高精度安定同位体比質量分析装置

　質量のごく僅かな違いにもとづく同位体元素の物理学的性質の差が、化合物や単体が物理学的、化学的、生物学的変化を受ける際に、その同位体の組成に僅かな変動を引き起こす原因となる。天然試料に観測される多くの元素の安定同位体組成の変動は、これらの元素を含む系が過去に経験してきた種々の環境要因の変化の結果と解釈される。それ故、これらの変動を試料の分析を通して観測することにより、過去の地球上の環境変化を知ることができる。また、安定同位体元素は放射性同位体元素と異なり法律的な制約がなく、トレーサーとして一般の実験室で、野外で、また人体中での薬物の代謝研究等に広く利用できる。

　本装置は、炭素、窒素、酸素、硫黄、水素の天然安定同位体比（炭素-13/12、窒素-15/14、酸素-18/16、硫黄-34/32、重水素 -2/1）を高精度に測定できるものである。測定に際しては、炭素および酸素であれば二酸化炭素に、窒素であれば窒素ガスに、硫黄であれば二酸化硫黄に、水素であれば水素ガスに変える。これをイオン源に導入し、各イオンを磁場で分離して複数の検出器で同時に測定する。二酸化炭素の場合は質量数44、45、46を３つの検出器で同時に測定し、各イオンの強度比を計算して、標準試料値よりのずれδ（デルタ値）またはアトム％として表す。

　本装置の導入の主な目的は、上記５つの元素の安定同位体元素（炭素-13、窒素-15、酸素-18、硫黄-34、重水素-2）をトレーサーとして利用するためである。特に、応用範囲が広い炭素と窒素については、分析操作を出来るだけ簡単にするため元素分析計と高精度安定同位体比質量分析装置を連結してオンラインで一試料中の両元素の全量と同位体比を同時に測定できるようになっている。両元素の最小必要量は数十μgである。