[发明专利]质谱仪

说明书

技术领域

本发明涉及通过电离测量对象的至少一部分并测量离子来执行质谱分析的质谱仪。

背景技术

近来，特别是在病理研究和药物开发的领域中，作为用于检测测量对象表面上的物质分布的方法，“成像质谱分析”受到关注。成像质谱分析是通过执行测量对象表面的二维质谱分析并获得与质量电荷比对应的物质的检测强度的二维分布来获得测量对象表面上的物质的分布信息的方法。通过成像质谱分析，能够识别诸如蛋白质和药物分子等的生物分子并以高空间分辨率测量分子的空间分布。

一般地，质谱分析是通过用激光、离子或电子等照射样品而电离样品并通过质量电荷比分离所电离的样品以由此获得由质量电荷比及其检测强度形成的频谱的方法。

作为用于从测量对象产生离子的单元，可以使用诸如激光束和离子束的带电粒子束（以下，统称为一次束）。在一次束是离子束的情况下，发射离子被称为二次离子。作为使用激光作为一次束的例子，用于通过用脉冲和细微聚焦的激光照射与基质混合并且结晶化的样品来获得电离的基质辅助激光解吸附电离（MALDI）和用于通过用一次离子束照射样品获得电离的二次离子质谱分析（SIMS）是已知的。

作为用于通过质量电荷比分离电离样品并检测样品的方法，常常对成像质谱分析采用适于检测诸如蛋白质的大质量分子的飞行时间型。在飞行时间型质谱仪中，以脉冲的方式从测量对象的表面发射离子，并且，离子通过电场在真空中被加速。由于离子的飞行速度根据其质量电荷比而不同，因此，可通过测量目标离子从测量对象到检测装置飞行一定的距离所需要的时间，测量目标离子的质量电荷比。

并且，成像质谱分析包括两种方法，即，扫描型和投影型。

扫描型是包括依次执行测量对象上的微细区域（依赖于一次束的束径）的质谱分析并从质谱分析的结果和微细区域的位置信息重构物质的分布的方法。

在投影型中，通过用具有相对宽的照射区域的一次束照射测量对象的整个表面来电离宽的区域的测量对象，并且，通过位置/时间敏感检测器测量产生的离子到达检测装置所需要的时间和检测装置表面上的离子的到达位置。通过这种配置，能够通过同时检测检测离子的质量和测量对象表面上的离子的位置来测量包含于测量对象中的物质的空间分布。

作为代表性的质谱仪，公开了使用激光作为一次束的质谱仪（PTL1）和使用离子束的质谱仪（PTL2）。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利申请公开No.2002-141016

PTL2：日本专利申请公开No.2001-141673

发明内容

技术问题

在常规的质谱仪中，在扫描型和投影型两者中的许多情况下，使得一次束形成为斜着入射于测量对象的表面上。这是由于，为了提高离子捕获效率，必须与测量对象表面垂直地设置离子检测系统。当垂直入射一次束时，一次束照射系统干涉检测从测量对象发射的离子的检测系统，因此，这种配置难以垂直照射一次束。

当使得一次束斜着入射到测量对象的表面上时，在测量对象表面具有凸凹高度范围（以下，称为凸凹）的情况下，在测量对象表面上发射落在一次束的阴影下的阴影部分。阴影部分不被一次束照射，并且，不从阴影部分发射二次离子。因此，存在这样一种问题，即，在从样品发射的离子的空间分布与测量对象表面上的物质的空间分布之间导致差异。

在PTL1中描述的质谱仪中，光学反射镜子被设置在形成离子检测系统的电极中，并且，从离子检测系统的外面入射的激光在离子检测系统的内部被反射而被入射于测量对象上。但是，难以对使用离子束作为一次束的情况采用该配置。

并且，由于一次束的离子光轴和离子检测系统的离子光轴在PTL1的配置中相互不同，因此，当一次束被垂直照射到表面上时，离子检测系统相对于测量对象表面被斜着设置，以引起离子检测效率劣化的担心。

并且，在PTL2中描述的质谱仪中，一次束透过孔径被设置在离子检测器中，以使得实现一次束的离子光轴和离子检测系统的离子光轴共轴的布置。但是，存在这样一些问题，即，透过孔径导致离子检测器的检测效率劣化，并且，由于当检测沿离子光轴方向发射的离子时透过孔径是盲点，因此，难以对投影型二次离子光学系统采用该配置。

问题的解决方案

本发明解决常规技术的问题。