JP2009236489A - Sample target used in mass analyzing method, its manufacturing method and mass analyzer using sample target - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sample target which enhances the measuring sensitivity of a low-molecular compound and is able to ionize a substance with a high-molecular weight of above 30,000 in mass analysis enabling the ionization of a sample without using a matrix, its manufacturing method and a mass analyzer using the sample target. <P>SOLUTION: The sample target is used for holding the sample when the sample is ionized by the irradiation with a laser beam to perform mass analysis and has a surface, which receives the irradiation with the laser beam and has a plurality of recessed parts repeatedly formed thereto, as a sample holding surface. The surface of the sample holding surface excepting a part of the inner surfaces of the recessed parts is covered with a metal and/or a semiconductor and a part uncovered with the metal and/or the semiconductor is present on the inner surfaces of the recessed parts. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、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に関するものであり、特に、マトリックスを用いない場合においても高分子量の試料のイオン化を可能とす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とに関するものである。   The present invention relates to a sample target used for mass spectrometry, a method for producing the same, and a mass spectrometer using the sample target, and particularly enables ionization of a high molecular weight sample even when a matrix is not used. The present invention relates to a sample target to be manufactured, a manufacturing method thereof, and a mass spectrometer using the sample target.

質量分析法は、試料をイオン化し、試料あるいは試料のフラグメントイオンの質量と電荷の比(以下、m/z値と表記する)を測定し、試料の分子量を調べる分析法である。その中でも、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI:Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry)法は、マトリックスと呼ばれる低分子量の有機化合物と試料とを混合し、さらにレーザーを照射することにより、当該試料をイオン化する方法である。この方法では、マトリックスが吸収したレーザーのエネルギーを試料に伝えることになるので、試料を良好にイオン化することができる。   The mass spectrometry is an analysis method in which a sample is ionized, the ratio of the mass of the sample or fragment ions of the sample and the charge (hereinafter referred to as m / z value) is measured, and the molecular weight of the sample is examined. Among them, the matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI) method mixes a sample with a low molecular weight organic compound called a matrix and irradiates the sample with a laser. This is a method of ionizing the. In this method, the energy of the laser absorbed by the matrix is transmitted to the sample, so that the sample can be ionized well.

MALDI法は、熱に不安定な物質や高分子量物質をイオン化することが可能であり、他のイオン化技術と比較しても試料を「ソフトに」イオン化できる。それゆえ、この方法は、生体高分子や、内分泌攪乱物質、合成高分子、金属錯体など様々な物質の質量分析に広く用いられている。   The MALDI method can ionize a thermally unstable substance or a high molecular weight substance, and can ionize a sample “softly” as compared with other ionization techniques. Therefore, this method is widely used for mass spectrometry of various substances such as biopolymers, endocrine disruptors, synthetic polymers, and metal complexes.

しかしながら、上記MALDI法では、有機化合物のマトリックスを用いるために、当該マトリックスに由来する関連イオンにより、試料イオンの解析が困難となることがある。具体的には、有機化合物のマトリックスを用いると、このマトリックス分子のイオン、マトリックス分子が水素結合で結合したクラスターのイオン、マトリックス分子が分解して生成するフラグメントイオン等のマトリックス関連イオンが観測されるため、試料イオンの解析が困難になる場合が多い。   However, since the MALDI method uses a matrix of an organic compound, it may be difficult to analyze sample ions due to related ions derived from the matrix. Specifically, when an organic compound matrix is used, matrix-related ions such as ions of the matrix molecules, ions of clusters in which the matrix molecules are bonded by hydrogen bonds, and fragment ions generated by decomposition of the matrix molecules are observed. Therefore, it is often difficult to analyze sample ions.

そこで、従来から、上記マトリックス関連イオンの妨害を避けるための技術が種々提案されている。具体的には、マトリックス関連イオンを生成させないように,マトリックス分子を固定する技術として、例えば、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸やシンナムアミドなどのマトリックスをセファロースのビーズに固定する技術、ターゲットである金の表面に、マトリックスであるメチル−N−(4−メルカプトフェニル−カーバメート)の自己組織化単分子膜を形成する技術、ゾルゲル法により、マトリックスである2,5−ジヒドロキシ安息香酸(DHB)をシリコンポリマーシート中に固定する技術等が知られている。しかしながら、上記のようにマトリックス分子を固定する方法は、検出感度や耐久性が実用上十分ではないという問題が生ずる。また、検出時には、フラグメントイオンによるノイズを回避できないという問題もある。   Therefore, conventionally, various techniques for avoiding the interference of the matrix-related ions have been proposed. Specifically, as a technique for immobilizing matrix molecules so as not to generate matrix-related ions, for example, a technique for immobilizing a matrix such as α-cyano-4-hydroxycinnamic acid or cinnamamide on Sepharose beads, a target A technique of forming a self-assembled monolayer of methyl-N- (4-mercaptophenyl-carbamate) as a matrix on the surface of a certain gold, by a sol-gel method, 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) as a matrix A technique for fixing the resin in a silicon polymer sheet is known. However, the method of immobilizing matrix molecules as described above has a problem that the detection sensitivity and durability are not sufficient in practice. Also, there is a problem that noise due to fragment ions cannot be avoided during detection.

