フェムト秒レーザーを用いる超短パルス電子線の発生－超高速現象解明と環境計測応用－

使用飞秒激光产生超短脉冲电子束 - 超快现象的阐明和环境测量应用 -

• 批准号: 13J03662
• 负责人: 松井 大宜
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03662/
• 关键词: 多光子イオン化; ガスクロマトグラフィー; 質量分析; 超短パルス電子線イオン化; 残留性有機汚染物質; 多光子イオン化質量分析計; 小角試料導入法; ダイオキシン類; 超微量分析; 超短パルス電子線; 光電子イオン化; 光電子付着イオン化

本研究の目的は、質量分析計(MS)のイオン化部を試作・改良し、高出力フェムト秒レーザーと併用することにより、高塩素化ダイオキシンの超微量分析を実現することである。また、フェムト秒レーザーを用いて超短パルス電子線を発生させ、これを用いる汎用性の高い環境分析法を実現すると共に、超高速現象の解明へ応用することを目的とした。前年度、小角試料導入法を利用したガスクロマトグラフィー/多光子イオン化/質量分析計(GC/MPI/MS)を開発し、GC/MPI/MSでは初となる血液中ダイオキシン分析への応用を可能にした。さらに、イオン化部を形成するステンレス鋼に紫外フェムト秒レーザー光(267 nm, 100 fs)を照射し、超短パルス電子線を発生させた。当該年度、超短パルス電子線をイオン源として利用するMSを開発すると共に、これを環境計測と超高速現象解明へ応用することを目的として研究した。環境計測については、超短パルス電子線を用いた陽イオン生成の条件について検討した。また、この方法により質量スペクトルのライブラリから未知化合物の同定を行えるようにした。さらに、開発した分析装置をGCに接続し、脂肪族化合物及び芳香族化合物の混合試料を測定した。その結果、超短パルス電子線イオン化の場合の検出感度は、MPIを使用する方法と比較して2-3桁低かった。イオン化部を最適化し、試料分子と超短パルス電子線を効率良く衝突させる事によりこの問題を解決できると考えている。この方法により、前年度開発した超高感度なGC/MPI/MSの網羅分析法は一層有益なものになった。一方、超高速現象の解明については、Arの多光子イオン化により超短パルス電子線を発生させ、これをイオン化源とする質量分析を可能にした。現在のところポンププローブ法による緩和過程の研究は実現していないが、今後に繋がる新しい成果であると考えられる。

这项研究的目的是原型和改善质谱仪（MS）的电离部分，并与高功率飞秒激光结合使用，以实现对高度氯化二恶英的超轨道分析。目的是使用飞秒激光器生成超短脉冲的电子束，并使用此方法实现一种多功能的环境分析方法，并将其应用于阐明超高速度现象的阐明。在上一年，我们使用小角度样品简介方法开发了气相色谱/多光子电离/质谱仪（GC/MPI/MS），这使得在GC/MPI/MS中首次将其应用于血液二恶英分析。此外，形成电离部分的不锈钢用紫外线飞秒激光（267 nm，100 fs）辐照，以生成超舒放的脉冲电子束。在这个财政年度，我们开发了一个MS，该MS使用超短脉冲电子束作为离子源，并进行研究，目的是将其应用于环境测量并阐明超高速度现象。关于环境测量，检查了使用超短脉冲电子束阳离子产生的条件。此外，该方法允许鉴定质谱库中未知化合物。此外，开发的分析装置已连接到GC，以测量脂肪族和芳香族化合物的混合样品。结果，在超短脉冲电子束电离的情况下，检测敏感性比使用MPI的方法低2-3个数量级。我们认为，可以通过优化电离截面并有效碰撞样品分子和超短脉冲电子束之间解决此问题。该方法使GC/MPI/MS的超敏感综合分析方法去年开发了更有用。另一方面，为了阐明超快速现象，通过AR的多光子离子化产生了超短脉冲的电子束，从而可以使用以将其作为电离源使用质谱法。当前，尚未实现对使用泵探针方法的放松过程的研究，但认为这是一个新的结果，将导致未来的发展。

项目成果

フェムト秒電子パルスを用いた有機化合物のイオン化並びに多光子イオン化との比較

使用飞秒电子脉冲电离有机化合物并与多光子电离进行比较

• 发表时间: 2014
• 作者: 松井大宜;今坂藤太郎
• 通讯作者: 今坂藤太郎