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特長 STRONG POINT

JMS-T2000GC AccuTOF™ GC-Alpha 高性能ガスクロマトグラフ飛行時間質量分析計
「Alpha アルファ」 ― それは始まりのとき

めざしたのは新たな質量分析の世界を生み出すこと
性能と機能を追求した究極のGC-MS JMS-T2000GC "AccuTOF™ GC-Alpha" 始動

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高性能でありながら簡単・迅速をコンセプトに 「Alpha アルファ」が実現した2つのKey Technology

高性能を追求した新開発ハードウェア Key Technology 1

AccuTOF™ GC-Alpha は初代AccuTOF™ GC から数えて第6世代のGC-TOFMSです。
イオン光学系は従来のV字とは逆の形になりました。装置名の"Alpha"には装置を横から眺めた際のイオン軌道 (逆V字=A) を示す意味と、この装置と共に質量分析の新たな世界へスタートを切るという開発者の思いが込められています。

AccuTOF™ GC-Alphaは2ステージ電場勾配のリフレクトロンを搭載した直交加速飛行時間質量分析計 (oa-TOFMS) です。高いイオン透過率 (=感度) と超高分解能を両立した理想的なイオン光学系を有しています。

 定性解析に重要な質量分解能/質量精度

定性解析

飛行時間質量分析計における分解能は上式より計算されます。
AccuTOF™ GC-Alpha では超高分解能を達成するために、以下に示すハードウェアを新規に開発しました。

  • t をより大きく:飛行距離を4mにアップ
  • Δ t をより小さく:2ステージ反射電場を用いた新規イオン光学系
  • Δ t をより小さく:広範囲なエネルギーをもつイオンに対応したイオン輸送系

新開発ハードウェアにより、第1世代のAccuTOF™GCから比べて6倍の高分解能化を達成し、それに伴い質量精度も大きく改善しました。AccuTOF™ GC-Alphaの質量精度仕様値は1ppmです。

GC/MS 定性解析ソリューションの決定版として、他の追随を許さない高品質な測定データを提供いたします。
未知物の定性解析にも答えをだせる究極のGC-MS の登場です。

電場勾配のリフレクトロン

AccuTOF™ GC-Alpha の基本性能

定性分析にも、定量分析にも対応した高い基本性能を達成

同時に実現! 4つの『高』スペックと2つの『広』スペック

AccuTOF™ GC-Alpha は高質量分解能、高質量精度、高感度、高速データ取得、広ダイナミックレンジ、広質量範囲を同時に実現したハイエンドGC-MS システムです。
高質量分解能と高質量精度は今までにない高品質な定性分析結果を提供します。高速データ取得はGCxGCといった最新のGC/MS測定への適用を実現し、広ダイナミックレンジは定量分析のみならず、混合試料の定性分析においても有効です。広質量範囲はダイレクトMS測定で特に威力を発揮し、高感度は今まで見えていなかった微量成分の情報を引き出します。
GC-MSとして高い基本性能を有したAccuTOF™ GC-Alpha は、今まで諦めていた分析の限界を取り去ります。

 高感度

標準EIイオン源は超高感度を有しており、微量定量分析にも対応可能です。

微量定量分析

 装置検出限界:IDL=18.7 fg

OFN 100 fg を標準 EIイオン源で連続 8回測定し、観測された分子イオンの抽出イオンクロマトグラムの面積値とその再現性より装置検出下限を算出したところ、18.7 fgを達成しました。

装置検出限界

 広ダイナミックレンジ:4桁

OFN 0.1~1,000 pg/ μ L (濃度範囲4桁) を標準EIイオン源で測定し、高い直線性を確認しました。広いダイナミックレンジは定量分析のみならず、濃度差のある混合試料の定性分析においても有効です。

広ダイナミックレンジ

 高速データ取得:50 Hz

GCxGC分析やFast GC分析では得られるクロマトグラムピーク幅が非常に狭くなるため、使用する質量分析計には高速データ取得能力が求められます。 AccuTOF™ GC-Alpha は1秒間に50スペクトルのデータ取得が可能な性能を有しており、GCxGC分析、Fast GC分析にも対応可能です。