そこで、最近では、マトリックスを用いない技術が提案されている。具体的には、多穴性の表面を有する半導体基板(文献中では、porous light-absorbing semiconductor substrateと記載)を試料ターゲットとして用いる技術が開示されている(例えば、特許文献1等参照。)。この試料ターゲットは、半導体基板における試料保持面を、多穴性(porous)構造すなわち微細な凹凸構造となるように加工している。同文献では、このような試料保持面に試料を塗布し、当該試料にレーザー光を照射すると、マトリックスが無くても高分子量の物質がイオン化されると報告している。この方法は、DIOS(Desorption/Ionization on Porous Silicon)法と名付けられている。   Therefore, recently, a technique that does not use a matrix has been proposed. Specifically, a technique using a semiconductor substrate having a multi-hole surface (described as a porous light-absorbing semiconductor substrate in the literature) as a sample target is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this sample target, the sample holding surface of the semiconductor substrate is processed to have a porous structure, that is, a fine uneven structure. This document reports that when a sample is applied to such a sample holding surface and the sample is irradiated with laser light, a high molecular weight substance is ionized without a matrix. This method is named DIOS (Desorption / Ionization on Porous Silicon) method.

また、マトリックスを用いない場合もイオン化を可能とする技術として、本発明者らは、リソグラフィー法により作製したナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細で規則的な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットや、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を金属で被覆した試料保持面を備えている試料ターゲットによれば、従来のマトリックスを用いない技術と比較して、イオン化効率の向上およびより安定なイオン化が可能であることを見出している(例えば特許文献2等参照。)。なお、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットを用いて、マトリックスを用いないで試料をイオン化する方法は、「表面支援レーザー脱離イオン化質量分析法(SALDI)」と称されている。   In addition, as a technique that enables ionization even when a matrix is not used, the present inventors have developed a surface having a fine and regular concavo-convex structure on the order of nanometers to several tens of micrometers produced by lithography. And a sample target having a sample holding surface in which a surface having a fine concavo-convex structure on the order of nanometers to several tens of micrometers is coated with a metal. In comparison, it has been found that ionization efficiency can be improved and more stable ionization is possible (see, for example, Patent Document 2). Note that a method of ionizing a sample without using a matrix using a sample target having a surface having a concavo-convex structure on the order of nanometers to several tens of micrometers as a sample holding surface is described in “Surface-Assisted Laser Desorption / Ionization Mass”. Analysis method (SALDI) ".

さらに、本発明者らは、サブマイクロメートルオーダーの凹凸構造を有する種々の材質からなる表面を試料保持面として備えている試料ターゲットについて検討を行っており、かかる材質の一つとして、ポーラスアルミナを金や白金で被覆した試料保持面を用いる場合にもマトリックスを用いずにイオン化が可能であることを見出している(例えば、非特許文献1等参照。)。   Furthermore, the present inventors have examined a sample target having a surface made of various materials having a concavo-convex structure on the order of submicrometers as a sample holding surface. As one of such materials, porous alumina is used. It has also been found that ionization is possible without using a matrix even when a sample holding surface coated with gold or platinum is used (see, for example, Non-Patent Document 1).

また、本発明者らは、レーザー光の照射を受ける表面に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットにおいて、当該細孔の細孔径が30nm以上5μm未満、且つ、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下で、当該試料保持面の表面が金属および/または半導体で被覆されている試料ターゲットを用いることにより、マトリックスを用いずに、分子量が10000を超える試料のイオン化が可能であることを見出している(例えば、特許文献3等参照。)。
米国特許第6288390号明細書(2001年9月11日公開) 国際公開第2005/083418号パンフレット(2005年9月9日公開) 国際公開第2007/046162号パンフレット(2007年4月26日公開) Shoji Okuno, Ryuichi Arakawa, Kazumasa Okamoto, Yoshinori Matsui, Shu Seki, Takahiro Kozawa, Seiichi Tagawa, Yoshinao Wada, Matrix-free laser desorption/ionization of peptides on sub-micrometer structures: Grooves on silicon and metal-coated porous alumina, 53rd ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, (San Antonio, Texas, USA)、予稿集(2005年4月15日Web上で公開)
Further, the inventors of the present invention have provided a sample target having a sample holding surface having a large number of pores opened on the surface that is irradiated with the laser beam, and the pore diameter of the pores is 30 nm or more and less than 5 μm and is fine. By using a sample target having a pore depth / (pore cycle−pore diameter) of 2 or more and 50 or less and the surface of the sample holding surface is coated with a metal and / or a semiconductor, a molecular weight can be obtained without using a matrix. Has been found to be capable of ionizing samples exceeding 10,000 (for example, see Patent Document 3).
US Pat. No. 6,288,390 (published September 11, 2001) International Publication No. 2005/083418 Pamphlet (published September 9, 2005) International Publication No. 2007/046162 pamphlet (released on April 26, 2007) Shoji Okuno, Ryuichi Arakawa, Kazumasa Okamoto, Yoshinori Matsui, Shu Seki, Takahiro Kozawa, Seiichi Tagawa, Yoshinao Wada, Matrix-free laser desorption / ionization of peptides on sub-micrometer structures: Grooves on silicon and metal-coated porous alumina, 53rd ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics, (San Antonio, Texas, USA), Proceedings (Published on April 15, 2005 on the web)

しかしながら、従来のマトリックスを用いないレーザー脱離イオン化質量分析では、分子量30000を超える高分子量の物質をイオン化することはできない。また、低分子化合物においてもさらなる測定感度の向上が望まれる。   However, the conventional laser desorption ionization mass spectrometry without using a matrix cannot ionize a high molecular weight substance having a molecular weight exceeding 30000. Further, further improvement in measurement sensitivity is desired even for low molecular weight compounds.

