TOF-SIMS WG1 TOF-SIMS WG 古河電工株式会社大友さん...
Transcript of TOF-SIMS WG1 TOF-SIMS WG 古河電工株式会社大友さん...
1
TOF-SIMS WG
古河電工株式会社 大友さん
コニカミノルタテクノロジーセンター(株) 伊藤
RRT-09結果(大友さん)RRT-09結果(大友さん)
質量較正ピークと積算時間を統一しても,機関間でのばらつきは低減しなかった。
その他の要因が関与している可能性。
① サンプルを溶媒で溶かす作業方法の機関差② 質量値の読み取りの個人差と解析ソフトによる依存性③ 各機関で使用した機種や1次イオン種の違いの影響④ 各機関での繰り返し精度の評価⑤ 積算時間を固定したことによる影響⑥ 低質量側の質量較正ピークや
高質量側の分子イオン種ピークの強度
2010年6月第36回表面分析研究会, 軽井沢,ナイトセッション
2
-20
-10
0
10
20
30
40
50
報告
値と
の差
(×10
-3u)
質量値の読み取りの差 ~正極性モード~質量値の読み取りの差 ~正極性モード~
C3H
5+
C4H
7+
C5H
7+
C6H
9+
C7H
11+
165
u
337
u
430
u
各機関毎の報告値と同一人物による質量較正と読み取り値の差
報告者▲■は,~40 mmuもの読み取り値の差 → 90 ppm
(TRIFTユーザーの一部)
~0.04 u
▲Case1 (CH3, C2H3, C3H5)■Case2 (C, CH, CH2, C4H3, C4H5)
報告者▲■は,~20 mmuもの読み取り値の差 → 45 ppm
報告者▲■は,~10 mmuもの読み取り値の差 → 23 ppm
12機関間のばらつき比較 ~1次イオン種~12機関間のばらつき比較 ~1次イオン種~
▲(case1)CH3, C2H3,C3H5
■(case2) C, CH, CH2,C4H3, C4H5
105104101 103102
120
80
60
0
40
20
C29H50O2+(430 u) Intensity
|ΔM
/M| (
ppm
)
100
C29H49O2-(429 u) Intensity
▲(case1)CH, C2H,C4H■(case2) CH, CH2,C3H, C4H
106105104101 103102
120
80
60
0
40
20
|ΔM
/M| (
ppm
)
100
106
Bi3++
In+,Au+,Au3
+Bi3++Ga+,
In+,Au+,Au3
+
Positive Mass SpectraPositive Mass Spectra Negative Mass SpectraNegative Mass Spectra
Ga,In,Auユーザーは低強度グループ,Bi3ユーザーは高強度グループ。正極性モードの方がばらつきが大きい。イオン強度が低くなると,相対質量確度は悪化する傾向。
3
質量軸較正に用いるフラグメントイオン質量軸較正に用いるフラグメントイオン
0 10 20 30 40 50 60x106
0.4
0.8
1.2
TRIFT-IVAu+
Inte
nsity
C4H5
CCH CH2 CH3
C2H3
C3H5
C4H3
m/z0 10 20 30 40 50 60
m/z
ToF-SIMS VBi3
++
0
1.6
x104
0.2
0.4
1.2
0
1.4
0.6
0.8
1.0
C4H5
C4H3CH3
CCH CH2
C2H3
C3H5
CH3, C2H3, C3H5…適切強度ピーク
C, CH, CH2, C4H3, C4H5…低強度ピーク
CH3, C2H3, C3H5…飽和強度ピーク
C, CH, CH2, C4H3, C4H5…適切強度ピーク
Au+ユーザー
Bi3++ユーザー
Inte
nsity
Positive Mass SpectraPositive Mass Spectra Negative Mass SpectraNegative Mass Spectra
12機関間の質量較正イオンの強度ばらつき12機関間の質量較正イオンの強度ばらつき
(case2)
105
104
101
103
102Ion
Inte
nsity
(co
unts
) 106
107
CH
3+
C2H
3+
C3H
5+
C+
CH
+
CH
2+
C4H
3+
C4H
5+
(case1) (case2)
105
104
101
103
102Ion
Inte
nsity
(co
unts
) 106
107
CH
-
C2H
-
C4H
-
CH
-
CH
2-
C3H
-
C4H
-
(case1)
Bi3++
In+,Au+
Au3+
Bi3++
Au3+
In+,Au+
Au3ユーザーの正極性case2は,積算時間が足りず,明らかに低強度。負極性のcase1とcase2に大きな差はない。103~106 counts程度が適切な強度か?
