CN112513626A - 试样支承体、试样的离子化方法及质谱分析方法 - Google Patents

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CN112513626A CN201980050072.8A CN201980050072A CN112513626A CN 112513626 A CN112513626 A CN 112513626A CN 201980050072 A CN201980050072 A CN 201980050072A CN 112513626 A CN112513626 A CN 112513626A
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Abstract

一种试样支承体,其用于将试样离子化,其中,具备:基板,其上形成有在第一表面及与第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔;导电层,其以不堵塞贯通孔的方式设置于第一表面;以及,加强材料,其配置于多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部。

Description

试样支承体、试样的离子化方法及质谱分析方法
技术领域
本发明涉及一种试样支承体、试样的离子化方法及质谱分析方法。
背景技术
目前,已知一种试样支承体,其用于在生物试样等试样的质谱分析中将试样离子化(例如,参照专利文献1)。这种试样支承体具备基板,在该基板上形成有在第一表面及与第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔。在以第二表面与试样相对的方式将试样支承体配置于试样上的情况下,可以利用毛细管现象,使试样从基板的第二表面侧经由贯通孔朝向第一表面侧上升。而且,对第一表面侧照射例如激光等能量线时,将向第一表面侧移动的试样离子化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6093492号公报
发明内容
[发明想要解决的技术问题]
在如上所述的试样支承体中,为促进从基板的第二表面侧向第一表面侧的经由贯通孔的由毛细管现象引起的试样的移动,有时需要使基板变薄。但是,当基板变薄时,例如,容易挠曲,且强度降低。其结果,基板容易破损。
因此,本发明的一个方面的目的在于,提供一种抑制基板的破损的试样支承体、试样的离子化方法和质谱分析方法。
[用于解决技术问题的技术手段]
本发明的一方面提供一种试样支承体,其是用于试样的离子化的试样支承体,具备:基板,其形成有在第一表面及与第一表面的相反侧的第二表面开口的多个贯通孔;导电层,其以不堵塞贯通孔的方式设置于第一表面;以及,加强材料,其配置于多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部。
在该试样支承体中,在基板上形成有在第一表面及与第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔。因此,在例如在生物体试样等的试样上,以基板的第二表面与试样相对的方式配置试样支承体的情况下,能够利用毛细管现象使试样(试样的成分)从第二表面侧经由贯通孔朝向第一表面侧移动。此外,在例如将激光等的能量线对第一表面照射的情况下,由于能量经由导电层传递到移动至第一表面侧的试样的成分,因此,能够将试样的成分离子化。而且,在多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部配置有加强材料。因此,基板被加强材料加强。由此,基板不容易发生挠曲。因此,根据该试样支承体,能够适当地确保基板的强度,能够抑制基板的破损。
本发明中,可以是:贯通孔的宽度为1nm~700nm,基板的厚度为1μm~50μm。在这种情况下,能够适当地实现上述的由毛细管现象引起的试样的成分的移动。
本发明中,可以是:加强材料的材料是树脂。在这种情况下,能够容易地形成加强材料。
本发明中,可以是:加强材料的材料是金属。在这种情况下,当试样的成分被离子化时,能够抑制有机气体的产生,从而能够降低经离子化的试样成分的检测结果中的噪声。
本发明中,可以是:基板具有包括多个贯通孔的加强区域、和包括多个贯通孔的测量区域;在加强区域中的多个贯通孔的内部,配置有加强材料;在测量区域中的多个贯通孔的内部,未配置加强材料。在这种情况下,由于在加强区域中的多个贯通孔的内部配置有加强材料,因此,基板更不容易发生挠曲。由此,能够进一步确保基板的强度,能够进一步抑制基板的破损。
