, and separating and measuring the ions according to a predetermined physical quantity; It is characterized by providing.
  • the excitation beam is, for example, a laser beam, an electron beam, or an ion beam.
  • the term “vertical” does not necessarily mean that the surface is strictly perpendicular to the sample surface. For example, a slight angular deviation of about ⁇ 5 degrees is allowed.
  • the sample is placed on the sample placing portion so that the sample surface is horizontal and the excitation beam is irradiated in the vertical direction, but other arrangements may be adopted.
  • the deflection unit can be constituted by, for example, an electrode disposed at a position off the path of the excitation beam irradiated on the sample, and a voltage application unit that applies a predetermined voltage to the electrode. More specifically, it can be constituted by an electrode arranged at a position deviated from the path of the excitation beam, and a voltage application unit that applies a voltage having a polarity opposite to that of ions to the electrode. In this case, the analysis unit is arranged on the same side as the electrode with respect to the path of the excitation beam.
  • the deflecting unit can be configured by an electrode disposed at a position off the path of the excitation beam and a voltage applying unit that applies a voltage having the same polarity as the ions to the electrode.
  • the analysis unit is arranged on the opposite side of the electrode with respect to the path of the excitation beam.
  • the predetermined physical quantity is, for example, a mass-to-charge ratio of ions, and in this case, the ion analyzer according to the present invention is a mass spectrometer.
  • the ion analyzer by irradiating the excitation beam from a direction perpendicular to the surface of the sample, the irradiation area of the excitation beam can be reduced and the spatial resolution can be increased. Ions can be generated. Then, a part of the ions generated from the sample can be focused, deflected, and guided to the analysis unit so as not to interfere with the laser light irradiation path.
  • the deflecting unit deflects ions in a direction orthogonal to the path of the excitation beam.
  • the analysis unit positioned downstream of the deflection unit away from the excitation beam optical system. Further, by arranging the excitation beam optical system and the analysis unit orthogonally, the whole can be made compact without enlarging the apparatus in one specific direction.
  • the ion analyzer By using the ion analyzer according to the present invention, it is possible to detect ions while preventing interference between the irradiation path of the laser light applied to the sample and the flight path of ions generated from the sample and directed to the analysis unit.
  • FIG. The principal part block diagram of the ion trap type
  • mold mass spectrometer which is a modification of the mass spectrometer which concerns on this invention.
  • mold mass spectrometer which is another modification of the mass spectrometer which concerns on this invention.
  • the mass spectrometer of this example is a matrix laser desorption ionization-ion trap (MALDI-IT) type ion that mass-separates ions generated by a MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization) ion source with an ion trap (IT). It is a mass spectrometer.
  • MALDI-IT matrix laser desorption ionization-ion trap
  • FIG. 2 shows a main configuration of the mass spectrometer 10 of the present embodiment.
  • a sample 1 placed on a sample stage 2 that can move in the horizontal and vertical directions is irradiated with laser light from a laser light source 3 from above to generate ions.
  • the sample 1 is preliminarily coated with a matrix material that easily absorbs laser light from the laser light source 3 and is easily ionized, and is microcrystallized in a state in which sample molecules are taken into the matrix material.
  • laser light is irradiated, sample molecules are vaporized and ionized together with matrix material molecules.
  • the generated ions are extracted upward by the extraction electrode 4, the flight direction is focused by the ion lens 5, and is incident on the deflection unit 6.
  • the deflection unit 6 is provided with four rod electrodes 61 to 64.
  • the rod electrode 61 has a voltage opposite in polarity to the ions, and the other rod electrodes 62 to 64 have voltages having the same polarity as the ions. Each is applied from the voltage application unit 30. Thereby, a potential gradient as shown by an arrow in FIG. 2 is formed.
  • the ions incident on the deflecting unit 6 are deflected in the horizontal direction along the potential gradient formed in the space surrounded by the rod electrodes 61 to 64.
  • the ions deflected in the horizontal direction are focused in the flight direction by the ion lens 7 and enter the ion trap 8.
