Ultraspectroscopic System Development Research Group (바카라 커뮤니티) (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 AIST) 인 "AIST"라고 불리우는 Okubo Masataka는 측정 프론티어 리서치 부문 (Ichimura Shingo 회장)은 다수의 유학 (100 Caxial Cables)에서 추출한 Mountatals에서 Speed Mountats에서 실현되었습니다 03K에서 실온의 극저온 환경 (그림 1 참조)
라이트닝 바카라도 탐지기is x-ray 분광법
(1)질량 분광학
(2)에서는 기존의 반도체 탐지기로 원칙적으로 감지 할 수없는 연질 X- 선 및 거대한 중합체의 검출을 가능하게하는 고성능이 있지만 03K의 극저온 환경은 필수적이며 각 라이트닝 바카라도 검출 요소의 영역은 최대 100 µm에서 작기 때문에 100%의 실용적 사용을 수행하는 데있어서 대중의 효율성을 실용적으로 사용하는 것은 100 µm입니다 100 단위의 스케일에서 최소 100 개의 라이트닝 바카라도 검출 요소
이를 위해 03K의 매우 낮은 온도를 실온과 연결하는 고속 통신 기술이 필요하지만 과거에는이 케이블의 열 유입이 너무 커져서 실질적으로 사용하는 것이 불가능하다고 생각되었습니다
이번에는 검출 요소의 동축 코스 직경을 033mm 정도 얇고 저축 전도도 금속 도체를 사용하여 열 유입을 54 µW 미만으로 유지하는 데 성공했습니다 또한 극도로 극저온 환경에서 동축 케이블의 열전도율을 실제로 측정함으로써 장착이 가능할 수 있음이 밝혀졌습니다
이 결과는 궁극적 인 감도와 함께 비행 시간 질량 분석기를 실제 적용하여 분자량 또는 분자 종에 관계없이 원자에 대한 단백질과 같은 중합체의 질량 분석을 허용하고, 100%의 입자 검출 효율을 달성 하였다
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그림 1 100 개의 동축 와이어 (외부 및 내부)가있는 cryostats,
개발중인 비행 시간 질량 분석법 및 실제 냉각 곡선을위한 라이트닝 바카라도 입자 검출기 어레이
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03 K열 노이즈실온에서 26 MeV에 비해 약 0026 MEV입니다 따라서 실온 작동에서는 불가능한 측정 성능과 실내 열 노이즈가없는 소음없는 측정 장비를 실현할 수 있습니다 특히, 분자를 이온화하고 가속화하고 비행 시간에서 분자 종을 식별비행 시간 질량 분광법 (TOF-MS)에서, 극저온 환경에서 라이트닝 바카라도 검출기를 사용하여, 100% 입자 검출 효율은 원자에서 단백질과 같은 거시 분자 영역에 이르기까지 분자량 및 분자 종과 독립적으로 달성된다
TOF-MS에서, 높은 질량 해상도를 얻으려면, 이온이 몇 나노초로 검출기에 도달 할 때 시간 정보를 정확하게 측정해야한다 (1 개의 나노초는 1 억 1 억 분의 1) 그러나, 라이트닝 바카라도 검출기 어레이를 실온에서 작동하는 반도체 전자 신호 처리 시스템과 연결하는 초정골 고주파 다중 와이어링을 구현하는 기술은 없었다 이 장착 기술의 가장 어려운 점은 03K의 극저온 환경에서 열 유입을 라이트닝 바카라도 센서로 유지하는 방법입니다 예를 들어, 직경이 100 µm이고 길이가 30cm의 단일 구리선을 배선하면 약 100 µW의 열 유입이 발생합니다 100 와이어가 도입되고 심지어 더 두껍게해야 할 동축 케이블 배선조차도, 와이어가 수십 MW 이상이기 때문에 소음없는 측정은 불가능할 것으로 생각되었다
