CN107076705A - 表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置 - Google Patents

表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置 Download PDF

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Abstract

本发明的一个方面所涉及的表面辅助激光解吸电离法包括：第一工序，其准备具有设置有从一个面(21a)贯通到另一个面(21b)的多个贯通孔(S)的基板(21)、和至少覆盖一个面(21a)的导电层(23)的试样支撑体(2)；第二工序，其将试样(10)载置于试样台(1)，且以另一个面(21b)与试样(10)相对的方式将试样支撑体(2)配置于试样(10)上；和第三工序，其通过向一个面(21a)照射激光(L)，使利用毛细管现象从另一个面(21b)侧经由贯通孔(S)而移动至一个面(21a)侧的试样(10)电离。

Description

表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置
技术领域
本发明涉及表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置。
背景技术
目前，作为为了进行质量分析等而使生物体试样等试样电离的方法，已知有基质辅助激光解吸电离法(MALDI：Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization)。MALDI是通过将吸收紫外线激光的称为基质的低分子量的有机化合物与试样混合并向其照射激光而使试样电离的方法。根据该方法，能够无损地使对热不稳定的物质或高分子量物质电离(所谓软电离)。然而，在MALDI中，发生来自基质的背景噪声。
因此，作为不使用基质而进行电离的方法，已知有通过使用表面具有微细的凹凸结构的基板而使试样电离的表面辅助激光解吸电离法(SALDI：Surface-Assisted LaserDesorption/Ionization)。例如，作为利用SALDI的试样的电离方法，存在使用表面具有微细的凹部的阳极氧化多孔氧化铝和阳极氧化多孔硅等作为试样保持面的方法(参照下述专利文献1和2)。在该电离方法中，向具有微细的凹部的试样保持面滴下分析对象的试样，在干燥后照射激光，由此进行试样的电离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5129628号公报
专利文献2：美国专利6288390号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在上述的电离方法中，在滴下试样时，会发生试样相对于基板的位置偏移，因此，在原样维持试样原来的位置信息(构成试样的分子的二维分布)的状态下进行试样的电离是困难的。因此，难以将上述电离方法用于测定在试样区域的各位置何种分子存在多少并将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析等。另外，即使采用使试样转印于基板的方式来代替向基板上滴下试样，也存在转印试样时发生试样相对于基板的位置偏移、或者发生试样的转印不匀这样的问题。
因此，本发明的一个方面的目的在于：提供能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离的表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置。
解决课题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的表面辅助激光解吸电离法包括：第一工序，其准备具有设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板、和由导电性材料构成且至少覆盖一个面的导电层的试样支撑体；第二工序，其将试样载置于试样台，且以另一个面与试样相对的方式，将试样支撑体配置于试样上；和第三工序，其通过向一个面照射激光，使利用毛细管现象从另一个面侧经由贯通孔而移动至一个面侧的试样电离。
根据上述表面辅助激光解吸电离法，通过将设置有多个贯通孔的基板配置于试样上，能够利用毛细管现象使试样从基板的另一个面侧经由贯通孔向一个面侧上升。由此，能够在原样维持试样的位置信息(构成试样的分子的二维分布)的状态下，使试样从基板的另一个面侧向一个面侧移动。再有，通过向基板的一个面照射激光，能量经由导电层而传递给移动至一个面侧的试样，从而试样被电离。作为其结果，能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离。因此，根据上述方法，通过将设置有多个贯通孔的基板载置于试样上的简单的操作，能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离。
基板也可以通过将阀金属或硅阳极氧化而形成。通过使用具有通过将阀金属或硅阳极氧化而设置有多个贯通孔的基板的试样支撑体，能够适当地实现利用上述的毛细管现象的试样的移动。