  • a DC voltage and a high-frequency voltage are applied to each electrode of the ion trap 8 so that only ions having a mass-to-charge ratio within a predetermined range are trapped inside. Ions selected by the ion trap 8 are released at a predetermined timing and detected by an ion detector 9 located at the subsequent stage.
  • a half mirror 11 is disposed on the laser beam path, and a camera 12 that images the surface of the sample 1 through the half mirror 11 is provided.
  • the surface of the sample 1 placed on the sample stage 2 is observed with the camera 12 before the matrix substance is applied to determine the measurement target region, and the measurement target region is irradiated with laser light.
  • the sample stage 2 is appropriately moved.
  • laser light is irradiated to the measurement target position of the sample 1 to generate ions, but each region is moved while moving the irradiation region of the laser light on the surface of the sample 1 by moving the sample stage 2.
  • Imaging mass spectrometry can also be performed by performing mass spectrometry of ions emitted from the.
  • the constituent elements other than the laser light source 3, the half mirror 11, and the camera 12 are accommodated in a casing 20, and the casing 20 is not shown in the drawing. Is maintained at a predetermined degree of vacuum.
  • laser light is irradiated from a direction perpendicular to the surface of the sample 1. It is empirically known that ion generation efficiency increases when laser light is irradiated from a direction perpendicular to the surface of the sample 1, and the sensitivity of mass spectrometry can be increased by adopting the configuration of this embodiment. Further, when the laser beam is irradiated from a direction perpendicular to the surface of the sample 1, the spot diameter of the laser beam is minimized. Therefore, the spatial resolution when performing imaging mass spectrometry is also increased.
  • ions released from the sample 1 are drawn out in a direction substantially perpendicular to the surface of the sample 1.
  • ions released in various directions from the surface of the sample 1 can be subjected to analysis with the highest efficiency, and highly sensitive mass spectrometry can be performed.
  • the deflecting unit 6 deflects the flight direction of ions in a direction orthogonal to the laser beam path, so that the ion lens 7 disposed at the rear stage of the deflecting unit 6,
  • the ion trap 8 and the ion detector 9 can be arranged away from the excitation beam optical system.
  • the deflecting unit is configured to achieve the purpose of separating only ions generated from the sample from neutral particles by deflecting them with an electric field.
  • a technique for achieving the object of irradiating laser light from a direction substantially perpendicular to the surface of the sample and mass-analyzing ions extracted in the direction substantially perpendicular to the surface of the sample is no specific idea.
  • the deflection unit 6 is composed of four rod electrodes 61 to 64, and a voltage having the same polarity or opposite polarity to the ions is applied to each of them.
  • a voltage having a polarity opposite to that of ions is applied to an electrode arranged on the inner side of the electrode, and a voltage having the same polarity as ions is arranged on an electrode arranged on the outer side of the ion flight path.
  • FIGS One such example is shown in FIGS.
  • the constituent elements of the ion trap mass spectrometer 10a in FIG. 3 and the ion trap mass spectrometer 10b in FIG. 4 are the same as those in FIG.
  • a pair of flat plate electrodes 65 and 66 are arranged on both sides of the flight path of ions directed vertically upward, and the flat plate electrode 65 located on the opposite side of the ion trap 8 with respect to the flight path includes A voltage having the same polarity as the ions is applied, and a voltage having a polarity opposite to that of the ions is applied to the plate electrode 66 located on the same side as the ion trap 8.
  • another set of flat plate electrodes 67 and 68 is also arranged in a direction orthogonal to the one set of flat plate electrodes 65 and 66, and a voltage of the same polarity as ions is applied to the flat plate electrode 67 located on the sample 1 side.
  • a voltage having a polarity opposite to that of ions is applied to the plate electrode 68 located on the opposite side of the sample 1. Thereby, a gradient of potential for pushing ions in the direction indicated by the arrow in FIG. 3 is formed, and the flight direction of ions can be deflected in the horizontal direction in the same manner as in the above embodiment.
  • a pair of curved electrodes 69 and 70 are used.
  • the curved electrode 69 disposed outside the ion trajectory has an opening 71 at a position corresponding to the irradiation path of the laser beam.
