JP3205635U - Sample plate moving mechanism and laser desorption ionization mass spectrometer equipped with the same - Google Patents
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Abstract
【課題】極めて低い摩擦力で真空室壁面上を移動させることができるサンプルプレート移動機構を提供する。【解決手段】真空室内に配置されるサンプルプレート40と、真空室外に配置され、XY方向に移動可能なステージ31とを備えるサンプルプレート移動機構30であって、サンプルプレート40には、第一永久磁石42、44と、第二永久磁石43とが配置されており、ステージ31には、第一永久磁石42、44と真空室の器壁を介してZ方向に引き合う第三永久磁石31c、31dと、電磁石50とが配置されており、分析時には、電磁石50を制御することにより、電磁石50と第二永久磁石43とを真空室の器壁を介して−Z方向に所定反発力で反発させるようにする。【選択図】図2A sample plate moving mechanism capable of moving on a wall surface of a vacuum chamber with extremely low frictional force. A sample plate moving mechanism includes a sample plate disposed in a vacuum chamber and a stage disposed outside the vacuum chamber and movable in XY directions. The sample plate includes a first permanent plate. Magnets 42 and 44 and a second permanent magnet 43 are arranged, and on the stage 31, third permanent magnets 31c and 31d attracted in the Z direction via the first permanent magnets 42 and 44 and the wall of the vacuum chamber. The electromagnet 50 is arranged, and at the time of analysis, the electromagnet 50 is controlled to repel the electromagnet 50 and the second permanent magnet 43 with a predetermined repulsive force in the −Z direction through the wall of the vacuum chamber. Like that. [Selection] Figure 2
Description
本考案は、真空室内でサンプルプレートを移動させるためのサンプルプレート移動機構に関する。特に、サンプルプレートの上面に載置された試料にレーザ光を照射し、それにより試料を気化又はイオン化して、さらにレーザ光の照射位置に対しサンプルプレートを移動させることで、順次サンプルプレートの上面に載置された多数の試料を、気化又はイオン化するマトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI−TOFMS:Matrix Assisted Laser Desorption Ionization / Time of Flight Mass Spectrometer)に関する。 The present invention relates to a sample plate moving mechanism for moving a sample plate in a vacuum chamber. In particular, the sample placed on the upper surface of the sample plate is irradiated with laser light, thereby vaporizing or ionizing the sample, and further moving the sample plate relative to the irradiation position of the laser light, so that the upper surface of the sample plate is sequentially The present invention relates to a matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometer (MALDI-TOFMS) that vaporizes or ionizes a large number of samples placed on the surface.
MALDI(マトリックス支援レーザ脱離イオン化法)は、「マトリックス」と呼ばれるシナピン酸等の溶液と微量の分析対象物質とを混合した試料にレーザ光を照射し、レーザ光を吸収したマトリックスが熱を吸収して発熱し、その一部が急速に加熱されて気化するのに伴って分析対象物質を気化又はイオン化する方法である。MALDI−TOFMSで質量分析を行う際には、サンプルプレートの上面に試料をスポット状に滴下し、乾燥により溶媒を蒸発させた後に真空チャンバ内へ載置する。そして、真空チャンバ内を真空引きするべく真空ポンプの運転を開始することにより分析が開始される。通常、サンプルプレートの上面には複数の試料がM行N列に並ぶように載置されており、サンプルプレートを動かしてレーザ光の照射位置に各試料の載置箇所を移動させることにより、各試料が次々とイオン化される。そして、MALDI−TOFMSでは、発生させたイオンを所定の強さの電場によって引き出し、飛行空間内に導入することで質量分析を行う。飛行空間内を飛行する各イオンの速度はその質量電荷比に依存し、質量電荷比が小さいほど大きな速度を有するため、検出器に到達するまでの飛行時間に応じて、各種イオンを質量電荷比ごとに分離・検出する(例えば、特許文献1参照)。 In MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization), a sample mixed with a solution of sinapinic acid or the like called “matrix” and a small amount of analyte is irradiated with laser light, and the matrix that absorbs the laser light absorbs heat In this method, the substance to be analyzed is vaporized or ionized as part of it is heated and vaporized rapidly. When mass spectrometry is performed by MALDI-TOFMS, a sample is dropped in a spot shape on the upper surface of a sample plate, and the solvent is evaporated by drying and then placed in a vacuum chamber. Then, the analysis is started by starting the operation of the vacuum pump to evacuate the inside of the vacuum chamber. Usually, a plurality of samples are placed on the upper surface of the sample plate so as to be arranged in M rows and N columns, and by moving the sample plate and moving the placement location of each sample to the irradiation position of the laser beam, Samples are ionized one after another. In MALDI-TOFMS, the generated ions are extracted by an electric field having a predetermined strength and introduced into the flight space to perform mass spectrometry. The speed of each ion flying in the flight space depends on its mass-to-charge ratio, and the smaller the mass-to-charge ratio, the greater the speed.Therefore, depending on the flight time to reach the detector, various ions Separation / detection is performed every time (for example, see Patent Document 1).