すなわち、特許文献1等に開示されている従来のDIOS法によるレーザー脱離イオン化質量分析は、分子量3000以下の物質のイオン化には有効であるが、分子量が10000を超える物質をイオン化することはできない。   That is, the conventional laser desorption ionization mass spectrometry by DIOS method disclosed in Patent Document 1 is effective for ionizing a substance having a molecular weight of 3000 or less, but cannot ionize a substance having a molecular weight exceeding 10,000. .

また、特許文献2に開示されているリソグラフィー法により作製した規則的な凹凸構造を有する表面を試料保持面や、微細な凹凸構造を有する表面を金属で被覆した試料保持面を備えている試料ターゲットを用い、マトリックスを用いずにレーザーを照射しても分子量が10000を超える大きい物質のイオン化はできない。   In addition, a sample target provided with a sample holding surface on a surface having a regular concavo-convex structure manufactured by a lithography method disclosed in Patent Document 2 or a sample holding surface in which a surface having a fine concavo-convex structure is coated with a metal Even if a laser is used without using a matrix, a large substance having a molecular weight exceeding 10,000 cannot be ionized.

特許文献3に開示されている、細孔径が一定の大きさより小さく、所定の範囲の細孔深さ/(細孔周期−細孔径)を有する試料ターゲットを用い、マトリックスを用いずにレーザーを照射する場合でも、分子量が10000を超える物質のイオン化は可能であるが、分子量が30000を超えるような高分子量の物質をイオン化することはできない。   Using a sample target disclosed in Patent Document 3 having a pore diameter smaller than a certain size and having a pore depth in a predetermined range / (pore cycle-pore diameter), laser irradiation is performed without using a matrix. Even in this case, a substance having a molecular weight exceeding 10,000 can be ionized, but a substance having a high molecular weight having a molecular weight exceeding 30,000 cannot be ionized.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マトリックスを用いずに試料のイオン化を可能とする質量分析において、分子量30000を超える高分子量の物質のイオン化が可能となるとともに、低分子化合物の測定感度がさらに向上された試料ターゲットおよびその製造方法と、当該試料ターゲットを用いた質量分析装置とを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to enable ionization of a high molecular weight substance having a molecular weight exceeding 30000 in mass spectrometry that enables ionization of a sample without using a matrix. At the same time, it is to provide a sample target and a method for producing the sample target in which the measurement sensitivity of the low molecular compound is further improved, and a mass spectrometer using the sample target.

本発明にかかる試料ターゲットは、上記課題を解決するために、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析を行うときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、隣接する各凹部の間隔は、1nm以上30μm未満となっており、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在することを特徴としている。   In order to solve the above problems, the sample target according to the present invention is used for holding a sample when ionizing the sample by laser beam irradiation to perform mass spectrometry, and is applied to the surface receiving the laser beam irradiation. A sample target having a surface on which a plurality of recesses to be opened are repeatedly formed as a sample holding surface, and the interval between adjacent recesses is 1 nm or more and less than 30 μm, and a part of the inner surface of the recess is formed. The surface of the sample holding surface to be removed is covered with metal and / or semiconductor, and a portion not covered with metal and / or semiconductor is present on the inner surface of the recess.

これにより、分子量が30000を超える物質のイオン化が可能となる。また、従来のSALDI法の主たる分析対象であった低分子化合物の測定をいっそう高感度に行うことができる。   Thereby, ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible. Moreover, the measurement of the low molecular weight compound which has been the main analysis target of the conventional SALDI method can be performed with higher sensitivity.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されている部分は、当該凹部の側壁の上端部を含む側壁の上部であり、側壁の上端部と、被覆されている部分の下端との間の距離は、平均で0以上、凹部の幅×1.73以下であることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the portion of the inner surface of the recess that is covered with metal and / or semiconductor is the upper portion of the side wall including the upper end of the side wall of the recess, It is preferable that the distance between the lower end of the portion being formed is 0 or more on average and the width of the recess × 1.73 or less.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記複数の凹部は規則的に繰り返し形成されていることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, it is preferable that the plurality of concave portions are regularly and repeatedly formed.

上記各凹部が規則的に繰り返し形成されていることにより、その凹部を有する構造のばらつきが少ないため、イオン化性能をより安定させることができる。   By forming each of the concave portions regularly and repeatedly, there is little variation in the structure having the concave portions, so that the ionization performance can be further stabilized.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記凹部は溝又は細孔であることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the recess is preferably a groove or a pore.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記試料保持面はポーラスアルミナからなることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the sample holding surface is preferably made of porous alumina.