本发明中,可以是:在从基板的厚度方向观察的情况下,加强区域至少包括从基板的一端到与一端相对的另一端连续的区域。在这种情况下,基板更不容易发生挠曲。由此,能够进一步确保基板的强度,能够更可靠地抑制基板的破损。
本发明中,可以是:在从基板的厚度方向观察的情况下,加强区域包围多个测量区域的各个。在这种情况下,能够在多个测量区域的各个中,分别进行多个试样的成分的离子化。
本发明的另一方面所涉及的试样支承体,是用于试样的离子化的试样支承体,具备:基板,其具有导电性,形成有在第一表面及与第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔;以及,加强材料,其配置于多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部。
根据该试样支承体,可以省略导电层,并取得与上述的具备导电层的试样支承体相同的效果。
本发明的一个方面所涉及的试样的离子化的方法包括:第一工序,准备试样、及上述的具备导电层的试样支承体;第二工序,以第二表面与试样相对的方式,在试样上配置试样支承体;第三工序,从试样剥离试样支承体;以及,第四工序,通过对导电层施加电压并对第一表面照射能量线,从而将经由多个贯通孔中的未配置加强材料的贯通孔向第一表面侧移动的试样的成分离子化。
另外,在上述的试样的离子化方法中,在基板上形成有在第一面及与第一面相反侧的第二面开口的多个贯通孔。当在试样上,以基板的第二表面与试样相对的方式配置试样支承体时,能够利用毛细管现象使试样(试样的成分)从第二表面侧经由贯通孔朝向第一表面侧移动。此外,在从试样剥离试样支承体后,当对导电层施加有电压并且对第一表面照射激光时,能量传递到移动至第一表面侧的试样的成分。由此,可将试样的成分离子化。另外,在该试样的离子化方法中,在多个贯通孔中的一部分的贯通孔的内部配置有加强材料。因此,基板被加强材料加强。由此,基板不容易发生挠曲,因此,能够抑制在第三工序中当从试样剥离试样支承体时的基板的破损。由此,根据该试样的离子化方法,通过使用适当地确保了强度的基板,能够抑制基板的破损,并将试样的成分离子化。
本发明的另一方面所涉及的试样的离子化方法包括:第一工序,准备试样、及具备上述具有导电性的基板的试样支承体;第二工序,以第二表面与试样相对的方式,在试样上配置试样支承体;第三工序,从试样剥离试样支承体;以及,第四工序,通过对基板施加电压并对第一表面照射能量线,从而将经由多个贯通孔中的未配置加强材料的贯通孔向第一表面侧移动的试样的成分离子化。
根据该试样的离子化方法,在使用省略了导电层的试样支承体的情况下,能够得到与上述那样的使用具备导电层的试样支承体的情况同样的效果。
本发明中,可以是:在第三工序中,在附着于基板的成分干燥之前,从试样剥离试样支承体。在这种情况下,在试样支承体与试样粘着之前,能够更顺利地将试样支承体从试样剥离。
本发明的一个方面所涉及的质谱分析方法包括:上述试样的离子化方法的各个工序;以及,第五工序,检测第四工序中离子化的成分。
根据上述质谱分析方法,通过使用适当地确保了强度的基板,能够抑制基板的破损,并进行试样的质谱分析。
[发明效果]
根据本发明的一个方面,能够提供一种抑制基板的破损的试样支承体、试样的离子化方法和质谱分析方法。
附图说明
图1是一个实施方式的试样支承体的俯视图。
图2是沿着图1所示的II-II线的试样支承体的剖视图。
图3是表示从图1所示的基板的厚度方向观察到的该基板的测量区域的放大图像的图。
图4是表示从图1所示的基板的厚度方向观察到的该基板的放大图。
图5是表示一个实施方式的试样支承体的制造方法的步骤的图。
图6是表示一个实施方式的质谱分析方法的步骤的图。
图7是表示一个实施方式所涉及的质谱分析方法的步骤的图。
图8是表示变形例所涉及的试样支承体的图。
图9是表示变形例所涉及的试样支承体的图。
图10是表示变形例所涉及的试样支承体的图。
图11是表示第一变形例所涉及的试样支承体的制造方法的步骤的图。
图12是表示第二变形例所涉及的试样支承体的制造方法的步骤的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外,在各图中对相同部分或相当的部分标注相同标号,并省略重复的说明。另外,为了使说明容易被理解,图示的各部件(或部位)的尺寸或尺寸的比例有时与实际的尺寸或尺寸的比例不同。
[试样支承体的结构]