  • An entrance of a pair of curved electrodes 69 and 70 is arranged on the flight path of ions extracted from the sample 1, and a voltage having the same polarity as the ions is applied to the curved electrodes 69 located outside the flight path of ions.
  • a voltage having a polarity opposite to that of ions is applied to the curved electrode 70 located inside the flight path of ions.
  • the above-described embodiment is a mass spectrometer equipped with an ion source that generates ions by a matrix-assisted laser desorption / ionization (MALDI) method, but laser desorption ionization (LDI) without using a matrix material.
  • a mass spectrometer equipped with an ion source that generates ions by a laser desorption / ionization method can be similarly configured.
  • an excitation beam such as a molecular beam, an ion beam, or an electron beam can be used instead of the laser beam.
  • the ion beam and electron beam are charged particle beams. Generally, these excitation beams are accelerated so as to have a sufficiently large kinetic energy compared to the kinetic energy of ions generated from the sample. There is no concern of being affected by the electric field that is formed to deflect the flight direction of the ions.
  • the above embodiment is an ion trap type mass spectrometer, but the same applies to a mass spectrometer equipped with a mass analyzer other than an ion trap (time-of-flight mass analyzer, quadrupole mass analyzer, etc.). Can be configured. Further, ion analyzers other than the mass spectrometer (ion mobility analyzer and the like) can be configured in the same manner as described above.

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Abstract

試料１が載置される試料載置部２と、前記試料載置部２に載置される試料１の表面に対して垂直な方向から励起ビームを照射する励起ビーム照射部３と、前記試料１から生成されたイオンの少なくとも一部を前記励起ビームの照射経路から外れた方向に飛行させる偏向部６と、前記偏向部６により偏向されたイオンの飛行方向に配置され、予め決められた物理量に応じて該イオンを分離し測定する分析部８とを備えたイオン分析装置。

Description

イオン分析装置
　本発明は、質量分析装置やイオン移動度分析装置等の、レーザ光等の励起ビームを照射することにより試料からイオンを生成して分析する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分子を励起してイオン化する方法であり、試料の表面のうちレーザ光が照射される領域に存在する分子を選択的にイオン化する。また、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（MALLDI: Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization）法がある。マトリックス支援レーザ脱離イオン化法では、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して試料分子を取り込んだマトリックス物質を微結晶化しておき、これ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。マトリックス支援レーザ脱離イオン化等のレーザ脱離イオン化法では、試料表面の測定対象領域レーザ光を照射し、該領域から生成されたイオンを質量分析する。また、レーザ光の照射領域を試料表面上で移動させつつ（すなわち、レーザビームで試料表面を走査しつつ）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、試料表面における特定の質量を有する物質の分布を調べるという分析を行うこともできる。こうした手法はイメージング質量分析と呼ばれる。