ところで、真空チャンバ内に、サンプルプレートを駆動するためのXYステージ機構を設けると、電気、機械構造によるコンタミ、発熱があり、コストアップや真空チャンバのサイズを小型化できないという問題が生じる。特に真空チャンバサイズの問題は、真空引きの速度と到達真空度とに影響し、コストダウンや真空ポンプ等の小型化に対する障害となる。 By the way, when an XY stage mechanism for driving the sample plate is provided in the vacuum chamber, there are contamination and heat generation due to electricity and mechanical structure, and there arises a problem that the cost cannot be increased and the size of the vacuum chamber cannot be reduced. In particular, the problem of the vacuum chamber size affects the evacuation speed and the ultimate vacuum, and becomes an obstacle to cost reduction and downsizing of vacuum pumps and the like.
そこで、これらの要求に適したサンプルプレート移動機構として、サンプルプレートを真空チャンバ内の下面壁上に載置し、真空チャンバ外に配置されたステージと磁気カップリングさせることで、ステージの移動に伴ってサンプルプレート上の任意の位置をレーザ光の照射位置に移動させるようにしたものがある。 Therefore, as a sample plate moving mechanism suitable for these requirements, the sample plate is placed on the lower wall in the vacuum chamber and magnetically coupled to a stage arranged outside the vacuum chamber, so that the stage moves. In some cases, an arbitrary position on the sample plate is moved to the irradiation position of the laser beam.
図6は、従来のMALDI−TOFMSの構成の一例を示す図である。なお、地面に水平な一方向をX方向とし、地面に水平でX方向と垂直な方向をY方向とし、X方向とY方向とに垂直な方向をZ方向とする。
MALDI−TOFMS101は、真空チャンバ10と、真空チャンバ10と連結して設けられた検出チャンバ(検出手段)20と、真空チャンバ10内を真空排気する真空ポンプ(図示せず)と、ステージ131を有するサンプルプレート移動機構130と、真空チャンバ10内に載置されるサンプルプレート140と、レーザ光を試料に照射する照射手段60と、MALDI−TOFMS101全体の制御を行うコンピュータ170とを備える。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional MALDI-TOFMS. One direction horizontal to the ground is defined as an X direction, a direction horizontal to the ground and perpendicular to the X direction is defined as a Y direction, and a direction perpendicular to the X direction and the Y direction is defined as a Z direction.
