CN116635715A - 样品支承体、电离法和质量分析方法 - Google Patents
样品支承体、电离法和质量分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116635715A CN116635715A CN202180083877.XA CN202180083877A CN116635715A CN 116635715 A CN116635715 A CN 116635715A CN 202180083877 A CN202180083877 A CN 202180083877A CN 116635715 A CN116635715 A CN 116635715A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- sample support
- substrate
- layer
- holes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 173
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 5
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 18
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 18
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000000688 desorption electrospray ionisation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001269 time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000001698 laser desorption ionisation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
- H01J49/0409—Sample holders or containers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
样品支承体具备：基板；和多孔质层，其设置在基板上，并且具有与基板相反的一侧的表面。多孔质层包括主体层，该主体层具有在表面开口的多个孔。多个孔分别包括沿基板的厚度方向延伸的延伸部和从延伸部中的表面侧的端部朝向表面扩宽的开口部。多个孔的深度的平均值为3μm以上且100μm以下。深度的平均值除以多个孔的宽度的平均值而得到的值为9以上且2500以下。
Description
技术领域
本公开涉及样品支承体、电离法和质量分析方法。
背景技术
在专利文献1中记载了具备设置有多个贯通孔的基板的样品支承体。专利文献1所记载的样品支承体作为其一个用途，被用于对构成样品的分子的二维分布进行图像化的成像质量分析。但是，在专利文献1所记载的样品支承体中，由于存在基板的厚度为数μm左右的情况，因此在这样的情况下，在将基板按压于样品来将样品的成分转印于基板时，为了不使基板破损，处理时需要小心。
专利文献2中记载了具备铝层和设置于铝层上的多孔氧化铝层的样品靶。在专利文献2中记载的样品靶中，认为例如如果增厚铝层，则多孔氧化铝层难以破损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利第6093492号公报
专利文献2：专利第4885142号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，专利文献2中记载的样品靶考虑了到对质谱分析的应用，而不能说考虑到了对成像质量分析的应用。
因此，本公开的目的在于，提供一种容易处理且适于成像质量分析的样品支承体，以及使用了这种样品支承体的电离法和质量分析方法。
用于解决技术问题的手段
本公开的一个方面的样品支承体是用于样品的成分的电离的样品支承体，其具备：基板；和多孔质层，其设置在基板上，且具有与基板相反的一侧的表面，多孔质层包括主体层，该主体层具有在表面开口的多个孔，多个孔分别包括沿基板的厚度方向延伸的延伸部和从延伸部中的表面侧的端部朝向表面扩宽的开口部，多个孔的深度的平均值为3μm以上且100μm以下，深度的平均值除以多个孔的宽度的平均值而得到的值为9以上且2500以下。