ポーラスアルミナは、規則的に形成された複数の凹部を有し、また、試料ターゲットに好ましい細孔深さ/(細孔周期−細孔径)を有する構造を得ることができる。さらにポーラスアルミナは、陽極酸化の条件を変化させることによって、細孔径、細孔深さ、および細孔周期を制御することが可能であることから、本発明に好適に用いることができる。   Porous alumina has a plurality of regularly formed recesses, and can obtain a structure having a preferable pore depth / (pore cycle−pore diameter) for the sample target. Furthermore, porous alumina can be suitably used in the present invention because the pore diameter, pore depth, and pore cycle can be controlled by changing the anodizing conditions.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記試料保持面は、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製し、該ネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面であることが好ましい。上記第一構造物はポーラスアルミナであることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the sample holding surface has a negative-type first structure in which the concavo-convex structure of the first structure is transferred using the first structure having the concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold. A sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure, in which two structures are produced and the concavo-convex structure is transferred using the negative second structure as a mold. Preferably there is. The first structure is preferably porous alumina.

これにより、試料保持面に適した凹凸構造を有する第一構造物と同一の構造を有する試料保持面を、所望の材質で製造することができる。   Thereby, the sample holding surface which has the same structure as the 1st structure which has an uneven structure suitable for a sample holding surface can be manufactured with a desired material.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記試料保持面は、樹脂又はセラミックスを含むことが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the sample holding surface preferably contains a resin or a ceramic.

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記金属が、白金(Pt)又は金(Au)であることが好ましい。   In the sample target according to the present invention, the metal is preferably platinum (Pt) or gold (Au).

本発明にかかる試料ターゲットでは、上記半導体が、Si、Ge、SiC、GaP、GaAs、InP、Si1−XGe(0<X<1)、SnO、ZnO、In、又は、これらの2種類以上の混合物、或いはカーボンであることが好ましい。 In the sample target of the present invention, the semiconductor, Si, Ge, SiC, GaP , GaAs, InP, Si 1-X Ge X (0 <X <1), SnO 2, ZnO, In 2 O 3, or, A mixture of two or more of these or carbon is preferable.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、上記課題を解決するために、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析を行うときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットの製造方法であって、当該試料保持面の表面を、上記凹部の内面に金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように、金属および/または半導体で被覆する被覆工程を含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the sample target manufacturing method according to the present invention is used for holding a sample when ionizing the sample by laser beam irradiation and performing mass spectrometry, and irradiating the laser beam. A method of manufacturing a sample target comprising, as a sample holding surface, a surface in which a plurality of recesses that are open on the receiving surface are repeatedly formed, wherein the surface of the sample holding surface is made of metal and / or semiconductor on the inner surface of the recess It is characterized by including a coating step of coating with metal and / or semiconductor so that there is an uncoated portion.

これにより、分子量が30000を超える物質のイオン化が可能となる。また、従来のSALDI法の主たる分析対象であった低分子化合物の測定をいっそう高感度に行うことができる。   Thereby, ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible. Moreover, the measurement of the low molecular weight compound which has been the main analysis target of the conventional SALDI method can be performed with higher sensitivity.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法では、上記被覆工程は、物理蒸着を用いるとともに、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度から、上記金属および/または半導体を蒸着することが好ましい。   In the sample target manufacturing method according to the present invention, the coating step uses physical vapor deposition and is inclined obliquely from the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or from the direction of the center surface. From the angle, it is preferable to deposit the metal and / or semiconductor.

これにより、分子量が30000を超える物質のイオン化が可能となる。また、従来のSALDI法の主たる分析対象であった低分子化合物の測定をいっそう高感度に行うことができる。   Thereby, ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible. Moreover, the measurement of the low molecular weight compound which has been the main analysis target of the conventional SALDI method can be performed with higher sensitivity.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法では、上記物理蒸着は、スパッタリング、熱蒸着、電子ビーム蒸着、又は、真空蒸着であることが好ましい。   In the sample target manufacturing method according to the present invention, the physical vapor deposition is preferably sputtering, thermal vapor deposition, electron beam vapor deposition, or vacuum vapor deposition.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法では、上記被覆工程後に、さらに、上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分をエッチング処理して、当該部分の凹部の径を拡大する工程を含むことが好ましい。   In the sample target manufacturing method according to the present invention, after the coating step, a portion of the inner surface of the recess that is not covered with metal and / or semiconductor is etched to increase the diameter of the recess of the portion. It is preferable to include a process.

これにより、さらにイオン化性能を向上させることが可能となる。   Thereby, ionization performance can be further improved.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法では、ポーラスアルミナを試料保持面として好適に用いることができる。   In the sample target manufacturing method according to the present invention, porous alumina can be suitably used as the sample holding surface.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製する工程と、該工程で得られたネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写して、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面を得る工程とを含んでいてもよい。上記第一構造物はポーラスアルミナであることが好ましい。   The sample target manufacturing method according to the present invention uses a first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold before the step of coating the surface of the sample holding surface with a metal and / or a semiconductor. Using the second structure of the negative structure obtained by transferring the concavo-convex structure of the first structure using the negative second structure obtained in the process as a mold to transfer the concavo-convex structure. And obtaining a sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure on the surface. The first structure is preferably porous alumina.