4
RRT-08 (PET)
Au3++→Bi3++
積算時間固定の影響積算時間固定の影響
105104102 103
C10H9O4+(193 u) Intensity
PositivePositive NegativeNegative
106
Bi3++
In+,Au+
Bi3++
In+,Au+
105
104
102
103
106
C29
H50
O2+ (
430
u) In
tens
ity
105104102 103
C10H9O4-(191 u) Intensity
106
105
104
102
103
106
C29
H49
O2-
(429
u) I
nten
sity
Au3+Au3
+
Au3++
→Bi3++
RRT-08 (PET)
RR
T-0
9(V
itam
in E
)
RR
T-0
9(V
itam
in E
)
RRT-08とRRT-09のターゲットイオン強度比較
RRT-08のAu3ユーザーは,積算時間が十分であるので,高強度グループ。RRT-09のAu3ユーザーは,積算時間が足りず,低強度グループへ。Biユーザーは,ION-TOF,TRIFT問わず,高強度グループ。
ΔM/M:
14.11(RRT08)→45.88(RRT09)
ΔM/M:
13.71(RRT08)→48.56(RRT09)
-150-100-50
050
100150200250
報告値のばらつき範囲の推移報告値のばらつき範囲の推移
C29
H49
O2-
C19
H36
NO
4+
C28
H53
N2O
4+
C19
H34
NO
4-
C28
H51
N2O
4-
C15
H14
N+
C35
H35
N2+
C15
H14
N+
C35
H35
N2+
C10
H7O
4-
C10
H9O
4+
C28
H54
O9N
a+
C29
H50
O2+
C29
H50
O2+
C29
H49
O2-
Rel
ativ
e M
ass
Acc
urac
y (p
pm) RRT-07 RRT-08 RRT-09
Tinuvin 770 Dye (CD-R)on Ag
PET Bottle CyanInk
Vitamin Eon PC Case
1Case
2Case
1Case
2
C30
H25
O12
+
Biユーザー
主催者読み取り
5
RRT-09のまとめRRT-09のまとめ
質量較正ピークと積算時間を統一しても,機関間でのばらつきは低減しなかったため,その要因の洗い出しを行った。
①サンプルを溶媒で溶かす作業方法の機関差→ 正しくサンプリングされていないと思われるスペクトルあり。
②質量値の読み取りの個人差と解析ソフトによる依存性→ ばらつきの低減はならなかったが,報告ミスを防げる。
④各機関での繰り返し精度の評価→ 装置状態の確認のため,繰り返し測定は必要。
③各機関で使用した機種や1次イオン種の違いの影響⑤積算時間を固定したことによる影響
⑥低質量側の質量校正ピークや高質量側の分子イオン種ピークの強度
→ 質量較正ピーク,ターゲットイオンの選択方法
スクリーニング的な要素
強く相関している。
RRT-10に望ましい条件RRT-10に望ましい条件
①サンプルを溶媒で溶かす作業方法の機関差→ 各機関の調整方法に依存しない試料,形態
②質量値の読み取りの個人差と解析ソフトによる依存性→ ピーク読み取り法の固定
③各機関で使用した機種や1次イオン種の違いの影響→ Tinuvin770を使用
④各機関での繰り返し精度の評価→ 可能であれば,7回繰り返し精度を評価
⑤積算時間を固定したことによる影響→ 積算時間ではなくイオンドーズ量で揃えるか,
一定強度(目安)を超えたところまで積算
⑥低質量側の質量校正ピークや高質量側の分子イオン種ピークの強度
→ 質量較正ピークの選択方法
⑦帯電中和銃は使わない
6
11
1.0E+02
1.0E+03
1.0E+04
1.0E+05