The MALDI-TOFMS 101 includes a
真空チャンバ10は、アルミニウム製で厚さ1cmの器壁によって直方体形状(例えば20cm×40cm×20cm)に形成されている。そして、右側壁には、レーザ光を透過する照射用窓11が形成されている。
The
検出チャンバ20内には、イオン輸送光学系21と、質量分析器22と、検出器23とが−Z方向にこの順で配置されている。イオン輸送光学系21としては、例えば静電的な電磁レンズや多極型の高周波イオンガイド等が用いられる。また、質量分析器22としては、四重極型分析器、イオントラップ、飛行時間型分析器、磁場セクタ型分析器等が用いられる。
このような検出チャンバ20によれば、照射手段60からのレーザ照射によって試料から放出されたイオンは検出チャンバ20内に導入され、イオン輸送光学系21を経て質量分析器22に送られ、質量分析器22により質量電荷比に応じて各種イオンが分離される。そして、分離されたイオンが検出器23に到達すると、検出器23は到達したイオン量に応じた検出信号を出力し、この検出信号は後述するコンピュータ170の分析制御部71bに送信される。
In the
According to such a
照射手段60は、真空チャンバ10の外側右上方に位置するように配置され、レーザ集光光学系61と、レーザ照射部62とを備える。このような照射手段60によれば、レーザ照射部62から出射されたイオン化用のレーザ光はレーザ集光光学系61により絞られ、真空チャンバ10の照射用窓11を通してサンプルプレート140の試料に向けて照射される。この際に試料上へ照射されるレーザ光の照射径は、例えば1μm〜数十μmという微小径である。
The irradiation means 60 is disposed so as to be positioned on the outer right side of the
コンピュータ170は、CPU171と入力装置となる操作部72とを備える。また、CPU171が処理する機能をブロック化して説明すると、ステージ制御部171aと、レーザ照射部62を制御するとともに検出器23からの検出信号をデジタル化して適宜のデータ処理を実行する分析制御部71bとを有する。分析制御部71bは、例えば試料の質量スペクトルを作成し、この質量スペクトルに基づいて定性解析や定量解析を行う。また、分析制御部71bは、ステージ制御部171aによってレーザ照射位置が走査されるごとに質量スペクトルを作成することで、多数の試料の定性解析や定量解析を行う。
The
ここで、図7は、従来のサンプルプレートとサンプルプレート移動機構の一例を示す斜視図である。
図7(a)に示すサンプルプレート140は、例えば20gの金属製の表面を有するプラスチック製の板状体(例えば8cm×3cm×0.2cm)141からなり、この板状体141上面に、例えば直径3〜5mm程度の試料がM行N列に並んで載置されるようになっている。また、板状体141内部の中央部分には、円柱形状(例えば直径1cm)の第一永久磁石142が配置されている。第一永久磁石142は、上側がS極、下側がN極となるように配置されている。
Here, FIG. 7 is a perspective view showing an example of a conventional sample plate and a sample plate moving mechanism.
The
図7(b)に示すサンプルプレート移動機構130は、真空チャンバ10の外側下方に配置され、ステージ131と、X軸リニアアクチュエータ32と、Y軸リニアアクチュエータ33とを備える。
ステージ131は、板状体(例えば1cm×3cm×4cm)131aと、板状体131a下面に形成されたステージ取付部131bとを有する。そして、板状体131a上面の中央部には、円柱形状(例えば直径1cm)の第三永久磁石131cが配置されている。第三永久磁石131cは、上側がS極、下側がN極となるように配置されている。
The sample
The
X軸リニアアクチュエータ32は、X軸リニアガイド32aと、X軸スクリュ32bと、X軸リニアガイド32aの一端部及びX軸スクリュ32bの一端部を支持するX軸リニアアクチュエータ取付部32dと、X軸リニアガイド32aの一端部及びX軸リニアアクチュエータ取付部32dに取り付けられたX軸モータ32cとを備える。そして、X軸リニアガイド32aの他端部及びX軸スクリュ32bの他端部にはステージ取付部131bが固定されている。これにより、X軸モータ32cの回転によってステージ取付部131bがX軸リニアアクチュエータ取付部32dに対してX方向に移動可能となっている。
The X-axis
Y軸リニアアクチュエータ33は、Y軸リニアガイド33aと、Y軸スクリュ33bと、Y軸リニアガイド33aの一端部及びY軸スクリュ33bの一端部を支持するとともに筐体等に固定されるY軸リニアアクチュエータ取付部33dと、Y軸リニアガイド33aの一端部及びY軸リニアアクチュエータ取付部33dに取り付けられたY軸モータ33cとを備える。そして、Y軸リニアガイド33aの他端部及びY軸スクリュ33bの他端部にはX軸リニアアクチュエータ取付部32dが固定されている。これにより、Y軸モータ33cの回転によってX軸リニアアクチュエータ取付部32dがY軸リニアアクチュエータ取付部33d(筐体等)に対してY方向に移動可能となっている。
The Y-axis
このようなMALDI−TOFMS101を用いて質量分析を行う際に、まず、オペレータは、真空チャンバ10内の下面壁上にサンプルプレート140を載置する。このとき、サンプルプレート140の第一永久磁石142とステージ131の第三永久磁石131cとが引き合うことで、サンプルプレート140が真空チャンバ10の下面壁に押し付けられて、真空チャンバ10の下面壁を介してサンプルプレート140とステージ131とが一体化する。
