(57)【要約】【課題】種々の検査対象物からの試料採取が簡単で、かつ採取時間及び検査時間を短縮する。【解決手段】検査対象の表面を拭き取って試料を採取した検査片８、或いは振動型又は加熱型の携帯型吸引プローブに着脱可能に装着したフィルタに試料を吸引捕集した検査片８を加熱器５に装着し、加熱された検査片から発生する試料ガスをタンデム型の質量分析計で分析することにより、種々の検査対象物からの試料採取を簡単化し、かつ試料採取時間及び検査時間を短縮する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象から採取した試料が付着した検査片を加熱するステップと、加熱された前記検査片から発生する気体を試料ガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備えてなる特定薬物の探知方法。
【請求項２】
前記第２の判定ステップの判定結果に応じて判定結果を出力するステップを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の特定薬物の探知方法。
【請求項３】
前記判定結果の出力ステップは、警報を発動する告知ステップであることを特徴とする請求項２に記載の特定薬物の探知方法。
【請求項４】
前記検査片を加熱するステップは、前記検査片を気化手段に導入して加熱するステップであり、加熱された前記検査片から発生する試料ガスを、前記気化手段から周囲空気をキャリアガスとして吸引して前記第１の分析ステップに導くことを特徴とする請求項１に記載の特定薬物の探知方法。
【請求項５】
検査対象物から採取した試料が付着した検査片を気化手段に導入して加熱するステップと、加熱された前記検査片から発生する試料ガスを前記気化手段から周囲空気をキャリアガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得するステップと、該取得された質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するステップと、該判定結果を出力するステップとを備えてなる特定薬物の探知方法。
【請求項６】
前記気化手段は、間隔を離して対向配置された２枚の加熱板を有して構成され、前記加熱ステップは、前記２枚の加熱板の間に前記検査片を挿入して加熱することを特徴とする請求項４又は５に記載の特定薬物の探知方法。
【請求項７】
検査対象物に振動を付与するステップと、前記検査対象物の表面又は近傍の空気を試料ガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備えてなる特定薬物の探知方法。
【請求項８】
検査対象物の表面又は近傍に空気を噴射して該検査対象物の表面又は近傍の空気を試料ガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備えてなる特定薬物の探知方法。
【請求項９】
検査対象物の表面又は近傍を局所的に加熱するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備えてなる特定薬物の探知方法。
【請求項１０】
吸引ファン、該吸引ファンを駆動する駆動源、及び電源を収納するケースと、該ケースの前方に取り付けられた振動、空気噴射又は加熱の試料採取手段を内部に有する吸引ノズルと、前記ケースと前記吸引ノズルとの間に挿脱可能に配置され前記吸引ノズルにより吸引された試料が付着する試料採取用のフィルタとを備えてなる特定薬物の採取装置。
【請求項１１】
前記吸引ノズルと前記ケースとの取り付け部に前記フィルタの装着部が設けられ、該フィルタは、リング状の枠体の周縁に把持部が設けられ、該枠体の内側の開口部は前記把持部からはなれるほうこうに偏心させて形成され、該開口部を塞ぐように前記フィルタが取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の特定薬物の採取装置。
【請求項１２】
前記フィルタ装着部には、前記吸引ノズルの外周壁の半周にわたって、前記フィルタの厚みの幅を有するスリットが形成され、該スリットから前記フィルタが挿脱可能に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の特定薬物の採取装置。
【請求項１３】
検査対象から採取した試料が付着した検査片を上下に移動可能な加熱板の間に挿入し加熱する加熱器と、該加熱器に設けられ前記検査片を挿入する開口部と、該加熱器に連通されたイオン源を有し前記加熱器から試料ガスを吸引してイオン化するイオン化手段と、該イオン化手段によりイオン化された試料ガスのイオンの質量を分析する質量分析計と、前記加熱器と前記開口部と前記イオン化手段と前記質量分析計を有する本体と、前記質量分析計により分析された前記試料ガスの質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するデータ処理手段と、該判定結果を出力する出力手段と、該出力結果を表示する表示手段と、前記本体と前記データ処理手段と前記出力手段とを搬送する搬送手段とを備えてなる特定薬物の探知装置。
【請求項１４】
検査対象の表面又は近傍の空気を試料ガスとして吸引する吸引プローブと、該吸引プローブに一体に設けられ前記検査対象に振動を付与する加振器と、該吸引プローブから前記試料ガスを吸引してイオン化するイオン化手段と、該イオン化手段によりイオン化された試料ガスのイオンの質量を分析する質量分析計と、前記吸引プローブと前記加振器と前記イオン化手段と前記質量分析計を有する本体と、前記質量分析計により分析された前記試料ガスの質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するデータ処理手段と、該判定結果を出力する出力手段と、該出力結果を表示する表示手段と、前記本体と前記データ処理手段と前記出力手段とを搬送する搬送手段とを備えてなる特定薬物の探知装置。
【請求項１５】
検査対象の表面又は近傍の空気を試料ガスとして吸引する吸引プローブと、該吸引プローブに一体に設けられ前記検査対象の表面又は近傍に空気を噴出する噴出ノズルと、前記吸引プローブに連通されたイオン源を有し吸引された前記試料ガスをイオン化するイオン化手段と、該イオン化手段によりイオン化された試料ガスのイオンの質量を分析する質量分析計と、前記吸引プローブと前記噴出ノズルと前記イオン化手段と前記質量分析計を有する本体と、前記質量分析計により分析された前記試料ガスの質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するデータ処理手段と、該判定結果を出力する出力手段と、該出力結果を表示する表示手段と、前記本体と前記データ処理手段と前記出力手段とを搬送する搬送手段とを備えてなる特定薬物の探知装置。
【請求項１６】
検査対象の表面又は近傍の空気を試料ガスとして吸引する吸引ノズルと、該吸引ノズルに一体に設けられ前記検査対象の表面又は近傍を局所的に加熱する加熱手段と、前記吸引ノズルに連通されたイオン源を有し吸引された前記試料ガスをイオン化するイオン化手段と、該イオン化手段によりイオン化された試料ガスのイオンの質量を分析する質量分析計と、前記吸引ノズルと前記イオン化手段と前記質量分析計を有する本体と、前記質量分析計により分析された前記試料ガスの質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するデータ処理手段と、該判定結果を出力する出力手段と、該出力結果を表示する表示手段と、前記本体と前記データ処理手段と前記出力手段とを搬送する搬送手段とを備えてなる特定薬物の探知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、爆発物等の火薬類、可燃性物質等の危険物、毒ガス、麻薬等の禁制薬物（以下、適宜、特定薬物と総称する。）の探知技術に係り、例えば手荷物等の荷物、貨物、不審物等に特定薬物が存在するか否かを質量分析計を用いて探知する探知方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空港やイベント会場等のように多くの人が集まる場所においては、乗客やイベント参加者の安全を図るため、あるいは治安維持のために、爆発物等の特定薬物を探知する探知装置が必要になっている。また、郵便物、宅配便、銀行の貸し金庫等における不審物の検査にも探知装置の要請がある。この種の探知装置として、Ｘ線透過装置や金属探知機等を用いた手荷物検査装置が空港を中心に広く用いられている。ここで、Ｘ線探知装置などは、対象とする特定薬物を塊として認識し、形状等の情報に基づいて判別する方式であり、バルク検出と呼ばれている。また、ガス分析をベースとした探知法は、トレース検出と呼ばれ、化学分析情報から物質の同定を行う。トレース検出には、カバンなどに付着した極微量の成分を探知できるという特徴がある。特に、社会的にセキュリティ強化が求められる中、バルク検出とトレース検出とを組み合わせて、より高精度に危険物を探知する装置が望まれている。