1.0E+06
1.0E+07
C D J1 J2 L M N O P
m/z
=48
1 In
tens
ity
1.0E+02
1.0E+03
1.0E+04
1.0E+05
1.0E+06
C D J1 J2 L M N O Pm
/z=
479
Inte
nsity
積算時間:200秒あるいはTinuvin770の分子イオンピークの
強度が500カウントを越えるまで積算
Positive(C28H53N2O4(+) m/z=481.4005)
Negative(C28H51N2O4(+) m/z=479.3848)
Positive(C28H53N2O4(+) m/z=481.4005)
Negative(C28H51N2O4(+) m/z=479.3848)
ISO13084 PC on Si C9H11O(m/z 135) >10,000
12
479.00 479.20 479.40 479.60 479.80
Positive(C28H53N2O4(+) m/z=481.4005)
Negative(C28H51N2O4(+) m/z=479.3848)
繰り返し性評価(n=4)
481.00 481.20 481.40 481.60 481.80
Case1
Case2
Positive(C28H53N2O4(+) m/z 481.4005)
1.06E-04 6.30E-04
3.29E-04 5.78E-04
2.59E-04 5.78E-04
3.98E-03 1.58E-02
9.24E-05 9.17E-05
1.00E-04 6.42E-05
6.80E-04 3.12E-04
7.70E-04 6.21E-04
2.60E-03 1.57E-03
9.55E-04
3.62E-04
1.57E-02
7.20E-03
1.89E-04
1.50E-03
3.73E-04
2.60E-04
1.07E-03
3.76E-04
1.38E-02
6.10E-03
2.33E-04
1.47E-03
3.37E-04
2.70E-04
繰り返し性(ISO23830)は良好と思われる
7
13
102
103
104
105
106
ピー
ク強
度
107
CH2
CH CH3
C 2H
3
C 2H
5
C 3H
3
C 3H
5
C 3H
7
C 4H
3
C 4H
5
C 4H
7
C 4H
8
ピーク
C
CASE1 CASE2
Bi Ga、Au
C 5H
7
C 3H
4
C 2H
2
C 4H
6
C 6H
7
C28
H53
N2O
4+
島根大青柳先生のご協力
14
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
Rela
tive
Mas
s Ac
cura
cy (
ppm
)
CH3,
C2H
2,C3
H4
CH3,
C2H
3,C3
H5
C9H
18N
C2H
3,C3
H3,
C3H
5
C2H
3,C3
H3,
C4H
5
C2H
3,C2
H3,
C5H
5
C,CH
,CH
2,C4
H3,
C4H
5
C,CH
,CH
2,C4
H3,
C4H
5C9
H18
N
CH3,
C2H
3,C3
H5
CH3,
C2H
2,C3
H4,
C4H
6,C5
H7
C2H
2,C3
H4,
C4H
6,C5
H7
CH3,
C2H
2,C3
H4,
C4H
6
C3H
4,C4
H6,
C5H
7,C6
H7
C3H
4,C4
H6,
C5H
7
↑Bi
3+
↑Bi
3+
CASE1 CASE2
報告データ
8
15
0
20
40
60
80
100
120
140
Intensty of [M+H]
|Rel
ativ
e M
ass
Accu
racy
|
102 103 104 105 106
CASE1 CASE2
強度と相対質量確度の関係(よい領域が存在する?)