　特許文献１には、レーザイオン化法を用いてイオンを生成するイオン源を備えた質量分析装置の概念的構成が記載されている。この質量分析装置の構成は、図１に示すように、上面に光入射窓１００が、下面にイオン入射孔１１２がそれぞれ設けられた筐体内の下方にイオン光学系１０８が、上方に質量分析部１０４が配置されたものとしてのみ（ブロック図としてのみ）開示されている。そして、その使用法は次のように記載されている。イオン入射孔１１２が試料載置台９６に載置された試料１１０と対向するように上記筐体を配置し、レーザ光源９２から発せられるレーザ光を光ファイバ９８により光入射窓１００に導入し、イオン入射孔１１２を通して試料１１０に照射する。レーザ光が照射された試料１１０の表面からはイオンが放出され、該イオンはイオン入射孔１１２より筐体内に入り、イオン光学系１０８で集束されて質量分析部１０４により質量分離され検出される。試料載置台９６は水平方向に移動可能であり、該試料載置台９６を移動させることにより試料１１０表面の測定対象領域にレーザ光を照射して質量分析を行うことができる。
米国特許第６６３９２１７号明細書
　前述のとおり、特許文献１には、質量分析装置が概念的に記載されているのみであり、その具体的構成（特に、筐体内部の構成）は開示されていない。図１に示すように、この質量分析装置の筐体内において、試料１１０に照射されるレーザ光の照射経路１０２と試料１１０から生成され質量分析部１０４に向かうイオンの飛行経路が同じであり、実際上、どのようにして両者の干渉を防ぎイオンを検出するかという問題がある。
　ここではレーザ光を照射して試料からイオンを生成する場合を例に挙げて説明したが、電子線やイオンビーム等の励起ビームを照射して試料からイオンを生成する場合も同様にそのイオン検出が課題となる。また、試料から生成したイオンをその移動度に基づいて分離し測定するイオン移動度分析装置等においても同様の課題がある。本発明は、これらの課題を解決するために成された。
　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、
　a) 試料が載置される試料載置部と、
　b) 前記試料載置部に載置される試料の表面に対して垂直な方向から励起ビームを照射する励起ビーム照射部と、
　c) 前記試料から生成されたイオンの少なくとも一部を前記励起ビームの照射経路から外れた方向に飛行させる偏向部と、
　d) 前記偏向部により偏向されたイオンの飛行方向に配置され、予め決められた物理量に応じて該イオンを分離し測定する分析部と、
　を備えることを特徴とする。
　前記励起ビームは、例えば、レーザ光、電子線、あるいはイオンビームである。前記垂直という文言は必ずしも試料表面に厳密に垂直であることを意味するのではなく、例えば±5度程度の多少の角度ずれは許容される。一般的には試料表面が水平になるように試料載置部に試料を載置し、励起ビームを鉛直方向に照射するが、それ以外の配置を採ることもできる。
　前記偏向部は、例えば、試料に照射される励起ビームの経路から外れた位置に配置される電極と、該電極に所定の電圧を印加する電圧印加部により構成することができる。より具体的には、励起ビームの経路から外れた位置に配置される電極と、該電極にイオンと逆極性の電圧を印加する電圧印加部により構成することができる。この場合、前記分析部は、励起ビームの経路に関して、電極と同じ側に配置される。あるいは、前記偏向部は、励起ビームの経路から外れた位置に配置される電極と、該電極にイオンと同極性の電圧を印加する電圧印加部により構成することができる。この場合、前記分析部は、励起ビームの経路に関して、電極とは反対側に配置される。
　前記予め決められた物理量とは、例えばイオンの質量電荷比であり、その場合、本発明に係るイオン分析装置は質量分析装置である。
　本発明に係るイオン分析装置では、試料の表面に垂直な方向から励起ビームを照射することにより、励起ビームの照射領域を小さくして空間分解能を高めることができ、また、該領域から高効率でイオンを生成することができる。そして、レーザ光の照射経路と干渉しないように、試料から生成されたイオンの一部を集束し、偏向して分析部に導くことができる。
　本発明に係るイオン分析装置では、前記偏向部が、前記励起ビームの経路と直交する方向にイオンを偏向させることが好ましい。これにより、偏向部の後段に位置する分析部を励起ビームの光学系から離して配置することが可能になる。また、励起ビームの光学系と分析部を直交配置することで、特定の一方向に装置を大きくすることなく全体をコンパクトに構成することができる。
　本発明に係るイオン分析装置を用いることにより、試料に照射されるレーザ光の照射経路と試料から生成され分析部に向かうイオンの飛行経路の干渉を防いでイオンを検出することができる。
