超伝導検出器と単一磁束量子回路を用いた生体高分子用高分解能質量分析システムの研究

基于超导探测器和单通量量子电路的生物聚合物高分辨率质谱系统研究

基本信息

批准号：
15J00206
负责人：
佐野京佑
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、超伝導高感度粒子検出器と超伝導高精度時間測定回路を組み合わせた高精度質量分析システムの構築を目的としている。前年度に引き続き、両超伝導回路を用いた分析システムの構築と評価に取り組んだ。本実験では分析対象の分子が一度の測定に連続的に検出されるが、時間測定回路のバッファ容量の不足により検出データの読み飛ばしが確認された。超伝導論理回路の動作には一定の直流電流の供給が必要であり、この供給量は回路規模に比例する。供給電流量の増大は、超伝導回路を実装した冷凍機内の配線内における消費電力を増大させ、超伝導回路の冷却は困難となる。このため、単純にバッファ容量を増大させることはできない。また、バッファ容量の問題に留まらず、今後の大規模超伝導論理回路の冷凍機内動作のためには低電流化技術の研究は必要不可欠である。そのため、前年度より直列バイアス技術と呼ばれる低電流化技術の研究を進めている。本技術の適用により、超伝導高精度時間測定回路のバッファ容量を四倍に増大させつつ、未適用時と比較して約7割の低電流化に成功した。本成果については、応用超伝導に関する国際会議であるApplied Superconductivity Conference (ASC) 2016にて口頭発表し、その内容をまとめた論文はIEEE Trans. Appl. Supercond., vol.27にて掲載予定である。また、本論文の前刷りは、Superconductivity News Forum (SNF) におけるコンテストにて入賞した。

本研究的目的是构建超导高灵敏度粒子探测器和超导高精度时间测量电路相结合的高精度质谱系统。继去年之后，我们致力于使用两种超导电路构建和评估分析系统。在本实验中，在一次测量中连续检测待分析分子，但已确认由于时间测量电路中的缓冲容量不足而跳过了一些检测数据。超导逻辑电路的运行需要恒定的直流电供应，并且该供应量与电路规模成正比。若供给电流量增大，则搭载有超导电路的冰箱内部的布线的消耗电力增大，超导电路的冷却变得困难。因此，不可能简单地增加缓冲器容量。除了缓冲能力的问题外，低电流技术的研究对于未来大规模超导逻辑电路在冰箱中的运行也至关重要。因此，从去年开始，我们一直在研究一种称为串联偏置技术的低电流技术。通过应用这项技术，我们能够将超导高精度时间测量电路的缓冲容量增加四倍，同时与未应用该技术时相比，成功地将电流减少约70%。该结果在应用超导国际会议 (ASC) 2016 上进行了口头展示，总结该结果的论文将发表在 IEEE Trans., vol.27 上。此外，本文的预印本在超导新闻论坛（SNF）的竞赛中获奖。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

飛行時間型超伝導質量分析システムの改善と評価

飞行时间超导质谱系统的改进与评估

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Yoshikawa;K. Sano;Y. Yamanashi;M. Okubo;N. Zen;佐野京佑，下田知毅，山梨裕希，吉川信行，全伸幸，大久保雅隆;下田知毅，佐野京佑，山梨裕希，吉川信行;佐野京佑，下田知毅，山梨裕希，吉川信行，全伸幸，大久保雅隆
通讯作者：
佐野京佑，下田知毅，山梨裕希，吉川信行，全伸幸，大久保雅隆

生体高分子用飛行時間型質量分析に向けた単一磁束量子時間測定回路のバッファの大容量化

提高生物聚合物飞行时间质谱单磁通量子时间测量电路的缓冲能力