フェムト秒レーザーを用いる超短パルス電子線の発生－超高速現象解明と環境計測応用－

本研究の目的は、質量分析計(MS)のイオン化部を試作・改良し、高出力フェムト秒レーザーと併用することにより、高塩素化ダイオキシンの超微量分析を実現することである。また、フェムト秒レーザーを用いて超短パルス電子線を発生させ、これを用いる汎用性の高い環境分析法を実現すると共に、超高速現象の解明へ応用することを目的とした。前年度、小角試料導入法を利用したガスクロマトグラフィー/多光子イオン化/質量分析計(GC/MPI/MS)を開発し、GC/MPI/MSでは初となる血液中ダイオキシン分析への応用を可能にした。さらに、イオン化部を形成するステンレス鋼に紫外フェムト秒レーザー光(267 nm, 100 fs)を照射し、超短パルス電子線を発生させた。当該年度、超短パルス電子線をイオン源として利用するMSを開発すると共に、これを環境計測と超高速現象解明へ応用することを目的として研究した。環境計測については、超短パルス電子線を用いた陽イオン生成の条件について検討した。また、この方法により質量スペクトルのライブラリから未知化合物の同定を行えるようにした。さらに、開発した分析装置をGCに接続し、脂肪族化合物及び芳香族化合物の混合試料を測定した。その結果、超短パルス電子線イオン化の場合の検出感度は、MPIを使用する方法と比較して2-3桁低かった。イオン化部を最適化し、試料分子と超短パルス電子線を効率良く衝突させる事によりこの問題を解決できると考えている。この方法により、前年度開発した超高感度なGC/MPI/MSの網羅分析法は一層有益なものになった。一方、超高速現象の解明については、Arの多光子イオン化により超短パルス電子線を発生させ、これをイオン化源とする質量分析を可能にした。現在のところポンププローブ法による緩和過程の研究は実現していないが、今後に繋がる新しい成果であると考えられる。

本研究の目的は、質量分析計(MS)のイオン化部を試作・改良し、高出力フェムト秒レーザーと併用することにより、高塩素化ダイオキシンの超微量分析を実現することである。また、フェムト秒レーザーを用いて超短パルス電子線を発生させ、これを用いる汎用性の高い環境分析法を実現すると共に、超高速現象の解明へ応用することを目的とした。前年度、小角試料導入法を利用したガスクロマトグラフィー/多光子イオン化/質量分析計(GC/MPI/MS)を開発し、GC/MPI/MSでは初となる血液中ダイオキシン分析への応用を可能にした。さらに、イオン化部を形成するステンレス鋼に紫外フェムト秒レーザー光(267 nm, 100 fs)を照射し、超短パルス電子線を発生させた。当該年度、超短パルス電子線をイオン源として利用するMSを開発すると共に、これを環境計測と超高速現象解明へ応用することを目的として研究した。環境計測については、超短パルス電子線を用いた陽イオン生成の条件について検討した。また、この方法により質量スペクトルのライブラリから未知化合物の同定を行えるようにした。さらに、開発した分析装置をGCに接続し、脂肪族化合物及び芳香族化合物の混合試料を測定した。その結果、超短パルス電子線イオン化の場合の検出感度は、MPIを使用する方法と比較して2-3桁低かった。イオン化部を最適化し、試料分子と超短パルス電子線を効率良く衝突させる事によりこの問題を解決できると考えている。この方法により、前年度開発した超高感度なGC/MPI/MSの網羅分析法は一層有益なものになった。一方、超高速現象の解明については、Arの多光子イオン化により超短パルス電子線を発生させ、これをイオン化源とする質量分析を可能にした。現在のところポンププローブ法による緩和過程の研究は実現していないが、今後に繋がる新しい成果であると考えられる。