特許文献１に記載されているイメージング質量分析装置の概念図。 本発明に係る質量分析装置の一実施例であるイオントラップ型質量分析装置の要部構成図。 本発明に係る質量分析装置の変形例であるイオントラップ型質量分析装置の要部構成図。 本発明に係る質量分析装置の別の変形例であるイオントラップ型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一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。本実施例の質量分析装置は、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２に、本実施例の質量分析装置１０の要部構成を示す。この質量分析装置１０では、水平及び垂直方向に移動可能な試料ステージ２上に載置された試料１に対し、レーザ光源３からのレーザ光を鉛直上方から照射してイオンを生成する。試料１には、予めレーザ光源３からのレーザ光を吸収しやすく、かつイオン化しやすいマトリックス物質が塗布され、マトリックス物質に試料分子が取り込まれた状態で微結晶化されている。レーザ光が照射されるとマトリックス物質分子とともに試料分子が気化及びイオン化される。生成されたイオンは引き出し電極４により上方に引き出され、イオンレンズ５により飛行方向が集束されて偏向部６に入射する。
　偏向部６は、４本のロッド電極６１～６４が配置されており、ロッド電極６１にはイオンと逆極性の電圧が、それ以外のロッド電極６２～６４にはイオンと同極性の電圧が、それぞれ電圧印加部３０から印加されている。これにより、図２に矢印で示すようなポテンシャルの傾斜が形成される。偏向部６に入射したイオンは、これらのロッド電極６１～６４で囲まれた空間に形成されたポテンシャルの傾斜に沿って、その飛行方向が水平方向に偏向される。
　水平方向に偏向したイオンは、イオンレンズ７によって飛行方向が集束されイオントラップ８に入射する。イオントラップ８の各電極には、予め決められた範囲の質量電荷比のイオンのみが内部にトラップされるような直流電圧及び高周波電圧が印加されている。イオントラップ８で選別されたイオンは所定のタイミングで放出され、その後段に位置するイオン検出器９により検出される。
　また、レーザ光の経路上にはハーフミラー１１が配置されており、該ハーフミラー１１を介して試料１の表面を撮像するカメラ１２が設けられている。試料１の測定時には、マトリックス物質の塗布前に試料ステージ２上に載置された試料１の表面をカメラ１２で観察して測定対象領域を決定しておき、該測定対象領域にレーザ光が照射されるように、試料ステージ２を適宜に移動させる。本実施例では、試料１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が、試料ステージ２を移動させることによってレーザ光の照射領域を試料１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。
　本実施例の質量分析装置１０の構成要素のうち、レーザ光源３、ハーフミラー１１、及びカメラ１２を除く各構成要素は筐体２０内に収容されており、該筐体２０は図示しない真空ポンプによって所定の真空度に維持されている。
　本実施例の質量分析装置では、試料１の表面に垂直な方向からレーザ光が照射される。試料１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、本実施例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１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。
　また、本実施例のイオントラップ型質量分析装置では、試料１から放出されたイオンを、試料１の表面に略垂直な方向に引き出す。この構成により、試料１の表面からは様々な方向に放出されるイオンを最も高効率で分析に供することができ、高感度の質量分析を行うことができる。
　さらに、本実施例のイオントラップ型質量分析装置では、偏向部６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ため、偏向部６の後段に配置されるイオンレンズ７、イオントラップ８、及びイオン検出器９を励起ビームの光学系から離して配置することができる。これらの構成要素を励起ビームの光学系に直交する方向に配置することで、特定の一方向に装置を大きくすることなく全体をコンパクトに構成することができる。
　ところで、本実施例のようにレーザ光を照射してイオンを生成するイオン源と全く異なる原理でイオンを生成させる誘導結合プラズマイオン源等を備えた質量分析装置の中には、生成したイオンの飛行方向を偏向する構成を有するものがある。しかし、この偏向部は試料から生成されたイオンのみを電場によって偏向することにより中性粒子と分離するという目的を達成するための構成である。こうした構成には、本発明のように、試料の表面に略垂直な方向からレーザ光を照射し、かつ試料の表面に略垂直な方向に引き出したイオンを質量分析するという目的を達成するという技術的思想はない。
　図２に示す例では、偏向部６を４本のロッド電極６１～６４で構成し、それぞれにイオンと同極性あるいは逆極性の電圧を印加したが、この配置は、偏向されるイオンの飛行経路の内側に配置した電極にイオンと逆極性の電圧を印加し、イオンの飛行経路の外側に配置した電極にイオンと同極性の電圧を配置するという技術的思想に基づく。この技術的思想に基づき上記実施例以外の構成を採ることもできる。そうした一例を図３及び図４に示す。なお、図３のイオントラップ型質量分析装置１０a、図４のイオントラップ型質量分析装置１０bの構成要素は偏向部を除いて図２と同じであるため、偏向部６以外の構成要素には図２と同じ符号を付して説明を省略する。