【０００３】
一方、様々なルートで持ち込まれる禁制薬物の発見のため、税関等でも探知装置が使用される。税関では主にバルク検出装置と麻薬探知犬が使用されているが、麻薬探知犬に代わる禁制薬物用のトレース分析装置の実現が要望されている。トレース検出では、イオンモビリティスペクトロスコピー、ガスクロマトグラフィ等の様々な分析方法が試みられており、探知装置として要求される探知スピード、感度、特定物質を選択的に探知できる選択性を全て兼ね備えた装置の開発および研究が進められている。
【０００４】
このような状況のなかで、質量分析法は基本的に探知スピード、感度、選択性に優れているため、質量分析法をベースとした探知技術が提案されている（特許文献１）。これによれば、吸引プローブにより試料ガスを吸引してイオン源に導いてイオン化し、薬物を含む試料ガスのイオンを静電レンズなどを通して収束して検出器に導いて試料ガスの質量スペクトルを計測し、その計測結果に基づいて計算機などにより構成されるデータ処理部において、特定の薬物を示す一又は複数のｍ／ｚ値（イオンの質量数／イオンの価数）を同定して質量スペクトルを作成し、これに基づいて特定薬物の有無を判定するとともに、その種類を同定するようになっている。そして、特定薬物が検出された場合は、警報などを出力表示するようにしている。
【０００５】
ところが、試料ガスに特定薬物と同じｍ／ｚ値を有するイオンが生成される化学物質が存在した場合、特定薬物が存在しないにもかかわらず警報を表示してしまう誤報の可能性がある。例えば、手荷物中の覚醒剤を探知している際に、手荷物に入れられた化粧品の成分に反応して誤報を発してしまうという可能性があった。これは、イオンを分析する質量分析部の選択性が低いことが原因であり、偶然同一のｍ／ｚ値を有する覚醒剤由来のイオンと化粧品由来のイオンとを区別できないために起きる。
【０００６】
このような質量分析の選択性を高める方法として、三連四重極質量分析計や四重極イオントラップ質量分析計を用いて、質量分析を２段階で行なうタンデム質量分析法が提案されている。つまり、１段目の質量分析ではイオン源で生成されたイオンのｍ／ｚ値を測定し、次いで様々なｍ／ｚ値を有するイオンの中から特定のｍ／ｚ値を有するイオンを選択し、選択したイオン（プリカーサーイオン）を中性ガスなどとの衝突により解離させて分解物イオン（フラグメントイオン）を生成する。そして、２段目の質量分析においてフラグメントイオンの質量分析を行う。このようなタンデム質量分析法において、プリカーサーイオンが解離する場合、分子の中でどの部位が切れるかは、部位ごとの化学結合の強さに依存する。したがって、フラグメントイオンを分析すると、プリカーサーイオンの分子構造の情報を極めて豊富に合んだ質量スペクトルが得られることから、イオン源で生成されたイオンのｍ／ｚ値が偶然同じでも、フラグメントイオンの質量スペクトルを調べることで探知の特定薬物が含まれているか否かを判別できる。
【０００７】
一方、タンデム質量分析法は、通常の質量分析法に比べて検査時間がかかるため、例えば、手荷物搬送台に載って流れる手荷物の渋滞を生ずるおそれがある。そこで、ほとんどの手荷物には特定薬物が入っていないと想定されるから、タンデム質量分析法検査時間を短縮するため、第１段目の質量分析において特定薬物に由来するプリカーサーイオンが検出された場合のみ第２段目の質量分析を実行するようにして、検査時間を短縮することが提案されている（特許文献２）。
【０００８】
このようにして特定薬物の質量分析にかかる時間を短縮できるが、手荷物検査等においてスーツケース、かばん、バッグ、包などを一々開いて、内部に収納された物品周りの空気を吸引するのでは検査に時間がかかり過ぎることから、手荷物等から漏れ出る気体を吸引プローブなどにより吸い込み、ホース等の管路を通して質量分析計に導入することが試みられている（特許文献１）。しかし、特定薬物の種類や梱包形態によっては、手荷物等から漏れ出る量が少な過ぎたり、室温で気体（蒸気）になり難い薬物の場合は、単に吸引プローブにより検査対象物の表面の空気を吸引するだけでは、質量分析計に導入される試料ガスの量又は濃度が十分でない場合がある。また、検査台上の検査対象物と質量分析計との距離が離れていると、試料ガスがホースなどの管路を通ってイオン源に達するのに時間がかかり、探知スピードが低下するという問題がある。
【０００９】
これに対し、従来、携帯型の試料採取装置が提案されている（特許文献３、特許文献４）。特許文献３に記載の試料採取装置は、吸引ファンが内蔵されたケーシングに吸引管の先端部に着脱可能に試料捕集用のフィルタを挿入し、空気中に存在する環境汚染物質や危険物を捕集するものである。また、特許文献４によれば、検査対象の表面を加熱して表面に付着している物質を気化すると共に、間欠的に空気ジェットを噴射して表面に付着している物質の離脱を促し、気化した試料ガスをノズルの開口から吸引して試料をコレクターに補足する。このコレクターは、円筒状のハウジング内にコイル状に巻回された金属リボンを有して構成され、その金属リボンの表面に試料ガスを吸着等により補足するようにしている。コレクターに補足された試料は、試料採取装置のノズルを質量分析計の試料吸引口に接続した後、コレクターを加熱して吸着されている試料を脱着することにより、十分な量及び濃度の試料ガスを質量分析計に導入することができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−１３４９７０号公報
【特許文献２】
ＷＯ  ０２／２５２６５Ａ１
【特許文献３】
特開平５−３３２８９４号公報
【特許文献４】
特開平２−２９６１２８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献３、４に記載された携帯型の試料採取装置は、検査対象物が屋外の貨物コンテナや車両等の場合でも、簡単には質量分析計による探知を行なうことができる。
【００１２】
しかし、特許文献３に記載のものは、手荷物等から漏れ出る特定薬物の量が少な過ぎたり、室温で気体（蒸気）になり難い薬物の場合は、単に吸引ファンにより検査対象物の表面の空気を吸引するだけでは、採取される試料の量又は濃度が十分でない場合がある。一方、特許文献４に記載のものは、試料を補足するコレクターが採取装置本体に一体形成されているから、検査を連続的の行なう場合、先の検査の試料が十分に蒸発されずにコレクターに残っていると、後の検査の信頼度が低下してしまうという問題がある。このような問題を解決しようとすると、コレクター及びその周辺を洗浄する等の処理をしなければならず、検査スピードを上げることができないという問題がある。また、検査対象物が多い場合は、検査対象物の数に応じた試料採取装置を用意しなければならず不便である。
【００１３】
本発明は、種々の検査対象物からの試料採取が簡単で、かつ採取時間及び検査時間を短縮できる特定薬物の探知方法及び装置を提供することを第１の課題とする。
【００１４】