图1中示出了一个实施方式的试样支承体1的俯视图。如图1及图2所示,试样支承体1具备基板2、导电层3、及加强材料4。试样支承体1是用于将试样离子化的试样支承体。试样支承体1用于在进行例如质谱分析时,将测定对象的试样的成分离子化。
基板2具有第一表面2a及与第一表面2a相反侧的第二表面2b。在基板2上以同样的方式(以均匀地分布的方式)形成有多个贯通孔2c。各贯通孔2c沿试样支承体1(即基板2)的厚度方向(下面,简称为“厚度方向”。)延伸,且在第一表面2a及第二表面2b开口。厚度方向是垂直于第一表面2a及第二表面2b的方向。基板2由例如绝缘性材料形成为长方形板状。从厚度方向观察时,基板2的一边的长度例如为几cm左右。基板2的厚度例如为1μm~50μm左右。在本实施方式中,基板2的厚度为5μm左右。
导电层3设置于基板2的第一表面2a。导电层3设置于第一表面2a上的贯通孔2c的周缘部。即,导电层3覆盖基板2的第一表面2a中未形成贯通孔2c的部分。即,导电层3以不堵塞贯通孔2c的方式设置。
导电层3由导电性材料形成。其中,作为导电层3的材料,因以下叙述的理由,优选使用与试样的亲和性(反应性)低且导电性高的金属。
例如,如果由与蛋白质等试样的亲和性高的Cu(铜)等金属形成导电层3的话,在后述的试样的离子化过程中,则会在试样分子上附着有Cu原子的状态下将试样离子化,在后述的质谱分析法中,检测结果上可能会出现与Cu原子的附着量相对应的偏差。因此,作为导电层3的材料,优选使用与试样的亲和性低的金属。
另一方面,越是导电性高的金属,越容易且稳定地施加规定的电压。因此,由导电性高的金属形成导电层3的话,能够对基板2的第一表面2a均匀地施加电压。另外,越是导电性高的金属,存在导热性越高的趋势。因此,由导电性高的金属形成导电层3的话,能够将照射到基板2的激光等能量线的能量经由导电层3高效地向试样传递。因此,作为导电层3的材料,优选使用导电性高的金属。
从以上观点来看,作为导电层3的材料,优选使用例如Au(金)、Pt(铂)等。关于导电层3,通过例如镀敷法、原子层沉积法(ALD:Atomic Layer Deposition)、蒸镀法、溅射法等而形成1nm~350nm左右的厚度。在本实施方式中,导电层3的厚度为10nm左右。此外,作为导电层3的材料,也可以使用例如Cr(铬)、Ni(镍)、Ti(钛)等。
图3是表示从厚度方向观察到的基板2的放大图像的图。在图3中,黑色部分为贯通孔2c,白色部分为贯通孔2c之间的隔壁部。如图3所示,在基板2上以同样的方式形成有具有大致规定的宽度的多个贯通孔2c。从厚度方向观察到的贯通孔2c的形状例如为大致圆形。贯通孔2c的宽度例如为1nm~700nm左右。在本实施方式中,贯通孔2c的宽度为200nm左右。在从厚度方向观察到的贯通孔2c的形状为大致圆形的情况下,贯通孔2c的宽度是指贯通孔2c的直径;在该形状为除大致圆形外的形状的情况下,贯通孔2c的宽度是指容纳于贯通孔2c的假想的最大圆柱的直径(有效直径)。各贯通孔2c之间的节距例如为1nm~1000nm左右。在从厚度方向观察到的贯通孔2c的形状为大致圆形的情况下,各贯通孔2c之间的节距是指该各圆的中心间距离;在该形状为除大致圆形外的形状的情况下,各贯通孔2c之间的节距是指容纳于贯通孔2c的假想的最大圆柱的中心轴间距离。基板2的贯通孔2c之间的隔壁部的宽度例如为300nm左右。
贯通孔2c的开口率(从厚度方向观察时,全部贯通孔2c占第一表面2a的比例)从实用角度考虑为10~80%,特别优选为50~60%。多个贯通孔2c的大小也可以是彼此不一致,也可以是局部部分的多个贯通孔2c彼此相互连接的形态。
基板2是通过将例如Al(铝)阳极氧化而形成的氧化铝多孔膜。具体而言,对Al基板实施阳极氧化处理,将氧化的表面部分从Al基板剥离,由此可得到基板2。此外,基板2也可以通过将Ta(钽)、Nb(铌)、Ti(钛)、Hf(铪)、Zr(锆)、Zn(锌)、W(钨)、Bi(铋)、Sb(锑)等除Al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。
图4是从厚度方向观察到的试样支承体1的放大图。如图1和图4所示,基板2具有加强区域2d和测量区域2e。在基板2上以同样的方式形成有网眼状(在本实施方式中,作为一例,形成为蜂窝状)的加强区域2d、及具有大致规定的宽度的多个测量区域2e。加强区域2d和测量区域2e分别包含多个贯通孔2c(参照图2)。从厚度方向观察时,多个测量区域2e分别被加强区域2d包围。即,多个测量区域2e的各个被加强区域2d互相分离。从厚度方向观察到的测量区域2e的形状例如为大致六边形。
