飛行時間型質量分析計

飛行時間型質量分析計とは

飛行時間型質量分析計（TOF-MS）は、荷電粒子の質量を測定する高度な装置です。具体的には、加速されたイオンや電子が所定の距離を飛行する際にかかる時間を計測し、そのデータをもとに対象物質の質量を求めます。この手法は、粒子の加速を電場に依存させることから始まります。既知の電界強度によって荷電状態の粒子が加速されて運動エネルギーを獲得し、そこから飛行時間が算出されます。質量電荷比は、質量を電荷で割った値であり、これを通じて質量の測定が可能になります。

飛行時間二次イオン質量分析計（TOF-SIMS）

TOF-SIMSは、飛行時間型質量分析計を用いた特別な手法で、固体試料から化学情報を非常に高い感度で引き出します。この分析法では、一次イオンビームを固体試料に照射し、最表面から放出された二次イオンを検出します。TOF-SIMSの素晴らしさは、分子や原子の分布を100ナノメートル未満の空間分解能で観察できる点です。このため、特にナノスケールの材料や生体試料の分析において、非常に有効なツールとなっています。

非破壊的な分析

従来のSIMSは、破壊的な分析手法として知られ、有機材料やバイオマテリアルへの適用が困難であると考えられていました。しかし、TOF-SIMSは、イオンビームをパルス的に照射する技術を採用することで、試料をほとんど破壊せずに高精度な測定を実現しました。この進化により、有機物や高分子材料に関しても多くの研究や応用が進められてきています。特に2000年以降は、バイオマテリアルの測定が増加し、生体試料における特定物質の分布を視覚化したり、材料表面のDNAやタンパク質の評価が行われるようになりました。

まとめ

飛行時間型質量分析計（TOF-MS）とその派生であるTOF-SIMSは、質量分析の分野において興味深い技術革新を提供しています。さまざまな材料や試料の化学的特性を深く理解するための道具として、今後もますます重要な役割を果たすでしょう。これにより、科学研究や応用技術の発展が期待されます。

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以下、TOF-MSおよびTOF-SIMSに関連する用語を補足します。

関連項目

• - リフレクトロン：質量分析で信号の解析精度を向上させるための装置。
• - 質量分析法：物質の質量を測定するための技術。
• - マススペクトル：質量分析により得られるスペクトルデータ。
• - 質量電荷比：物質の質量をその電荷で割った値。
• - 真空計：真空の度合いを測定するための装置。

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