贯通孔的宽度也可以为1～700nm。通过使用具有孔宽度为1～700nm的贯通孔的基板，能够更顺畅地进行利用上述的毛细管现象的试样的移动。另外，能够在使用上述表面辅助激光解吸电离法的质量分析中获得充分的信号强度。
基板的厚度也可以为5～10μm。由此，能够保持基板的强度，并且能够在使用上述表面辅助激光解吸电离法的质量分析中获得充分的信号强度。
试样支撑体也可以还具有安装于基板的一个面的外缘部的框体。利用框体抑制了基板的弯曲，并且对试样支撑体进行支撑或者使之移动时的操作变得容易。作为其结果，能够容易地进行第二工序中的试样支撑体向试样上的配置。
在第二工序中，也可以将试样支撑体固定于试样台。通过相对于试样台固定试样支撑体，能够使试样与试样支撑体紧贴，并能够更顺畅地进行利用毛细管现象的试样的移动。另外，能够防止配置于试样上的试样支撑体的横向滑动，并能够抑制因试样支撑体的横向滑动而导致的试样的位置偏移。
本发明的另一个方面所涉及的表面辅助激光解吸电离法包括：第一工序，其准备具有由导电性材料构成且设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板的试样支撑体；第二工序，其将试样载置于试样台，且以另一个面与试样接触的方式，将试样支撑体配置于试样上；和第三工序，其通过向一个面照射激光，使利用毛细管现象从另一个面侧经由贯通孔而移动至一个面侧的试样电离。
在上述表面辅助激光解吸电离法中，通过使用由导电性材料构成的基板，能够省略导电层，并且能够获得与使用具有上述的导电层的试样支撑体的情况相同的效果。
本发明的一个方面所涉及的质量分析方法包括：上述表面辅助激光解吸电离法的各工序；和对第三工序中被电离的试样进行检测的第四工序，一边改变激光的照射位置，一边在每个该照射位置进行第三工序中的激光的照射、和第四工序中的被电离的试样的检测。
根据上述质量分析方法，通过在试样上配置试样支撑体的简单的操作，能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离。再有，通过一边改变激光的照射位置，一边在每个该照射位置对被电离的试样进行检测，能够掌握试样分子的二维分布。因此，根据上述质量分析方法，通过简单的操作，能够进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。
本发明的一个方面所涉及的质量分析装置具有：试样台，其载置试样；激光照射部，其在具有设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板、和由导电性材料构成且至少覆盖一个面的导电层的试样支撑体以另一个面与试样相对的方式被配置于试样台所载置的试样上的状态下，一边改变照射位置，一边向一个面照射激光；和检测部，其在每个照射位置对通过激光的照射而被电离的试样进行检测。
根据上述质量分析装置，通过在试样上配置试样支撑体的简单的操作，能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离。再有，通过激光照射部一边改变照射位置一边照射激光，检测部在每个该照射位置对被电离的试样进行检测，能够掌握试样分子的二维分布。因此，根据上述质量分析装置，通过简单的操作，能够进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。
本发明的另一个方面所涉及的质量分析装置具有：试样台，其载置试样；激光照射部，其在具有由导电性材料构成且设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板的试样支撑体以另一个面与试样接触的方式被配置于试样台所载置的试样上的状态下，一边改变照射位置，一边向一个面照射激光；和检测部，其在每个照射位置对通过激光的照射而被电离的试样进行检测。
根据上述质量分析装置，通过使用由导电性材料构成的基板，能够省略导电层，并且能够获得与使用具有上述的导电层的试样支撑体的情况相同的效果。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够在原样维持试样的位置信息的状态下进行试样的电离的表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的质量分析方法的概略的图。
图2是本实施方式所涉及的质量分析方法所使用的试样支撑体的立体图。
图3是沿图2的III－III线的剖面图。
图4是图2的试样支撑体的实效区域R的放大俯视图。
图5是图2的试样支撑体的主要部分放大剖面图。
图6是表示图2的基板的制造工序的图。
图7是表示本实施方式所涉及的质量分析方法的步骤的图。
图8是表示本实施方式所涉及的质量分析方法的步骤的图。
图9是表示本实施方式所涉及的质量分析方法的步骤的图。
图10是表示贯通孔的孔宽度与质谱的关系的图。
图11是表示贯通孔的孔宽度与质谱的关系的图。
图12是表示贯通孔的孔宽度与质谱的关系的图。
图13是表示贯通孔的孔宽度与质谱的关系的图。
图14是表示基板的厚度与信号强度的关系的图。
图15是表示试样支撑体的第一变形例的图。