　図３に示す構成では、鉛直上方に向かうイオンの飛行経路の両側に１組の平板電極６５、６６を配置し、該飛行経路に対してイオントラップ８の反対側に位置する平板電極６５にはイオンと同極性の電圧を、イオントラップ８と同じ側に位置する平板電極６６にはイオンと逆極性の電圧を印加する。また、この１組の平板電極６５、６６と直交する方向にも別の１組の平板電極６７、６８を配置し、試料１側に位置する平板電極６７にはイオンと同極性の電圧を、試料１と反対側に位置する平板電極６８にはイオンと逆極性の電圧を印加する。これにより、図３に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、上記実施例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。
　図４に示す構成では、１組の湾曲状電極６９、７０を用いる。イオン軌道の外側に配置される湾曲状電極６９にはレーザ光の照射経路にあたる位置に開口７１が形成されている。試料１から引き出されたイオンの飛行経路上に１組の湾曲状電極６９、７０の入口を配置し、イオンの飛行経路の外側に位置する湾曲状電極６９にはイオンと同極性の電圧を、イオンの飛行経路の内側に位置する湾曲状電極７０にはイオンと逆極性の電圧を印加する。これにより、図４に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、上記実施例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。
　上記の各実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
　上記実施例はマトリックス支援レーザ脱離イオン化（MALDI: Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization）法によりイオンを生成するイオン源を備えた質量分析装置であるが、マトリックス物質を使用しないレーザ脱離イオン化（LDI: Laser Desorption/Ionization）法によりイオンを生成するイオン源を備えた質量分析装置でも同様に構成することができる。さらに、レーザ光に代えて分子ビーム、イオンビーム、電子ビームなどの励起ビームを用いることもできる。イオンビーム及び電子ビームは帯電粒子のビームであるが、一般に、これらの励起ビームは試料から生成されるイオンの運動エネルギーに比べて十分に大きな運動エネルギーを持つように加速されるため、偏向部に形成される、イオンの飛行方向を偏向するための電場の影響を受ける心配はない。
　上記実施例はイオントラップ型の質量分析装置であるが、イオントラップ以外の質量分析部（飛行時間型質量分析部、四重極型質量分析部等）を備えた質量分析装置においても上記同様に構成することができる。
　また、質量分析装置以外のイオン分析装置（イオン移動度分析装置等）においても上記同様に構成することができる。
１０、１０a、１０b…イオントラップ型質量分析装置
Ｓ…試料
２…試料ステージ
３…レーザ光源
４…引き出し電極
５、７…イオンレンズ
６、６a、６b…偏向部
　６１～６４…ロッド電極
　６５～６８…平板電極
　６９、７０…湾曲円筒状電極
　７１…開口
８…イオントラップ
９…イオン検出器
１１…ハーフミラー
１２…カメラ
２０…筐体
３０…電圧印加部

Claims (7)

  1. 　a) 試料が載置される試料載置部と、
    　b) 前記試料載置部に載置される試料の表面に対して垂直な方向から励起ビームを照射する励起ビーム照射部と、
    　c) 前記試料から生成されたイオンの少なくとも一部を前記励起ビームの照射経路から外れた方向に飛行させる偏向部と、
    　d) 前記偏向部により偏向されたイオンの飛行方向に配置され、予め決められた物理量に応じて該イオンを分離し測定する分析部と、
    　を備えることを特徴とするイオン分析装置。
  2. 　前記偏向部が、
    　e) 前記イオンの飛行経路の内側に配置された電極と、
    　f) 前記電極に前記イオンと逆極性の電圧を印加する電圧印加部と
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
  3. 　前記偏向部が、
    　g) 前記イオンの飛行経路の外側に配置された電極と、
    　h) 前記電極に前記イオンと同極性の電圧を印加する電圧印加部と
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
  4. 　前記試料載置部、前記偏向部、及び前記分析部が所定の真空度に維持された空間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
  5. 　更に、
    　i) 前記試料載置部を移動させる移動機構
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
  6. 　更に、
    　j) 前記試料の表面を撮像する撮像部
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
  7. 　前記励起ビームがレーザ光であることを特徴とする請求項１に記載のイオン分析装置。
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