本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に、各凹部の間隔が1nm以上30μm未満となるように、凹部を繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する工程を含んでいてもよい。   In the method of manufacturing a sample target according to the present invention, before the step of coating the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor, the space between the recesses is 1 nm or more and 30 μm on the surface of the substrate using a lithography technique. The step of forming the sample holding surface on the surface may be included by repeatedly forming the recess so as to be less.

本発明にかかる質量分析装置は、上記試料ターゲットを用いることを特徴としている。上記質量分析装置は、測定対象となる試料にレーザー光を照射することによって、当該試料をイオン化してその分子量を測定するレーザー脱離イオン化質量分析装置であることが好ましい。   A mass spectrometer according to the present invention uses the sample target. The mass spectrometer is preferably a laser desorption ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with laser light to ionize the sample and measure its molecular weight.

本発明にかかる試料ターゲットは、以上のように、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の微細な凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するという構成を備えているので、質量分析を行うときにマトリックスを用いずにイオン化を行う場合でも、高いイオン化性能を実現することができる。これにより、分子量が30000を超える物質のイオン化が可能となる。また、従来のSALDI法の主たる分析対象であった低分子化合物の測定をいっそう高感度に行うことができる。   As described above, the sample target according to the present invention is a sample target having a surface on which a plurality of fine recesses that are opened on the surface that is irradiated with laser light are repeatedly formed as a sample holding surface, The surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is covered with a metal and / or a semiconductor, and a portion not covered with the metal and / or semiconductor exists on the inner surface of the recess. Therefore, even when ionization is performed without using a matrix when performing mass spectrometry, high ionization performance can be realized. Thereby, ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible. Moreover, the measurement of the low molecular weight compound which has been the main analysis target of the conventional SALDI method can be performed with higher sensitivity.

また、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、以上のように、当該試料保持面の表面を、上記凹部の内面に金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように、金属および/または半導体で被覆する被覆工程を含む構成を備えているので、質量分析を行うときにマトリックスを用いずにイオン化を行う場合でも、高いイオン化性能を実現することができる。これにより、分子量が30000を超える物質のイオン化が可能となる。また、従来のSALDI法の主たる分析対象であった低分子化合物の測定をいっそう高感度に行うことができる。   In addition, as described above, the method of manufacturing the sample target according to the present invention includes the metal and the surface of the sample holding surface so that the inner surface of the concave portion is not covered with metal and / or semiconductor. Since the structure including the coating step of coating with a semiconductor is provided, high ionization performance can be realized even when ionization is performed without using a matrix when performing mass spectrometry. Thereby, ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible. Moreover, the measurement of the low molecular weight compound which has been the main analysis target of the conventional SALDI method can be performed with higher sensitivity.

本発明について以下に詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定されるものではない。   The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to the following description.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、複数の微細な凹部が試料保持面に垂直な方向に繰り返し形成された試料保持面の表面に、金属および/または半導体を被覆する場合に、従来行ってきたように試料保持面に対して垂直な角度で金属および/または半導体を蒸着して得られる試料ターゲットに対し、試料保持面に対して斜めになるような角度で金属および/または半導体を蒸着して得られる試料ターゲットでは、低分子化合物のイオン化性能が顕著に向上することを見出した。そこで、分子量が30000を超える高分子量の物質をイオン化したところ、試料保持面に垂直な角度で金属および/または半導体を蒸着して得られる試料ターゲットではかかる物質のイオン化ができないのに対し、試料保持面に対して斜めになるような角度で金属および/または半導体を蒸着して得られる試料ターゲットでは分子量30000を超える大きな物質がイオン化できることを初めて見出した。そして、従来の試料保持面に垂直な角度による蒸着では、金属および/または半導体が凹部の内部にも浸入し、その結果凹部内面が被覆されているのに対し、試料保持面に対して斜めになるような角度で金属および/または半導体を蒸着して被覆した試料ターゲットでは凹部内面は上部のみが金属および/または半導体で被覆されていることから、凹部内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在することが、イオン化性能に関わることを見出し本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention coat a metal and / or semiconductor on the surface of a sample holding surface in which a plurality of minute recesses are repeatedly formed in a direction perpendicular to the sample holding surface. In some cases, the metal and / or semiconductor is deposited at an angle perpendicular to the sample holding surface as has been conventionally done, and the metal and the metal target are inclined at an angle with respect to the sample holding surface. In the sample target obtained by vapor-depositing a semiconductor, it has been found that the ionization performance of a low molecular compound is remarkably improved. Therefore, when a high molecular weight material having a molecular weight exceeding 30000 is ionized, a sample target obtained by depositing metal and / or semiconductor at an angle perpendicular to the sample holding surface cannot ionize such material. It has been found for the first time that a large substance having a molecular weight exceeding 30000 can be ionized in a sample target obtained by vapor-depositing a metal and / or semiconductor at an angle with respect to the surface. In the conventional vapor deposition at an angle perpendicular to the sample holding surface, metal and / or semiconductor penetrates into the inside of the recess, and as a result, the inner surface of the recess is covered, but obliquely with respect to the sample holding surface. In the sample target coated with metal and / or semiconductor deposited at such an angle, only the upper part of the inner surface of the recess is covered with metal and / or semiconductor, so that the inner surface of the recess is covered with metal and / or semiconductor. It has been found that the presence of a non-existing part is related to the ionization performance, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析を行うときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、隣接する各凹部の間隔は、1nm以上30μm未満となっており、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在している。   That is, the sample target according to the present invention is used for holding a sample when ionizing the sample by laser light irradiation and performing mass spectrometry, and has a plurality of recesses opened on the surface receiving the laser light irradiation. A sample target having a repeatedly formed surface as a sample holding surface, and the interval between adjacent recesses is 1 nm or more and less than 30 μm, and the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess The surface is covered with metal and / or semiconductor, and there is a portion not covered with metal and / or semiconductor on the inner surface of the recess.

