Laser Ionization Mass Spectrometry Using an Ultrashort Optical Pulse in the Vacuum Ultraviolet Region

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26220806
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: IMASAKA Totaro 九州大学, 未来化学創造センター, 特命教授 (30127980)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 貴田 祐一郎 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 研究員 (70553486)
• Research Collaborator: Li Adan 燕山大学 ; Jin Fengdan 燕山大学 ; Vu Duong Vietnam Academy of Science and Technology ; Imasaka Tomoko 九州大学 ; Nguyen Van Hao Thai Nguyen University of Science
• Project Period (FY): 2014-05-30 – 2019-03-31
• Keywords: 分析化学 / レーザー / 計測化学 / 質量分析

Outline of Final Research Achievements

A two-color near-infrared femtosecond pump beam (800 and 1200 nm) and a one-color ultraviolet femtosecond probe beam (200 or 267 nm) were focused into a hydrogen gas to generate an ultrashort optical pulse in the 154 - 400 nm region. The laser pulse was used as an ionization source in mass spectrometry, and a molecular ion was found to be significantly increased. The mass spectrometer was applied to several samples, e.g., nitro compounds in PM2.5 extracted from the ambient air, an explosive attached to a human blood, and nerve agent metabolites in a human urine to demonstrate the advantage of the analytical method developed in this study.

Free Research Field

分析化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大気中のPM2.5には発がん性をもつ物質が多く含まれている。このような環境汚染を把握するには、どのような化学物質が含まれるかを明らかにする必要がある。一方、世界各国でテロ活動が行なわれており、使用された爆発物や神経ガスが使用されたことを確認して犯罪者を特定することが重要である。そこで、本研究ではレーザーをイオン光源とする質量分析計を開発し、社会の安全・安心に繋がる新しい分析法について研究した。