图16是表示试样支撑体的第二变形例的图。
图17是表示试样支撑体的第三变形例的图。
图18是表示使用烧成前的试样支撑体的质量分析所得到的质谱和使用烧成后的试样支撑体的质量分析所得到的质谱的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。其中，在各图中，对相同部分或相当部分标注相同符号，省略重复的说明。另外，为了容易理解说明，有时附图所示的各部件(或部位)的尺寸或尺寸比率与实际的尺寸或尺寸比率不同。
使用图1对本实施方式所涉及的质量分析方法(包括表面辅助激光解吸电离法)的概要进行说明。如图1(a)所示，在上述质量分析方法中，首先，将作为质量分析的对象的一个试样10载置于试样台1。再有，将具有设置有多个贯通孔的基板的试样支撑体2配置于试样10之上。其中，作为分析对象的试样10例如是组织切片等的薄膜状的生物体试样(含水试样)。
接着，如图1(b)所示，试样10利用毛细管现象从试样支撑体2的下面侧经由贯通孔向试样支撑体2的上面侧移动。然后，试样10成为利用表面张力而停留在试样支撑体2的上面侧的状态。
接着，如图1(c)所示，通过向试样支撑体2的上面侧照射紫外线激光，移动至试样支撑体2的上面侧的试样10被电离并被放出至真空中。具体而言，能量从吸收了紫外线激光的能量的试样支撑体2传递给移动至试样支撑体2的上面侧的试样10。然后，获得能量的试样10气化并获得电荷，由此成为试样离子(被电离的试样)11。利用检测器3对这样放出至空气中的试样离子11进行检测，进行所检测到的试样离子11的测定。这样，进行试样10的质量分析。
作为一个例子，本实施方式所涉及的质量分析方法利用飞行时间型质量分析法(TOF－MS：Time-of-Flight Mass Spectrometry)。TOF－MS的概要如下所述。在TOF－MS中，在试样支撑体2与检测器3之间，设置有接地电极(未图示)，并且对试样支撑体2施加规定的电压。由此，在试样支撑体2与接地电极之间产生电位差，在试样支撑体2的上面侧产生的试样离子11利用该电位差向着接地电极一边加速一边移动。之后，试样离子11在不存在设置于接地电极至检测器3之间的电场和磁场的漂移空间(Drift Space)内飞行，最终到达检测器3。其中，由于试样支撑体2与接地电极之间的电位差对任一试样离子11都是一定的，因此，提供给各试样离子11的能量是一定的。因此，越是分子量小的试样离子11，越是在漂移空间内高速飞行，从而在短时间内到达检测器3。在TOF－MS中，根据这样的试样离子11向检测器3的到达时间差进行质量分析。
接着，使用图2～图5对试样支撑体2进行说明。图2是表示试样支撑体2的外观(基板21和框体22)的立体图。其中，实际上，在基板21设置有多个贯通孔S，试样支撑体2具有粘接基板21和框体22的粘接层G、以及覆盖基板21和框体22的表面(包括贯通孔S的内面)的导电层23。然而，由于它们相对于基板21和框体22非常小，因此，在图2中省略它们的图示。另一方面，在作为沿图2的III－III线的剖面图的图3中，为了对贯通孔S、导电层23和粘接层G的配置结构进行说明，比实际尺寸大地图示贯通孔S、导电层23和粘接层G的尺寸。
如图2和图3所示，试样支撑体2为表面辅助激光解吸电离法(SALDI：Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization)用的试样支撑体，具有从一个面21a到另一个面21b而设置有多个贯通孔S的矩形板状的基板21、和安装于基板21的一个面21a的外缘部的框体22。
基板21的一个面21a和另一个面21b的形状例如是每边的长度D1为1cm的正方形。从基板21的一个面21a至另一个面21b的厚度d1为1～50μm。在本实施方式中，作为一个例子，基板21由绝缘性材料构成。基板21例如为通过将Al(铝)阳极氧化而形成有孔径大致一定的多个贯通孔S的氧化铝多孔膜。其中，基板21也可以通过将Ta(钽)、Nb(铌)、Ti(钛)、Hf(铪)、Zr(锆)、Zn(锌)、W(钨)、Bi(铋)、Sb(锑)等的Al以外的阀金属阳极氧化而形成，也可以通过将Si(硅)阳极氧化而形成。
框体22沿着基板21的一个面21a的外缘部而设置成四角环状。框体22的宽度D2例如为2mm。框体22的厚度d2例如为10～500μm。基板21的一个面21a中未被框体22覆盖的实效区域R成为0.6mm见方的正方形区域。实效区域R作为用于利用下述的毛细管现象使试样10从另一个面21b向一个面21a移动的区域而发挥功能。通过将框体22设置于基板21的外缘部，能够抑制基板21的弯曲。另外，由于能够固定或把持设置有框体22的部分，因此，对试样支撑体2进行支撑或使之移动时的操作变得容易。另外，在本实施方式中，将框体22设置成四角环状，但也可以沿着基板21的外缘部设置成圆环状。通过将框体22设置成圆环状，与将框体22设置成四角环状的情况相比，能够更进一步抑制基板21的弯曲。
如图3所示，框体22经由粘接层G而与基板21的表面(一个面21a)粘接。作为粘接层G的材料，例如可以使用低熔点玻璃或真空用粘接剂等的放出气体少的粘接材料。另外，在本实施方式中，作为一个例子，框体22以在基板21的一个面21a与设置有贯通孔S的部分重叠的方式，与基板21粘接。因此，基板21上设置有框体22的部分与未设置框体22的部分的边界面的弯曲通过贯通孔S而被容许。由此，能够抑制基板21在该边界面上断裂。