なお、試料保持面の凹部内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在することにより、イオン化性能が顕著に向上し、30000を超える高分子量の物質のイオン化が可能となる理由は明らかではないが、一つの可能性として、金属および/または半導体で被覆されていない上記試料保持面の凹部の内面に吸着している水分子がレーザー照射により蒸発することが、試料のイオン化性能の向上に関わっているということが考えられる。すなわち、金属および/または半導体で被覆されていない部分では、かかる部分に吸着している水分子がレーザー照射により蒸発し、イオン化性能を向上させるということが、イオン化性能向上理由の一つとして考えられる。   The reason why the ionization performance is remarkably improved by the presence of a portion not coated with metal and / or semiconductor on the inner surface of the concave portion of the sample holding surface is that the high molecular weight substance exceeding 30000 can be ionized. Although it is not clear, one possibility is that water molecules adsorbed on the inner surface of the concave portion of the sample holding surface that is not coated with metal and / or semiconductor evaporate by laser irradiation. It can be considered that they are involved in improvement. That is, in a part not covered with metal and / or semiconductor, water molecules adsorbed on the part are evaporated by laser irradiation to improve ionization performance, which is considered as one of the reasons for improving ionization performance. .

以下、本発明にかか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について、(I)試料ターゲット、(II)試料ターゲットの製造方法、(III)本発明の利用(質量分析装置)の順に説明する。   Hereinafter, with respect to the sample target and the manufacturing method thereof according to the present invention and the mass spectrometer using the sample target, (I) the sample target, (II) the method of manufacturing the sample target, and (III) the use of the present invention (mass analysis) Device) will be described in this order.

(I)試料ターゲット
本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射によって試料をイオン化して質量分析を行うレーザー脱離イオン化質量分析装置に用いられ、分析対象となる試料を載せる言わば試料台としての機能を果たすものである。
(I) Sample target The sample target according to the present invention is used in a laser desorption / ionization mass spectrometer that performs mass analysis by ionizing a sample by irradiation with laser light, and serves as a sample stage on which a sample to be analyzed is placed. It fulfills its function.

かかる上記試料ターゲットは、試料を保持する面である試料保持面を備えていればよく、試料保持面以外の部分の構成、形状、材質等は特に限定されるものではない。   Such a sample target may be provided with a sample holding surface that is a surface for holding a sample, and the configuration, shape, material, and the like of the portion other than the sample holding surface are not particularly limited.

本発明にかかる試料ターゲットの、上記試料保持面は、分析対象である試料を保持する面で、試料を保持した状態で、レーザー光の照射を受ける。   The sample holding surface of the sample target according to the present invention is a surface for holding a sample to be analyzed, and is irradiated with laser light while holding the sample.

本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えており、隣接する各凹部の間隔は、1nm以上30μm未満となっており、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する。   The sample target according to the present invention includes a surface on which a plurality of recesses opened on the surface that is irradiated with laser light are repeatedly formed as a sample holding surface, and the interval between adjacent recesses is 1 nm or more and less than 30 μm. The surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor, and the inner surface of the recess is not covered with metal and / or semiconductor. Exists.

(I−1)試料保持面の形状
本発明にかかる試料ターゲットの試料保持面は、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面であり、隣接する各凹部の間隔は、1nm以上30μm未満となっている。
(I-1) Shape of Sample Holding Surface The sample holding surface of the sample target according to the present invention is a surface in which a plurality of recesses that are open on the surface that is irradiated with laser light is repeatedly formed, and the interval between adjacent recesses Is 1 nm or more and less than 30 μm.

なお、ここで、隣接する各凹部の間隔とは、凹部が例えば溝である場合は、溝の幅の中心とこれに隣接する溝の幅の中心との距離をいい、凹部が例えば細孔である場合は、細孔の中心線とこれに隣接する細孔の中心線との距離をいう。   Here, the interval between adjacent recesses refers to the distance between the center of the width of the groove and the center of the width of the groove adjacent to the recess when the recess is, for example, a groove. In some cases, it refers to the distance between the center line of the pore and the center line of the pore adjacent thereto.

隣接する各凹部の間隔が、1nm以上30μm未満であるような、複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として用い、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面を、金属および/または半導体で被覆するとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分を存在させることにより、低分子化合物の測定感度を著しく向上させることができるとともに、分子量30000を超える高分子量の物質をイオン化させることが可能となる。各凹部の間隔が30μm未満程度に狭くなっていることにより、質量分析における測定試料のイオン化を良好に行うことができる。また、各凹部の間隔が1nm以上となっていることによって、試料ターゲットの強度が低下することを避けることができる。   The surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is used as a sample holding surface using a surface where a plurality of recesses are repeatedly formed such that the interval between adjacent recesses is 1 nm or more and less than 30 μm. The measurement sensitivity of the low molecular weight compound can be remarkably improved by coating with metal and / or semiconductor, and the presence of a portion not coated with metal and / or semiconductor on the inner surface of the recess, and the molecular weight is 30000. It becomes possible to ionize a substance having a high molecular weight exceeding. Since the interval between the recesses is narrower than about 30 μm, ionization of the measurement sample in mass spectrometry can be performed satisfactorily. Moreover, it can avoid that the intensity | strength of a sample target falls because the space | interval of each recessed part is 1 nm or more.