また、本発明は、種々の検査対象物からの試料採取が簡単で、かつ採取時間及び検査時間を短縮できる特定薬物の採取装置を提供することを第２の課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の試料採取方法は、紙片、布片、又は濾紙（フィルタ）等の検査片により検査対象の表面等を拭き取って試料を採取して、或いは、携帯型の吸引プローブの吸引流路に着脱可能にフィルタ等の検査片を設け、これにより検査対象の表面又は近傍の空気を吸引して検査片に試料を採取して、採取した試料が付着した検査片を加熱して試料を気化させて質量分析計に導入するようにすることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、検査対象物の表面の拭き取り操作、或いは携帯型の吸引プローブによる検査対象物の表面又は近傍の空気を吸引することにより、試料を検査片に捕集できる。したがって、検査対象物が屋外の貨物コンテナや車両等の場合でも容易に試料を採取することができる。また、検査片は廉価であるから、これを多数用意することにより、多数の検査対象物から同一時に試料を採取することができる。また、検査片を加熱して試料ガスを発生させることにより、簡単に質量分析計に導入できるから、試料採取から質量分析計に導入する時間を短縮して、トータルの探知時間を短縮できる。
【００１７】
また、本発明の特定薬物の探知方法は、検査対象から採取した試料が付着した検査片を加熱するステップと、加熱された前記検査片から発生する気体を試料ガスとして吸引するステップと、該吸引された試料ガスをイオン化するステップと、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得する第１の分析ステップと、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップの判定結果に応じてタンデム質量分析を行う第２の分析ステップと、前記タンデム質量分析で得られた質量スペクトルで第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップとを備えてなることを特徴とする。
【００１８】
この場合において、第２の判定ステップの判定結果に応じて判定結果を出力するステップを更に備えることが好ましい。この判定結果の出力ステップは、警報を発動する告知ステップとすることができる。
【００１９】
また、検査片を加熱するステップは、検査片を気化手段に導入して加熱するステップとすることができ、加熱された検査片から発生する試料ガスを、気化手段から周囲空気をキャリアガスとして吸引して第１の分析ステップに導くことができる。この場合の気化手段は、間隔を離して対向配置された２枚の加熱板を有して構成し、２枚の加熱板の間に検査片を挿入して加熱することが望ましい。
【００２０】
なお、上記の質量分析ステップにかえて、公知の方法を適用できる。例えば、イオン化された試料ガスのイオンの質量を分析して質量スペクトルを取得するステップと、該取得された質量スペクトルに基づいて特定のｍ／ｚ値のイオンの有無を判定するステップと、該判定結果を出力するステップとを備えて構成することができる。
【００２１】
また、本発明の特定薬物の試料採取装置は、吸引ファン、該吸引ファンを駆動する駆動源、及び電源を収納するケースと、該ケースの前方に取り付けられた振動、空気噴射又は加熱の試料採取手段を内部に有する吸引ノズルと、前記ケースと前記吸引ノズルとの間に挿脱可能に配置され前記吸引ノズルにより吸引された試料が付着する試料採取用のフィルタとを備えてなることを特徴とする。
【００２２】
この場合において、吸引ノズルとケースとの取り付け部にフィルタの装着部が設けられ、フィルタは、リング状の枠体の周縁に把持部が設けられ、枠体の内側の開口部は把持部から離れる方向に偏心させて形成され、その開口部を塞ぐようにフィルタが取り付けられてなるものとすることができる。また、フィルタ装着部には、吸引ノズルの外周壁の半周にわたって、フィルタの厚みの幅を有するスリットが形成され、このスリットからフィルタが挿脱可能に形成されてなるものとすることができる。
【００２３】
また、検査対象の表面を拭き取った検査片、或いは携帯型吸引プローブにより試料を採取したフィルタ等の検査片を加熱する方法に代えて、吸引プローブを質量分析計のイオン源に直接連通することができる。この場合は、検査対象に振動を付与し、その検査対象の表面または近傍の空気を試料ガスとして吸引するようにすることができる。これは、検査対象に振動を付与する加振器と、検査対象の表面または近傍の周囲空気を試料ガスとして吸引する吸引プローブとを設けることにより実現できる。ここで、加振器は、検査対象を搬送する搬送手段等を加振するようにしたり、あるいは吸引プローブに一体に設けて吸引時に加振するようにしてもよい。吸引プローブに一体に設ける場合は、吸引プローブの吸引開口の中に位置させて、検査対象物表面に加振端が当接するように構成することが好ましい。また、吸引プローブの開口周壁に空気を吸引し易くスリットを設けるのが好ましい。
【００２４】
これらによれば、検査対象の表面に付着した特定薬物を振動により遊離させて、質量分析計に吸引させることができ、試料の採取が容易になるとともに、試料ガスの濃度を高めることができる。なお、遊離された特定薬物が粉体であっても、通常、質量分析計のイオン源は１００〜３００℃に加熱されているので、イオン源に吸引させる前に格別加熱する必要はない。
【００２５】
また、検査対象の表面に付着した特定薬物を遊離させる他の方法として、検査対象の表面または近傍に空気を噴射する方法を適用することができる。すなわち、検査対象の表面に空気を噴射することによって、表面に付着した特定薬物が遊離されるから、その遊離した試料を吸引することにより容易に質量分析計に導くことができる。例えば、爆薬や麻薬を最近取扱った人の衣服などの表面には、微量の爆薬や麻薬が付着していることが多いから、その衣服に空気を噴射して付着した特定薬物を遊離させて質量分析計に吸引させることができる。
【００２６】
この空気噴射により検査対象の表面に付着した特定薬物を遊離させて吸引する方法は、検査対象の表面または近傍に空気を噴出する噴出ノズルと、検査対象の表面または近傍の空気を試料ガスとして吸引する吸引ノズルとを設けることにより実現できる。この場合、吸引ノズルを噴出ノズルの周囲に設けることが好ましい。特に、同心状に形成された二重管の内管を噴出ノズルとし、外管を吸引ノズルとし、噴出ノズルの開口端を吸引ノズルの開口端よりも若干後退させて配置し、吸引ノズルの開口周壁に空気を吸引し易くスリットを設けるのが好ましい。
【００２７】
なお、振動や空気噴射により特定薬物以外の塵埃も遊離されるから、その塵埃が質量分析計に吸引されないように、イオン化ステップの前に、吸引された周囲空気を比較的目の粗いフィルタなどにより徐塵するステップを備えることが好ましい。
【００２８】
さらに、検査対象の表面に付着した特定薬物を遊離させる方法として、検査対象の表面または近傍を局所的に加熱する方法を適用することができる。つまり、検査対象の表面にレーザ光や熱線を照射して加熱することにより、特定薬物の蒸気を発生させ、その蒸気を質量分析計に吸引させるようにすることができる。この方法は、検査対象の表面または近傍を局所的に加熱する加熱手段と、検査対象の表面または近傍の空気を試料ガスとして吸引する吸引ノズルとを設けることにより実現できる。ここで、加熱手段は、熱線により検査対象の表面を加熱する手段を適用することができる。特に、熱線により加熱する手段を吸引ノズルと一体に設けることが好ましい。特に、吸引ノズルの吸引開口の中に位置させて、加熱ヘッドを配置するとともに、吸引ノズルの開口周壁に空気を吸引し易くスリットを設けるのが好ましい。
【００２９】
また、上述した空気の噴射ノズル、振動器、あるいは加熱手段を吸引ノズルに一体的に設けて、携帯型の吸引プローブを構成することができる。この場合、吸引プローブは吸引流路に着脱自在に装着された濾紙などのフィルタを有するものとし、フィルタに試料の粉体を捕集し、又は試料の蒸気をフィルタに凝縮させて採取することができる。これによれば、試料が採取されたフィルタをイオン化手段に連通された加熱器に収納することにより、試料ガスを濃縮して質量分析計に供給することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明を適用してなる一実施形態の特定薬物に係る探知装置の主要部の構成図を示す。本実施形態の外観正面図を図２に、右側面図を図３に、左側面図を図４にそれぞれ示す。図５〜図７に本発明の特徴部に係る検査片の加熱器を示す。
