JP2004264043A - イオン化装置および微小領域分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】質量分析装置を用いて微小領域における分析を高い分解能で行うためのイオン化装置、イオン化方法、質量分析装置および微小領域分析装置を提供する。
【解決手段】レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーが入射されて近接場光を発生させる近接場光発生手段とを備え、前記近接場光発生手段から発生した近接場光をマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置を用いる。または、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーを誘導する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に接続されたレーザー照射プローブとを備え、前記レーザー照射プローブから放射されたレーザーをマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置を用いる。さらにこのイオン化装置を質量分析装置と組み合わせることにより、微小領域分析装置を得る。
【選択図】 図１
【解決手段】レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーが入射されて近接場光を発生させる近接場光発生手段とを備え、前記近接場光発生手段から発生した近接場光をマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置を用いる。または、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーを誘導する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に接続されたレーザー照射プローブとを備え、前記レーザー照射プローブから放射されたレーザーをマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置を用いる。さらにこのイオン化装置を質量分析装置と組み合わせることにより、微小領域分析装置を得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小領域において高い分解能で分析ができる装置および方法に関する。さらに詳しくは、試料を混合したマトリクスへの近接場光若しくはプローブを用いたレーザーの照射により試料をイオン化するイオン化装置およびイオン化方法、並びにこのイオン化装置を備えた質量分析装置および微小領域分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリクス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）質量分析装置は、タンパク質などのイオン化しにくい分子をイオン化して質量分析ができる点で、有用性が高いものである。質量分析装置は、通常微量の試料を感度よく検出する目的で用いられるが、顕微鏡のように微小領域の観察に用いられることは一般的ではない。ＭＡＬＤＩ質量分析装置を利用して微小領域を観察したものとしては、脳細胞切片のイメージングを行った例が知られている（非特許文献１〜４参照）。
一方、近接場光を用いた技術は、走査型近接場光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）に応用されており、光の回折限界を超える高い分解能を有する光学顕微鏡を実現している。
【０００３】
そして、近接場光を質量分析に応用した例としては、紫外線レーザーを近接場光プローブに入射して発生した近接場光を照射してトリアザン化合物を分解し、その分解物である窒素分子を質量分析により測定した例が知られている（非特許文献５参照）。
【０００４】
【非特許文献１】Ｃａｐｒｉｏｌｉ，Ｒ．Ｍ． ｅｔ ａｌ．、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．、１９９７、６９、４７５１−４７６０
【非特許文献２】Ｓｔｏｅｃｋｌｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ，１９９９，１０，６７−７１
【非特許文献３】Ｃｈａｕｒａｎｄ，Ｐ． ｅｔ ａｌ．，Ａｎａｌ． Ｃｈｅｍ．，１９９９，７１，５２６３−５２７０
【非特許文献４】Ｓｔｏｅｃｋｌｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，ＮＡＴＵＲＥ ＭＥＤＩＣＩＮＥ，２００１、７、４９３
【非特許文献５】Ｓｔｏｅｃｌｅ，Ｒ．ｅｔ ａｌ．、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．、２００１年、７３巻、ｐ１９９９−１４０２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常のＭＡＬＤＩでは、レーザーをレンズによって集光してマトリクスに照射しているため、集光できるレーザーの直径は、光の回折限界によってレーザーの波長の１／２に制限されてしまう。このため、波長と同程度または波長の１／２以下の領域にレーザーを照射して試料をイオン化することはできなかった。そして、非特許文献１〜４に記載された測定方法では、その分解能が２５μｍ程度と低いものであった。
【０００６】
これらの分解能を向上させる方法としては、照射するレーザーの波長を短くすることが考えられるが、通常のＭＡＬＤＩでは紫外線レーザーを用いており、波長を短くするには限界があった。また、紫外線レーザーは、エネルギーが高いため、タンパク質等の試料を損傷するという問題もあった。
【０００７】
一方、ＳＮＯＭを用いた場合には、光学顕微鏡から得られる情報のみでは、分析対象の微小領域にどのような物質が存在するのかを測定することは事実上不可能であった。
【０００８】
また、非特許文献５に記載されたものは、分析対象物が合成化合物であり、しかも分析対象を窒素分子にまで分解するものであるため、タンパク質等の質量分析にそのまま用いることができない。
【０００９】
従って、微小領域において試料を過度に損傷することなく、高い分解能で質量分析を行う技術が求められていた。
本発明の目的は、質量分析装置を用いて、試料を過度に損傷することなく微小領域における分析を高い分解能で行うための装置および方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、近接場光若しくはプローブを用いたレーザー照射をＭＡＬＤＩに応用することにより上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーが入射されて近接場光を発生させる近接場光発生手段とを備え、前記近接場光発生手段から発生した近接場光をマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置に関する。
【００１２】
また、本発明は、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーを誘導する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に接続されたレーザー照射プローブとを備え、前記レーザー照射プローブから放射されたレーザーをマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置に関する。
