Development of projection-type imaging mass spectrometer using polarization-time mapping

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21157
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Okino Tomoya 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)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: イメージング質量分析 / 偏光時間写像 / 投影型 / イベント駆動型

Outline of Final Research Achievements

Projection type imaging mass spectrometer using polarization-time mapping is investigated. Mass resolution determined by the precision of polarization direction is improved by introducing a high-speed phosphor, an image diode maintaining the spatial resolution, and a calibrated polarization image sensor. Combination of simple extraction electrodes and Einzel lens can project ions with high spatial resolution with moderate mass resolution based on the ion trajectory simulation with SIMION software. A time-of-mass spectrometer with high signal-to-noise ratio and an ion momentum imaging method using even-driven image sensor are developed.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来のイメージング質量分析装置では、空間分解能と質量分解能の両立が困難であった。特に、走査型では、空間分解能がレーザースポットサイズで制限され、走査領域が広くなると、画像取得に要する時間が長くなる問題があった。一方。本課題で開発した偏光-時間写像を用いた投影型イメージング質量分析法については、原理的には、空間分解能と時間分解能を兼備できる。さらに、輝点の重心解析を取り入れることで、サブピクセルの空間分解能を得ることができ、広視野と空間分解能を担保することも可能である。