重力天体着陸探査用小型ガスクロマトグラフ質量分析計による有機物その場分析への挑戦

使用小型气相色谱质谱仪进行重力天文着陆探索有机物原位分析的挑战

• 批准号: 22K18740
• 负责人: 齋藤 義文
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Japan Aerospace EXploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18740/
• 关键词: ガスクロマトグラフ質量分析計; 重力天体着陸探査; アミノ酸; 鏡像異性体; ３回反射リフレクトロン型質量分析器; 誘導体化; 湿式化学処理; 飛翔体搭載機器; 生命起源物質; 有機物分析

本研究では、超小型ガスクロマトグラフ質量分析計を実現する上で鍵となる部分の開発を重点的に行い、試験モデルを製作した上で、鏡像異性体を区別したアミノ酸の分析を行えることを実証する。この目的を達成するためには、以下の４つの要素項目の開発が必要となる。１番目は、搭載可能なリソースで実現可能なガスクロマトグラフ(GC)部、２番目はGC部と質量分析部を繋ぐGC-MSインターフェース(GC-MS IF)部、３番目は搭載可能なリソースで実現可能な質量分析(MS)部、そして４番目は搭載に適したアミノ酸の誘導体化手法の開発とその実証である。１年目の２０２２年度は、MS部の改修を実施し、GC部の試作を開始する予定であったが、ガスクロマトグラフ(GC)部の設計に一部問題が見つかったため設計のやり直しを実施した結果、試作は２０２３年度に開始することに計画を変更した。またこれに伴い、MS部の改修についても試作するGC部の構造に合わせて改修する必要があることから、改修の主要な部分は２０２３年度に実施することとした。２０２２年度は、GC部を接続した後に実施するGC-MSの特性取得試験に備えて、MS部の性能をできるだけ上げておくための改良を行うことにした。具体的には、検出器について、将来の衛星搭載に向けて打ち上げ時の振動に耐えることのできる構造を持ち、高速の出力信号を反射させることなく処理することのできるMCPを市販のMCPの構造を変更して製造した上で、その性能試験を実施して十分な性能を持つことを確認した。また、MS部の質量分解能をできるだけ高めておくため、（飛行時間測定のために入射した中性粒子を電離して生成した）イオンの飛行を開始する加速部の出口にスリットを置き、飛行経路を制限することで質量分解能を高めるための試験を実施して最適なスリットの径を決めることができた。

This study focuses on the development of ultra-compact mass analyzers and their application in the production of mirror-image heterosexuals. To achieve this goal, it is necessary to develop the following four elements: 1. The development and implementation of the method of induction of organic acids by the carrier may be carried out in GC, 2. The GC and quality analysis may be carried out in GC-MS IF, 3. The quality analysis may be carried out in MS, 4. For the first year of 2022, the MS Department revised and implemented, and the GC Department's trial work started. The main part of the modification will be implemented in 2023. In 2022, the GC Department continued to implement the GC-MS characteristic acquisition test, and the MS Department performance was improved. The specific characteristics of MCP are: vibration resistance during future satellite loading, structural stability, reflection of high-speed output signals, structural change of MCP during production, performance test, implementation and confirmation of MCP performance. The mass resolution energy of MS part is high, the ionization of incident neutral particles is generated, the flight is started, the exit of acceleration part is set, the flight path is limited, the mass resolution energy is high, the test is performed, the optimal diameter is determined.

项目成果

月極域探査機プロジェクト -水資源分析計の開発状況

月球极地探测计划-水资源分析仪发展现状

• 发表时间: 2022
• 作者: 下村 琢磨;唐牛 譲;石原 吉明;野村 麗子;鷹野 勉;水野 浩靖;金森 洋史;大竹 真紀子;橋爪 光;斎藤 義文;山中 千博;土屋 美和;小野 渉
• 通讯作者: 小野 渉