【００１３】
また、本発明は、マトリクスに近接場光を照射することによりマトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置およびイオン化方法に関する。
【００１４】
さらに、本発明は、上記イオン化装置を備えた質量分析装置に関する。
【００１５】
また、本発明は、上記イオン化装置と、走査する分析対象の領域情報を入力する情報入力手段と、
前記領域情報に基づき駆動機構を制御する駆動機構制御手段と、
質量分析手段と、
前記質量分析手段から得られた結果を解析する分析結果解析手段と、
前記駆動機構制御手段から伝達される位置情報および前記分析結果解析手段から得られる解析結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記位置情報および前記解析結果からイメージングを行うイメージ化手段と、
イメージ化した結果を表示する表示手段と、
を備えた微小領域分析装置に関する。
【００１６】
さらに、本発明は、上記イオン化装置を用いて試料をイオン化する方法において、
近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離に置く工程、および
近接場光、若しくはレーザー照射プローブから放射されたレーザー、を分析対象に照射する工程、
を含む、試料をイオン化する方法に関する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、近接場光とは、照射対象に光を照射したときに照射対象表面付近に発生し、その表面に沿ってのみ伝播する光、および、屈折率の高い媒質から低い媒質に臨界角位上の角度で光を導入したときに、低屈折率の媒質側に浸透する非伝播性の光（いわゆるエバネッセント光）、のいずれをも含むものである。
また、本発明において、微小領域とは、直径１５μｍ以下の領域を意味する。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの図面に限定されるものではない。
図１、図２は、本発明のイオン化装置の第１の実施形態を示すものである。図１、図２において、イオン化装置は、紫外線レーザー発振器１、紫外線レーザー発振器１に接続された光ファイバー３、光ファイバー３の他端に接続された近接場光プローブ５を有し、さらに近接場光プローブ５の近傍にサクションチューブ１２が配置されている。サクションチューブ１２は吸引制御部３０に接続され、吸引制御部３０は質量分析部５０に接続されている。また、近接場光プローブ５の下方に、マトリクス９と混合したタンパク質試料８が配置されている。なお、紫外線レーザー発振器１、近接場光プローブ５、サクションチューブ１２は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段をそれぞれ構成する。
【００１９】
本発明の第１の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。紫外線レーザー発振器１から放射されたレーザー光は、光ファイバー３を通って近接場光プローブ５に入射する。近接場光プローブ５にレーザー光が入射すると、近接場光プローブ５の先端付近では近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、タンパク質試料８と混合されたマトリクス９に照射される。近接場光７を照射されたマトリクス９がタンパク質試料８とともに気化する際に、タンパク質試料８がイオン化され、タンパク質イオン１０が生成する。生成したタンパク質イオン１０は、吸引口１１を通りサクションチューブ１２に吸引される。サクションチューブ１２に吸引されたタンパク質イオン１０は、吸引制御部３０を通り、質量分析部５０に送られる。質量分析部５０では、タンパク質イオン１０の質量分析が行われる。これにより、紫外線レーザーの波長の幅よりも小さい微小領域のみに近接場光を照射することができ、高い分解能で質量分析を行うことができる。
【００２０】
図３は、本発明のイオン化装置の第２の実施形態を示すものである。図１および図２の実施の形態では紫外線レーザー発振器が設けられていたのに対して、本実施の形態では赤外線レーザー発振器（図示は省略）が設けられている。図３において、イオン化装置は、図示されていない赤外線レーザー発振器に接続された中空光ファイバー１３０、中空光ファイバー１３０の他端に接続された近接場光プローブ５を有し、さらに近接場光プローブ５の近傍にサクションチューブ１２が配置されている。サクションチューブ１２は、図示されていない質量分析部に接続されている。また、近接場光プローブ５の下方には、細胞切片１００が配置され、細胞切片１００は試料ステージ１５０に固定されている。試料ステージ１５０は、図示されていないステージ駆動機構に接続され、ステージ駆動機構は、駆動機構制御部に接続されている。なお、赤外線レーザー発振器、近接場光プローブ５、サクションチューブ１２、細胞切片１００は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段、分析対象をそれぞれ構成する。
【００２１】
本発明の第２の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。赤外線レーザー発振器から放射されたレーザー光は、中空光ファイバー１３０を通って近接場光プローブ５に入射する。レーザー光が入射すると、近接場光プローブ５の先端付近では近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、細胞切片１００に存在するマトリクスに照射される。マトリクスは、細胞切片１００に存在するタンパク質試料と混合されており、マトリクスに近接場光７が照射されてタンパク質試料とともに気化する際に、タンパク質試料がイオン化され、タンパク質イオン１０が生成する。生成したタンパク質イオン１０は、吸引口１１を通りサクションチューブ１２に吸引される。サクションチューブ１２に吸引されたタンパク質イオン１０は、質量分析部に送られる。質量分析部では、タンパク質イオン１０の質量分析が行われる。また、細胞切片１００は、試料ステージ１５０に固定されており、試料ステージ１５０は、ステージ駆動機構により水平方向にスライドできるようになっている。ステージ駆動機構は、駆動機構制御部により制御され、試料ステージ１５０を前後、左右にスライドさせる。これにより、近接場光プローブ５が、細胞切片１００の表面を走査することができる。そして、細胞切片の各位置に存在するタンパク質試料の質量分析を行うことができ、細胞切片のどの部分にどのようなタンパク質が存在するのかを調べることができる。
【００２２】
図４は、本発明のイオン化装置の第３の実施形態を示すものである。本実施形態でも図示は省略するが赤外線レーザー発振器が設けられている。図４において、イオン化装置は、赤外線レーザー発振器からレーザーを受けるミラー２１０および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）プローブ２３０が配置されている。ＡＦＭプローブ２３０には、ピンホール２３５が開けられている。ＡＦＭプローブ２３０の上方にスキマー２５０が配置され、スキマー２５０の先に、図示されていない質量分析部が配置されている。また、ピンホール２３５の下方には細胞試料２８０が配置され、細胞試料２８０は試料ステージ２７０に固定されている。試料ステージ２７０は、図示されていないステージ駆動機構に接続され、ステージ駆動機構は、駆動機構制御部に接続されている。なお、赤外線レーザー発振器、ＡＦＭプローブ２３０、スキマー２５０、細胞試料２８０は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段、分析対象をそれぞれ構成する。