When performing mass spectrometry using such a MALDI-TOFMS 101, first, the operator places the
次に、オペレータは、真空ポンプの運転を開始した後、操作部72を用いて分析開始信号を入力する。これにより、ステージ制御部171aは、X軸モータ32cとY軸モータ33cとに必要な駆動信号を出力し、所望のX方向とY方向とにステージ131を移動させることで、これと同時にサンプルプレート140を所望のX方向とY方向とに移動させることができる。
Next, after starting the operation of the vacuum pump, the operator inputs an analysis start signal using the
ところで、質量分析を行う際には、各試料にレーザ光が正確に照射されるようにサンプルプレートの位置移動を精度よく行う必要があるとともに、多数の試料の分析に要する時間を短くするために、できるだけ高速で各試料間の移動が行われるようにサンプルプレートを移動させる必要がある。 By the way, when performing mass spectrometry, it is necessary to accurately move the position of the sample plate so that each sample is accurately irradiated with laser light, and to shorten the time required for analyzing many samples. It is necessary to move the sample plate so that the movement between the samples is performed as fast as possible.
しかしながら、MALDI−TOFMS101では、サンプルプレート140の移動において、移動速度が低速の場合にはあまり問題とならないが、高速移動させると、サンプルプレート140と真空チャンバ10下面壁との間の摩擦によって位置ずれが生じるという問題が発生した。
そこで、本考案は、極めて低い摩擦力で真空室の壁面上を移動させることができるサンプルプレート移動機構及びそれを備えたレーザ脱離イオン化質量分析装置を提供することを目的とする。
However, in the MALDI-TOFMS 101, there is not much problem in moving the
Accordingly, an object of the present invention is to provide a sample plate moving mechanism capable of moving on a wall surface of a vacuum chamber with an extremely low frictional force, and a laser desorption ionization mass spectrometer equipped with the same.
上記課題を解決するためになされた本考案のサンプルプレート移動機構は、真空室内に配置されるサンプルプレートと、前記真空室外に配置され、X方向とY方向とに移動可能なステージとを備えるサンプルプレート移動機構であって、前記サンプルプレートには、第一永久磁石と、第二永久磁石とが配置されており、前記ステージには、前記第一永久磁石と前記真空室の器壁を介してZ方向に引き合う第三永久磁石と、電磁石とが配置されており、分析するときには、前記電磁石を制御することにより、前記電磁石と前記第二永久磁石とを前記真空室の器壁を介して−Z方向に所定反発力で反発させるようにしている。 A sample plate moving mechanism according to the present invention made to solve the above-described problems includes a sample plate disposed in a vacuum chamber, and a sample disposed outside the vacuum chamber and movable in the X direction and the Y direction. A plate moving mechanism, wherein the sample plate includes a first permanent magnet and a second permanent magnet, and the stage includes the first permanent magnet and the vacuum chamber wall. A third permanent magnet attracting in the Z direction and an electromagnet are arranged. When analyzing, the electromagnet and the second permanent magnet are controlled via the wall of the vacuum chamber by controlling the electromagnet. Repulsion is performed in the Z direction with a predetermined repulsive force.