在该样品支承体中，多孔质层设置在基板上。由此，例如，即使为了将样品的成分转印到多孔质层的表面而将多孔质层的表面按压于样品，多孔质层也难以破损，因此能够容易地处理样品支承体。此外，由于多个孔的深度的平均值为3μm以上且100μm以下，深度的平均值除以多个孔的宽度的平均值所得到的值为9以上且2500以下，因此样品中所包含的多余的液体(水分等)容易向多个孔内逃逸。进一步地，由于多个孔分别包括朝向多孔质层的表面扩宽的开口部，因此样品的成分容易留在多孔质层的表面侧，而且，用于将样品的成分电离的能量射线等的照射面积增加。由此，例如，通过向多孔质层的表面照射能量射线，能够在维持样品的成分的位置信息(构成样品的分子的二维分布信息)的同时，高效率地将样品的成分电离。如以上那样，该样品支承体处理容易且适于成像质量分析。
在本公开的一个方面的样品支承体中，宽度的平均值可以为40nm以上且350nm以下。由此，能够可靠且容易地得到样品所包含的多余的液体容易向多个孔内逃逸，并且样品的成分容易留在多孔质层的表面侧的结构。
在本公开的一个方面的样品支承体中，主体层是绝缘层，多孔质层还包括至少沿着表面和开口部的内表面形成的导电层。由此，通过向多孔质层的表面(即，导电层)照射能量射线，从而能够在维持样品的成分的位置信息的同时，高效率地将样品的成分电离。
在本公开的一个方面的样品支承体中，导电层的厚度可以为10nm以上200nm以下。由此，通过调节导电层的电阻值，能够高效率地将样品的成分电离。
在本公开的一个方面的样品支承体中，可以是：主体层是绝缘层，主体层至少在表面和开口部的内表面露出到外部。由此，通过向多孔质层的表面(即，作为绝缘层的主体层)照射带电的微小液滴，能够在维持样品的成分的位置信息的同时，高效率地将样品的成分电离。
在本公开的一个方面的样品支承体中，基板和主体层可以通过对金属基板或硅基板的表层进行阳极氧化来形成。由此，能够可靠且容易地得到样品中所包含的多余的液体容易向多个孔内逃逸，并且样品的成分容易留在多孔质层的表面侧的结构。
本公开的一个方面的电离方法具备：准备多孔质层包括导电层的上述样品支承体的工序；将样品配置在表面的工序；以及通过向表面照射能量射线，将成分电离的工序。
根据该电离法，如上所述，能够在维持样品的成分的位置信息的同时，高效率地将样品的成分电离。
本公开的一个方面的电离方法具备：准备在多孔质层中作为绝缘层的主体层露出到外部的上述样品支承体的工序；将样品配置在表面的工序；以及通过向表面照射带电的微小液滴，将成分电离的工序。
根据该电离法，如上所述，能够在维持样品的成分的位置信息的同时，高效率地将样品的成分电离。
本公开的一个方面的质量分析方法具备：上述电离法所具备的多个工序；以及检测电离的成分的工序。
根据该质量分析方法，能够以高灵敏度对构成样品的分子的二维分布进行图像化。
发明效果
根据本公开，能够提供一种处理容易且适于成像质量分析的样品支承体，以及使用了这种样品支承体的电离法和质量分析方法。
附图说明
图1是一个实施方式的样品支承体的俯视图。
图2是沿着图1所示的II-II线的样品支承体的截面图。
图3是图2所示的多孔质层的截面图。
图4是表示图2所示的样品支承体的制造工序的图。
图5是表示图3所示的主体层的形成工序的图。
图6是表示作为一例的主体层的表面的SEM图像的图。
图7是表示作为一例的多孔质层的截面的SEM图像的图。
图8是表示使用了图1所示的样品支承体的电离法和质量分析方法的图。
图9是小鼠的脑切片的光学图像、以及该小鼠的脑切片的“表示m/z为848.6的二维分布的图像”。
图10是小鼠的脑切片的光学图像、该小鼠的脑切片的“表示m/z为756.6的二维分布的图像”、该小鼠的脑切片的“表示m/z为832.6的二维分布的图像”、以及该小鼠的脑切片的“表示m/z为834.6的二维分布的图像”。
图11是表示m/z值与强度之间的关系的图。
图12是表示变形例的样品支承体的制造工序的图。
符号说明
1……样品支承体，2……基板，3……多孔质层，3a……表面，31……主体层，32……导电层，33……孔，34……延伸部，34a……端部，35……开口部，35a……内表面，L……激光(能量射线)，S……样品，S1……成分，S2……样品离子(电离的成分)。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行详细说明。另外，在各图中，对相同或相当的部分赋予相同的符号，并省略重复的说明。
如图1和图2所示，样品支承体1具备基板2和多孔质层3。样品支承体1用于样品的成分的电离。以下，将基板2的厚度方向称为Z轴方向，将与Z轴方向垂直的一个方向称为X轴方向，将与Z轴方向和X轴方向这两个方向垂直的方向称为Y轴方向。
基板2具有与Z轴方向垂直的表面2a和背面2b。基板2的形状例如是以X轴方向为长度方向的长方形板状。基板2的厚度例如为0.5～1mm左右。基板2的材料例如为Al(铝)。
多孔质层3设置在基板2上。具体而言，多孔质层3形成于基板2的整个表面2a。多孔质层3具有与基板2相反的一侧的表面3a。多孔质层3包括作为绝缘层的主体层31。主体层31的材料例如为Al2O3(氧化铝)。
如图3所示，主体层31具有在表面3a开口的多个孔33。各孔33包括延伸部34和开口部35。延伸部34沿Z轴方向延伸。从Z轴方向看时的延伸部34的形状例如为圆形状。开口部35从延伸部34中的表面3a侧的端部34a朝向表面3a扩宽。开口部35的形状例如是从延伸部34的端部34a朝向表面3a扩展的碗状或圆锥台状(锥状)。另外，延伸部34中的基板2侧的端部位于主体层31内。