测量区域2e的宽度w1例如为1μm~1000μm左右。在本实施方式中,测量区域2e的宽度w1为440μm~470μm左右。测量区域2e的宽度w1是指容纳于测量区域2e的假想的最大圆柱的直径(有效直径)。即,如图4的例子所示,在从厚度方向观察到的测量区域2e的形状为大致六边形的情况下,测量区域2e的宽度w1是指该六边形的彼此相对的两个边部之间的距离。各测量区域2e之间的节距p例如为1μm~1100μm左右。在本实施方式中,测量区域2e之间的节距p为455μm~530μm左右。各测量区域2e之间的节距p是指容纳于测量区域2e的假想的最大圆柱的中心轴间距离。加强区域2d的宽度w2例如为30μm~60μm左右。
测量区域2e的开口率(从厚度方向观察时,全部测量区域2e占第一表面2a的比例)为80%以上。多个测量区域2e的大小也可以是彼此不一致,也可以是局部部分的多个测量区域2e彼此相互连接的形态。
加强材料4配置于多个贯通孔2c中的一部分贯通孔2c的内部。具体地,加强材料4配置于加强区域2d中的多个贯通孔2c的内部。即,加强材料4以从厚度方向观察时包围互相分离的多个测量区域2e的各个的方式,配置于贯通孔2c的内部。在多个测量区域2e中的多个贯通孔2c的内部,未配置加强材料4。在加强区域2d中,遍及基板2的第一表面2a及第二表面2b,加强材料4配置于多个贯通孔2c的内部。即,加强材料4填充于加强区域2d中的多个贯通孔2c的内部。加强材料4的材料例如是树脂等。加强材料4的材料例如是光致抗蚀剂。在本实施方式中,作为一个例子,加强材料4的材料是UV固化树脂。
[试样支承体的制造方法]
接下来,对试样支承体1的制造方法进行说明。首先,如图5的(a)所示,将基板2设置在打印机20上。在打印机20中,在与加强区域2d呈相同形状的区域41a设置有加强材料41(UV固化树脂)。例如,以第一表面2a与加强材料41相对的方式配置基板2。此时,基板2的加强区域2d和设置于区域41a的加强材料41互相相对。随后,如图5的(b)所示,通过打印机20,对加强区域2d中的第一表面2a照射加强材料41。在加强区域2d中,从第一表面2a到贯通孔2c的内部配置加强材料41。
随后,如图5的(c)所示,对基板2照射UV光L1。对第一表面2a的整体照射UV光L1。当对基板2照射UV光L1时,如图5的(d)所示,配置于贯通孔2c的内部的加强材料41发生固化而成为加强材料4。随后,在第一表面2a设置导电层3。通过上述操作,得到试样支承体1。
[试样的离子化方法]
接下来,参照图6和图7对使用试样支承体1的试样的离子化方法进行说明。在此,作为一例,对使用激光(能量线)的激光解吸离子化方法(通过质谱分析装置10实现的质谱分析方法的一部分)进行说明。在图7中,省略试样支承体1中的贯通孔2c、导电层3及加强材料4的图示。
首先,如图6的(a)所示,准备试样S及上述的试样支承体1(第一工序)。将试样S切断,使其截面Sa露出。在此,试样S例如为生物体试样(含水试样)。试样S为例如草莓等水果。为了顺利地进行试样S的成分S1(参照图6的(b))的移动,可以将用于降低成分S1的粘性的溶液(例如,乙腈混合液、丙酮等)添加到试样S中。就试样支承体1而言,可以由实施离子化法及质谱分析方法的人员进行制造而准备,也可以从试样支承体1的制造商或卖家等获取而准备。
接着,如图6的(b)所示,以第二表面2b与试样S的截面Sa相对的方式,将试样支承体1配置于试样S上(第二工序)。试样支承体1以第二表面2b与截面Sa接触的方式配置于试样S上。试样S的成分S1通过毛细管现象,从基板2的第二表面2b侧经由贯通孔2c朝向基板2的第一表面2a侧移动。具体地,试样S的成分S1在测量区域2e中,从第二表面2b侧经由贯通孔2c朝向第一表面2a侧移动。更具体地,试样S的成分S1经由多个贯通孔2c中的未配置加强材料4的贯通孔2c朝向第一表面2a侧移动。向基板2的第一表面2a侧移动的成分S1通过表面张力停留在第一表面2a侧。接着,将试样支承体1从试样S剥离(第三工序)。在附着于基板2的成分S1干燥之前,将试样支承体1从试样S剥离。
接着,如图7所示,将试样支承体1载置于载波片(载置部)6的载置面6a。载波片6是形成有ITO(氧化铟锡,Indium Tin Oxide)膜等透明导电膜的玻璃基板,透明导电膜的表面为载置面6a。此外,作为载置部,不限于使用载波片6,也可以使用可确保导电性的部件(例如,由不锈钢等金属材料等构成的基板等)。
