2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of projection-type imaging mass spectrometer using polarization-time mapping
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20K21157
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
沖野 友哉 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (40431895)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | イメージング質量分析 / 電気光学光変調器 / 偏光時間写像 / 偏光イメージセンサー / 空間投影写像法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、2021年度に引き続いて(1)偏光-時間写像法を用いたマルチ質量イメージング計測手法の開発および(2)イベント駆動型イメージセンサーを用いた運動量画像計測を行った。
(1)蛍光強度の増強のため、イメージダイオードを導入した。イメージダイオードは、MCPを含まないイメージインテンシファイアであり、空間分解能の劣化することなく、蛍光強度を増強させることができる。また、蛍光の発光中心波長を390 nmから410 nmに変換可能であることから、PLZTを用いた電気光学光変調器の光透過率を約2倍に改善することができた。これによって、偏光イメージセンサーに入射する光強度を増強できたことにより、偏光角度の決定精度が向上した。偏光-時間写像法では、偏光角度の決定精度が質量情報の決定精度に対応するため、質量イメージング計測法における質量分解能を向上したことに対応する。
(2)2021年度に、イベント駆動型イメージセンサーにおけるタイムスタンプを1マイクロ秒まで改善するためには、イメージセンサーに入射する光強度の増強が必要であることが判明した。2022年度は、研究実施項目(1)に記載のイメージダイオードを導入することで、タイムスタンプの角度を改善した。イメージダイオードを用いたことによって、閾値以上の輝度を有する画素数が増加したことにより、輝点の重心解析による位置精度の決定精度が向上した。また、解析プログラムの改良により、本研究で用いているフェムト秒レーザーシステムの繰り返し周波数の1 kHzでリアルタイムの輝点重心解析を行うことが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の基盤技術である偏光-時間写像法の精度向上のため、2022年度はイメージダイオードを導入したが、物品調達の遅れ（製造メーカーによる出荷前性能試験をパスできず再製造が必要となったことによる遅れ）により、イメージダイオードを組み込んだ計測の実施に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、偏光時間投影型イメージング質量分析装置の性能の評価を行う。高強度フェムト秒レーザーの集光によって生じるイオンの空間プロファイルおよび、電気鋳造メッシュを用いたシャドーグラフィーにより、開発装置の空間分解能の評価を行う。また、真空中に非揮発性の生体分子を導入するために用いられるレーザー誘起音響脱離法のメカニズムの解明を行う。
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| Causes of Carryover |
製品の納入遅れにより、イメージダイオードを用いた輝度増強による偏光時間写像法における時間決定精度の向上に時間がかかり、十分に開発装置の性能評価を実施するには至っていない。そのため、試料等を購入するために確保していた研究費が次年度使用額となった。が生じた。これらは、主に、開発装置の性能評価のための試料購入費用として使用する。
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