【００２３】
本発明の第３の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。赤外線レーザー発振器から放射されたレーザー光は、ミラー２１０で反射され、ＡＦＭプローブ２３０に入射する。レーザー光が入射したＡＦＭプローブ２３０のピンホール２３５から近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、細胞試料２８０の細胞膜２９０の内部若しくはその表面に存在するマトリクスに照射される。マトリクスは、膜タンパク質試料３００と混合されており、近接場光７がマトリクスに照射されて、膜タンパク質試料３００とともに気化する際に、膜タンパク質試料３００がイオン化され、膜タンパク質イオン３１０が生成する。生成した膜タンパク質イオン３１０は、スキマー２５０に吸引され、スキマー２５０に吸引された膜タンパク質イオン３１０は、質量分析部に送られる。質量分析部では、膜タンパク質イオン３１０の質量分析が行われる。また、細胞試料２８０は、試料ステージ２７０に固定されており、試料ステージ２７０は、ステージ駆動機構により水平方向にスライドできるようになっている。ステージ駆動機構は、駆動機構制御部により制御され、試料ステージ２７０を前後、左右にスライドさせる。これにより、ＡＦＭプローブ２３０が細胞膜２９０の表面を走査することができる。そして、細胞膜の各位置に存在する膜タンパク質試料の質量分析を行うことができ、細胞膜のどの部分にどのような膜タンパク質が存在するのかを調べることができる。
【００２４】
図５は、本発明の微小領域分析装置の実施形態を示す図である。図５において、制御部５００は、駆動機構制御部５２０、分析結果解析部５４０、イメージ化部５５０、記憶部５６０を含むコンピュータにより構成されている。制御部５００は、駆動機構制御部５２０を介して駆動機構５１０に接続され、駆動機構５１０は試料ステージ１５０に接続されている。また、制御部５００は、分析結果解析部５４０を介して質量分析部５０に接続されている。さらに、制御部５００は、駆動機構制御部を介してキーボード５３０に、イメージ化部５５０を介してディスプレイ５７０にそれぞれ接続されている。その他の構成は、図３と同様である。なお、キーボード５３０、駆動機構制御部５２０、質量分析部５０、分析結果解析部５４０、記憶部５６０、イメージ化部５５０、ディスプレイ５７０は、本発明の情報入力手段、駆動機構制御手段、質量分析手段、分析結果解析手段、記憶手段、イメージ化手段、表示手段をそれぞれ構成する。
【００２５】
本発明の微小領域分析装置は上記のように構成されており、以下その作用について説明する。キーボード５５０に走査する細胞切片１００の領域情報が入力され、入力された領域情報が駆動機構制御部５２０に伝達される。ここで、領域とは、細胞切片１００の走査する範囲を意味し、領域は、例えば細胞切片１００が固定された試料ステージ１５０の座標により特定される。駆動機構制御部５２０は、入力された領域情報に基づき、駆動機構５１０により試料ステージ１５０を前後左右にスライドさせる。これと同時に、駆動機構制御部５２０から、試料ステージ１５０の位置情報、即ち、細胞切片１００のどの部分に近接場光７が照射されているかを示す位置情報が、記憶部５６０に伝達される。分析結果解析部５４０は、質量分析部５０から得られた結果を解析して、その解析結果を記憶部５６０に伝達する。記憶部５６０は、位置情報に対応した解析結果を記憶する。イメージ化部５５０では、記憶部５６０に記憶された位置情報および解析結果から、細胞切片１００のどの位置にどのような物質が存在するのかを、例えば、物質ごとに色分けしたプロットとして、画像化する。画像化した結果は、ディスプレイ５７０に表示される。これにより、細胞切片のような微小領域において、どの位置にどのような物質が存在するのかを容易に把握することが可能となる。
【００２６】
本発明に用いられる近接場光発生手段としては、近接場光を発生できるものであれば特に制限はなく、例えば、ＳＮＯＭ用の近接場光プローブ、ＡＦＭプローブ等を用いることができる。プローブの材質としては、ガラスまたは透過性プラスチックをアルミ、フッ化マグネシウムまたは銀等で単層または多層に被覆したもの等をあげることができる。
【００２７】
プローブの構造としては、例えばＳＮＯＭ用のプローブであれば、カンチレバー型、ストレートファイバー型、または微小散乱体型等をあげることができる。これにより、例えば、入射するレーザーの波長が０．１〜１５μｍであっても、レーザー光の回折限界を超えて分析対象上の直径約０．０１〜１μｍの微小領域に近接場光を照射できる。また、ＳＮＯＭ用プローブの場合の近接場光の照射距離は、レーザーの波長の１／２付近となり、ＳＮＯＭ用プローブと分析対象との距離も、この照射距離内とすることとなる。
【００２８】
また、ＡＦＭプローブの場合は、図４に示したようにピンホールを開けたものとなるが、そのピンホールの直径として、例えば０．１μｍ付近のものをあげることができる。これにより、例えば、入射するレーザーの波長が３〜１０μｍであっても、レーザー光の回折限界を超えて分析対象上の直径約０．１〜１μｍの微小領域に近接場光を照射できる。
【００２９】
また、図３、図４で示されるように、レーザーとして赤外線レーザーを用いる場合は、中空でない光ファイバーおよびファイバープローブの他に、中空のものを用いることもできる。これにより、ファイバー内でのレーザーの散乱が抑えられ、少ないエネルギーにより効率的に試料に近接場光を照射することができるようになる。
【００３０】
図６は、本発明に用いるレーザー照射プローブ７００の構造の１例を示す図である。図６において、レーザー照射プローブ７００の先端部７０５は、本体部７０２に比べて細くなっており、かつ、開口している。開口部７０７の直径は、特に制限はなく、レーザーを照射する領域の面積に応じ適宜決定することができる。微小領域にレーザーを照射するという観点からは、開口部７０７の直径は１５μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましく、１μｍ以下がさらに好ましく、０．１μｍ以下が最も好ましい。開口部７０７の直径の下限は特にないが、加工のしやすさという観点からは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。また他の観点から、開口部の直径は、プローブに入射するレーザーの波長よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
そして、図１〜３、図５において、近接場光プローブ５に代えてレーザー照射プローブ７００を用いることにより、本発明の他の実施形態を示すものとなる。この場合、例えば、入射するレーザーの波長が０．１〜１５μｍであれば、０．１〜１５μｍの微小領域にレーザーを照射できる。そして、レーザー照射プローブ７００を用いることにより、上記の近接場光プローブ５を用いた場合に比べ、照射距離を長くすることができ、また、照射するレーザーのエネルギーを大きくすることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明で走査する分析対象としては、特に制限はないが、細胞切片や細胞膜が好適な例としてあげることができる。走査の方法としては、上記の図３〜図５に示したように、分析対象を固定した試料ステージをスライドさせて走査することのほか、試料ステージを固定して近接場光プローブなどの近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを移動させて走査することも可能である。また、試料ステージ、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブの双方を移動させてもよい。試料ステージとしては、分析対象を固定できるものであれば特に制限はないが、細胞切片や細胞膜を走査する場合には、細胞の形状を一定に保つという観点から、極低温、例えば４Ｋ付近の温度に保つことができるものが好ましい。