ここで、「所定反発力」とは、設計者等によって予め決められた任意の数値であり、サンプルプレートと真空室の壁面との間に働く摩擦力を低減させるものである。 Here, the “predetermined repulsive force” is an arbitrary numerical value predetermined by a designer or the like, and reduces the frictional force acting between the sample plate and the wall surface of the vacuum chamber.
以上のように、本考案のサンプルプレート移動機構によれば、ステージを真空室外に設置することで、真空室内の電気的及び機械的負担が低減する。そして、サンプルプレートの移動時に磁気浮上させることで、極めて低い摩擦力で真空室の壁面上を移動させることになるため、高速かつ高精度な動作を実現することができる。 As described above, according to the sample plate moving mechanism of the present invention, the electrical and mechanical burden in the vacuum chamber is reduced by installing the stage outside the vacuum chamber. Since the sample plate is magnetically levitated when the sample plate is moved, the sample plate is moved on the wall surface of the vacuum chamber with an extremely low frictional force, so that high-speed and high-precision operation can be realized.
(他の課題を解決するための手段および効果)
また、上記考案において、前記サンプルプレートに配置された前記第一永久磁石は、2個の永久磁石からなり、前記第二永久磁石のX方向と−X方向とに配置されており、前記ステージに配置された前記第三永久磁石は、2個の永久磁石からなり、前記電磁石のX方向と−X方向とに配置されているようにしてもよい。
(Means and effects for solving other problems)
In the above device, the first permanent magnet arranged on the sample plate is composed of two permanent magnets, arranged in the X direction and the −X direction of the second permanent magnet, The arranged third permanent magnet may be composed of two permanent magnets and arranged in the X direction and the −X direction of the electromagnet.
また、上記考案において、前記第二永久磁石の極性は、前記第一永久磁石の極性と逆方向となっているようにしてもよい。 In the above device, the polarity of the second permanent magnet may be opposite to the polarity of the first permanent magnet.
また、上記考案において、前記サンプルプレートの下面には、所定摩擦力以下とする保持部材が配置されているようにしてもよい。
ここで、「所定摩擦力」とは、設計者等によって予め決められた任意の数値であり、サンプルプレートと真空室の壁面との間に働く摩擦力を低減させるものである。
In the above device, a holding member having a predetermined friction force or less may be disposed on the lower surface of the sample plate.
Here, the “predetermined frictional force” is an arbitrary numerical value predetermined by a designer or the like, and reduces the frictional force acting between the sample plate and the wall surface of the vacuum chamber.
また、上記考案において、前記サンプルプレートの上面には、複数の試料が載置されているようにしてもよい。 In the above device, a plurality of samples may be placed on the upper surface of the sample plate.
また、本考案のレーザ脱離イオン化質量分析装置において、上述したようなサンプルプレート移動機構と、前記真空室と、レーザ光を試料に照射する照射手段と、前記レーザ光が照射された試料から放出された気化試料又はイオンを検出する検出手段と、前記ステージをX方向及び/又はY方向に移動させながら、前記サンプルプレート上の各試料から放出された気化試料又はイオンを前記検出手段でそれぞれ検出していく制御部とを備えるようにしてもよい。 Further, in the laser desorption / ionization mass spectrometer of the present invention, the sample plate moving mechanism as described above, the vacuum chamber, irradiation means for irradiating the sample with laser light, and emission from the sample irradiated with the laser light. Detecting means for detecting the vaporized sample or ions, and detecting the vaporized sample or ions discharged from each sample on the sample plate while moving the stage in the X direction and / or the Y direction, respectively. And a control unit that performs the processing.
以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and includes various modes without departing from the spirit of the present invention.