多孔质层3还包括导电层32。导电层32至少沿着多孔质层3的表面3a和各开口部35的内表面35a形成。在样品支承体1中，导电层32的材料是与样品的亲和性(反应性)低且导电性高的金属。作为这样的金属，例如可以举出Au(金)、Pt(铂)、Cr(铬)、Ni(镍)、Ti(钛)。
如图1所示，X轴方向上的样品支承体1的两端部1a(在图1中，为双点划线的外侧的两端部)例如在样品支承体1安装于质量分析装置时用作被保持部。多孔质层3的表面3a中的两端部1a之间的区域A作为测量区域发挥作用。区域A例如是以X轴方向为长度方向的长方形状。
样品支承体1还具备分隔部4和多个显示部5。分隔部4例如配置在区域A的一个角部。各显示部5例如分别配置在区域A的三个角部(未配置分隔部4的三个角部)。
分隔部4包括呈环状延伸的分隔槽41。分隔槽41以通过第一区域A1与第二区域A2之间的方式形成于多孔质层3的表面3a。第一区域A1是区域A中的分隔槽41的外侧的区域。第二区域A2是区域A中的分隔槽41的内侧的区域。分隔部4将区域A分隔为第一区域A1和第二区域A2。
如图2所示，分隔槽41通过多孔质层3落入形成于基板2的表面2a的槽2c内而形成于多孔质层3的表面3a。分隔槽41的宽度比分隔槽42的深度大。作为一例，分隔槽41的深度为50μm以上且300μm以下，分隔槽41的宽度为分隔槽41的深度的两倍以上。
如图1所示，各显示部5包括呈X字状延伸的显示槽51。显示槽51以显示规定的信息的方式形成于多孔质层3的表面3a。与分隔槽41同样地，显示槽51通过多孔质层3落入形成于基板2的表面2a的槽内而形成于多孔质层3的表面3a。在样品支承体1中，规定的信息是在样品支承体1安装于质量分析装置时与样品支承体1的位置和角度相关的信息，例如，在样品支承体1安装于质量分析装置时用于样品支承体1的位置对准。
对多孔质层3的尺寸进行说明。如图3所示，多个孔33的深度D的平均值为3μm以上且100μm以下。作为一例，在区域A中，具有平均值±10％的深度D的孔33的数量为全部的孔33的数量的60％以上(优选为70％以上，更优选为80％以上)。多个孔33的宽度W的平均值为40nm以上且350nm以下。作为一例，在区域A中，具有平均值±10％的宽度W的孔33的数量为全部的孔33的数量的60％以上(优选为70％以上，更优选为80％以上)。深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为9以上且2500以下。作为一例，在区域A中，具有平均值±10％的“深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值”的孔33的数量为全部的孔33的数量的60％以上(优选为70％以上，更优选为80％以上)。导电层32的厚度T为10nm以上且200nm以下。
深度D的平均值是如下取得的值。首先，准备样品支承体1，将样品支承体1沿Z轴方向平行地切断。接着，取得主体层31的切断面中的任一方的SEM图像。接着，在与区域A对应的区域中，计算关于多个孔33的深度D的平均值，取得深度D的平均值。
宽度W的平均值是如下取得的值。首先，准备样品支承体1，以横穿多个延伸部34的方式将样品支承体1(具体而言，主体层31)沿Z轴方向垂直地切断。接着，取得主体层31的切断面中的任一方的SEM图像。接着，在与区域A对应的区域中，提取与多个孔33(具体而言，多个延伸部34)对应的多个像素组。该像素组的提取例如通过对SEM图像实施二值化处理来实施。接着，基于多个像素组，计算具有关于多个孔33(具体而言，多个延伸部34)的面积的平均值的圆的直径，取得该直径作为宽度W的平均值。
基板2和主体层31通过对金属基板的表层进行阳极氧化来形成。基板2和主体层31例如通过对Al基板的表层进行阳极氧化来形成。另外，作为金属基板，除了Al基板以外，还可以举出Ta(钽)基板、Nb(铌)基板、Ti(钛)基板、Hf(铪)基板、Zr(锆)基板、Zn(锌)基板、W(钨)基板、Bi(铋)基板、Sb(锑)基板等。
在主体层31同样地(以均匀的分布)形成有分别具有大致恒定的宽度W的多个孔33。相邻的孔33的间距(中心线间的距离)例如为275nm左右。区域A中的多个孔33的开口率(从Z轴方向观察时，多个孔33相对于区域A所占的比例)在实用上优选为10～80％，特别优选为60～80％。另外，在多个孔33中，各孔33的宽度W可以不一致，孔33也可以部分地彼此连接。
对样品支承体1的制造方法进行说明。首先，如图4的(a)所示，准备基板2，在基板2的表面2a形成分隔部4用的槽2c。此时，在基板2的表面2a也形成图1所示的多个显示部5用的槽。分隔部4用的槽2c和多个显示部5用的槽的形成例如使用刻蚀、激光加工、机械加工等。