【００３３】
次に、本発明に用いる近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を制御する方法について説明する。近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を制御する方法としては、特に制限はなく、近接場光若しくはレーザーが照射される距離以内に置くことができればいずれの方法を用いてもよい。例えば、分析対象の厚みをあらかじめ測定しておいて、その厚みに応じて近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを近接場光若しくはレーザーが照射される距離以内に固定して所定の距離に置くことができる。また、近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との間に働く原子間力を検出し、この原子間力が所定の値となるように近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を置く方法を用いてもよい。即ち、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の原理を応用し、光てこやチューニングフォークを用いて近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを分析対象に接触させることなく、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を検知し、その距離を所定の値に置くことができる。さらに、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを一旦接触させ、その接触した状態から近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを所定の距離だけ離すことにより、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離に置くことができる。この場合、例えば、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブのたわみを光てこを用いて検出すること、または、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブに取り付けたチューニングフォーク等の圧力センサーにより接触の有無を検出すること等により、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象が接触したことを検出することができる。
【００３４】
本発明のいずれの実施態様においても、レーザー放出手段としては、レーザーを放出できるものであれば特に制限はない。例えば、細胞切片や細胞膜のタンパク質を分析する場合には、タンパク質試料を損傷させにくいという観点から、赤外線レーザーが好ましい。
【００３５】
また、本発明に用いられるマトリクスとしては、近接場光若しくはレーザーにより試料とともに気化して試料をイオン化できるものであれば特に制限はない。例えば、桂皮酸誘導体等通常のＭＡＬＤＩに用いられるものと同様のものを用いることができ、また、細胞切片や細胞膜のタンパク質を分析する場合には、細胞を変質させにくいという観点から、グリセロールが好ましく用いられる。
【００３６】
本発明に用いられる試料移送手段としては、試料を質量分析手段に送ることができるものであれば特に制限はないが、例えば、上記の実施の形態で示したように引圧により吸引するサクションチューブや、電気的に吸引するスキマーなどをあげることができる。なお、試料移動手段を用いずに、試料を直接質量分析手段に導入しても差し支えない。
【００３７】
本発明におけるイオン化の気圧は、特に制限はなく、通常のＭＡＬＤＩと同様に真空下で行うこともでき、また常圧下若しくは低圧下で行うこともできる。細胞切片や細胞膜を分析する場合には、細胞やタンパク質の損傷が少なく、また、生成したイオンが壊れにくいという観点から、常圧下若しくは低圧下で行うことが好ましい。なお、ここで低圧下とは、細胞等の試料が損傷しにくい圧力であれば特に制限はないが、例えば０．１〜１００Ｐａの圧力を挙げることができる。
【００３８】
本発明に用いられる質量分析部としては、質量分析ができるものであれば特に制限はないが、例えば、飛行時間型質量分析計、四重極形質量分析計、タンデムマス分析計などがあげられ、その目的に応じて適宜選択して用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、質量分析装置を用いて、試料を過度に損傷することなく微小領域における分析を高い分解能で行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図２】図２は、本発明のイオン化装置および質量分析装置の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図４】図４は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図５】図５は、本発明の微小領域分析装置の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明に用いるレーザー照射プローブを示す図である。
【符号の説明】
１ 紫外線レーザー発振器
５ 近接場光プローブ
１２ サクションチューブ
５０ 質量分析部
８０ イオン化装置
９０ 質量分析装置
１１０ 赤外線レーザー発振器
２３０ ＡＦＭプローブ
２５０ スキマー
５００ 制御部
５１０ 駆動機構
５２０ 駆動機構制御部
５３０ キーボード
５４０ 分析結果解析部
５５０ イメージ化部
５６０ 記憶部
５７０ ディスプレイ
７００ レーザー照射プローブ
７０７ 開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小領域において高い分解能で分析ができる装置および方法に関する。さらに詳しくは、試料を混合したマトリクスへの近接場光若しくはプローブを用いたレーザーの照射により試料をイオン化するイオン化装置およびイオン化方法、並びにこのイオン化装置を備えた質量分析装置および微小領域分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリクス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）質量分析装置は、タンパク質などのイオン化しにくい分子をイオン化して質量分析ができる点で、有用性が高いものである。質量分析装置は、通常微量の試料を感度よく検出する目的で用いられるが、顕微鏡のように微小領域の観察に用いられることは一般的ではない。ＭＡＬＤＩ質量分析装置を利用して微小領域を観察したものとしては、脳細胞切片のイメージングを行った例が知られている（非特許文献１〜４参照）。
一方、近接場光を用いた技術は、走査型近接場光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）に応用されており、光の回折限界を超える高い分解能を有する光学顕微鏡を実現している。