AIST의 측정 프론티어 리서치 부서는 라이트닝 바카라도 감지기가 기존 기술의 한계를 초과하는 성능을 가지고 있음을 보여주었습니다(1)뛰어난 성능에 대한 응답으로 실제 분석 기기에 적용하는 장애물은 03K의 극도로 극저온 환경과 극도로 극저온 환경에서 신호를 추출하는 방법이 필요하며,이를 계속 고려해 왔습니다 이 결과는 AIST 자체 프로젝트 인 "다차원 정보 기간 질량 분광법"이었습니다Super-Tof) (2003-2005)의 개발을 통해 얻었습니다
라이트닝 바카라도 검출기는 X- 선 분광법입니다(1)질량 분석(2)| 반도체 등을 사용한 기존의 검출 기술에 의해 원칙적으로 감지 할 수없는 소프트 X- 선 및 거대한 폴리머의 검출을 가능하게하는 고성능이 있습니다3액화 및 억압하는 방법cryostat를 사용해야합니다
반면, 하나의 라이트닝 바카라도 검출 요소는 최대 100 µm의 작은 영역을 갖습니다 따라서, 라이트닝 바카라도 검출기를 실제로 배포하려면 100 개 이상의 장치 배열이 필수적입니다 또한, 입자의 비행 시간을 측정하는 질량 분석법에서는 입자가 여러 나노 초의 해상도로 검출기에 도달하는 시간을 측정해야하며, 고속 펄스 신호는 냉동 환경에서 실온으로 추출되어야합니다 100 개의 라이트닝 바카라도 감지 요소의 배열을 가정하면, 고속 신호 전송을 위해 극저온 환경에서 100 개의 동축 신호 케이블을 제거해야하며, 위의 방법의 크라이 오스 타트를 안정적으로 작동 시키려면 동축 케이블 당 열 유입을 100 NW 미만으로 유지해야합니다
이번에는 동축 케이블 직경을 033 mm로 얇게 만들고 저축 전도도 금속 도체를 사용하여 케이블 당 열 유입을 54 NW 미만으로 유지하는 데 성공했습니다 또한, 극저온 환경에서 동축 케이블의 열전도율을 실제로 측정함으로써 라이트닝 바카라도 검출기에 장착 할 수 있음이 밝혀졌습니다 지금까지,이 온도 범위의 금속 재료와 같은 동축 케이블의 원료의 열전도율 측정에 대한보고가 있었지만 최종 가공 후 초음파 동축 케이블의 열전도율 측정은 수행되지 않았습니다
열 전달의 지표 인 열전도율 계수는 재료의 미세 구조에 따라 다릅니다 따라서 큰 변형이 큰 초고전 동축 케이블로 가공 할 때 열전도율의 큰 변화가 예상됩니다 따라서 원자재의 열전도도 데이터는 충분하지 않으며 케이블로 가공 한 후 값을 측정해야합니다
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| 그림 2 직경이 033mm 인 초 미세 동축 케이블에 대한 열전도율 계수의 실제 측정 |
이러한 이유로, 우리는이 소량의 열 유입을 측정 할 수있는 도구를 개발했습니다 무화과 도 2는 두 가지 유형의 동축 케이블의 열전도율 계수의 실제 측정 값을 보여줍니다 케이블 길이와 사용 된 온도 차이가 알려진 경우이 다이어그램을 사용하여 정확한 열 유입을 추정 할 수 있습니다 이번에는 동축 케이블 1이 고주파 특성을 고려하여 설치되었습니다 우리는 하나의 케이블의 열 유입이 54nW임을 확인하여 100 개의 동축 케이블이 TOF-MS의 크라이 조상에 장착 될 수 있음을 보여 주었다
이 결과는 실제 수준의 라이트닝 바카라도 시간 질량 분석기를 실현하는 데 사용될 것입니다 또한, 향후 03k에서 실온으로 열전도율 값을 공급할 수 있다면, 사용자는 예비 실험을 수행하지 않고 정확한 열 유입량을 추정 할 수 있으며, 이는 초등 회량 측정을 허용하는 극도로 비열한 환경에서 작동하는 널리 사용되는 장치의 광범위한 사용에 기여할 것으로 예상됩니다
이러한 결과를 바탕으로, 우리는 원자에서 단백질로 100% 입자 검출 효율로 질량 분석기의 확산에 대한 장치 개발 및 연구를 계속할 계획이다 이 장치는 질량 분석법의 탐지 감도를 극적으로 향상시킬뿐만 아니라 단백질의 양을 분석 할 수있는 단백질의 양을 분석 할 수있는 고급 분석기구로 발전 할 것으로 예상됩니다