【００３１】
図２に示すように、本実施形態の探知装置は、質量分析計６が収納された本体１、データ処理装置２、表示装置３等を備えて構成されている。本体の底部にはキャスタ４が設けられ可搬可能になっている。また、本体１の筐体上部に加熱器５が設けられている。また、図において、符号７は真空ポンプ（図１では符号２６）、符号８は荒引きポンプ（図１では符号３０）、符号９はエアーポンプ、符号１０は冷却ファン、符号１１はオイルミスト捕集器、符号１２はマスフローメータ、符号１３、１４は排気流路、符号１５はデータ制御部、符号１６はＵＰＳ、本体１の前方にはロータリーポンプ及びターボ分子ポンプが設置されており、本体後方にはデータ処理装置２の他に、ＵＳＰ及びヘリウムボンベが収納されている。
【００３２】
本体１に収納されている質量分析計６は、図１に示すように、四重極イオントラゾプ質量分析計（以下では、イオントラッブ質量分析計と記載する）が適用されている。イオン源２０には試料ガス導入管２１と、排気管２２ａ，２２ｂが連結されている。試料ガス導入管２１の一端に加熱器５が連結され、加熱器５内で発生した試料ガスは、排気管２２ａ，２２ｂに連結された図示していないポンプにより吸引されてイオン源２０に導入されるようになっている。イオン源２０に導入された試料ガス中に含まれる成分は、一部がイオン化される。すなわち、試料ガス導入管２１を通して導入されたガスは、一旦、イオンドリフト部４５に導入される。このイオンドリフト部４５はほぼ大気圧状態にある。イオンドリフト部４５に導入された試料ガスの一部は、コロナ放電部４６に導入され、残りは排気管２２ｂを通してイオン源外に排出される。コロナ放電部４６に導入された試料ガスは、針電極４７に高電圧を印加することで針電極４７の先端付近に生成されるコロナ放電領域４８に導入されてイオン化される。このとき、コロナ放電領域４８では、針電極４７から対向電極４９に向かってドリフトするイオンの流れにほぼ対向するような方向に試料ガスが導入される。
【００３３】
コロナ放電領域４８で生成したイオンは、電界により対向電極４９の開口部５０を通して、イオンドリフト部４５に導入される。このとき、対向電極４９と第１細孔２３の開口する電極との間に電圧を印加することにより、イオンをドリフトさせ、効率良く第１細孔２３に導くことができる。第１細孔２３から導入されたイオンは、第２細孔２４及び第３細孔２５を通して、真空部２７に導入される。つまり、イオン源２０により生成されたイオンおよびイオン源２０に導入された試料ガスの一部は、第１細孔２３、第２細孔２４、第３細孔２５を介して、真空ポンプ２６により排気された真空部２７に取り込まれる。これらの細孔は、直径０．３ｍｍ程度であり、これらの細孔が開口された電極は、図示しないヒータによって１００℃〜３００℃程度に加熱されるようになっている。第１細孔２３から取り込まれなかった試料ガスは、排気管２２ａ、２２ｂからポンプを介して装置の外部に排気されるようになっている。細孔２３、２４、２５がそれぞれ開口された電極間の空間は、それぞれ差動排気部２８、２９となっていおり、差動排気部２９に連通された荒引きポンプ３０により排気されるようになっている。荒引きポンプ３０には、通常、ロータリポンプ、スクロールポンプ、またはメカニカルブースタポンプなどが用いられるが、この領域の排気にターボ分子ポンプを使用することも可能である。また、細孔２３、２４、２５が開口された電極には電圧が印加されるようになっており、これによりイオン透過率を向上させると同時に、残留する分子との衝突により、断熱膨張で生成したクラスタイオンの開裂を行うことができる。
【００３４】
図１では、荒引きポンプ３０に排気速度９００リットル／分のスクロールポンプが、真空部２７を排気する真空ポンプ２６に排気速度３００リットル／分のターボ分子ポンプを使用した。ターボ分子ポンプの背圧側を排気するポンプとして、荒引きポシプ３０を兼用している。第２細孔２４と第３細孔２５間の圧力は約１トールである。また、第２細孔２４の開口する電極を除去し、第１細孔２３と第３細孔２５の２つの細孔で差動排気部を構成することも可能である。この場合は、第２細孔２４の開口する電極がある場合に比較して、流入するガス量が増えるので、使用する真空ポンプの排気速度を増やしたり、細孔間の距離を離すなどの工夫が必要となる。また、この場合も、両細孔間に電圧を印加することは重要である。
【００３５】
イオン源２０にて生成されたイオンは、第３細孔２５を通過した後、収束レンズ３１により収束される。この収束レンズ３１には、通常３枚の電極からなるアインツエルレンズなどが用いられる。収束レンズ３１によりイオンは、スリット電極３２の開口部に収束し、その開口部を通過する。収束レンズ３１により収束されない中性粒子などは、スリット電極３２に衝突して質量分析部側に行きにくい構造となっている。このようにしてスリット電極３２を通過したイオンは、多数の開口部を備えた内筒電極３３と外筒電極３４よりなる二重円筒型偏向器３５により偏向かつ収束される。二重円筒型偏向器３５では、内筒電極の開口部より滲み出した外筒電極の電界を用いて偏向かつ収束される。この詳細は、特開平７−８５８３４号公報に開示されている。
【００３６】
二重円筒型偏向器３５を通過したイオンは、リング電極３６とエンドキャヅプ電極３７ａ、３７ｂで構成されるイオントラップ質量分析計に導入される。ゲート電極３８は質量分析計へのイオンの入射のタイミングを制御するために設けられている。つば電極３９ａ、３９ｂは、イオンがリング電極３６とエンドキャップ電極３７ａ，３７ｂを保持する石英リング４０ａ、４０ｂに到達し、石英リング４０ａ、４０ｂが帯電するのを妨げるために設けられている。
【００３７】
イオントラップ質量分析計の内部には、図示していないヘリウムガス供給管からヘリウムが供給され、１０−３トール程度の圧力に保たれている。イオントラップ質量分析計は、図示していない質量分析計制御部により制御される。質量分析計内に導入されたイオンは、ヘリウムガスと衝突してエネルギを失い、エンドキャップ電極３７ａ、３７ｂに印加される高周波電圧によって形成された交流電界により捕捉される。捕捉されたイオンは、リング電極３６とエンドキャップ電極３７ａ、３７ｂに印加された高周波電圧を走査することによって、イオンのｍ／ｚに応じてエンドキャップ電極３７ｂの細孔から排出される。排出されたイオンは、イオン取り出しレンズ４１を経て検出器４２に達して検出される。検出された信号は増幅器４３によって増幅後、データ処理装置２に入力されて処理される。
【００３８】
イオントラップ質量分析計は、リング電極３６とエンドキャップ電極３７ａ、３７ｂとで囲まれた空間にイオンを捕捉する特性を有することから、探知対象物質の濃度が低くて、生成されるイオン量が少ない場合でもイオンの導入時間を長くすることにより検出できる。したがって、試料濃度が低い場合でも、イオントラップ質量分析計のところでイオンの高倍率濃縮が可能であり、試料の前処理（濃縮など）を非常に簡便化できる。
【００３９】
ここで、コロナ放電部４６に流入する試料ガスの流量は高感度かつ安定に特定薬物を探知するために重要である。このため、排気管２２ａには流量制御部５１を設けるとよい。また、ドリフト部４５やコロナ放電部４６、ガス導入管２１などは、試料の吸着を防ぐ観点から、ヒーター（図示せず）などにより加熱しておくとよい。ガス導入管２１や排気管２２ｂを通過するガス流量は、ダイアフラムポンプのような吸引ポンプ５２の容量及び配管のコンダクタンスにより決定することができるが、ガス導入管２１や排気管２ｂにも流量制御部５１のような制御装置を設けてもよい。吸引ポンプ５２を、ガスの流れから見てイオン生成部であるコロナ放電部４６の下流に設けることで、吸引ポンプ５２の内部の汚染（試料の吸着等）による影響が少なくなる。
【００４０】