接着,将试样支承体1固定于载波片6。通过具有导电性的胶带7(例如碳胶带等)将试样支承体1固定于载波片6。胶带7可以是试样支承体1的一部分,也可以与试样支承体1分开准备。在胶带7是试样支承体1的一部分的情况下(即,在试样支承体1具备胶带7的情况下),例如,胶带7可以预先在基板2的周缘部固定于第一表面2a侧。更具体而言,胶带7也可以在基板2的周缘部固定于导电层3上。
接着,在载波片6和试样支承体1彼此被固定的状态下,载波片6及试样支承体1载置于质谱分析装置10的支承部12(例如,工作台)上。接着,在附着于试样支承体1的试样S的成分S1干燥的状态下,通过质谱分析装置10的电压施加部14,经由载波片6的载置面6a及胶带7对试样支承体1的导电层3(参照图2)施加电压(第四工序)。接着,通过质谱分析装置10的激光照射部13,对基板2的第一表面2a照射激光L(第四工序)。在此,激光照射部13对第一表面2a扫描激光L。对于第一表面2a的激光L的扫描可以通过使支承部12及激光照射部13中的至少一个的动作而实施。另外,测量区域2e的宽度大于激光L的点径。
这样,对导电层3施加电压,并对基板2的第一表面2a照射激光L,由此,将向基板2的第一表面2a侧移动的成分S1离子化,释放试样离子S2(离子化的成分S1)。具体而言,能量从吸收激光L的能量的导电层3向移动到基板2的第一表面2a侧的成分S1传递,获得了能量的成分S1汽化,并且获得电荷,成为试样离子S2。以上的各个工序相当于使用试样支承体1的试样S的离子化方法(在此,作为一例,作为质谱分析方法的一部分的激光解吸离子化法)。
被释放的试样离子S2朝向设置于试样支承体1与离子检测部15之间的接地电极(未图示)加速移动。即,通过在施加了电压的导电层3与接地电极之间产生的电位差,试样离子S2朝向接地电极加速移动。而且,通过质谱分析装置10的离子检测部15检测试样离子S2(第五工序)。在此,离子检测部15以与激光L的扫描位置对应的方式检测试样离子S2。由此,能够将构成试样S的分子的二维分布图像化。此外,此处的质谱分析装置10是利用了飞行时间型质谱分析法(TOF-MS:Time-of-Flight Mass Spectrometry)的质谱分析装置。以上的各个工序相当于使用试样支承体1的质谱分析方法。
如上所述,在试样支承体1中,在基板2上形成有在第一表面2a、及与第一表面2a相反侧的第二表面2b开口的多个贯通孔2c。因此,例如,在生物体试样等的试样S上,以基板2的第二表面2b与试样S相对的方式配置试样支承体1的情况下,能够利用毛细管现象使试样S的成分S1从第二表面2b侧经由贯通孔2c朝向第一表面2a侧移动。此外,在对第一表面2a照射激光L的情况下,由于能量经由导电层3传递到移动至第一表面2a侧的试样的成分,因此能够将试样S的成分S1离子化。而且,在多个贯通孔2c中的一部分贯通孔2c的内部配置有加强材料4。因此,基板2被加强材料4加强。由此,基板2不容易发生挠曲。因此,根据试样支承体1,能够适当地确保基板2的强度,并且能够抑制基板2的破损。
例如,当搬运试样支承体1时、或将试样支承体1配置于试样S上时,减少基板2的挠曲。由此,抑制基板2的破损。另外,例如,当将试样支承体1配置于具有粘着力的试样(例如,切割的草莓的截面)S上之后剥离时,能够抑制由该粘着力引起的基板2的破损。
作为将试样离子化的方法,例如,已知有表面辅助激光解吸离子化法(SALDI:Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization)(例如,参照日本专利第5129628号公报)。SALDI是通过对在表面具有微细的凹凸构造的基板滴加试样,并对其照射激光,从而将试样离子化的方法。在这样的SALDI中使用的基板上形成的多个凹部不贯通基板。因此,在基板的强度不足的情况下,通过使基板的与凹部相反侧的部分(未形成凹部的部分)变厚,从而能够容易地提高基板的强度。
另一方面,试样支承体1利用毛细管现象使试样的成分从第二表面2b侧经由贯通孔2c朝向第一表面2a侧移动。因此,为了适当地实现毛细管现象,有时存在难以增加基板2的厚度的情况。在这种情况下,通过加强材料4来加强基板2是特别有效的。
贯通孔2c的宽度为1nm~700nm,基板2的厚度为1μm~50μm。由此,能够适当地实现上述的由毛细管现象引起的试样S的成分S1的移动。
加强材料4的材料是树脂。由此,能够容易地形成加强材料4。
基板2具有:包括多个贯通孔2c的加强区域2d、和包括多个贯通孔2c的测量区域2e。在加强区域2d中的多个贯通孔2c的内部配置有加强材料4,在测量区域2e中的多个贯通孔2c的内部未配置加强材料4。由于在加强区域2d中的多个贯通孔2c的内部配置有加强材料4,因此,基板2更不容易发生挠曲。由此,能够进一步确保基板2的强度,并且能够进一步抑制基板2的破损。