接着，如图4的(b)所示，在基板2的表面2a形成主体层31。接着，如图4的(c)所示，在主体层31上形成导电层32。导电层32的形成例如使用蒸镀法、溅射法、镀敷法、原子层沉积法(ALD：Atomic Layer Deposition)等。
通过以上，得到样品支承体1。在以上的样品支承体1的制造方法中，通过多孔质层3落入分隔部4用的槽2c内，在多孔质层3的表面3a形成分隔槽41。此外，通过多孔质层3落入多个显示部5用的槽内，在多孔质层3的表面3a形成图1所示的多个显示槽51。
对主体层31的形成进行说明。首先，如图5的(a)所示，准备基板2，对基板2的表层进行阳极氧化，在基板2的表面2a形成氧化层30。氧化层30具有在与基板2相反的一侧开口的多个孔30a。
接着，如图5的(b)所示，去除氧化层30，使基板2的表面2a露出到外部。在基板2的表面2a形成有碗状或圆锥台状(锥状)的多个凹部。该多个凹部形成于与多个孔30a对应的位置。
接着，如图5的(c)所示，再次对基板2的表层进行阳极氧化，在基板2的表面2a形成主体层31。在主体层31中，各孔33包括从延伸部34的端部34a朝向与基板2相反的一侧扩宽的开口部35。通过如上所述以两个阶段实施阳极氧化，在各孔33形成开口部35。此外，通过以两个阶段实施阳极氧化，多个孔33的排列和形状的规则性和均匀性提高。另外，在以上的主体层31的形成中，基板2是Al基板，氧化层30和主体层31是Al2O3层。
图6是表示作为一例的主体层31的表面(开口部35侧的表面)的SEM图像的图。图6所示的主体层31是通过以两个阶段实施Al基板的表层的阳极氧化来形成的。在图6所示的主体层31中，多个孔33(黑色的部分)的宽度W的平均值为110nm，多个孔33的深度D的平均值为10μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为91。
图7是表示作为一例的多孔质层3的截面(与Z轴方向平行的截面)的SEM图像的图。图7所示的多孔质层3是通过对主体层31的表面(开口部35侧的表面)实施Pt的蒸镀来形成的。在此，一边使主体层31旋转，一边从相对于与主体层31的表面垂直的方向倾斜30度的方向实施Pt的蒸镀。在图7所示的多孔质层3中，导电层32的厚度T为50nm，导电层32的进入量(与主体层31的表面垂直的方向上的“形成有导电层32的范围”的宽度)为506nm。在图7所示的多孔质层3中，由于各孔33包括开口部35，因此认为对于导电层32的厚度T，导电层32的进入量被充分确保。
对使用了样品支承体1的电离法和质量分析方法进行说明。首先，如图8的(a)所示，准备样品支承体1(准备工序)。接着，将样品S配置在样品支承体1的多孔质层3的表面3a(配置工序)。作为一例，将表面3a的第一区域A1按压于样品S，将样品S的成分转印到表面3a的第一区域A1。
接着，将样品支承体1安装于质量分析装置，如图8的(b)所示，一边对样品支承体1的导电层32(参照图1)施加电压，一边将激光(能量射线)L照射到样品支承体1的多孔质层3的表面3a。由此，将配置在表面3a的样品S的成分S1电离(电离工序)。作为一例，对配置在表面3a的样品S的成分S1扫描激光L。以上的工序相当于使用了样品支承体1的电离法。以上的电离法的一例作为表面辅助激光解吸电离法(SALDI：Surface-Assisted LaserDesorption/Ionization)实施。
接着，在质量分析装置中检测通过样品S的成分S1的电离而释放的样品离子(电离的成分)S2(检测工序)，实施将构成样品S的分子的二维分布图像化的成像质量分析。作为一例，质量分析装置是利用飞行时间型质量分析方法(TOF-MS：Time-of-Flight MassSpectrometry)的扫描型质量分析装置。以上的工序相当于使用了样品支承体1的质量分析方法。另外，第二区域A2例如作为滴下质量校正(mass calibration)用的试剂的区域使用。
如以上说明的那样，在样品支承体1中，多孔质层3设置于基板2上。由此，例如，即使为了将样品S的成分S1转印到多孔质层3的表面3a而将多孔质层3的表面3a按压于样品S，多孔质层3也难以破损，因此能够容易地处理样品支承体1。另外，由于多个孔33的深度D的平均值为3μm以上且100μm以下，深度D的平均值除以多个孔33的宽度W的平均值而得到的值为9以上且2500以下，因此样品S所包含的多余的液体(水分等)容易向多个孔33内逃逸。进一步，由于各孔33包括朝向多孔质层3的表面3a扩宽的开口部35，因此样品S的成分S1容易留在多孔质层3的表面3a侧，而且，用于将样品S的成分S1电离的激光L的照射面积增加。由此，例如，通过向多孔质层3的表面3a照射激光L，能够在维持样品S的成分S1的位置信息(构成样品S的分子的二维分布信息)的同时，高效地将样品S的成分S1电离。如以上那样，样品支承体1容易处理且适于成像质量分析。
在样品支承体1中，多个孔33的宽度W的平均值为40nm以上且350nm以下。由此，能够可靠且容易地得到样品S所包含的多余的液体容易向多个孔33内逃逸，并且样品S的成分S1容易留在多孔质层3的表面3a侧的结构。