さらに、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記隣接する各凹部の間隔は1nm以上10μm未満となっていることがより好ましく、10nm以上10μm未満となっていることがさらに好ましく、10nm以上500nm未満となっていることが特に好ましく、10nm以上300nm未満となっていることが最も好ましい。これにより、質量分析における測定試料のイオン化をさらに良好に行うことができる。   Furthermore, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the interval between the adjacent recesses is more preferably 1 nm or more and less than 10 μm, and preferably 10 nm or more and less than 10 μm. More preferably, it is 10 nm or more and less than 500 nm, particularly preferably 10 nm or more and less than 300 nm. Thereby, ionization of the measurement sample in mass spectrometry can be performed more satisfactorily.

また、各凹部の間隔は、規則的であっても不規則であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、規則的であることがより好ましい。上記各凹部の間隔が規則正しい場合には、その凹部を有する構造のばらつきが少ないため、イオン化性能はより安定する。   Further, the interval between the recesses may be regular or irregular. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, regularity is more preferable. When the interval between the recesses is regular, the ionization performance is more stable because there is little variation in the structure having the recesses.

上記凹部の深さは、1nm以上30μm未満程度であればよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、1nm以上5μm未満であることがより好ましく、10nm以上1μm未満であることがさらに好ましく、50nm以上500nm未満であることが特に好ましく、100nm以上500nm未満であることが最も好ましい。また、上記凹部の深さにはばらつきがあってもよいし、均一であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記凹部の深さは均一であることが好ましい。上記凹部の深さは均一である場合には、その凹部を有する構造のばらつきが少ないため、イオン化性能はより安定する。   The depth of the recess may be about 1 nm or more and less than 30 μm. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is more preferably 1 nm or more and less than 5 μm, further preferably 10 nm or more and less than 1 μm, and particularly preferably 50 nm or more and less than 500 nm. Preferably, it is 100 nm or more and less than 500 nm. Further, the depth of the concave portion may vary or may be uniform. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the depth of the concave portion is preferably uniform. When the depth of the recess is uniform, the ionization performance is more stable because there is little variation in the structure having the recess.

なお、上記凹部の間隔、上記凹部の深さが均一でない場合には、平均値を用いてこれらの値とする。   In addition, when the space | interval of the said recessed part and the depth of the said recessed part are not uniform, it is set as these values using an average value.

上記凹部の具体的な形状は特に限定されるものではなく、どのような形状のものであってもよい。また、凹部の形状は一定ではなく、種々の形状の凹部が混ざったものであってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、凹部の形状は一定であることが好ましい。かかる形状としては、例えば、溝、細孔等の形状を挙げることができる。また、上記溝、細孔の形状も特に限定されるものではなく、どのような形状のものであってもよいが、例えば、直線の溝;曲線の溝;弧を描く溝;断面が円形の細孔;断面が楕円形の細孔;断面が三角形、四角形、五角形等多角形の細孔等を挙げることができる。   The specific shape of the recess is not particularly limited, and may be any shape. Moreover, the shape of a recessed part is not fixed, and the recessed part of various shapes may be mixed. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is preferable that the shape of the recess is constant. Examples of such shapes include shapes such as grooves and pores. Further, the shape of the groove and the pore is not particularly limited, and may be any shape. For example, a straight groove; a curved groove; an arc-shaped groove; Examples include pores; pores having an elliptical cross section; polygonal pores such as a triangle, quadrangle, and pentagon.

また、上記凹部は、試料保持面に対して垂直に形成されていてもよいし、斜度を有するように形成されていてもよい。凹部が試料保持面に対して垂直に形成されているとは、凹部と試料保持面とのなす角度、すなわち、試料保持面と凹部の中心線又は中心面とがなす角度が、垂直であることをいう。   Further, the concave portion may be formed perpendicular to the sample holding surface or may be formed to have an inclination. That the recess is formed perpendicular to the sample holding surface means that the angle formed by the recess and the sample holding surface, that is, the angle formed by the sample holding surface and the center line or the center plane of the recess is vertical. Say.

また、上記凹凸構造は、試料保持面の全体に形成されているものであってもよいし、試料保持面に部分的に形成されているものであってもよい。   Further, the concavo-convex structure may be formed on the entire sample holding surface or may be partially formed on the sample holding surface.

上述したように、本発明の試料ターゲットの上記試料保持面の表面は、複数の凹部が規則的に繰り返し形成された構造となっていることがより好ましい。   As described above, it is more preferable that the surface of the sample holding surface of the sample target of the present invention has a structure in which a plurality of concave portions are regularly and repeatedly formed.