高速データ取得
軽油のGCxGC/EI TICC

 広質量範囲:~m/z 6,000

飛行時間質量分析計の特長の1つとして、広い測定質量範囲があります。通常GC-MSの質量範囲はm/z 1,000 程度が上限ですが、AccuTOF™ GC-Alpha ではm/z 6,000以上を達成しています。ダイレクトMS手法であるFD法とこの特長を組み合わせることで、オリゴマーの測定が可能になります。

広質量範囲
ポリスチレン5200 のFD マススペクトル

 高質量分解能:30,000

高い質量分解能は定性分析に必要不可欠です。質量分解能は高くなればなるほど観測されるイオンピーク幅は狭くなり、以下に示す特長へと繋がっていきます。
● 近接m/zイオンを分離して検出可能 (下図参照)
● イオンピークの重心位置安定=質量精度向上

高質量分解能
m/z 28の質量分離

 高質量精度:1 ppm*1

高い質量精度により、観測イオンの組成式を一意に決定することが可能です。質量校正にはドリフト補正マルチプル機能を使用し、ステアリン酸メチルで観測された10種のイオンの質量精度平均値 (絶対値) は0.05 mDa、0.45ppmを達成しました。

高質量精度:1 ppm
EIマススペクトル

多彩なソフトイオン化が提供する新しい定性分析の世界

AccuTOF™ GC-Alpha ではマルチプルなイオン化法が可能です

定性分析に強力なツールとなるソフトイオン化法

EI法は豊富なライブラリーデータベースが使用可能なため、GC-MSの定性分析に幅広く活用されています。しかし、EI法は最もハードなイオン化法であるため、分子イオン以外にも多くのフラグメントイオンが観測され、分子イオンが全く観測されないこともしばしばあります。
そのため、ライブラリーデータベースに未登録の未知成分の場合、EIマススペクトルだけでは観測された最もm/z値が大きいイオンが分子イオンなのか、それともフラグメントイオンなのか、その判別は困難となります。そのような場合はソフトイオン化法が有効となります。AccuTOF™ GC-AlphaではFI・PI・CI といった多彩なソフトイオン化法が可能であり、分子イオンやプロトン付加分子といった分子量情報を与えるイオンを観測しやすく、さらに精密質量を組み合わせることによって、未知成分の分子式情報を正確に得ることが可能となります。
今まで諦めていた未知成分の定性分析に おいて、EI法+ソフトイオン化法+精密質量解析は強力なツールとなります。
ソフトイオン化法

 ソフトイオン化法のファーストチョイス FI法とFD法

FI/FD法はハードイオン化法であるEI法や、他のソフトイオン化法 (PI法、CI法) に比べ分子イオンの内部エネルギーが少ないイオン化法です。
フラグメンテーションが起こりにくい非常にソフトなイオン化法のため、分子量確認のファーストチョイスとして最適です。

FI (Field Ionization:電界イオン化) 法
  • 試料をGCや標準試料導入部を介してイオン源に導入できます。
  • CI 法では、測定対象化合物により試薬ガス種を選択する必要がありますが、FI法では不要です。
FD (Field Desorption:電界脱離) 法
  • 試料をエミッター上に塗布し直接導入します。
  • 熱不安定化合物分析に適しています。
  • 非極性溶媒に可溶な試料に適しています。
  • 溶媒に分散可能な粉末試料でも測定可能です。
  • 低~中極性の金属錯体が測定可能です。
  • GC/MSでは測定不可能なポリマーなどの高分子量試料が測定可能です。
EI法+ソフトイオン化法+精密質量解析
FI法、FD法では、高電界中における分子からの電子の引き抜きによってイオン化が起こります。

 電界イオン化法 / 電界脱離法 EI/FI/FD 共用イオン源 (オプション)

EI/FI/FD
EI法 (ハードイオン化法) とFI/FD法 (ソフトイオン化法) を組み合わせた共用イオン源です。イオン源交換、真空解除することなくEI法とFI/FD法の切り替えが可能です。

特長

  • イオン源交換不要
  • 真空解除不要
  • 試薬ガス不要

GC/EI法とGC/FI法を1つのイオン源で使い分けながら、以下のような分析が可能です。

  • GC/EI法でのライブラリーデータベース検索
  • GC/FI法での分子量確認
  • 精密質量測定

 光イオン化法 EI/PI 共用イオン源 (オプション)

イオン源
光イオン化 (PI) 法は、真空紫外線 (VUV) ランプを用いたイオン化法であり、EI法 (ハードイオン化法) とPI法 (ソフトイオン化法) を組み合わせた共用イオン源です。EIフィラメントのON/OFF、PIランプのON/OFF を行うだけで、EI法とPI法の切り替えが可能です。