另外,在上述的试样S的离子化方法中,在基板2上形成有在第一面2a及与第一面2a相反侧的第二面2b开口的多个贯通孔2c。当在试样S上,以基板2的第二表面2b与试样S相对的方式配置试样支承体1时,能够通过毛细管现象使试样S的成分S1从第二表面2b侧经由贯通孔2c朝向第一表面2a侧移动。此外,在从试样S剥离试样支承体1后,当对导电层3施加电压并且对第一表面2a照射激光时,能量传递到移动至第一表面2a侧的试样S的成分S1。由此,将试样S的成分S1离子化。另外,在该试样的离子化方法中,在多个贯通孔2c中的一部分的贯通孔2c的内部配置有加强材料4。因此,基板2被加强材料4加强。由此,基板2不容易发生挠曲,所以,在第三工序中,能够抑制从试样S剥离试样支承体1时的基板2的破损。由此,根据该试样的离子化方法,通过使用适当地确保了强度的基板2,能够抑制基板2的破损并将试样S的成分S1离子化。
在第三工序中,在附着于基板2的成分S1干燥之前,将试样支承体1从试样S剥离。由此,在试样支承体1与试样S粘着之前,能够更顺利地将试样支承体1从试样S剥离。
如以上说明的那样,根据上述质谱分析方法,通过使用适当地确保了强度的基板2,能够抑制基板2的破损,并能够进行试样S的质谱分析。
[变形例]
如上所述,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内,本发明可以进行各种变形。
尽管示出了加强材料4填充于贯通孔2c的内部的示例,但是,也可以不填充于贯通孔2c的内部。加强材料4例如可以从基板2的第一表面2a延伸至贯通孔2c的途中。即,加强材料4可以是仅配置于贯通孔2c的内部的一部分。
导电层3可以如上述实施方式所示那样不设置于贯通孔2c的内表面,也可以设置于贯通孔2c的内表面。
基板2可以具有导电性,在质谱分析方法中,可以对基板2施加电压,并对第一表面2a照射激光L。在基板2具有导电性的情况下,在试样支承体1中可以省略导电层3,并且能够得到与上述的使用具备导电层3的试样支承体1的情况同样的效果。此外,所谓“对基板2的第一表面2a照射激光L”,在试样支承体1具备导电层3的情况下,是指对导电层3照射激光L;在基板2具有导电性的情况下,是指对基板2的第一表面2a照射激光L。
尽管示出了加强材料4的材料是UV固化树脂的示例,但是,加强材料4的材料也可以是热固化树脂。另外,加强材料4的材料可以是金属。金属例如是Ni(镍)等。在加强材料4的材料是金属的情况下,当试样S的成分S1被离子化时,抑制了有机气体的产生,从而降低了离子化的试样离子S2的检测结果中的噪声。此外,如上所述,由于可以将加强材料4设为各种材料,因此,通过根据各种材料而采用合适的加工方法,能够将加强材料4仅适当地设置于一部分贯通孔2c的内部。此外,在加强材料4的材料是热固性树脂的情况下,在上述的试样支承体1的制造方法中,对基板2施加热量来替代照射UV光L1。
尽管示出了从厚度方向观察时测量区域2e的形状为大致六边形的例子,但是测量区域2e也可以呈各种形状。例如,如图8的(a)所示,从厚度方向观察时的测量区域2e的形状可以是大致四方形。即,加强区域2d可以以格子状设置。此外,如图8的(b)所示,从厚度方向观察时的测量区域2e的形状也可以是沿一个方向延伸的大致长方形形状。即,加强区域2d也可以由以大致相等的间隔配置的互相平行地延伸的多个区域形成。此外,从厚度方向观察时的测量区域2e的形状也可以是除上述以外的形状,例如为大致圆形、或大致三角形等。
此外,尽管示出了加强区域2d呈网状的示例,但是,加强区域2d可以具有各种形状,只要包括配置有加强材料4的多个贯通孔2c即可。当从厚度方向观察时,加强区域2d可以包括从基板2的一端到与一端相对的另一端的连续的区域。具体地,加强区域2d可以是如图9所示那样,例如沿着基板2的对角线延伸的细长的区域。在此,基板2的一端和另一端分别是在基板2的对角线上互相相对的角部。在这种情况下,基板2变得更加不易挠曲。因此,能够更可靠地确保基板2的强度,能够更可靠地抑制基板2的破损。此外,基板2的一端和另一端也可以分别是基板2的互相相对的边部。即,加强区域2d也可以不是基板2的对角线,而是沿垂直于基板2的上述边部的方向延伸的细长的区域。
