リフレクトロン

リフレクトロン (Reflectron)

リフレクトロン、またはリフレクター、イオンミラーとは、飛行時間質量分析計（TOF-MS）に用いられる装置であり、荷電粒子の飛行方向を静電場を利用して反転させる機能を持っています。この技術は、質量電荷比が同じ異なる運動エネルギーを持つ荷電粒子が、時間軸上で収束し、ほぼ同じタイミングで検出器に到達することを可能にします。

リフレクトロンの重要性

この機構により、TOF-MSにおける初期加速段階の誤差が補償され、質量分解能が向上します。リフレクトロンの概念は1973年にロシアの科学者ボリス・アレクサンドロビッチ・マミリンによって提唱され、以来質量分析の技術革新に寄与し続けています。

シングルステージ・リフレクトロン

シングルステージ・リフレクトロンは一つの電場領域で構成されています。この電場は線形または非線形形式で形成され、電極間の場はほぼ一様です。例として、抵抗器を用いて電場を線形にする方法があります。非線形な曲線電場を持つリフレクトロンでは、遅延電場が非線形に設定され、円弧関数に基づいた電圧が供給される仕組みになっています。

また、クアドラティックフィールドリフレクトロンは、入射部からの距離の二乗に比例する電場を特長とし、高次の運動エネルギーのずれを補正する能力があります。

デュアルステージ・リフレクトロン

デュアルステージ・リフレクトロンは二つの電場領域から構成されており、入射側の電場は末端側に比べて大きな値に設定されています。この設計により装置のサイズを抑えつつ、二次的な運動エネルギーの集束が実現されています。

ポストソース分解

ポストソース分解（post source decay）という技術は、リフレクトロンを特に備えたマトリックス支援レーザー脱離イオン化法（MALDI）TOF-MSに関連しています。この技術では、メタステーブルな分解や衝突誘起解離によって生成されたフラグメントイオンを質量電荷比ごとに分れさせ、個別のスペクトルとして検出することができます。これにより、より詳細な分子構造の解析が可能になります。

参考文献

• - Robert J. Cotter (1994). Time-of-flight mass spectrometry. Columbus, OH: American Chemical Society.
• - Gross JH. マススペクトロメトリー. 日本質量分析学会出版委員会、シュプリンガー・ジャパン株式会社、2007年、566頁。

リフレクトロンは、現代の質量分析において欠かせない要素であり、この技術の発展は科学研究に大きな影響を与えています。

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