在样品支承体1中，主体层31为绝缘层，多孔质层3包括至少沿着多孔质层3的表面3a和各开口部35的内表面35a形成的导电层32。由此，通过向多孔质层3的表面3a(即，导电层32)照射激光L，能够在维持样品S的成分S1的位置信息的同时，高效率地将样品S的成分S1电离。
在样品支承体1中，导电层32的厚度为10nm以上且200nm以下。由此，通过调节导电层32的电阻值，能够高效率地将样品S的成分S1电离。
在样品支承体1中，基板2和主体层31通过对金属基板的表层进行阳极氧化来形成。由此，能够可靠且容易地得到样品S所包含的多余的液体容易向多个孔33内逃逸，并且样品S的成分S1容易留在多孔质层3的表面3a侧的结构。特别地，在样品支承体1中，通过以两个阶段实施阳极氧化，多个孔33的排列和形状的规则性和均匀性得以提高。由此，能够抑制在区域A中样品S的成分S1电离的效率(灵敏度)发生偏差。
根据使用了样品支承体1的电离法，如上所述，能够在维持样品S的成分S1的位置信息的同时，高效率地将样品S的成分S1电离。根据使用了样品支承体1的质量分析方法，能够以高灵敏度对构成样品S的分子的二维分布进行图像化。
图9的(a)、(b)和(c)是小鼠的脑切片的光学图像(左侧)以及该小鼠的脑切片的“表示m/z为848.6的二维分布的图像”(右侧)。图9的(a)是使用“多个孔33的宽度W的平均值为110nm，多个孔33的深度D的平均值为10μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为91的样品支承体1”时的结果。图9的(b)是使用“多个孔33的宽度W的平均值为40nm，多个孔33的深度D的平均值为100μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为2500的样品支承体1”时的结果。图9的(c)是使用“多个孔33的宽度W的平均值为350nm，多个孔33的深度D的平均值为3μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为9的样品支承体1”时的结果。在任何情况下，都能够充分地确认m/z为848.6的二维分布。
图10的(a)和(b)是小鼠的脑切片的光学图像(左侧)、该小鼠的脑切片的“表示m/z为756.6的二维分布的图像”(左起第二个)、该小鼠的脑切片的“表示m/z为832.6的二维分布的图像”(右起第二个)、以及该小鼠的脑切片的“表示m/z为834.6的二维分布的图像”(右侧)。图10的(a)是使用“多个孔33的宽度W的平均值为100nm，多个孔33的深度D的平均值为10μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为100，并且各孔33包括开口部35的样品支承体1(实施例)”时的结果。图10的(b)是使用“多个孔33的宽度W的平均值为100nm，多个孔33的深度D的平均值为10μm，深度D的平均值除以宽度W的平均值而得到的值为100，并且各孔33不包括开口部35的样品支承体(比较例)”时的结果。关于任一m/z值的二维分布，在实施例的样品支承体1中，与比较例的样品支承体相比，都能够明确地确认二维分布。
图11的(a)是表示图10的(a)的情况下的m/z值与强度的关系的图，图11的(b)是表示图10的(b)的情况下的m/z值与强度的关系的图。其结果是，在实施例的样品支承体1中，与比较例的样品支承体相比，能够得到平均为1.65倍的灵敏度。
本公开不限于上述实施方式。例如，可以是：多孔质层3不包括导电层32，作为绝缘层的主体层31至少在多孔质层3的表面3a和各开口部35的内表面35a露出到外部。在这种情况下，通过向多孔质层3的表面3a(即，作为绝缘层的主体层31)照射带电的微小液滴(charged-droplets)，从而能够在维持样品S的成分S1的位置信息的同时，高效率地将样品S的成分S1电离。
使用多孔质层3不包括导电层32的样品支承体1的电离法和质量分析方法如下所述。首先，准备样品支承体1(准备工序)。接着，将样品S配置在样品支承体1的多孔质层3的表面3a(即，主体层31的表面)(配置工序)。接着，在质量分析装置中，通过向样品支体1的多孔质层3的表面3a照射带电的微小液滴，将样品S的成分S1电离(电离工序)。作为一例，对配置在表面3a的样品S的成分S1扫描带电的微小液滴。以上的工序相当于使用了样品支承体1的电离法。以上的电离法的一例作为解吸电喷雾电离法(DESI：Desorption ElectrosprayIonization)而实施。接着，在质量分析装置中检测通过样品S的成分S1的电离而释放的样品离子S2(检测工序)，实施对构成样品S的分子的二维分布进行图像化的成像质量分析。以上的工序相当于使用了样品支承体1的质量分析方法。