ここで、本発明の特徴部に係る加熱器５の一実施形態を、図５〜図７を参照して説明する。図５は加熱器５の全体構成を斜視図により示している。加熱器５の本体部は、図５及び図６Ａ、Ｂに示すように、円板状の吸気加熱板１０１と、この吸気加熱板１に所定間隔離して対向保持された対向加熱板１０２とを有して形成されている。吸気加熱板１０１の中心部に貫通孔が設けられ、この貫通孔に配管１０６が接続されている。この配管１０６の他端は、図１の試料ガス導入管２１に連結されている。対向加熱板１０２は駆動装置１２７によって昇降可能に保持されており、これによって吸気加熱板１０１との間隔を調整可能に形成されている。また、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２は、図示していない加熱手段と温度調節手段により、所定の高温に加熱保持されるようになっている。このように構成される吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間に、図６Ａに示すように、検査対象物の表面を拭き取って試料１０７を採取した検査片１０８を挿入するようになっている。
【００４１】
本実施形態では、図５に示す搬送装置１０９によって、検査片８を吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間に挿入して、連続的な加熱が可能になっている。すなわち、搬送装置１０９は、駆動モータ１２０により駆動される一対の搬送駆動プーリ１２１と、複数の従動プーリ２２、搬送駆動プーリ１２１と従動プーリ２２とに巻回された２本の搬送ベルト１２３ａ、ｂとを有して構成されている。搬送ベルト１２３ａ、ｂは、駆動モータ１２０により、例えば図示矢印１１０方向に回転されるようになっている。搬送ベルト１２３ａ、ｂの上流端に、検査対象に検査片８を供給する昇降保持装置１２４が設けられている。昇降保持装置１２４の載置面に検査片８を載置すると、検出器１２６で検査片８が載置されたことが検知される。このとき、検査片８が裏表逆の場合、左右前後が間違っているときは、載置が検知されないようになっている。
【００４２】
昇降保持装置１２４の載置面は、上昇位置にて搬送ベルト１２３ａ、ｂの上端面よりも上方に位置され、下降位置にて搬送ベルト１２３ａ、ｂの上端面よりも下方に位置するように形成されている。そして、昇降保持装置１２４が下降することによって、検査片８が搬送ベルト１２３ａ、ｂに載置されるようになっている。検査片８が下降したときは、下降検出器１２５によって検出される。搬送ベルト１２３ａ、ｂの間隔は、検査片８が跨るような幅で、かつ対向加熱板１０２の外径よりも大きな寸法に設定されている。また、搬送ベルト１２３ａ、ｂの上面は、駆動装置１２７によって対向加熱板１０２が最も降下された位置において、検査片８が吸気加熱板１０１から十分離れるように設定されている。なお、搬送ベルト１２３ａ、ｂは、Ｏリングや帯ベルトなど、適当な摩擦が得られるゴム系の材料を用いるのが好ましい。なお、搬送装置１０９の駆動モータ１２０に代えて、ソレノイド又はエアシリンダ等の駆動装置を用いることができるが、正確な位置決めを行なう場合や複数点を制御する場合はＡＣサーボモータやパルスモータが有効である。
【００４３】
搬送ベルト１２３ａ、ｂに載置された検査片８は、図示矢印１１０方向に搬送されて、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２とが対向する位置に搬送され、後述するように、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２とによって加熱されるようになっている。また、搬送ベルト１２３ａ、ｂの下流端の下方に検査片回収ボックス１３１が設置されている。なお、搬送装置１０９の駆動モータ１２０に代えて、ソレノイド又はエアシリンダ等の駆動装置を用いることができるが、正確な位置決めを行なう場合や複数点を制御する場合はＡＣサーボモータやパルスモータが有効である。
【００４４】
このように構成される図５の加熱器５の動作について説明する。スタート時は、昇降保持装置１２４が上昇位置にあり、検査片８を載置できる状態で待機している。検査片８が載置されると検出器１２６がオンして昇降保持装置１２４が下降され、これにより検査片８が搬送ベルト１２３ａ、ｂの上に載置されて搬送が開始される。検査片８が搬送されると、検出器１２６がオフして昇降保持装置１２４の下降が停止する。この下降の終了は、検出器１２５により行なう。
【００４５】
検査片８が図示矢印１１０方向に搬送されて、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２とが対向する位置に搬送されると、検出器１３０によって検知されて搬送ベルト１２３ａ、ｂが停止される。この停止に合わせて駆動装置１２７が動作し、吸気加熱板１０１との間隔が所定間隔になるまで対向加熱板１０２を上昇させる。対向加熱板１０２が所定位置まで上昇すると、検出器１２９が検知して測定を開始する。すなわち、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２とで検査片８が加熱され、検査片８に付着している試料７が蒸発し、その蒸発した試料ガスが配管１０６と試料ガス導入管２１を介して負圧により図１のイオン源２０に導入される。このとき、吸気加熱板１０１と対向加熱板１０２との隙間から周囲の空気がキャリアガスとして吸引される。このようにして、検査片８に付着している試料７のガスが質量分析計に導入されて、その分析が行なわれる。なお、気化が早い試料７を想定して、検出器１２９が検知する前に、例えば対向加熱板１０２が上昇を開始したときから測定を開始してもよい。
【００４６】
所定の加熱（気化）時間の経過後であって、所定の分析時間の経過後、駆動装置１２７を駆動して対向加熱板１０２を下降させる。この下降完了は検出器１２８により確認する。対向加熱板１０２が下降すると、検査片８が再び搬送ベルト１２３ａ、ｂの上に載置されて搬送され、搬送ベルト１２３ａ、ｂの下流端に達すると、検査片回収ボックス１３１に落下し、回収される。これにより一連のシーケンスが終了する。
【００４７】
ここで、図５に示すように、検査片８ｂの気化、測定中は、次の検査片８ａを昇降保持装置１２４に載置して待機させておくことができ、測定が終了した検査片８ｂを検査片回収ボックス１３１に排出する工程で、次の検査片８ａを加熱器本体位置まで搬送できる。これによれば、加熱工程の間隔を大幅に短縮できる。また、一旦を昇降保持装置１２４に検査片８をセットすれば、検査終了後に自動的に検査片回収ボックス１３１に回収されるから、検査の都度、検査片８を回収することなくまとめて回収できる。その結果、操作者は、検査片８をセットする操作のみを行えばよいから、スループットを向上でき、更に回収待ちが不要なので、作業効率を向上できる。
【００４８】
ここで、図７に基づいて、本実施形態の加熱器を備えた探知装置を用いて爆発物等の特定薬物を探知する方法に係る実施形態の手順を説明する。まず、手荷物等の外表面などを濾紙で拭取り、外表面の付着物を濾紙に採取する（Ｓ１）。ここで、拭取り手段は、濾紙などに限らず布片でもよい。
【００４９】
次に、手荷物等の外表面を拭取った検査片８を加熱器５の昇降保持装置１２４にセットする。これにより、検査片８に付着している薬物等の物質が加熱（例えば、１００〜３００℃程度）されて気化（蒸発）する（Ｓ２）。これにより、検査片８に付着した微量の試料７を効果的に質量分析計に導入できる。このとき、検査片８から発生した試料ガスの濃度を希釈させないように、加熱器５から吸引する周囲空気（キャリアガス）の量を少なく抑えるようにする。
【００５０】
このようにして気化された薬物を含む試料ガスの質量分析は、図７に示すように、質量スペクトルを取得する第１の分析ステップＳ３と、第１の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第１の判定ステップＳ４と、第１の判定ステップＳ３の判定結果に応じてタンデム質量分析法を行う第２の分析ステップＳ５と、第２の固有のｍ／ｚ値のイオンが存在するか判定する第２の判定ステップＳ６と、第２の判定ステップＳ６の判定結果に応じて警報を出力する告知ステップＳ７とにより実行される。ここで、ステップＳ３とステップＳ４とからなる測定操作をスクリーニングモードと称し、ステップＳ５とステップＳ６とからなる測定操作を精査モードと称する。
【００５１】