図1は、本考案に係るMALDI−TOFMSの構成を示す図である。なお、上述したMALDI−TOFMS101と同様のものについては、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
MALDI−TOFMS1は、真空チャンバ10と、真空チャンバ10と連結して設けられた検出チャンバ(検出手段)20と、真空チャンバ10内を真空排気する真空ポンプ(図示せず)と、ステージ31を有するサンプルプレート移動機構30と、真空チャンバ10内に載置されるサンプルプレート40と、レーザ光を試料に照射する照射手段60と、MALDI−TOFMS1全体の制御を行うコンピュータ70とを備える。サンプルプレート40とステージ31に挟まれる真空チャンバ10の隔壁については、後述する磁石による結合を損ねないよう、例えば厚さ3mmにする。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a MALDI-TOFMS according to the present invention. In addition, about the thing similar to MALDI-TOFMS101 mentioned above, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
The MALDI-TOFMS 1 includes a
コンピュータ70は、CPU71と入力装置となる操作部72とを備える。また、CPU71が処理する機能をブロック化して説明すると、ステージ制御部71aと、レーザ照射部62を制御するとともに検出器23からの検出信号をデジタル化して適宜のデータ処理を実行する分析制御部71bとを有する。
The
図2は、本考案に係るサンプルプレートとサンプルプレート移動機構の一例を示す斜視図である。
図2(a)に示すサンプルプレート40は、例えば20gの金属製の表面を有するプラスチック製の板状体(例えば8cm×3cm×0.2cm)41からなり、板状体41下面の四隅には、所定摩擦力以下とするテフロン(登録商標)やグラファイト製で円柱形状(例えば直径5mm)の保持部材45がそれぞれ配置されている。そして、板状体41の上面には、例えば直径3〜5mm程度の試料がM行N列に並んで載置されるようになっている。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a sample plate and a sample plate moving mechanism according to the present invention.
A
また、板状体41の内部には、円柱形状(例えば直径5mm)の第一永久磁石42と、直方体形状(例えば7mm×15mm×3mm)の第二永久磁石43と、円柱形状(例えば直径5mm)の第一永久磁石44とがX方向に沿ってこの順に配置されている。第二永久磁石43は、X軸よりY軸方向に長い直方体形状となっており、Y軸に対して磁束が広がるようになっている。そして、第一永久磁石42、44は、上側がS極、下側がN極となるように配置されるとともに、第二永久磁石43は、上側がN極、下側がS極となるように配置されている。
Further, inside the plate-
図2(b)に示すサンプルプレート移動機構30は、真空チャンバ10の外側下方に配置され、ステージ31と、X軸リニアアクチュエータ32と、Y軸リニアアクチュエータ33とを備える。
ステージ31は、板状体(例えば1.5cm×3cm×4cm)31aと、板状体31a下面に形成されたステージ取付部31bとを有する。そして、板状体31a上面には、円柱形状(例えば直径5mm)の第三永久磁石31cと、直方体形状(例えば7mm×15mm×7mm)の電磁石50と、円柱形状(例えば直径5mm)の第三永久磁石31dとがX方向に沿ってこの順に配置されている。第三永久磁石31c、31dは、上側がS極、下側がN極となるように配置されている。
A sample
The
図3は、本考案で用いる電磁石の一例を示す斜視図であり、図4は、図3の電磁石による磁性を示す図である。なお、図4(a)はYZ断面図であり、図4(b)はXZ断面図である。
電磁石50は、X軸よりY軸方向に長い直方体形状の磁性パイプ51と、3個の円柱形状の電磁コイル52とを備える。3個の電磁コイル52は、磁性パイプ51内部でY方向に並ぶように配置されており、コンピュータ70によって電流が流されると、上側がS極、下側がN極となり、かつ、Y軸に対して磁束が広がるようになっている。これにより、電磁石50と第二永久磁石43とを真空チャンバ10の下面壁を介して−Z方向に所定反発力で反発させる。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of an electromagnet used in the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing magnetism by the electromagnet of FIG. 4A is a YZ sectional view, and FIG. 4B is an XZ sectional view.