在任意的样品支承体1中，只要多个孔33的深度D的平均值为3μm以上且100μm以下，并且深度D的平均值除以多个孔33的宽度W的平均值而得到的值为9以上且2500以下，则宽度W的平均值也可以不是40nm以上且350nm以下。在这种情况下，当多孔质层3包括导电层32时，导电层32的厚度T也可以不是10nm以上且200nm以下。
在多孔质层3包括导电层32的样品支承体1中，导电层32在各孔33中可以到达延伸部34的内表面。
主体层31可以是具有导电性的层(例如，金属层等)。在这种情况下，在多孔质层3中，能够省略导电层32。
基板2和主体层31可以通过对Si(硅)基板的表层进行阳极氧化来形成。
在使用了多孔质层3包括导电层32的样品支承体1的电离中，可以向样品支承体1的多孔质层3的表面3a照射激光L以外的能量射线(例如，离子束、电子线等)。
分隔部4可以如下形成。首先，如图12的(a)所示，准备基板2，在基板2的表面2a形成主体层31。接着，如图12的(b)所示，在主体层31形成到达基板2的槽2c。接着，如图12的(c)所示，在主体层31上形成导电层32。此时，也在槽2c的内表面形成导电层32。通过以上，得到样品支承体1。另外，可以与该分隔部4的形成同样地形成显示部5。
Claims (9)
1.一种样品支承体，其中，
所述样品支承体用于样品的成分的电离，
所述样品支承体具备：
基板；和
多孔质层，其设置在所述基板上，且具有与所述基板相反的一侧的表面，
所述多孔质层包括主体层，所述主体层具有在所述表面开口的多个孔，
所述多个孔分别包括：
沿所述基板的厚度方向延伸的延伸部；和
从所述延伸部中的所述表面侧的端部朝向所述表面扩宽的开口部，
所述多个孔的深度的平均值为3μm以上且100μm以下，
所述深度的所述平均值除以所述多个孔的宽度的平均值而得到的值为9以上且2500以下。
2.根据权利要求1所述的样品支承体，其中，
所述宽度的所述平均值为40nm以上且350nm以下。
3.根据权利要求1或2所述的样品支承体，其中，
所述主体层是绝缘层，
所述多孔质层还包括至少沿着所述表面和所述开口部的内表面形成的导电层。
4.根据权利要求3所述的样品支承体，其中，
所述导电层的厚度为10nm以上200nm以下。
5.根据权利要求1或2所述的样品支承体，其中，
所述主体层是绝缘层，
所述主体层至少在所述表面和所述开口部的内表面露出到外部。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的样品支承体，其中，
所述基板和所述主体层通过对金属基板或硅基板的表层进行阳极氧化来形成。
7.一种电离法，其中，
具备：
准备权利要求3所述的样品支承体的工序；
将所述样品配置在所述表面的工序；以及
通过向所述表面照射能量射线，将所述成分电离的工序。
8.一种电离法，其中，
具备：
准备权利要求5所述的样品支承体的工序；
将所述样品配置在所述表面的工序；以及
通过向所述表面照射带电的微小液滴，从而将所述成分电离的工序。
9.一种质量分析方法，其中，
具备：
权利要求7或8所述的电离法所具备的多个工序；以及
检测电离了的所述成分的工序。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020206539A JP7449848B2 (ja) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | 試料支持体、イオン化法及び質量分析方法 |
| JP2020-206539 | 2020-12-14 | ||
| PCT/JP2021/038075 WO2022130764A1 (ja) | 2020-12-14 | 2021-10-14 | 試料支持体、イオン化法及び質量分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116635715A true CN116635715A (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=82058993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180083877.XA Pending CN116635715A (zh) | 2020-12-14 | 2021-10-14 | 样品支承体、电离法和质量分析方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230411133A1 (zh) |
| EP (1) | EP4215909A1 (zh) |
| JP (1) | JP7449848B2 (zh) |
| CN (1) | CN116635715A (zh) |