16
RRT-10に望ましい条件
①サンプルを溶媒で溶かす作業方法の機関差→ 各機関の調整方法に依存しない試料,形態 ⇒一機関で作成
②質量値の読み取りの個人差と解析ソフトによる依存性→ ピーク読み取り法の固定 ⇒青柳先生のご協力をいた
だき整理中③各機関で使用した機種や1次イオン種の違いの影響
→ Tinuvin770を使用④各機関での繰り返し精度の評価
→ 可能であれば,7回繰り返し精度を評価⇒n=4でのばらつきは少ない
⑤積算時間を固定したことによる影響→ 積算時間ではなくイオンドーズ量で揃えるか,
一定強度(目安)を超えたところまで積算⑥低質量側の質量校正ピークや
高質量側の分子イオン種ピークの強度→ 質量較正ピークの選択方法
⇒ある程度目安ができた⑦帯電中和銃は使わない
ピーク形状、位置の因子
9
17
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
100
200
300
400
500
600Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 10112 Centroid: 11.9991 MassRes: 2
11.9991
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
20
40
60
80
Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 1486 Centroid: 11.9991 MassRes: 38
11.9989
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
5
10
15
20
Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 253 Centroid: 12.0021 MassRes: 208
12.0010
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
100
200
300
400
500
600
Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 10250 Centroid: 11.9995 MassRes: 2
11.9998
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
1020
3040
5060
70
Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 904 Centroid: 11.9991 MassRes: 389
11.9985
11 .96 11 .98 12 .00 12 .02 12 .040
20406080
100120140160
Tota
l C
ounts
(0.0
004 a
m Integral: 2780 Centroid: 12.0010 MassRes: 22
12.0012
C+ m/z 12.0000Positive
18
CH2 + m/z 14.0156
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
200
400
600
800
1000
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 13627 Centroid: 14.0149 MassRes: 3
14.0145
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
50
100
150
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 2096 Centroid: 14.0150 MassRes: 43
14.0147
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
10
20
30
40
50
60
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 668 Centroid: 14.0164 MassRes: 395
14.0165
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
500
1000
1500
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 19896 Centroid: 14.0154 MassRes: 3
14.0153
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
204060
80100120140
160
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 1629 Centroid: 14.0152 MassRes: 36
14.0153
13 .96 13 .98 14 .00 14 .02 14 .040
100
200
300
400
500
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 8796 Centroid: 14.0150 MassRes: 21
14.0140
Positive
10
19
C2H3+ m/z 27.0235
26 .98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
200
400
600
800
1000
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 12649 Centroid: 27.0234 MassRes: 3
27.0226
26 .98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 68262 Centroid: 27.0235 MassRes: 2
27.0216
26 .98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
2000
4000
6000
8000
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 91355 Centroid: 27.0233 MassRes: 4
27.0229
26.98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
100
200
300
400
500
600
700
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 4781 Centroid: 27.0234 MassRes: 70
27.0236
26.98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
200
400
600
800
1000
1200
1400
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 12600 Centroid: 27.0231 MassRes: 6
27.0229
26.98 27 .00 27 .02 27 .04 27 .060
1000
2000
3000
4000
Tota
l C
ounts
(0.0
003 a
mu b Integral: 59056 Centroid: 27.0231 MassRes: 4
27.0228
Positive
20
C
D
H
J
M
P
481 .2 481 .3 481 .4 481 .5 481 .60
200
400
600
800
Tota
l C
ounts
(0.0
02 a
mu b
in Integral: 26404 Centroid: 481.3900 MassRes:
481.3848
481 .2 481 .3 481 .4 481 .5 481 .60
500
1000
1500
2000
Tota
l C
ounts
(0.0
02 a
mu b
in Integral: 81863 Centroid: 481.3987 MassRes:
481.3865
481 .2 481 .3 481 .4 481 .5 481 .60
50
100
150
200
250
300
Tota
l C
ounts
(0.0
02 a
mu b
in Integral: 7439 Centroid: 481.4009 MassRes: 8
481.3961
481 .2 481 .3 481 .4 481 .5 481 .60
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Tota
l C
ounts
(0.0
02 a
mu b
in Integral: 122254 Centroid: 481.3967 MassRes
481.3890
481 .2 481 .3 481 .4 481 .5 481 .60
100
200
300
400
Tota
l C
ounts
(0.0
02 a
mu b
in Integral: 18009 Centroid: 481.3958 MassRes:
481.3880
481 .0 481 .2 481 .4 481 .6 481 .80
5
10
15
20
Tota
l C
ounts
(0.0
03 a
mu b
in Integral: 491 Centroid: 481.6006 MassRes: 48
481.440481.738
481.629
C28H53N2O4+
Positive