特長

  • イオン源交換不要
  • 真空解除不要
  • 試薬ガス不要
EI/PI 共用イオン源の概要図

EI/PI 共用イオン源の概要図
芳香族化合物の分析
紫外線を強く吸収する芳香族化合物は、PI法で優先的にイオン化されるため、複雑な混合物中の芳香族化合物の分析に有用です。


 

簡単・迅速を追求した新世代自動解析ソフトウェア Key Technology 2

GC-MSを用いた「未知化合物」の同定方法として、新しいワークフローを考案しました。このワークフローでは、ハードイオン化法であるEI (電子イオン化) 法により得られたデータと、FI法などに代表されるソフトイオン化法により得られたデータを統合して解析を実施します。

この新しいワークフローを搭載した自動解析ソフトウェア"msFineAnalysis"は、今までにない全く新しいコンセプトのソフトウェアとして、2018年に上市して以来、沢山のお客様にご使用いただいています。

AccuTOF™ GC-Alpha で取得した高品質な測定データを最大限活用できるソフトウェアです。
今まで諦めていた未知化合物の定性解析ソリューションを提供します。

バージョン3へ進化

msFineAnalysisはバージョン3へと進化し、新たに2検体比較機能が追加されました。また、操作性も格段に向上し、誰でも簡単にライブラリー未登録成分の定性解析を実施いただけます。

msFineAnalysis の主な特長

  • EI、ソフトイオン化データを組み合わせた5つの自動定性解析
  • デコンボリューション機能
  • グループ分析機能
  • 2検体比較 (差異分析) 機能
  • EIデータ単独でも解析可能分

分析者の力強いパートナーとして、msFineAnalysis はデータ解析を高効率・迅速に行います。
解析に要する時間は最小限に、結果の考察・研究に時間を優先して割ける時代の到来です。

ダイレクトMSも可能なAccuTOF™ GC-Alpha

GCでは難しい高沸点・高質量成分の測定はダイレクトMSモードが有効です

広い測定質量範囲をもつTOFMSはダイレクトMSモードとの相性が抜群です

通常GCで測定する化合物は分子量500以下のものが多く、分子量1,000を超える化合物が対象となることは多くありません。しかし、GCを介さないダイレクトMSモードでは試料をイオン源に直接導入するため、高沸点化合物、高分子量化合物、難揮発性化合物も測定対象となります。AccuTOF™ GC-Alphaの質量範囲はm/z 6,000 以上です。従来のGC-MSより遥かに広い質量範囲での測定が可能なため、ダイレクトMSモードでの測定に最適な装置となっています。

 選べる3つのダイレクトMSプローブ

DEP (Direct Exposure Probe)
DEP (Direct Exposure Probe)
  • 溶媒に溶かすか分散させた試料を先端のフィラメントに塗布します
  • 高沸点化合物/熱不安定化合物に最適です
  • EI法とCI法が選択可能です
DIP (Direct Insertion Probe)
DIP (Direct Insertion Probe)
  • 固体試料をそのままガラス試料管に導入して測定可能です
  • 高沸点化合物/溶媒に溶けにくい試料に最適です
  • EI法とCI法が選択可能です
FDP (Field Desorption Probe)
FDP (Field Desorption Probe)
  • 溶媒に溶かすか分散させた試料を先端のカーボンエミッターに塗布します
  • 高沸点化合物/高分子量試料/熱不安定化合物に最適です
  • 低~中極性の金属錯体が測定可能です
  • FD法で使用します
ダイレクトMSプローブ装着外観
ダイレクトMSプローブ装着外観

 FD法によるポリマー測定とKMD解析

FD 法ではエミッターに供給する電流値を上昇させながら測定を行い、高電界と合わせて試料分子を脱離イオン化します。イオン化が起こる電流値は試料によって異なるため、脱離イオン化するポリマー種が測定時間により変化します。
混合物の測定においてもある程度の成分分離が可能なため、各々の成分由来のマススペクトル作成が可能です。
また脱離イオン化する時間が近くスペクトル上での成分分離がうまくいかない場合でも、KMD プロットを作成することで目的成分を明瞭に抽出することが可能です。

ポリプロピレンオキシド、ポリスチレンの混合物の測定結果

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