【０００３】
そして、近接場光を質量分析に応用した例としては、紫外線レーザーを近接場光プローブに入射して発生した近接場光を照射してトリアザン化合物を分解し、その分解物である窒素分子を質量分析により測定した例が知られている（非特許文献５参照）。
【０００４】
【非特許文献１】Ｃａｐｒｉｏｌｉ，Ｒ．Ｍ． ｅｔ ａｌ．、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．、１９９７、６９、４７５１−４７６０
【非特許文献２】Ｓｔｏｅｃｋｌｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ．Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍ，１９９９，１０，６７−７１
【非特許文献３】Ｃｈａｕｒａｎｄ，Ｐ． ｅｔ ａｌ．，Ａｎａｌ． Ｃｈｅｍ．，１９９９，７１，５２６３−５２７０
【非特許文献４】Ｓｔｏｅｃｋｌｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．，ＮＡＴＵＲＥ ＭＥＤＩＣＩＮＥ，２００１、７、４９３
【非特許文献５】Ｓｔｏｅｃｌｅ，Ｒ．ｅｔ ａｌ．、Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．、２００１年、７３巻、ｐ１９９９−１４０２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、通常のＭＡＬＤＩでは、レーザーをレンズによって集光してマトリクスに照射しているため、集光できるレーザーの直径は、光の回折限界によってレーザーの波長の１／２に制限されてしまう。このため、波長と同程度または波長の１／２以下の領域にレーザーを照射して試料をイオン化することはできなかった。そして、非特許文献１〜４に記載された測定方法では、その分解能が２５μｍ程度と低いものであった。
【０００６】
これらの分解能を向上させる方法としては、照射するレーザーの波長を短くすることが考えられるが、通常のＭＡＬＤＩでは紫外線レーザーを用いており、波長を短くするには限界があった。また、紫外線レーザーは、エネルギーが高いため、タンパク質等の試料を損傷するという問題もあった。
【０００７】
一方、ＳＮＯＭを用いた場合には、光学顕微鏡から得られる情報のみでは、分析対象の微小領域にどのような物質が存在するのかを測定することは事実上不可能であった。
【０００８】
また、非特許文献５に記載されたものは、分析対象物が合成化合物であり、しかも分析対象を窒素分子にまで分解するものであるため、タンパク質等の質量分析にそのまま用いることができない。
【０００９】
従って、微小領域において試料を過度に損傷することなく、高い分解能で質量分析を行う技術が求められていた。
本発明の目的は、質量分析装置を用いて、試料を過度に損傷することなく微小領域における分析を高い分解能で行うための装置および方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、近接場光若しくはプローブを用いたレーザー照射をＭＡＬＤＩに応用することにより上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーが入射されて近接場光を発生させる近接場光発生手段とを備え、前記近接場光発生手段から発生した近接場光をマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置に関する。
【００１２】
また、本発明は、レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーを誘導する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に接続されたレーザー照射プローブとを備え、前記レーザー照射プローブから放射されたレーザーをマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置に関する。
【００１３】
また、本発明は、マトリクスに近接場光を照射することによりマトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置およびイオン化方法に関する。
【００１４】
さらに、本発明は、上記イオン化装置を備えた質量分析装置に関する。
【００１５】
また、本発明は、上記イオン化装置と、走査する分析対象の領域情報を入力する情報入力手段と、
前記領域情報に基づき駆動機構を制御する駆動機構制御手段と、
質量分析手段と、
前記質量分析手段から得られた結果を解析する分析結果解析手段と、
前記駆動機構制御手段から伝達される位置情報および前記分析結果解析手段から得られる解析結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記位置情報および前記解析結果からイメージングを行うイメージ化手段と、
イメージ化した結果を表示する表示手段と、
を備えた微小領域分析装置に関する。
【００１６】
さらに、本発明は、上記イオン化装置を用いて試料をイオン化する方法において、
近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離に置く工程、および
近接場光、若しくはレーザー照射プローブから放射されたレーザー、を分析対象に照射する工程、
を含む、試料をイオン化する方法に関する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明において、近接場光とは、照射対象に光を照射したときに照射対象表面付近に発生し、その表面に沿ってのみ伝播する光、および、屈折率の高い媒質から低い媒質に臨界角位上の角度で光を導入したときに、低屈折率の媒質側に浸透する非伝播性の光（いわゆるエバネッセント光）、のいずれをも含むものである。
また、本発明において、微小領域とは、直径１５μｍ以下の領域を意味する。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの図面に限定されるものではない。
図１、図２は、本発明のイオン化装置の第１の実施形態を示すものである。図１、図２において、イオン化装置は、紫外線レーザー発振器１、紫外線レーザー発振器１に接続された光ファイバー３、光ファイバー３の他端に接続された近接場光プローブ５を有し、さらに近接場光プローブ５の近傍にサクションチューブ１２が配置されている。サクションチューブ１２は吸引制御部３０に接続され、吸引制御部３０は質量分析部５０に接続されている。また、近接場光プローブ５の下方に、マトリクス９と混合したタンパク質試料８が配置されている。なお、紫外線レーザー発振器１、近接場光プローブ５、サクションチューブ１２は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段をそれぞれ構成する。
【００１９】
本発明の第１の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。紫外線レーザー発振器１から放射されたレーザー光は、光ファイバー３を通って近接場光プローブ５に入射する。近接場光プローブ５にレーザー光が入射すると、近接場光プローブ５の先端付近では近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、タンパク質試料８と混合されたマトリクス９に照射される。近接場光７を照射されたマトリクス９がタンパク質試料８とともに気化する際に、タンパク質試料８がイオン化され、タンパク質イオン１０が生成する。生成したタンパク質イオン１０は、吸引口１１を通りサクションチューブ１２に吸引される。サクションチューブ１２に吸引されたタンパク質イオン１０は、吸引制御部３０を通り、質量分析部５０に送られる。質量分析部５０では、タンパク質イオン１０の質量分析が行われる。これにより、紫外線レーザーの波長の幅よりも小さい微小領域のみに近接場光を照射することができ、高い分解能で質量分析を行うことができる。