| WO (1) | WO2022130764A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7469540B1 (ja) | 2023-06-07 | 2024-04-16 | 浜松ホトニクス株式会社 | 試料支持体及び試料支持体の製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4885142B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-02-29 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置 |
| JP5438330B2 (ja) | 2009-01-28 | 2014-03-12 | 公益財団法人神奈川科学技術アカデミー | 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置 |
| WO2017038710A1 (ja) | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 試料支持体、及び試料支持体の製造方法 |
| CN111684275A (zh) | 2018-02-09 | 2020-09-18 | 浜松光子学株式会社 | 试样支撑体、电离法以及质量分析方法 |
-
2020
- 2020-12-14 JP JP2020206539A patent/JP7449848B2/ja active Active
-
2021
- 2021-10-14 CN CN202180083877.XA patent/CN116635715A/zh active Pending
- 2021-10-14 US US18/037,346 patent/US20230411133A1/en active Pending
- 2021-10-14 WO PCT/JP2021/038075 patent/WO2022130764A1/ja active Application Filing
- 2021-10-14 EP EP21906128.0A patent/EP4215909A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022093834A (ja) | 2022-06-24 |
| WO2022130764A1 (ja) | 2022-06-23 |
| EP4215909A1 (en) | 2023-07-26 |
| US20230411133A1 (en) | 2023-12-21 |
| JP7449848B2 (ja) | 2024-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11189474B2 (en) | Sample support, ionization method, and mass spectrometry method | |
| EP3832300B1 (en) | Sample support, sample ionization method, and mass spectrometry method | |
| JPWO2019058784A1 (ja) | レーザ脱離イオン化法及び質量分析方法 | |
| US11404256B2 (en) | Sample support, ionization method, and mass spectrometry method | |
| CN111051874A (zh) | 激光解吸电离法、质量分析方法、试样支撑体及试样支撑体的制造方法 | |
| CN111512150B (zh) | 试样支承体、试样支承体的制造方法和试样的离子化方法 | |
| CN111094963A (zh) | 激光解吸电离法及质量分析方法 | |
| CN116635715A (zh) | 样品支承体、电离法和质量分析方法 | |
| US20230253196A1 (en) | Sample support | |
| US20220223396A1 (en) | Sample support, adapter, ionization method and mass spectrometry method | |
| CN111684274B (zh) | 试样支撑体、电离法以及质量分析方法 | |
| EP4212865A1 (en) | Sample support body, ionization method, and mass spectrometry method | |
| CN111684271B (zh) | 试样支承体及试样支承体的制造方法 | |
| EP3943927A1 (en) | Sample support, ionization method, and mass spectrometry method | |
| CN113574372B (zh) | 试样支承体、离子化方法和质量分析方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |