이 발명은 생화학 분야의 분자와 원자의 무게를 측정하는 "TOF (비행 시간) 바카라 분석기 (MS)"와 관련이 있습니다. 기존의 TOF-MS는 장치 주변의 온도 변화에 취약하므로 안정적인 측정을 수행하기가 어렵습니다. 이는 주변 온도의 영향으로 인해 장치 확장 (열 팽창/수축) 내부의 금속 부품 (비행 튜브)에 의해 발생합니다.
이전에, 비행 튜브는 따뜻한 공기 장벽으로 절연되었고 외부 온도 변화로부터 온도를 일정하게 유지했습니다. 본 발명에서, "비행 튜브를 단열하지 않고 열을 적극적으로 전달"한다는 아이디어를 변경함으로써, 우리는 전체 비행 튜브의 온도가 이전보다 더 빠르고 균일하게 안정화 될 수있는 진공 상태에서 고정밀 온도 제어 시스템을 확립했다.
현재의 발명이 장착 된 바카라 분석기는 고정밀 측정을 안정적으로 수행 할 수 있으며 신약 개발, 화학 제품 개발 및 식품 안전 테스트를 포함하여 광범위한 분야에서 사람들의 라이프 스타일을 개선하는 데 기여합니다.
Inventor
수상에 대한 의견
우리는 모든 사용자가 쉽고 효율적으로 분석 할 수있는 사용하기 쉬운 제품을 만들기 위해 장비를 계속 개발했습니다.
나는이 상을 통해 사회에 점점 더 기여할 기술 개발에 계속 노력하고 싶습니다.
우리는 상을 수상하고 수여하는 데 도움을주고 협력 한 여러분 모두에게 가장 깊은 감사를 표하고 싶습니다.
| 수여 | : | Reiwa 3 Kinki Regional Invention Award "교육, 문화, 스포츠, 과학 기술 상부 장관" 2024 National Invention Award "Invention Award" |
Inventor Kudo Tomoya
(Shimadzu Seisakusho Co., Ltd. 분석 측정 부서)
TOF 유형 바카라 분석기의 도전
TOF-MS에서, 이온화 된 샘플은 진공 상태에 놓인 "비행 튜브"라는 금속 튜브로 날아갑니다. 이온이 가벼울수록 감지기에 도달하기 위해 더 빠르게 움직이고 빠르게 움직입니다. 바카라 분석은 무게의 차이로 인해 이온의 비행 시간 차이를 사용하여 수행됩니다.
비행 튜브의 길이가 변하면 이온의 비행 시간이 바뀌어 무게를 정확하게 측정 할 수 없습니다. 이온 파리비행 튜브의 특정 길이로 유지되는 것이 중요합니다.
우리는 LCMS-9030을 사용하여 매우 높은 분석 성능 (바카라 안정성)을 달성하는 것을 목표로했습니다. 단지 0.05 ° C의 변화에서도 열적으로 확장/계약 할 수있는 비행 튜브.주변 온도 변화를 보호하고 방지하는 방법 (외부 교란) 및 확장 또는 수축이 아닙니다도전이되었습니다.
높은 정확도로 비행 튜브의 온도를 제어하는 현재의 발명
전통적인 온도 제어 시스템
전통적으로, 배리어는 진공 챔버 밖에서 따뜻한 공기를 순환하여 장벽을 만들어 만들어집니다.이것은 장애의 온도 변화로부터 비행 튜브를 보호했습니다.
그러나 히터에서 멀리 떨어진 공기가 차가 웠으며 그 결과 진공 챔버 및 비행 튜브의 온도도 감소하여 온도가 실제로 균일하지 않았습니다.
또한, 진공 절연 비행 튜브는 열병과 같으며, 이는 비행 튜브가 안정화되기 오래 전에 문제가 발생했습니다.
또 다른 문제는 장치 내부의 열원 (샘플을 이온화하는 부분)과 장치 외부의 열원을 공기 장벽으로 방지 할 수 없으며지지 구성원을 통해 비행 튜브로 전송 될 수 있다는 것입니다.
발명의 온도 제어 시스템
거기,비행 튜브를 단열하는 대신 열을 적극적으로 전달나는 내 생각을 방향으로 바꿨다.
볼 수 있듯이 비행 튜브로부터의 열 거리가 가장 가까운 진공 챔버의 최적 위치에 여러 히터와 온도 센서를 설치하기로 결정했습니다. 히터로부터의 열은 진공 챔버와 비행 튜브 (①)를 연결하는지지 부재를 통해 비행 튜브로 전달된다.
또한, 배기방 성을 향상시키기 위해 진공 챔버의 내부 벽에 특수 표면 처리를 적용함으로써, 비행 튜브는 또한 적외선 광선 (복사 열)에 의해 따뜻해 질 수있다 (②).
또한, 장치의 열원에 가까운지지 부재에 대한 높은 열전도율을 갖는 재료를 사용하고, 비행 튜브에 가까운지지 부재에 대한 열전도도가 낮은 재료를 사용하면, 히터의 열은 탈출하지 않고 비행 튜브로 전달되며 히터 이외의 열은 비행 튜브 (③)로 전달되지 않습니다.
이러한 방식으로, 다중 히터 및 센서의 최적 배열, 진공 챔버의 표면 처리 및지지 부재의 열전도율을 최적화하면 전체 비행 튜브의 온도를 빠르고 균일하게 안정화하여 공허에서 매우 어려운 고온 온도 제어 시스템을 확립 할 수 있습니다.
본 발명이 장착 된 바카라 분석기는 설치 환경에 관계없이 오랜 시간 동안 안정적인 측정 정확도를 제공하므로 새로운 약물 개발, 화학 제품 개발 및 식품 안전 검사를 포함하여 많은 분야에서 신뢰할 수있는 데이터를 제공 할 수 있습니다.