框体22具有与基板21大致同等的热膨胀系数。框体22例如为具有与基板21相同的组成的陶瓷部件等。框体22例如为玻璃或金属等。这样，通过使基板21与框体22的热膨胀系数接近，能够防止因温度变化而导致的变形(例如热膨胀时的基板21和框体22的形变)等。
如图3和图5所示，试样支撑体2具有覆盖基板21的一个面21a、另一个面21b、和贯通孔S的内面、以及框体22的表面的导电层23。导电层23是为了向绝缘性的基板21赋予导电性而设置的由导电性材料构成的层。但是，即使在基板21由导电性材料构成的情况下，也不妨碍设置导电层23。作为导电层23的材料，根据如下所述的理由，优选与试样10的亲合性(反应性)低而导电性高的金属。
例如，在由与蛋白质等的试样10亲合性高的Cu(铜)等金属形成导电层23的情况下，在下述的试样10的电离过程中，存在试样10以Cu原子附着于试样分子的状态发生电离的情况。即，在对由检测器3检测到的试样离子11的分子量进行测定时，由于从实际的试样10的分子量偏差所附着的Cu的质量部分，因此，无法进行准确的测定。因此，作为导电层23的材料，优选与试样10的亲合性低的金属。
另一方面，就导电性高的金属而言，能够容易且稳定地赋予一定的电压。因此，通过使导电性高的金属成为导电层23，在上述接地电极与基板21之间产生一定的电位差，因而容易向基板21施加一定的电压。另外，由于存在导电性越高的金属其热传导性也越高的倾向，因此，能够将照射至基板21的激光的能量经由导电层23有效地传给试样10。因此，作为导电层23的材料，优选导电性高的金属。
根据上述观点，作为导电层23的材料，例如可以使用Au(金)和Pt(铂)等。例如，导电层23可以通过使用镀敷法、原子层沉积法(ALD：Atomic Layer Deposition)、蒸镀法和溅射法等，使Au或Pt在基板21的一个面21a、另一个面21b和贯通孔S的内面、以及框体22的表面成膜而形成。另外，作为导电层23的材料，除了上述Au和Pt以外，例如也可以使用Cr(铬)、Ni(镍)和Ti(钛)等。
图4是试样支撑体2的实效区域R的放大俯视图。在图4中，黑色部分表示贯通孔S，白色部分表示未形成贯通孔S的间隔壁部分。如图4所示，在基板21的表面形成有大小大致一定的多个贯通孔S。多个贯通孔S形成为利用下述的毛细管现象试样10能够从试样10的另一个面21b向一个面21a移动(上升)的大小即可。如图4的例子那样，贯通孔S的大小可以不一致，也可以存在多个贯通孔S彼此相互连结的部分。实效区域R中的贯通孔S的开口率(形成贯通孔S的部分的面积/总面积)在实用上为10～80％，特别优选为60～80％。
如图5所示，贯通孔S从基板21的一个面21a侧向另一个面21b侧延伸。贯通孔S的宽度d3为1～700nm。另外，导电层23的厚度d4例如为1～25nm左右。其中，贯通孔S的宽度d3是在贯通孔S内形成导电层23后的孔宽度。通过使用具有孔宽度为1～700nm的贯通孔S的基板21，能够更顺畅地进行利用上述的毛细管现象的试样10的移动。如本实施方式那样，在贯通孔S的剖面形状为大致圆形的情况下，所谓贯通孔S的宽度d3，是指孔的直径。另一方面，在贯通孔S的剖面形状为圆形以外的情况下，所谓贯通孔S的宽度，是指贯通孔S所收纳的假想的圆筒的直径(有效直径)。
接着，使用图3和图6对试样支撑体2的制造工序进行说明。首先，使用图6对基板21的制造工序进行说明。如图6(a)所示，准备作为基板21的材料的Al基板50。接着，如图6(b)所示，通过将Al基板50阳极氧化，Al基板50从表面被氧化，形成具有多个凹部51a的阳极氧化膜51。接着，如图6(c)所示，将阳极氧化膜51从Al基板50剥离，对所剥离的阳极氧化膜51的底部51b进行除去或者贯通处理，由此获得设置有从一个面21a贯通到另一个面21b的多个贯通孔S的基板21。
如上所述制造基板21后，经由低熔点玻璃或真空用粘接剂等的粘接层G将框体22安装在基板21的外缘部。由此，成为在图3所示的试样支撑体2中形成导电层23之前的状态。最后，以覆盖基板21的一个面21a、另一个面21b、和贯通孔S的内面、以及框体22的表面的方式，设置由Au或Pt构成的导电层23。如上所述，通过利用镀敷法或原子层沉积法等使Au或Pt在基板21的一个面21a、另一个面21b、和贯通孔S的内面、以及框体22的表面成膜而形成导电层23。通过以上操作，制造图3所示的试样支撑体2。
其中，在上述的Al的阳极氧化处理中，进行调节，使得基板21的厚度d1成为1～50μm、贯通孔S的宽度d3成为1～700nm。具体而言，通过适当地设定最初准备的Al基板50的厚度或阳极氧化的温度和电压等条件，基板21的厚度d1和贯通孔S的宽度d3形成为预先设定的大小(上述范围所包括的大小)。
接着，使用图7～图9对利用试样支撑体2的质量分析方法的步骤进行说明。其中，在图7～图9中，省略导电层23、贯通孔S和粘接层G的图示。
首先，使用图9对实行使用试样支撑体2的质量分析的质量分析装置100进行说明。质量分析装置100具有载置试样10的试样台1、激光照射部4和检测器(检测部)3。
激光照射部4在载置于试样台1的试样10上配置试样支撑体2的状态下，一边改变照射位置，一边向一个面21a照射激光L。其中，试样支撑体2以另一个面21b经由导电层23与试样10接触的方式，被载置于试样10上。由激光照射部4照射的激光L例如为波长337nm的氮激光(N2激光)等的紫外线激光。
检测器3在每个照射位置对通过激光照射部4的激光L的照射而被电离的试样10(试样离子11)进行检测。具体而言，激光照射部4按照预先设定的移动宽度和移动方向对试样支撑体2的实效区域R进行二维扫描，在各扫描位置进行激光L的照射。检测器3对通过各扫描位置上的激光L的照射而产生的试样离子11进行检测。由此，能够在实效区域R上的每个位置进行质量分析。通过综合这样获得的试样10中的各位置的质量分析结果，能够进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。以下，使用图7～图9对利用质量分析装置100的质量分析步骤进行详细说明。
首先，准备上述的试样支撑体2(第一工序)。试样支撑体2可以通过使用质量分析装置100实行质量分析的人自己制造而准备，也可以通过从试样支撑体2的制造者和销售者等获得而准备。
接着，如图7(a)所示，将作为质量分析对象的试样10载置于试样台1的载置面1a，并且如图7(b)所示，以另一个面21b经由导电层23(参照图3)与试样10接触的方式，将试样支撑体2配置于试样10上(第二工序)。其中，为了使作为分析对象的试样10利用毛细管现象向基板21的一个面21a侧移动，试样支撑体2以俯视时在实效区域R内包含试样10的方式，被配置于试样10上。另外，为了使利用下述的毛细管现象的试样10的移动变得顺畅，也可以将用于降低试样10的粘度的溶液(例如乙腈混合液等)混在试样10中。
接着，如图8(a)所示，将试样支撑体2固定于试样台1(第二工序续)。其中，作为一个例子，利用碳胶带等具有导电性的粘着胶带T将试样支撑体2的四条边(框体22的上面和侧面、以及基板21的侧面)相对于试样台1的载置面1a进行固定。这样，通过相对于试样台1固定试样支撑体2，能够使试样10与试样支撑体2紧贴，并能够更顺畅地进行利用下述的毛细管现象的试样10的移动。另外，能够防止配置于试样10上的试样支撑体2的横向滑动，能够抑制因试样支撑体2的横向滑动而失去试样10的位置信息。
其中，在试样台1具有导电性的情况下，试样台1与试样支撑体2通过具有导电性的粘着胶带T电连接。因此，如图8(a)所示，在利用粘着胶带T将试样支撑体2固定于试样台1的状态下，通过使规定的电流在试样台1中流动，能够向基板21施加规定的电压。由此，能够在上述的接地电极与基板21之间产生一定的电位差。另外，在本实施方式中，导电层23覆盖框体22，粘着胶带T与框体22上的导电层23接触，因此，能够在框体22上取得试样支撑体2与电源(使电流在试样台1中流动的规定的电源)的接触。即，能够不减少基板21上的实效区域R而取得试样支撑体2与电源的接触。
如图8(b)所示，通过如上所述将试样支撑体2配置于试样10上，利用毛细管现象，试样10从基板21的另一个面21b侧经由贯通孔S向一个面21a侧移动(上升)。然后，试样10成为利用表面张力停留于试样支撑体2的一个面21a侧的状态。其中，试样台1的载置面1a与基板21的一个面21a和另一个面21b相互大致平行地配置。因此，载置于试样台1的试样10利用毛细管现象，沿着与试样台1的载置面1a正交的方向，从基板21的另一个面21b侧经由贯通孔S向一个面21a侧移动。由此，在利用毛细管现象的移动前后，能够维持试样10(构成试样10的各试样分子)的位置信息。换言之，构成试样10的各试样分子的二维坐标(与试样台1的载置面1a平行的二维平面上的位置)在利用毛细管现象的移动前后不会发生较大地变化。因此，能够利用这样的毛细管现象在原样维持试样10的位置信息的状态下，使试样10从基板21的另一个面21b侧向一个面21a侧移动。
接着，如图9所示，利用激光照射部4向基板21的一个面21a照射激光L，利用毛细管现象从另一个面21b侧经由贯通孔S移动至一个面21a侧的试样10被电离(第三工序)。然后，利用检测器3对被电离的试样10(试样离子11)进行检测(第四工序)。一边改变激光L的照射位置，一边在每个该照射位置进行第三工序中的激光L的照射、和第四工序中的试样离子11的检测。具体而言，激光照射部4按照预先设定的移动宽度和移动方向对实效区域R进行扫描，一边改变激光L的照射位置，一边在各照射位置照射激光L。然后，检测器3对通过各照射位置上的激光照射部4的激光L的照射而放出至真空中的试样离子11进行检测。作为其结果，能够根据在各照射位置所检测到的试样离子11的测定结果，进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。
根据上述表面辅助激光解吸电离法(第一～第三工序)，通过将设置有多个贯通孔S的基板21配置于试样10上，能够利用毛细管现象使试样10从基板21的另一个面21b侧经由贯通孔S向一个面21a侧上升。由此，能够在原样维持试样10的位置信息(构成试样10的分子的二维分布)的状态下，使试样10从基板21的另一个面21b侧向一个面21a侧移动。再有，将激光L照射在基板21的一个面21a，能量经由导电层23传递给移动至一个面21a侧的试样10，由此试样10被电离。作为其结果，能够在原样维持试样10的位置信息的状态下进行试样10的电离。因此，根据上述方法，通过将设置有多个贯通孔S的基板21载置于试样10上的简单的操作，能够在原样维持试样10的位置信息的状态下进行试样10的电离。
另外，通过使用具有将Al阳极氧化而设置有多个贯通孔S的基板21的试样支撑体2，能够适当地实现利用上述的毛细管现象的试样10的移动。其中，即使使用具有代替Al而将Al以外的阀金属或Si阳极氧化而获得的基板21的试样支撑体2，也能够获得相同的效果。
另外，通过使用具有孔宽度d3为1～700nm的贯通孔S的基板21，能够更顺畅地进行利用上述的毛细管现象的试样10的移动。
另外，试样支撑体2具有安装在基板21的一个面21a的外缘部的框体22，因此，利用框体22能够抑制基板21的弯曲，并且对试样支撑体2进行支撑或者使之移动时的操作变得容易。因此，能够容易地进行第二工序中的试样支撑体2向试样10上的配置。
另外，根据上述质量分析方法(第一～第四工序)，通过在试样10上配置试样支撑体2的简单的操作，能够在原样维持试样10的位置信息的状态下进行试样10的电离。再有，通过一边改变激光L的照射位置，一边在每个该照射位置对被电离的试样10(试样离子11)进行检测，能够掌握试样分子的二维分布。因此，根据上述质量分析方法，通过简单的操作，能够进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。
另外，根据上述质量分析装置100，通过在试样10上配置试样支撑体2的简单的操作，能够在原样维持试样10的位置信息的状态下进行试样10的电离。再有，通过激光照射部4一边改变照射位置一边照射激光L，检测器3在每个该照射位置对电离的试样10(试样离子11)进行检测，能够掌握试样分子的二维分布。因此，根据上述质量分析装置100，通过简单的操作，能够进行将试样分子的二维分布图图像化的成像质量分析。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，本发明在不脱离其要旨的范围内可以有各种变形。
例如，基板21也可以由半导体等的导电性材料构成。在这种情况下，试样支撑体2能够省略用于向基板21赋予导电性的导电层23。在试样支撑体2不具有导电层23的情况下，在上述第二工序中，以另一个面21b直接与试样10接触的方式，将试样支撑体2配置于试样10上。这样，在使用基板21由导电性材料构成、省略导电层23的试样支撑体2的情况下，也能够获得与使用具有上述的导电层23的试样支撑体2的情况相同的效果。
另外，利用上述表面辅助激光解吸电离法(第一～第三工序)的试样10的电离不仅可以用于本实施方式所说明的试样10的成像质量分析，也可以用于离子淌度测定等的其他测定、实验。
另外，导电层23也可以通过蒸镀等设置为至少覆盖基板21的一个面21a。即，导电层23也可以不设置于基板21的另一个面21b和贯通孔S的内面。在这种情况下，在上述第二工序中，以另一个面21b与试样10相对的方式，将试样支撑体2配置与试样10上，另一个面21b直接与试样10接触。另外，只要导电层23设置为至少覆盖基板21的一个面21a和框体22的表面，就能够在框体22上取得基板21与电极的接触。
图10～图13表示贯通孔S的孔宽度与利用上述质量分析方法所测得的质谱的关系。其中，作为试样支撑体，使用将导电层23(此处为Pt)不设置于基板21的另一个面21b和贯通孔S的内面而设置为覆盖一个面21a和框体22的表面的试样支撑体。另外，基板21的厚度d1为10μm，测定对象的试样为“质荷比(m/z)＝1049”的肽。在图10～图13中，(a)是将贯通孔S的孔宽度设为50nm时的测定结果，(b)是将贯通孔S的孔宽度设为100nm时的测定结果，(c)是将贯通孔S的孔宽度设为200nm时的测定结果，(d)是将贯通孔S的孔宽度设为300nm时的测定结果，(e)是将贯通孔S的孔宽度设为400nm时的测定结果，(f)是将贯通孔S的孔宽度设为500nm时的测定结果，(g)是将贯通孔S的孔宽度设为600nm时的测定结果，(h)是将贯通孔S的孔宽度设为700nm时的测定结果。在图10～图13中，纵轴表示将峰值作为100(％)而进行标准化后的信号强度(Intensity)。
如图10～图13所示，在基板21的贯通孔S的孔宽度为50nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm和700nm的任一种情况下，都可以获得能够对峰进行观测的适当的谱。这样，通过使用具有至少在一个面21a设置有导电层23的基板21的试样支撑体，能够适当地进行质量分析。
图14表示基板21的厚度d1(Thickness)与利用上述质量分析方法所测得的峰的信号强度的关系。在图14中，纵轴是将基板21的厚度d1为10μm时的信号强度作为“1”时的相对信号强度(Relative intensity)。其中，作为试样支撑体，使用如上所述将导电层23(此处为Pt)不设置于基板21的另一个面21b和贯通孔S的内面而设置为覆盖一个面21a和框体22的表面的试样支撑体。贯通孔S的孔宽度为200nm。另外，测定对象的试样为“质荷比(m/z)＝1049”的肽。
在上述测定结果中，基板21的厚度d1为10μm时的信号强度在质量分析中为充分的大小。另外，如图14所示，存在基板21的厚度d1越小信号强度越大的倾向，在基板21的厚度d1处于3～10μm的范围内的情况下，获得了充分的信号强度。另一方面，从确保基板强度的观点考虑，基板21的厚度d1可以大。因此，基板21的厚度d1也可以为5～10μm。由此，能够保持基板21的强度，并且能够在质量分析中获得充分的信号强度。
另外，在上述实施方式中，对利用粘着胶带T将试样支撑体2的框体22固定于试样台1的方式进行了说明，但将试样支撑体2固定于试样台1的方式并不限定于上述方式。以下，使用图15～图17，与试样支撑体2的第一～第三变形例一起对将试样支撑体2固定于试样台1的方式的变形进行说明。其中，在图15～图17中，省略导电层23和贯通孔S的图示。另外，在图16和图17中，也省略关于粘接框体和基板的粘接层G的图示。
(第一变形例)
如图15所示，第一变形例所涉及的试样支撑体2A主要在以下的方面与试样支撑体2不同，即，在基板21不设置框体22，粘着胶带T直接贴附于基板21的一个面21a。粘着胶带T以粘着面Ta与基板21的一个面21a相对且具有延伸至比基板21的外缘更外侧的部分的方式，被贴附于一个面21a的外缘部。由此，如图15所示，能够将粘着面Ta贴附于基板21的外缘和试样台1的载置面1a。作为其结果，试样支撑体2A利用粘着胶带T相对于试样台1被固定。根据试样支撑体2A，例如在进行表面具有凹凸的试样10的质量分析时等，能够提高基板21对试样10的追随性。
另外，在试样台1具有导电性的情况下，试样台1与试样支撑体2A(具体而言，设置于基板21的一个面21a上的导电层23)经由具有导电性的粘着胶带T电连接。因此，如图15所示，在经由粘着胶带T将试样支撑体2固定于试样台1的状态下，通过使规定的电流在试样台1中流动，能够向基板21施加规定的电压。
另外，试样支撑体2A也可以以在基板21的外缘贴附粘着胶带T且在延伸至比基板21的外缘更外侧的部分的粘着面Ta设置有粘着保护薄片的状态流通。在这种情况下，试样支撑体2A的使用者在即将将试样支撑体2A固定于试样台1之前将粘着保护薄片剥离，将粘着面Ta贴附于载置面1a，从而能够容易地进行试样10的质量分析的准备。
(第二变形例)
如图16所示，第二变形例所涉及的试样支撑体2B主要在以下的方面与试样支撑体2不同，即，具备具有延伸至比基板21的外缘更外侧的部分的框体122。利用这样的框体122，在把持搬运试样支撑体2B时等，能够适当地抑制基板21的端部的破损。再有，如图16所示，在框体122中延伸至比基板21的外缘更外侧的部分，设置有用于使螺丝30插通的插通孔122a。在这种情况下，通过使用例如在与插通孔122a相对应的位置具有螺孔1b的试样台1A，能够利用螺丝紧固将试样支撑体2B可靠地固定于试样台1A。具体而言，通过在插通孔122a和螺孔1b中插通螺丝30，能够将试样支撑体2B固定于试样台1A。
另外，在试样台1A具有导电性且螺丝30具有导电性的情况下，试样台1A与试样支撑体2B(具体而言，形成于框体122的表面的导电层23)经由螺丝30电连接。因此，如图16所示，在通过螺丝30将试样支撑体2B固定于试样台1A的状态下，使规定的电流在试样台1A中流动，由此能够向基板21施加规定的电压。
(第三变形例)
如图17所示，第三变形例所涉及的试样支撑体2C主要在以下的方面与试样支撑体2不同，即，具有设置于基板21的另一个面21b的外缘部且具有朝向从一个面21a向另一个面21b的方向的粘着面24a的粘着层24。粘着层24例如为具有根据测定对象的试样10的厚度而预先设定的厚度的双面胶带等。例如，粘着层24的一个粘着面24b被预先贴附于基板21的另一个面21b的外缘部，粘着层24的另一个粘着面24a在将试样支撑体2C固定于试样台1时，被贴附于载置面1a。根据试样支撑体2C，能够简化将试样支撑体2C固定于试样台1的结构。
另外，在试样台1具有导电性且粘着层24具有导电性的情况下，试样台1与试样支撑体2C(具体而言，基板21)经由粘着层24电连接。因此，如图17所示，在经由粘着层24将试样支撑体2C固定于试样台1的状态下，使规定的电流在试样台1中流动，由此能够向基板21施加规定的电压。
另外，试样支撑体2C也可以以将粘着层24的粘着面24b贴附于基板21的另一个面21b的外缘部且在粘着面24a设置有粘着保护薄片的状态流通。在这种情况下，试样支撑体2C的使用者在即将将试样支撑体2C固定于试样台1之前将粘着保护薄片剥离，将粘着面24a贴附于载置面1a，由此能够容易地进行试样10的质量分析的准备。
另外，也可以在形成导电层23之后，对上述实施方式和变形例所涉及的试样支撑体2、2A、2B、2C进行烧成。即，在上述实施方式中的试样支撑体的制造工序中，也可以包括对形成导电层23后的试样支撑体进行烧成的烧成工序。在设置框体22的情况下，对具有基板21、框体22和导电层23的试样支撑体实施烧成工序。另外，在省略框体22的情况下，对具有基板21和导电层23的试样支撑体实施烧成工序。
通过实施这样的烧成工序，能够提高导电层23(例如Pt)的结晶性，能够获得更加适于质量分析的试样支撑体。其中，试样支撑体的烧成优选以在对烧成后的导电层23(试样支撑体)所进行的X射线衍射(XRD：X-ray diffraction)测定中显示形成该导电层23的导电性材料(此处为Pt)的结晶的衍射峰的方式实施。其中，所谓“显示导电性材料的结晶的衍射峰”，是指与由对烧成前的试样支撑体所进行的X射线衍射测定得到的测定结果相比，更明确地显示导电性材料的结晶的衍射图案(峰强度等)。
图18(a)表示由具有烧成前的试样支撑体的质量分析装置100测得的质谱。另一方面，图18(b)表示由具有以烧成温度400℃进行烧成后的试样支撑体的质量分析装置100测得的质谱。其中，在图18的(a)与(b)之间，有无烧成以外的测定条件(试样的种类和试样支撑体的结构等)是相同的。另外，图18的(a)和(b)的纵轴表示将使用烧成后的试样支撑体时的峰的信号强度(即，图18(b)的图的峰值)作为“100”时的相对信号强度。如图18所示，通过使用烧成后的试样支撑体，与使用烧成前的试样支撑体的情况相比，能够提高质量分析中的信号强度。这样，通过实施上述的烧成工序，能够获得更加适于质量分析的试样支撑体。
符号的说明
1…试样台；2、2A、2B、2C…试样支撑体；3…检测器；4…激光照射部；10…试样；11…试样离子；21…基板；21a…一个面；21b…另一个面；22、122…框体；23…导电层；24…粘着层；24a、24b…粘着面；30…螺丝；122a…插通孔；L…激光；S…贯通孔；T…粘着胶带；Ta…粘着面。

Claims (10)

1.一种表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
包括：
第一工序，其准备试样支撑体，所述试样支撑体具有设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板、和由导电性材料构成且至少覆盖所述一个面的导电层；
第二工序，其将试样载置于试样台，且以所述另一个面与所述试样相对的方式将所述试样支撑体配置于所述试样上；和
第三工序，其通过向所述一个面照射激光，从而使利用毛细管现象从所述另一个面侧经由所述贯通孔而移动至所述一个面侧的所述试样电离。
2.如权利要求1所述的表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
所述基板通过将阀金属或硅阳极氧化而形成。
3.如权利要求1或2所述的表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
所述贯通孔的宽度为1～700nm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
所述基板的厚度为5～10μm。
5.如权利要求1～4中任一项所述的表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
所述试样支撑体还具有安装于所述基板的所述一个面的外缘部的框体。
6.如权利要求1～5中任一项所述的表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
在所述第二工序中，所述试样支撑体被固定于所述试样台。
7.一种表面辅助激光解吸电离法，其特征在于，
包括：
第一工序，其准备试样支撑体，所述试样支撑体具有由导电性材料构成且设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板；
第二工序，其将试样载置于试样台，且以所述另一个面与所述试样接触的方式将所述试样支撑体配置于所述试样上；和
第三工序，其通过向所述一个面照射激光，从而使利用毛细管现象从所述另一个面侧经由所述贯通孔而移动至所述一个面侧的所述试样电离。
8.一种质量分析方法，其特征在于，
包括：
权利要求1～7中任一项所述的表面辅助激光解吸电离法的各工序；和
对所述第三工序中被电离的所述试样进行检测的第四工序，
一边改变所述激光的照射位置，一边在每个该照射位置进行所述第三工序中的所述激光的照射和所述第四工序中的被电离的所述试样的检测。
9.一种质量分析装置，其特征在于，
具有：
试样台，其载置试样；
激光照射部，其在具有设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板、和由导电性材料构成且至少覆盖所述一个面的导电层的试样支撑体以所述另一个面与所述试样相对的方式被配置于载置于所述试样台的所述试样上的状态下，一边改变照射位置，一边向所述一个面照射激光；和
检测部，其在每个所述照射位置对通过所述激光的照射而被电离的所述试样进行检测。
10.一种质量分析装置，其特征在于，
具有：
试样台，其载置试样；
激光照射部，其在具有由导电性材料构成且设置有从一个面贯通到另一个面的多个贯通孔的基板的试样支撑体以所述另一个面与所述试样接触的方式被配置于载置于所述试样台的所述试样上的状态下，一边改变照射位置，一边向所述一个面照射激光；和
检测部，其在每个所述照射位置对通过所述激光的照射而被电离的所述试样进行检测。
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