まず、探知を行う場合、試料ガスから生成されるイオンをステップＳ３において分析して質量スペクトルを測定する。そして、ステップＳ４において、探知対象である特定薬物由来のイオンに相当するｍ／ｚ値を有するイオンが検出されたかどうかを判定する。例えば、覚醒剤の一種であるアンフェタミンを正の大気圧化学イオン化モードでイオン化すると、アンフェタミン分子にプロトンが付加した擬似分子イオン（Ｍ十Ｈ）＋（Ｍは試料分子、Ｈはプロトン）が生成される。この擬似分子イオンのｍ／ｚ値は１３６であるため、ステップＳ４ではｍ／ｚ値が１３６のイオンが検出されたかどうかを判定する。ここで、ステップＳ４において判定するｍ／ｚの値は、特定薬物の種類に応じて異なることは言うまでもない。また、種々の麻薬、覚醒剤等に対応して、複数の異なるｍ／ｚ値の有無を判定するようにしてもよい。
【００５２】
第１の分析ステップＳ３における分析時間を０．１秒とした場合、ステップＳ３を繰り返し、それらの測定結果を積算した結果に対してステップＳ４の判定を行なうようにしてもよい。積算することで、ランダムノイズが平均化されるので、ステップＳ４において誤って判定する割合を低減できる。
【００５３】
ステップＳ４において、予め設定しておいた第１の固有のｍ／ｚ値を有するイオンが存在すると判定された場合、第２の分析ステップＳ５において、タンデム質量分析（以下は、ＭＳ―ＭＳと記載する）を実行する。ステップＳ５では、プリカーサーイオンの選択、プリカーサーイオンの解離、フラグメントイオンの質量分析が含まれる。また、分析の精度を上げるため、ステップＳ５はステップＳ３に比べて長い時間をかけるとよい。
【００５４】
ステップＳ５のＭＳ−ＭＳ測定においては、分子構造情報を豊富に含んだ質量スペクトルが得られる。この質量スペクトルをステップＳ６において判定する。この第２の判定は、探知対象物に特有のｍ／ｚ値を有するイオンが存在するかどうか判定する。存在する場合にはステップＳ７において警報を出力して告知する。なお、ステップＳ６において判定を行う際、探知対象物のタンデム質量分析法による質量スペクトルを予め測定してデータベースとし、このデータベースを参照することにより精度の高い判定が可能になる。
【００５５】
手荷物検査の場合、濾紙等の検査片８による拭取り作業と、検査片８を加熱器５に装着するまでに多少の時間はかかるが、ほとんどの手荷物には特定薬物が入っていないと想定されるので、検査片８を加熱器５に装着した後は、スクリーニングモードによりおよそ１秒で探知を終了させることができる。したがって、図７に示した手順を用いることにより、まれに精査モードまで実行するために時間がかかることがあっても、探知に要する平均時間としては手荷物１つ当たり１〜２秒程度に抑えることができ、セキュリティゲートにおいて荷物の流れを著しく妨げること無く手荷物の検査を行うことができる。また、最終的には、精査モードによりタンデム質量分析法に基づく判定を行うため、選択性が高く誤報を低減させることができる。ところで、精査モードには時間がかかるため、スクリーニングモードから精査モードヘと移行した段階で、警告ランプを点灯させるなど、操作者が認識しやすい信号を出力するのが好ましい。
【００５６】
以上、本発明の特徴部である加熱方法を含む試料採取方法についての第１の実施形態について説明したが、以下に本発明の他の実施形態について、図８〜図２１を用いて説明する。
（第２実施形態）
図５の実施形態では、対向加熱板１０２を昇降可能に構成し、対向加熱板１０２と吸引加熱板１０１との間隔を広げて検査片８を挿入した後、所定の間隔に狭めて加熱、測定を行なうようにしたが、これに代えて対向加熱板１０２と吸引加熱板１０１との間隔を固定しておき、その間隙内に検査片８を挿入するようにしてもよい。
【００５７】
ここで、図８Ａ，Ｂを参照して、対向加熱板１０２と吸引加熱板１０１との間隔が測定に及ぼす影響を説明する。まず、説明のため試料７に同一の温度における蒸気圧が異なる２種類の物質Ａ，Ｂがそれぞれ所定量だけ含まれ、物質Ａは物質Ｂに対して相対的に蒸気圧が高いものと仮定する。まず、図８Ａに示すように、対向加熱板１０２と吸引加熱板１０１との間隔をｄ１に固定して検査片８を挿入した場合について説明する。この場合、加熱器５から質量分析計のイオン源に導入される試料ガスの濃度の時間変化を図９（ａ）に示す。図９（ａ）において、検査片８が吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２との間に挿入された時刻を０として表している。また、ガス濃度は、物質に応じて異なる検出下限値によって規格化して示している。この規格化により、グラフ上で一定値となる検出下限を点線で示している。また、質量分析計は、通常、間欠的にサンプリングして分析動作が行われることから、そのサンプリング周期の時刻を一点鎖線で示している。
【００５８】
一般に、質量分析計に導入される物質のガス濃度が、サンプリング周期よりも長い間連続して下限値を超えていれば、いずれかのサンプリングにおいてその物質を検出できる。一方、試料の導入後、いずれのサンプリングにおいても、物質のガス濃度が検出下限値を超えない場合には、その物質を検出できない。図９（ａ）においては、物質Ａが前者に、物質Ｂが後者にあたる。このように物質の蒸気圧の違いによってガス濃度の時間経過の波形が異なるのは、蒸気圧が高い物質ほど加熱器５における気化速度が速く、短い時間で高濃度のガスガ発生する一方、蒸気圧が低い物質は加熱器５における気化速度が遅く、長い時間にわたって低濃度のガスガ発生することによるものである。
【００５９】
次に、対向加熱板１０２を動かして、図８Ａに示すように、吸引加熱板１０１との間隔をｄ２に狭めて検査片８を挿入した場合について説明する。この場合の加熱器５から質量分析計のイオン源に導入される試料ガスの濃度の時間変化を図９（ｂ）に示す。図９（ａ）に比べ、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２との間隔が狭いから、試料の加熱速度が速くなり、物質Ａ、Ｂともにガス濃度の最大値が高くなる一方、発生時間が短くなっている。しかし、図９（ｂ）においては、物質Ｂを検出できる。しかし、物質Ａについてはサンプリング周期よりも短い時間で物質の気化が終了してしまうことから、サンプリングタイミングから外れて検出できないことがある。また、対向加熱板１０２が検査片８の試料７が付着していない面に接触していることが、加熱速度を最も高めることはいうまでもない。
【００６０】
したがって、図５に示した実施形態において、昇降装置１２７により対向加熱板１０２を昇降させて吸引加熱板１０１との間隔を調整することにより、加熱器５における試料の加熱速度を変化させることができる。これにより、検査対象の物質の蒸気圧に合わせて、検出に好適な加熱速度を容易に実現できることになる。
【００６１】
次に、図５に示した実施形態において、検査片８を挿入した時点で図８（ａ）となり、その後、昇降装置１２７により対向加熱板１０２を上昇させて図８（ｂ）の状態になった場合について説明する。まず、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の間隔の変化を図１０Ａに、質量分析計に導入されるガス濃度の変化を図１０Ｂに示す。それらの図に示すように、間隔がｄ１となっている時点で物質Ａが検出され、その後、対向加熱板１０２を上昇させて間隔をｄ２とすることにより、蒸気圧の低い物質Ｂが検出されている。このように、試料を導入した後に、対向加熱板１０２を上昇させて間隔を調整して加熱速度を上昇させることを行なえば、同一試料に蒸気圧が異なる種々の物質が含まれていても、それらを容易に検出することができる。
（第３実施形態）
図１１に、図５の実施形態の吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２とからなる加熱器本体の他の実施形態を示す。本実施形態は、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２とのより検査片８を挟み込んで固定して、試料を気化させるようにしたものである。すなわち、図示のように、本実施形態の吸引加熱板１０１の加熱面の円周部に一定高さの突起１１２が、中心から周方向に向けて設けられている。突起１２同士の間は、周囲の雰囲気ガスを吸引可能な溝状の吸引口１１３が形成されている。吸引口１１３は、必要とされる試料ガスの流量を吸引できるように吸引加熱板１０１の加熱面内部に通じていれば、形状は特に問わない。検査片８が吸引加熱板１０１の下面位置に挿入されると、対向加熱板１０２を上昇させて検査片８を吸引加熱板１０１に接触固定させる。
【００６２】
本実施形態によれば、検査片８が柔らかな材料の場合であって、保持が不安定な場合に有効である。つまり、検査片８の測定面近傍を固定することにより、試料７の部分をフラットな安定した状態で保持できるから、気化を安定にでき、ばらつきなく質量分析できる。また、対向加熱板１０２の加熱面を凹形状にして、吸引加熱板１０１との間隔を調整すれば、加熱速度を遅く調整することができる。
（第４実施形態）
図１２、図１３に、検査片８の保持具の実施形態を示す。本実施形態は、柔らかい材料で形成されている検査片８を、図５の実施形態の加熱器５で加熱するのに好適な検査片保持具である。検査片保持具１３４は上部保持具１３５と下部保持具１３６をヒンジ１４０によって連結して構成される。上部保持具１３５と下部保持具１３６の中央部には、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の外径よりも大きい円形の開口１３７、１３８が形成されている。この開口１３７の縁部には突条１３９が形成され、上部保持具１３５と下部保持具１３６をヒンジ１４０によって折り畳んだときに、突条１３９の外周が下部保持具１３６の開口１３８内に一定の隙間を有して挿入されるように形成されている。検査片保持具１３５は、繰返し使用可能で、熱にも強く、図５の搬送ベルト１２３ａ、１２３ｂに対して適切な摩擦が働く材料で形成する。開口１３７，１３８の径は、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２により上部保持具１３５と下部保持具１３６が加熱され過ぎない程度に設定されている。なお、開口１３７，１３８は、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の形状に合わせて円形でも角形でもよい。
【００６３】
このように構成されることから、本実施形態の検査片保持具１３５によれば、柔らかい材質の検査片８を試料７が付着した面を上にして下部保持具１３６の上に載置して上部保持具１３５を畳むと、突条１３９と下部保持具１３６の開口１３８とによって検査片８が挟み込まれ、これによって試料拭き取り時等にできた検査片８のしわが伸ばされる。その結果、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２との隙間及び検査片８との間隔をコントロールすることができ、安定して精度の高い計測を行なうことができる。また、周辺を擦することによって生ずるコンタミナントの増大を防止できる。なお、開口１３７の全周に突条１３９を設ける例を示したが、突条に代えて開口１３７と開口１３８の縁部に突起を設けてもよく、また上部保持具１３５と下部保持具１３６の対向面に突起を設けて検査片８を引き伸ばすようにしてもよい。
（第５実施形態）
図１４に、本発明の加熱器５の他の実施形態の全体構成を斜視図で示す。本実施形態は、図５の加熱器の検査片の搬送装置を回転系に変えたものである。すなわち、搬送ベルト１３２ａ，ｂに代えて回転板１４２を搬送媒体とするものである。回転板１４２はモータ１４１により回転駆動され、モータ１４１を駆動制御することにより、検査片８をセット位置から吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間を通って検査片回収ボックス１３１の位置まで搬送するようになっている。この搬送動作を間欠に行ない、搬送ピッチを同一にしておけば、前述したと同様に、次から次へに検査片をセットすることにより、連続的に計測を行わせると共に、計測が終了した検査片８を検査片回収ボックス１３１に排出することができる。なお、同図には表れていないが、回転板１４２の検査片８が載置される部位には、吸引加熱板１０１や対向加熱板１０２の外径よりも大きな径の開口が設けられており、対向加熱板１０２が昇降して吸引加熱板１０１との間隙を調整可能になっている。
【００６４】
以上説明した第１〜第５の実施形態の加熱器５によれば、吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２を隙間を空けて対向させ、その間に被加熱体である検査片８を挿入して試料７を加熱して気化させるようにしているから、通気性を有しない検査片８に対しても適用できる。また、イオン源の負圧により吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間から進入する空気をキャリアガスとして試料ガスを吸引するようにしているから、検査片８が吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間に挿入された直後から試料ガスのガス流が安定するので、検出の信頼性を向上できる。また、試料７に蒸気圧が異なる複数の物質が含まれていても、それらを容易に検出できる。更に、検査片８を吸引加熱板１０１と対向加熱板１０２の隙間に自動搬送するようにしていることから、スループットを上げると共に、終了検査片８の回収待ちが不要であるから、作業効率を向上させることができる。
【００６５】
なお、第１〜第５実施形態は、試料を拭き取った検査片８を加熱して気化された試料ガスを質量分析計のイオン源に導入する場合について説明したが、本発明の試料採取方法はこれに限らず、以下に述べる実施形態を採用することができる。
（第６実施形態）
図１５に、本発明の試料採取方法の他の実施形態を示す。本実施形態は、図１の実施形態の加熱器５に代えて、試料ガス導入管２１にホースコネクタ６を取り付け、このホースコネクタ６に吸引ホース７を接続し、吸引ホース７に試料ガスを採取する吸引プローブ８を取り付けた点が相違する。すなわち、本実施形態は、検査対象物の外表面等を濾紙などの検査片で拭取って試料を採取する方式に代えて、検査対象物の外表面等から試料を直接吸引してイオン質量分析計に供給するようにしたのである。
【００６６】
吸引プローブ８の具体例は、それぞれ図１６、図１７、図１８に示したものを用いることができる。図１６（Ａ）に示した吸引プローブ８は、振動子型の吸引プローブであり、先端が先細り状の筒体５２の内部に振動発生器５３を備え、その振動発生器５３にスプリングなどの弾性部材５４を介して接触振動子５５を筒体５２の軸方向に進退自由に取り付けて構成されている。また、筒体５２の先端の先細り部の周面には、図１６（Ｂ）に示すように、空気を吸引可能なスリット５６が形成されている。
【００６７】
このように構成されることから、振動発生器５３を駆動して接触振動子５５を検査対象物５７の外表面に当接すると、検査対象物５７の表面に付着している物質が振動により遊離され、吸引ガス流５８に同伴して吸引プローブ８内に吸引される。吸引プローブ８内に吸引された試料ガスは、吸引ホース７と試料ガス導入管２１を介して質量分析計に導入される。なお、スリット５６の開口は、遊離された物質が吸引空気に同伴される程度の吸引空気流が生ずるように決めればよい。
【００６８】
一方、図１７に示した吸引プローブ８は、図１６の振動発生器５３と接触振動子５５に代えて、筒体６２の内部の先端部にヒータ６３を設けた加熱型の吸引プローブであり、ヒータ６３からの熱線６４により検査対象物５７の表面を加熱可能に構成されている。また、筒体６２には内表面を加熱する電熱線が巻き付けられている。このように構成されることから、図１７の吸引プローブ８によれば、査対象物５７の表面に付着している物質が熱（例えば、８０〜１００℃程度）により蒸発して吸引プローブ８内に吸引されて、質量分析計に導入される。
【００６９】
また、図１８に示した吸引プローブ８は、図１７のヒータ６３に代えて、光ファイバ７２により検査対象物５７の表面にレーザ光などの光線６４を照射して加熱するようにしたものである。図において、符号７３は光ファイバ７２を支持する支持部材であり、図１７と同一の符号を付した部品は同一の機能構成を有するものである。このように構成されることから、図１８の吸引プローブ８によれば、図１７と同様に、査対象物５７の表面に付着している物質が熱により蒸発し、その蒸気が質量分析計に導入される。