【００２０】
図３は、本発明のイオン化装置の第２の実施形態を示すものである。図１および図２の実施の形態では紫外線レーザー発振器が設けられていたのに対して、本実施の形態では赤外線レーザー発振器（図示は省略）が設けられている。図３において、イオン化装置は、図示されていない赤外線レーザー発振器に接続された中空光ファイバー１３０、中空光ファイバー１３０の他端に接続された近接場光プローブ５を有し、さらに近接場光プローブ５の近傍にサクションチューブ１２が配置されている。サクションチューブ１２は、図示されていない質量分析部に接続されている。また、近接場光プローブ５の下方には、細胞切片１００が配置され、細胞切片１００は試料ステージ１５０に固定されている。試料ステージ１５０は、図示されていないステージ駆動機構に接続され、ステージ駆動機構は、駆動機構制御部に接続されている。なお、赤外線レーザー発振器、近接場光プローブ５、サクションチューブ１２、細胞切片１００は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段、分析対象をそれぞれ構成する。
【００２１】
本発明の第２の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。赤外線レーザー発振器から放射されたレーザー光は、中空光ファイバー１３０を通って近接場光プローブ５に入射する。レーザー光が入射すると、近接場光プローブ５の先端付近では近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、細胞切片１００に存在するマトリクスに照射される。マトリクスは、細胞切片１００に存在するタンパク質試料と混合されており、マトリクスに近接場光７が照射されてタンパク質試料とともに気化する際に、タンパク質試料がイオン化され、タンパク質イオン１０が生成する。生成したタンパク質イオン１０は、吸引口１１を通りサクションチューブ１２に吸引される。サクションチューブ１２に吸引されたタンパク質イオン１０は、質量分析部に送られる。質量分析部では、タンパク質イオン１０の質量分析が行われる。また、細胞切片１００は、試料ステージ１５０に固定されており、試料ステージ１５０は、ステージ駆動機構により水平方向にスライドできるようになっている。ステージ駆動機構は、駆動機構制御部により制御され、試料ステージ１５０を前後、左右にスライドさせる。これにより、近接場光プローブ５が、細胞切片１００の表面を走査することができる。そして、細胞切片の各位置に存在するタンパク質試料の質量分析を行うことができ、細胞切片のどの部分にどのようなタンパク質が存在するのかを調べることができる。
【００２２】
図４は、本発明のイオン化装置の第３の実施形態を示すものである。本実施形態でも図示は省略するが赤外線レーザー発振器が設けられている。図４において、イオン化装置は、赤外線レーザー発振器からレーザーを受けるミラー２１０および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）プローブ２３０が配置されている。ＡＦＭプローブ２３０には、ピンホール２３５が開けられている。ＡＦＭプローブ２３０の上方にスキマー２５０が配置され、スキマー２５０の先に、図示されていない質量分析部が配置されている。また、ピンホール２３５の下方には細胞試料２８０が配置され、細胞試料２８０は試料ステージ２７０に固定されている。試料ステージ２７０は、図示されていないステージ駆動機構に接続され、ステージ駆動機構は、駆動機構制御部に接続されている。なお、赤外線レーザー発振器、ＡＦＭプローブ２３０、スキマー２５０、細胞試料２８０は、本発明のレーザー放出手段、近接場光発生手段、試料移送手段、分析対象をそれぞれ構成する。
【００２３】
本発明の第３の実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。赤外線レーザー発振器から放射されたレーザー光は、ミラー２１０で反射され、ＡＦＭプローブ２３０に入射する。レーザー光が入射したＡＦＭプローブ２３０のピンホール２３５から近接場光７が発生する。発生した近接場光７は、細胞試料２８０の細胞膜２９０の内部若しくはその表面に存在するマトリクスに照射される。マトリクスは、膜タンパク質試料３００と混合されており、近接場光７がマトリクスに照射されて、膜タンパク質試料３００とともに気化する際に、膜タンパク質試料３００がイオン化され、膜タンパク質イオン３１０が生成する。生成した膜タンパク質イオン３１０は、スキマー２５０に吸引され、スキマー２５０に吸引された膜タンパク質イオン３１０は、質量分析部に送られる。質量分析部では、膜タンパク質イオン３１０の質量分析が行われる。また、細胞試料２８０は、試料ステージ２７０に固定されており、試料ステージ２７０は、ステージ駆動機構により水平方向にスライドできるようになっている。ステージ駆動機構は、駆動機構制御部により制御され、試料ステージ２７０を前後、左右にスライドさせる。これにより、ＡＦＭプローブ２３０が細胞膜２９０の表面を走査することができる。そして、細胞膜の各位置に存在する膜タンパク質試料の質量分析を行うことができ、細胞膜のどの部分にどのような膜タンパク質が存在するのかを調べることができる。
【００２４】
図５は、本発明の微小領域分析装置の実施形態を示す図である。図５において、制御部５００は、駆動機構制御部５２０、分析結果解析部５４０、イメージ化部５５０、記憶部５６０を含むコンピュータにより構成されている。制御部５００は、駆動機構制御部５２０を介して駆動機構５１０に接続され、駆動機構５１０は試料ステージ１５０に接続されている。また、制御部５００は、分析結果解析部５４０を介して質量分析部５０に接続されている。さらに、制御部５００は、駆動機構制御部を介してキーボード５３０に、イメージ化部５５０を介してディスプレイ５７０にそれぞれ接続されている。その他の構成は、図３と同様である。なお、キーボード５３０、駆動機構制御部５２０、質量分析部５０、分析結果解析部５４０、記憶部５６０、イメージ化部５５０、ディスプレイ５７０は、本発明の情報入力手段、駆動機構制御手段、質量分析手段、分析結果解析手段、記憶手段、イメージ化手段、表示手段をそれぞれ構成する。
【００２５】
本発明の微小領域分析装置は上記のように構成されており、以下その作用について説明する。キーボード５５０に走査する細胞切片１００の領域情報が入力され、入力された領域情報が駆動機構制御部５２０に伝達される。ここで、領域とは、細胞切片１００の走査する範囲を意味し、領域は、例えば細胞切片１００が固定された試料ステージ１５０の座標により特定される。駆動機構制御部５２０は、入力された領域情報に基づき、駆動機構５１０により試料ステージ１５０を前後左右にスライドさせる。これと同時に、駆動機構制御部５２０から、試料ステージ１５０の位置情報、即ち、細胞切片１００のどの部分に近接場光７が照射されているかを示す位置情報が、記憶部５６０に伝達される。分析結果解析部５４０は、質量分析部５０から得られた結果を解析して、その解析結果を記憶部５６０に伝達する。記憶部５６０は、位置情報に対応した解析結果を記憶する。イメージ化部５５０では、記憶部５６０に記憶された位置情報および解析結果から、細胞切片１００のどの位置にどのような物質が存在するのかを、例えば、物質ごとに色分けしたプロットとして、画像化する。画像化した結果は、ディスプレイ５７０に表示される。これにより、細胞切片のような微小領域において、どの位置にどのような物質が存在するのかを容易に把握することが可能となる。
【００２６】
本発明に用いられる近接場光発生手段としては、近接場光を発生できるものであれば特に制限はなく、例えば、ＳＮＯＭ用の近接場光プローブ、ＡＦＭプローブ等を用いることができる。プローブの材質としては、ガラスまたは透過性プラスチックをアルミ、フッ化マグネシウムまたは銀等で単層または多層に被覆したもの等をあげることができる。
【００２７】
プローブの構造としては、例えばＳＮＯＭ用のプローブであれば、カンチレバー型、ストレートファイバー型、または微小散乱体型等をあげることができる。これにより、例えば、入射するレーザーの波長が０．１〜１５μｍであっても、レーザー光の回折限界を超えて分析対象上の直径約０．０１〜１μｍの微小領域に近接場光を照射できる。また、ＳＮＯＭ用プローブの場合の近接場光の照射距離は、レーザーの波長の１／２付近となり、ＳＮＯＭ用プローブと分析対象との距離も、この照射距離内とすることとなる。
【００２８】
また、ＡＦＭプローブの場合は、図４に示したようにピンホールを開けたものとなるが、そのピンホールの直径として、例えば０．１μｍ付近のものをあげることができる。これにより、例えば、入射するレーザーの波長が３〜１０μｍであっても、レーザー光の回折限界を超えて分析対象上の直径約０．１〜１μｍの微小領域に近接場光を照射できる。
【００２９】
また、図３、図４で示されるように、レーザーとして赤外線レーザーを用いる場合は、中空でない光ファイバーおよびファイバープローブの他に、中空のものを用いることもできる。これにより、ファイバー内でのレーザーの散乱が抑えられ、少ないエネルギーにより効率的に試料に近接場光を照射することができるようになる。
【００３０】
図６は、本発明に用いるレーザー照射プローブ７００の構造の１例を示す図である。図６において、レーザー照射プローブ７００の先端部７０５は、本体部７０２に比べて細くなっており、かつ、開口している。開口部７０７の直径は、特に制限はなく、レーザーを照射する領域の面積に応じ適宜決定することができる。微小領域にレーザーを照射するという観点からは、開口部７０７の直径は１５μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましく、１μｍ以下がさらに好ましく、０．１μｍ以下が最も好ましい。開口部７０７の直径の下限は特にないが、加工のしやすさという観点からは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。また他の観点から、開口部の直径は、プローブに入射するレーザーの波長よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
そして、図１〜３、図５において、近接場光プローブ５に代えてレーザー照射プローブ７００を用いることにより、本発明の他の実施形態を示すものとなる。この場合、例えば、入射するレーザーの波長が０．１〜１５μｍであれば、０．１〜１５μｍの微小領域にレーザーを照射できる。そして、レーザー照射プローブ７００を用いることにより、上記の近接場光プローブ５を用いた場合に比べ、照射距離を長くすることができ、また、照射するレーザーのエネルギーを大きくすることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明で走査する分析対象としては、特に制限はないが、細胞切片や細胞膜が好適な例としてあげることができる。走査の方法としては、上記の図３〜図５に示したように、分析対象を固定した試料ステージをスライドさせて走査することのほか、試料ステージを固定して近接場光プローブなどの近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを移動させて走査することも可能である。また、試料ステージ、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブの双方を移動させてもよい。試料ステージとしては、分析対象を固定できるものであれば特に制限はないが、細胞切片や細胞膜を走査する場合には、細胞の形状を一定に保つという観点から、極低温、例えば４Ｋ付近の温度に保つことができるものが好ましい。
【００３３】
次に、本発明に用いる近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を制御する方法について説明する。近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を制御する方法としては、特に制限はなく、近接場光若しくはレーザーが照射される距離以内に置くことができればいずれの方法を用いてもよい。例えば、分析対象の厚みをあらかじめ測定しておいて、その厚みに応じて近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを近接場光若しくはレーザーが照射される距離以内に固定して所定の距離に置くことができる。また、近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との間に働く原子間力を検出し、この原子間力が所定の値となるように近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を置く方法を用いてもよい。即ち、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の原理を応用し、光てこやチューニングフォークを用いて近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを分析対象に接触させることなく、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を検知し、その距離を所定の値に置くことができる。さらに、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを一旦接触させ、その接触した状態から近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブを所定の距離だけ離すことにより、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離に置くことができる。この場合、例えば、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブのたわみを光てこを用いて検出すること、または、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブに取り付けたチューニングフォーク等の圧力センサーにより接触の有無を検出すること等により、近接場光照射手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象が接触したことを検出することができる。
【００３４】
本発明のいずれの実施態様においても、レーザー放出手段としては、レーザーを放出できるものであれば特に制限はない。例えば、細胞切片や細胞膜のタンパク質を分析する場合には、タンパク質試料を損傷させにくいという観点から、赤外線レーザーが好ましい。
【００３５】