The
上記所定反発力は、サンプルプレート40の重さと、第一永久磁石42と第三永久磁石31cとの吸引力と、第一永久磁石44と第三永久磁石31dとの吸引力とに対して、3個の電磁コイル52と第二永久磁石43との反発力とが(やや吸引側に)つり合うように調整されている。
The predetermined repulsive force is based on the weight of the
ここで、本考案に係るMALDI−TOFMS1を用いて多数の試料を分析する分析方法について説明する。図5は、サンプルプレートが磁気により浮上した状態を説明するための図である。
まず、オペレータは、真空チャンバ10内の下面壁上にサンプルプレート40を載置する。このとき、サンプルプレート40の第一永久磁石42とステージ31の第三永久磁石31cとが引き合い、サンプルプレート40の第一永久磁石44とステージ31の第三永久磁石31dとが引き合うことで、サンプルプレート40が真空チャンバ10の下面壁に押し付けられて、真空チャンバ10の下面壁を介してサンプルプレート40とステージ31とが一体化する。
Here, an analysis method for analyzing a large number of samples using the MALDI-TOFMS 1 according to the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which the sample plate is levitated by magnetism.
First, the operator places the
次に、オペレータは、真空ポンプの運転を開始した後、操作部72を用いて分析開始信号を入力する。これにより、ステージ制御部71aは、電磁石50に電流を流すことにより、電磁石50と第二永久磁石43とを真空チャンバ10の下面壁を介して−Z方向に所定反発力で反発させる。このとき、サンプルプレート40の第一永久磁石42とステージ31の第三永久磁石31cとが引き合い、サンプルプレート40の第一永久磁石44とステージ31の第三永久磁石31dとが引き合うとともに、サンプルプレート40の第二永久磁石43とステージ31の電磁石50とが反発し合うことで、サンプルプレート40が真空チャンバ10の下面壁に対して磁気浮上した状態で、真空チャンバ10の下面壁を介してサンプルプレート40とステージ31とが一体化する。これにより、振動や揺れを防ぎ、サンプルプレート40を安定して移動させることができる。
Next, after starting the operation of the vacuum pump, the operator inputs an analysis start signal using the
そして、ステージ制御部71aは、X軸モータ32cとY軸モータ33cとに必要な駆動信号を出力し、所望のX方向とY方向とにステージ31を移動させることで、これと同時にサンプルプレート40を所望のX方向とY方向とに移動させることができる。このとき、サンプルプレート40は、4個の保持部材45を介して充分に小さな摩擦力で真空チャンバ10の下面壁上を滑るように移動する。
Then, the
最後に、オペレータは、操作部72を用いて分析終了信号を入力する。これにより、ステージ制御部71aは、電磁石50への電流供給を停止することにより、電磁石50と第二永久磁石43との間の反発力を解除させる。
Finally, the operator inputs an analysis end signal using the
以上のように、本考案のMALDI−TOFMS1によれば、ステージ31を真空チャンバ10外に設置することで、真空チャンバ10内の電気的及び機械的負担が低減する。そして、サンプルプレート40の移動時に磁気浮上させて、極めて低い摩擦力で真空チャンバ10の下面壁上を移動させることにより、高速かつ高精度な動作を実現することができる。
As described above, according to the MALDI-TOFMS 1 of the present invention, the electrical and mechanical burden in the
<他の実施形態>
(1)上述した実施形態では、レーザ脱離イオン化法(LDI)、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法(MALDI)によるイオン源を用いる質量分析装置を例に説明したが、これ以外の分析装置にも適用することができる。具体的にはエネルギー分散型蛍光X線分析装置(EDX)、X線回折装置(XRD)、電子線マイクロアナライザ(EPMA)、走査型プローブ顕微鏡(SPM)、走査電子顕微鏡(SEM)、X線光電子分光分析装置(XPS)等にも適用することができる。
<Other embodiments>
(1) In the above-described embodiment, the mass spectrometer using the ion source based on the laser desorption ionization method (LDI) and the matrix-assisted laser desorption ionization method (MALDI) has been described as an example. Can be applied. Specifically, energy dispersive X-ray fluorescence analyzer (EDX), X-ray diffractometer (XRD), electron beam microanalyzer (EPMA), scanning probe microscope (SPM), scanning electron microscope (SEM), X-ray photoelectron It can also be applied to a spectroscopic analyzer (XPS) or the like.
(2)上述したMALDI−TOFMS1では、板状体41の下面に4個の保持部材45が配置される構成を示したが、これに代えて回転可能な保持部材(車輪)が配置されているような構成としてもよい。
(2) In the MALDI-TOFMS 1 described above, the configuration in which the four holding
本考案は、真空室内でサンプルプレートを移動させるためのサンプルプレート移動機構等に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for a sample plate moving mechanism for moving a sample plate in a vacuum chamber.
1 MALDI−TOFMS(レーザ脱離イオン化質量分析装置)
10 真空チャンバ(真空室)
30 サンプルプレート移動機構
31 ステージ
31c、31d 第三永久磁石
40 サンプルプレート
42、44 第一永久磁石
43 第二永久磁石
50 電磁石
1 MALDI-TOFMS (Laser Desorption / Ionization Mass Spectrometer)
10 Vacuum chamber (vacuum chamber)
30 Sample
Claims (6)
前記真空室外に配置され、X方向とY方向とに移動可能なステージとを備えるサンプルプレート移動機構であって、
前記サンプルプレートには、第一永久磁石と、第二永久磁石とが配置されており、
前記ステージには、前記第一永久磁石と前記真空室の器壁を介してZ方向に引き合う第三永久磁石と、電磁石とが配置されており、
分析するときには、前記電磁石を制御することにより、前記電磁石と前記第二永久磁石とを前記真空室の器壁を介して−Z方向に所定反発力で反発させることを特徴とするサンプルプレート移動機構。 A sample plate placed in a vacuum chamber;
A sample plate moving mechanism provided outside the vacuum chamber and provided with a stage movable in the X direction and the Y direction,
In the sample plate, a first permanent magnet and a second permanent magnet are arranged,
On the stage, a third permanent magnet attracted in the Z direction via the first permanent magnet and the wall of the vacuum chamber, and an electromagnet are arranged,
When analyzing, a sample plate moving mechanism characterized in that the electromagnet and the second permanent magnet are repelled with a predetermined repulsive force in the -Z direction through the wall of the vacuum chamber by controlling the electromagnet. .
前記ステージに配置された前記第三永久磁石は、2個の永久磁石からなり、前記電磁石のX方向と−X方向とに配置されていることを特徴とする請求項1に記載のサンプルプレート移動機構。 The first permanent magnet disposed on the sample plate is composed of two permanent magnets, and is disposed in the X direction and the -X direction of the second permanent magnet,
2. The sample plate movement according to claim 1, wherein the third permanent magnet disposed on the stage includes two permanent magnets and is disposed in an X direction and a −X direction of the electromagnet. 3. mechanism.
前記真空室と、
レーザ光を試料に照射する照射手段と、
前記レーザ光が照射された試料から放出された気化試料又はイオンを検出する検出手段と、
前記ステージをX方向及び/又はY方向に移動させながら、前記サンプルプレート上の各試料から放出された気化試料又はイオンを前記検出手段でそれぞれ検出していく制御部とを備えることを特徴とするレーザ脱離イオン化質量分析装置。 A sample plate moving mechanism according to claim 5;
The vacuum chamber;
Irradiating means for irradiating the sample with laser light;
Detection means for detecting a vaporized sample or ions emitted from the sample irradiated with the laser beam;
And a controller that detects the vaporized sample or ions emitted from each sample on the sample plate by the detection means while moving the stage in the X direction and / or the Y direction. Laser desorption ionization mass spectrometer.
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