【００７０】
図１９は、図１６の振動を利用して検査対象物表面の付着物を採取する方法の変形例であり、２本の搬送ベルト７４からなる手荷物搬送台７５のベルトコンベアの間に図示していない振動発生器により駆動される振動板７６を設け、この振動板７６により検査対象物５７の全体を上下方向７７に振動させて、検査対象物５７の表面に付着している物質を振動により遊離させようとするものである。この場合の吸引プローブ８は単なる筒体でよい。
（第７実施形態）
図１５〜図１９に示した吸引プローブ８により試料ガスを直接イオン源２０に吸引する採取法によると、高速のスクリーニングモードだけで探知を終了する場合と、精査モードまで行なう疑わしい場合とでは、探知に要する時間が異なる。したがって、検査対象物を図１９のような手荷物搬送台で移動させながら探知する場合は、手荷物搬送台の搬送装置と探知装置とを連動させて、スクリーニングモード時は一定速度て搬送を行うが、精査モードに切り替わって数秒の時間をかけて探知を行う場合には、搬送速度を遅くする制御を行うことが好ましい。
（第８実施形態）
また、図１５〜図１９に示した吸引プローブ８により試料ガスを直接イオン源２０に吸引する採取法によると、一定の速度で搬送されている検査台上の検査対象物から採取した試料ガスを吸引プローブ８により吸い込む場合、吸引プローブ８から質量分析計までの距離が長くなると、吸引された試料ガスが吸引ホース７を通ってイオン源２０に達するのに時間がかかり、探知スピードが低下して、検査台上に荷物が渋滞してしまうことになる。また、検査対象物が屋外の貨物コンテナや車両等の場合は、簡単には質量分析計による探知を行なうことができない。
【００７１】
このような場合に好適なポータブル型の実施形態の吸引プローブ９を図２０に示す。図示のように、ポータブル型の吸引プローブ９は、ケース８１の内部に吸引ファン８２と、これを駆動するモータ８３と、電源としてのバッテリ８４を収納し、ケース８１の前方壁に筒状の吸引ノズル８５を取り付けてけ形成されている。吸引ノズル８５が取り付けられたケース８１の前方壁に吸引口８６設けられ、ケース８１の後方壁には排気口８７が設けられている。また、ケース８１の上部に取っ手８８が設けられている。
【００７２】
一方、吸引ノズル８５とケース８１との取り付け部に、試料採取用のカセットフィルタ８７のフィルタ装着部が設けられている。カセットフィルタ８７は、図２１（Ｃ）に示すように、リング状の枠体８９の周縁に把持部９０が設けられ、その枠体８９の内側の開口円は把持部９０から離れる方向に偏心させて形成され、その開口円を塞ぐようにフィルタ９１が取り付けられている。フィルタ９１は、濾紙などの種々のフィルタ素材を用いることができる。フィルタ装着部は、図２１（Ｂ）に示すように、吸引ノズル８５の外周壁の半周にわたって、カセットフィルタ８７の厚みの幅を有するスリットを形成し、このスリットからカセットフィルタ８７を挿脱可能に形成されている。カセットフィルタ８７は、図２１（Ａ）に示すように、フィルタ座９２により保持されるようになっている。
【００７３】
フィルタ装着部よりも吸引ノズルの先端側に円盤状の支持板９３が吸引ノズル８５の内壁に固定され、その支持板９３の中心部から吸引ノズル８５の先端方向に向かって支持棒９４が延在させて設けられている。支持板９３には、図２１（Ｄ）に示すように、試料ガスが通流する複数の開口９５が穿設されている。また、支持棒９４の先端には、ヒータ９６が取り付けられ、このヒータ９６は図示していないスイッチを介してバッテリ８４に接続されている。また、ヒータ９６は、吸引ノズル８５の先端部９７よりも若干内側に位置させて設けられている。
【００７４】
このように構成されることから、未使用のカセットフィルタ８９をフィルタ装着部に挿着し、ヒータ９６をオンするとともに吸引ファン８２を回すと、吸引ノズル８５の先端部から周囲空気が吸引される。このとき、吸引ノズル８５の先端部を検査対象物の表面に近付け又は当接させると、検査対象物の表面がヒータ９６により加熱され、表面に付着等している物質が蒸発して周囲空気とともに吸引される。吸引された空気中の物質蒸気は、フィルタ９１にて凝縮し、捕集される。つまり、検査対象物の表面に特定薬物が付着していれば、その蒸気をフィルタ９１にて凝縮させて捕集することができる。
【００７５】
このようにして試料を捕集したカセットフィルタ８９を、図５、図１４に示した加熱器５にセットすることにより、質量分析計と探知対象物とが空間的に離れていても、また時間的に離れていても、特定薬物の探知を行なうことができる。
【００７６】
ここで、図２０の吸引プローブ９には、図１６、図１８に示した吸引プローブ８のように、振動発生器と振動子、光ファイバなどを組み合わせて構成することができる。また、同様に、吸引ノズルを８５を二重筒とし、内筒から空気を噴射して付着物を遊離させ、外筒からその遊離物を吸引するように構成することができる。
【００７７】
また、上記いずれの実施形態も、質量分析計としてイオントラッブ質量分析計を適用した例を説明したが、試料採取に係る吸引プローブなどの本発明を適用する場合は、イオントラッブ質量分析計に限られるものではなく、従来公知の質量分析計を適用することができるのはいうまでもない。例えば、特開２００１−０９３４６１号公報に記載されているように、コロナ放電領域に対する試料の導入方向と、コロナ放電によりイオンを引出す方向をほぼ対向させることにより、イオンの生産効率を向上させた、いわゆる逆流方式の質量分析計に適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の特定薬物の探知方法及び探知装置によれば、種々の検査対象物からの試料採取が簡単で、かつ採取時間及び検査時間を短縮できる。
【００７９】
また、本発明の特定薬物の採取装置によれば、種々の検査対象物からの試料採取が簡単で、かつ採取時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる一実施形態の特定薬物に係る探知装置の主要部の構成図を示す。
【図２】図１の実施形態の探知装置の外観正面図を示す。
【図３】右側面図を示す。
【図４】図１の実施形態の探知装置の左側面図を示す。
【図５】図１の実施形態の加熱器の全体構成を示す斜視図である。
【図６】図５の加熱器の吸引加熱板と対向加熱板の詳細図であり、同図（Ａ）は断面図
、同図（Ｂ）は動作時の平面図である。
【図７】本発明の特定薬物の探知方法の一実施形態の手順を示す。
【図８】図５の加熱器の吸引加熱板と対向加熱板の間隔の作用を説明する図である。
【図９】図８の吸引加熱板と対向加熱板の間隔により変化する試料ガスの濃度の時間変
化を説明する線図である。
【図１０】図８の吸引加熱板と対向加熱板の間隔を変化させたときの試料ガスの濃度の時
間変化を説明する線図である。
【図１１】図５の加熱器の吸引加熱板の他の実施形態の詳細図であり、同図（Ａ）は側面
図、同図（Ｂ）は背面図である。
【図１２】検査片の保持具の一実施形態の斜視図である。
【図１３】図１２の検査片保持具の側断面図である。
【図１４】本発明に係る加熱器の他の実施形態の全体構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係る特定薬物の試料の採取法に係る他の実施形態を示す図である。
【図１６】本発明に係る振動子型の吸引プローブの実施形態を示す図である。
【図１７】本発明に係る光加熱型の吸引プローブの実施形態を示す図である。
【図１８】本発明に係る加熱型の吸引プローブの実施形態を示す図である。
【図１９】本発明に係る振動型の搬送装置の実施形態を示す図である。
【図２０】本発明に係るポータブル型の吸引プローブの実施形態を示す図である。
【図２１】図２０の各部の詳細を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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