また、本発明に用いられるマトリクスとしては、近接場光若しくはレーザーにより試料とともに気化して試料をイオン化できるものであれば特に制限はない。例えば、桂皮酸誘導体等通常のＭＡＬＤＩに用いられるものと同様のものを用いることができ、また、細胞切片や細胞膜のタンパク質を分析する場合には、細胞を変質させにくいという観点から、グリセロールが好ましく用いられる。
【００３６】
本発明に用いられる試料移送手段としては、試料を質量分析手段に送ることができるものであれば特に制限はないが、例えば、上記の実施の形態で示したように引圧により吸引するサクションチューブや、電気的に吸引するスキマーなどをあげることができる。なお、試料移動手段を用いずに、試料を直接質量分析手段に導入しても差し支えない。
【００３７】
本発明におけるイオン化の気圧は、特に制限はなく、通常のＭＡＬＤＩと同様に真空下で行うこともでき、また常圧下若しくは低圧下で行うこともできる。細胞切片や細胞膜を分析する場合には、細胞やタンパク質の損傷が少なく、また、生成したイオンが壊れにくいという観点から、常圧下若しくは低圧下で行うことが好ましい。なお、ここで低圧下とは、細胞等の試料が損傷しにくい圧力であれば特に制限はないが、例えば０．１〜１００Ｐａの圧力を挙げることができる。
【００３８】
本発明に用いられる質量分析部としては、質量分析ができるものであれば特に制限はないが、例えば、飛行時間型質量分析計、四重極形質量分析計、タンデムマス分析計などがあげられ、その目的に応じて適宜選択して用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、質量分析装置を用いて、試料を過度に損傷することなく微小領域における分析を高い分解能で行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図２】図２は、本発明のイオン化装置および質量分析装置の概略構成図である。
【図３】図３は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図４】図４は、本発明のイオン化装置の近接場プローブ付近の拡大図である。
【図５】図５は、本発明の微小領域分析装置の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明に用いるレーザー照射プローブを示す図である。
【符号の説明】
１ 紫外線レーザー発振器
５ 近接場光プローブ
１２ サクションチューブ
５０ 質量分析部
８０ イオン化装置
９０ 質量分析装置
１１０ 赤外線レーザー発振器
２３０ ＡＦＭプローブ
２５０ スキマー
５００ 制御部
５１０ 駆動機構
５２０ 駆動機構制御部
５３０ キーボード
５４０ 分析結果解析部
５５０ イメージ化部
５６０ 記憶部
５７０ ディスプレイ
７００ レーザー照射プローブ
７０７ 開口部
Claims (22)
- レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーが入射されて近接場光を発生させる近接場光発生手段とを備え、前記近接場光発生手段から発生した近接場光をマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置。
- 前記近接場光発生手段が近接場光プローブである請求項１に記載のイオン化装置。
- 前記レーザーが赤外線レーザーである請求項１または２に記載のイオン化装置。
- 前記近接場光に分析対象を走査させる走査手段をさらに含む請求項１ないし３のいずれかに記載のイオン化装置。
- マトリクスに近接場光を照射することによりマトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置。
- 前記近接場光が近接場光プローブにより照射される請求項５に記載のイオン化装置。
- 前記近接場光が赤外線レーザーを近接場光プローブに入射することにより得られる近接場光である請求項５または６に記載のイオン化装置。
- 前記近接場光に分析対象を走査させることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のイオン化装置。
- レーザー放射手段と、前記レーザー放射手段から放射されたレーザーを誘導する光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に接続されたレーザー照射プローブとを備え、前記レーザー照射プローブから放射されたレーザーをマトリクスに照射することにより、マトリクスと混合された試料をイオン化するイオン化装置。
- 前記レーザー照射プローブが、直径０．０１〜１５μｍの開口部を有する請求項９に記載のイオン化装置。
- 前記レーザー照射プローブが、前記レーザーの波長よりも小さい直径の開口部を有する請求項９または１０に記載のイオン化装置。
- 前記レーザーが赤外線レーザーである請求項９ないし１１のいずれかに記載のイオン化装置。
- 前記レーザー照射プローブに分析対象を走査させる走査手段をさらに含む請求項９ないし１２のいずれかに記載のイオン化装置。
- 前記分析対象が細胞膜または細胞切片である請求項４、８または１３のいずれかに記載のイオン化装置。
- 前記イオン化が常圧下または低圧下においてされる請求項１ないし１４のいずれかに記載のイオン化装置。
- イオン化した試料を質量分析手段に送る試料移送手段をさらに備えた請求項１ないし１５のいずれかに記載のイオン化装置。
- 請求項１ないし１６のいずれかに記載のイオン化装置を備えた質量分析装置。
- 請求項１ないし１６のいずれかに記載のイオン化装置と、
走査する分析対象の領域情報を入力する情報入力手段と、
前記領域情報に基づき駆動機構を制御する駆動機構制御手段と、
質量分析手段と、
前記質量分析手段から得られた結果を解析する分析結果解析手段と、
前記駆動機構制御手段から伝達される位置情報および前記分析結果解析手段から得られる解析結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記位置情報および前記解析結果からイメージングを行うイメージ化手段と、
イメージ化した結果を表示する表示手段と、
を備えた微小領域分析装置。 - 請求項１ないし１６のいずれかに記載のイオン化装置を用いて試料をイオン化する方法において、
近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離に置く工程、および
近接場光、若しくはレーザー照射プローブから放射されたレーザー、を分析対象に照射する工程、
を含む、試料をイオン化する方法。 - 前記所定の距離に置く工程が、
近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との間に働く原子間力を検出する工程、および
前記検出した原子間力が所定の値となるように近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象との距離を置く工程、
を含む、請求項１９に記載の方法。 - 前記所定の距離に置く工程が、
近接場光発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを接触させる工程、および
前記接触した状態から近接場発生手段若しくはレーザー照射プローブと分析対象とを所定の距離だけ離す工程、
を含む、請求項１９に記載の方法。 - マトリクスに近接場光を照射することによりマトリクスと混合された試料をイオン化する方法。
Priority Applications (2)
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