此外,示出了测量区域2e的宽度为大约1μm~1000μm、且各测量区域2e之间的节距为大约1μm~1100μm的例子,但是,测量区域2e的宽度、及各测量区域2e之间的节距也可以为约几mm~几cm程度。具体地,加强区域2d也可以由一个或多个细长的区域构成。即,如图10的(a)所示,加强区域2d例如也可以由沿着基板2的外缘延伸的环状的区域、以及沿着基板2的对角线延伸的一个区域构成。在这种情况下,在基板2上形成有两个测量区域2e。此外,如图10的(b)所示,加强区域2d例如也可以由沿着基板2的外缘延伸的环状的区域、以及沿着基板2的两条对角线延伸的两个区域构成。在这种情况下,在基板2上形成有四个测量区域2e。此外,如图10的(c)所示,加强区域2d例如也可以由沿着基板2的外缘延伸的环状的区域、沿着基板2的一条对角线延伸的一个区域、以及沿着基板2的一个边部延伸的多个(在此为三个)区域构成。在这种情况下,在基板2上形成有8个测量区域2e。此外,如图10的(d)所示,加强区域2d例如也可以由沿着基板2的外缘延伸的环状的区域、沿着基板2的一个边部延伸的多个(在此为三个)区域、以及沿着基板2的与上述一个边部交叉的另一个边部延伸的一个区域构成。在这种情况下,在基板2上形成有8个测量区域2e。
在这种情况下,可以对应于多个测量区域2e而配置多个试样S。然后,可以在多个测量区域2e的各个中分别进行多个试样S的成分S1的离子化和质谱分析。另外,可以一起进行多个试样S的离子化和质谱分析。
试样支承体1可以具备框架。在这种情况下,框架设置于基板2的第一表面2a。具体地,框架固定于基板2的周缘部。框架通过粘接层固定于基板2的第一表面2a。从厚度方向看,框架具有与基板2大致相同的外形。在框架上形成有开口。基板2中的与开口对应的部分作为用于使试样S的成分S1向第一面2a侧移动的有效区域而发挥其作用。在这种情况下,可以在基板2的第一表面2a中的与框架的开口对应的区域(即,与有效区域对应的区域)、开口的内表面、及框架中的与基板2相反侧的表面,连续地(一体地)形成导电层3。通过设置这样的框架,能够提高试样支持体1(基板2)的强度,并且能够提高试样支承体1的操作性。另外,能够有效地抑制由温度变化等引起的基板2的变形。
在质谱分析装置10中,也可以是:激光照射部13对基板2的第一表面2a一并照射激光L,离子检测部15一边维持该区域的二维信息,一边检测试样离子S2。即,质谱分析装置10也可以是投影型质谱分析装置。
以上,示出了试样支承体1载置于载波片6上的例子,但是,试样支承体1也可以直接载置于质谱分析装置10的支承部12。
试样支承体1的用途不限于通过照射激光L而实现的试样S的离子化。试样支承体1也可以用于照射除了激光L之外的能量线(例如离子束、电子束等)而实现的试样S的离子化。
关于试样支承体1,也可以通过除了胶带7之外的其他方法(例如,使用粘接剂、夹具等的器具)将其固定于载波片6。另外,也可以不经由载波片6的载置面6a及胶带7而对导电层3施加电压。在该情况下,载波片6及胶带7也可以不具有导电性。
上述的试样的离子化方法不仅可以用于构成试样S的分子的质谱分析,也可以用于离子迁移率测定等其它的测定及实验。
试样S也可以是干燥试样。在该情况下,为了通过毛细管现象使试样S的成分S1向基板2的第一表面2a侧移动,可以将例如溶剂(例如,乙腈混合液、丙酮等)添加到试样S中。
接下来,作为试样支承体的制造方法的第一变形例,对加强材料4的材料是负型光刻胶的情况进行说明。首先,如图11的(a)所示,将基板2设置在打印机20上。在打印机20中,设置有加强材料41(负型光刻胶)。以例如第一表面2a与加强材料41相对的方式配置基板2。随后,如图11的(b)所示,通过打印机20对第一表面2a涂布加强材料41。加强材料41从第一表面2a配置于贯通孔2c的内部。随后,通过加热配置有加强材料41的基板2,从而固化加强材料41。
随后,如图11的(c)所示,在基板2的第一表面2a设置有掩模21。掩模21设置于测量区域2e中的第一表面2a。随后,通过对基板2照射UV光L2,从而曝光配置于加强区域2d中的贯通孔2c的内部的加强材料41。UV光L2对基板2的与第二表面2b相反侧的整体进行照射。由于在测量区域2e中的第一表面2a设置有掩模21,因此,配置于测量区域2e中的贯通孔2c的内部的加强材料41不会被曝光。随后,如图11的(d)所示,从第一表面2a去除掩模21。随后,通过将配置有加强材料41的基板2浸渍于显影液中,从而去除配置于测量区域2e中的贯通孔2c的内部的加强材料41。另一方面,由于配置于加强区域2d的加强材料41通过被曝光而对显影液的溶解性降低,因此不会被去除而残留。这样残留的加强材料41成为加强材料4。随后,在第一表面2a设置导电层3。如上所述,得到试样支承体1。
接下来,作为试样支承体的制造方法的第二变形例,对加强材料4的材料(加强材料41)是金属(例如,Ni)的情况进行说明。首先,如图12的(a)所示,准备基板2。随后,如图12的(b)所示,在基板2的第一表面2a设置掩模22。掩模22设置于测量区域2e中的第一表面2a。随后,通过加强材料41(Ni)的蒸镀而形成金属膜。由加强材料41构成的金属膜形成于加强区域2d中的第一表面2a。
随后,如图12的(c)所示,从第一表面2a去除掩模22。随后,如图12的(d)所示,通过电镀,加强材料41配置于贯通孔2c。具体地,首先,将形成有由加强材料41构成的金属膜的基板2浸渍于电解液中。随后,对加强材料41提供电流。当在加强材料41浸渍于电解液中的状态下提供电流时,加强材料41的金属原子溶解于电解液中。然后,溶解的加强材料41的金属原子在加强区域2d中的贯通孔2c的内部,镀覆于贯通孔2c的内表面。配置于贯通孔2c的内部的加强材料41的金属原子作为加强材料4而发挥其功能。随后,在第一表面2a设置导电层3。如上所述,得到了试样支承体1。
[符号说明]
1 试样支承体
2 基板
2a 第一表面
2b 第二表面
2c 贯通孔
2d 加强区域
2e 测量区域
3 导电层
4 加强材料
L 激光(能量线)
S 试样
S1 成分
S2 试样离子。

Claims (12)

1.一种试样支承体,其特征在于,
是用于试样的离子化的试样支承体,
具备:
基板,其形成有在第一表面及与所述第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔;
导电层,其以不堵塞所述贯通孔的方式设置于所述第一表面;以及
加强材料,其配置于所述多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部。
2.根据权利要求1所述的试样支承体,其特征在于,
所述贯通孔的宽度为1nm~700nm,
所述基板的厚度为1μm~50μm。
3.根据权利要求1或2所述的试样支承体,其特征在于,
所述加强材料的材料是树脂。
4.根据权利要求1或2所述的试样支承体,其特征在于,
所述加强材料的材料是金属。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的试样支承体,其特征在于,
所述基板具有:包括多个所述贯通孔的加强区域、和包括多个所述贯通孔的测量区域,
在所述加强区域中的所述多个贯通孔的内部,配置有所述加强材料,
在所述测量区域中的所述多个贯通孔的内部,未配置所述加强材料。
6.根据权利要求5所述的试样支承体,其特征在于,
在从所述基板的厚度方向观察的情况下,所述加强区域至少包括从所述基板的一端到与所述一端相对的另一端连续的区域。
7.根据权利要求5或6所述的试样支承体,其特征在于,
在从所述基板的厚度方向观察的情况下,所述加强区域包围所述多个测量区域的各个。
8.一种试样支承体,其特征在于,
是用于试样的离子化的试样支承体,
具备:
基板,其具有导电性,形成有在第一表面及与所述第一表面相反侧的第二表面开口的多个贯通孔;以及
加强材料,其配置于所述多个贯通孔中的一部分贯通孔的内部。
9.一种试样的离子化方法,其特征在于,
包括:
第一工序,准备试样、及权利要求1~7中任一项所述的试样支承体;
第二工序,以所述第二表面与所述试样相对的方式,在所述试样上配置所述试样支承体;
第三工序,从所述试样剥离所述试样支承体;以及
第四工序,通过对所述导电层施加电压并对所述第一表面照射能量线,从而将经由所述多个贯通孔中的未配置所述加强材料的所述贯通孔向所述第一表面侧移动的所述试样的成分离子化。
10.一种试样的离子化方法,其特征在于,
包括:
第一工序,准备试样、及权利要求8所述的试样支承体;
第二工序,以所述第二表面与所述试样相对的方式,在所述试样上配置所述试样支承体;
第三工序,从所述试样剥离所述试样支承体;以及
第四工序,通过对所述基板施加电压并对所述第一表面照射能量线,从而将经由所述多个贯通孔中的未配置所述加强材料的所述贯通孔向所述第一表面侧移动的所述试样的成分离子化。
11.根据权利要求9或10所述的试样的离子化方法,其特征在于,
在所述第三工序中,在附着于所述基板的所述成分干燥之前,从所述试样剥离所述试样支承体。
12.一种质谱分析方法,其特征在于,
包括:
权利要求9~11中任一项所述的试样的离子化方法的各工序;和
第五工序,检测所述第四工序中离子化的所述成分。
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