<溝の形状を有する凹部>
図3には、上記凹部が溝である場合の試料ターゲットの溝の形状の模式図を示す。図3中、(a)は試料ターゲットの一部分を示す斜視図、(b)は試料保持面の上方から((a)において矢印Aの方向)から見た平面図、(c)は溝形状の断面図((a)において矢印B方向から見た断面図)である。ここで、上記凹部(溝)の間隔とは、図3のCで示す部分の大きさのことを意味し、上記凹部(溝)の幅とは、図3のDで示す部分の大きさのことを意味し、上記凹部(溝)の深さとは、図3のEで示す部分の大きさのことを意味する。なお、図3中、一点鎖線は凹部(溝)の中心線である。また、溝の場合のように、中心線から形成される面が存在する場合にはかかる面を凹部の中心面とする。また、凹部(溝)の間隔、上記凹部(溝)の幅および凹部(溝)の深さが均一でない場合には、平均値を用いてこれらの値とする。
<Concavity having groove shape>
FIG. 3 shows a schematic diagram of the groove shape of the sample target when the concave portion is a groove. 3, (a) is a perspective view showing a part of the sample target, (b) is a plan view seen from above the sample holding surface (in the direction of arrow A in (a)), and (c) is a groove shape. It is sectional drawing (sectional drawing seen from the arrow B direction in (a)). Here, the interval between the recesses (grooves) means the size of the portion shown by C in FIG. 3, and the width of the recesses (grooves) means the size of the portion shown by D in FIG. The depth of the recess (groove) means the size of the portion indicated by E in FIG. In FIG. 3, the alternate long and short dash line is the center line of the recess (groove). Further, when a surface formed from the center line exists as in the case of the groove, this surface is set as the center surface of the recess. Moreover, when the space | interval of a recessed part (groove), the width | variety of the said recessed part (groove), and the depth of a recessed part (groove) are not uniform, it is set as these values using average value.

上記溝型の試料ターゲットにおいて、上記溝の間隔が30μm未満、より好ましくは、1μm未満であれば、質量分析を行う場合に当該試料ターゲット上に配置した試料のイオン化を良好に行うことができる。また、上記溝の間隔が1nm以上、より好ましくは、10nm以上あれば、現在の微細加工技術において高度な技術を用いることなく加工することが可能である。なお、測定試料のイオン化をより良好に行うためには、上記溝の間隔が200nm未満となっていることがさらに好ましい。   In the groove-type sample target, if the interval between the grooves is less than 30 μm, more preferably less than 1 μm, the sample placed on the sample target can be ionized well when mass spectrometry is performed. Further, if the groove interval is 1 nm or more, more preferably 10 nm or more, it is possible to perform processing without using advanced techniques in the current microfabrication technique. In order to better ionize the measurement sample, it is more preferable that the interval between the grooves is less than 200 nm.

また、上記溝型の試料ターゲットにおいて、上記溝の幅および深さは1nm以上30μm未満となっていることが好ましく、10nm以上1μm未満となっていることがより好ましい。上記の構成によれば、例えば、337nmの窒素レーザーなどのような数百nmオーダーの紫外領域のレーザー光のエネルギーを捕えやすく、良好なイオン化効率を得ることができる。なお、測定試料のイオン化をより良好に行うためには、上記溝の間隔が10nm以上200nm未満となっていることがさらに好ましい。   In the groove type sample target, the width and depth of the groove are preferably 1 nm or more and less than 30 μm, and more preferably 10 nm or more and less than 1 μm. According to said structure, it is easy to capture | acquire the energy of the laser beam of the ultraviolet region of several hundred nm order like a 337 nm nitrogen laser etc., and can obtain favorable ionization efficiency. In order to better ionize the measurement sample, it is more preferable that the interval between the grooves is 10 nm or more and less than 200 nm.

<細孔の形状を有する凹部>
上記凹部の形状が細孔である場合、かかる細孔は試料保持面の表面に開口し、試料保持面の厚さ方向に延びている。細孔の配列、形状、および試料保持面との角度は、規則的であっても不規則であってもよいが、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、これらが規則的であることがより好ましい。
<Concavity having pore shape>
When the shape of the recess is a pore, the pore opens on the surface of the sample holding surface and extends in the thickness direction of the sample holding surface. The pore arrangement, shape, and angle with the sample holding surface may be regular or irregular, but in order to improve the function as a sample target for mass spectrometry, More preferably, it is regular.

かかる試料保持面の一例を図4に模式的に示す。図4中、(a)は試料ターゲットの試料保持面の一部を示す斜視図、(b)は(a)における破線Bで切断した切断面を示す試料保持面の断面図である。図4中、(a)および(b)に示す試料保持面は、細孔の配列、形状、および試料保持面との角度が規則的な場合の試料保持面を示すものである。上記試料保持面は、試料保持面の表面でありレーザー光の照射を受ける面、すなわち図4中、(a)の上面に開口する複数の細孔が繰り返し形成されている。この細孔は(b)に示すように、試料保持面の表面から試料保持面の厚さ方向に延び、底部を有している。   An example of such a sample holding surface is schematically shown in FIG. 4A is a perspective view showing a part of the sample holding surface of the sample target, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the sample holding surface showing a cut surface taken along the broken line B in FIG. In FIG. 4, the sample holding surfaces shown in (a) and (b) indicate sample holding surfaces in the case where the arrangement and shape of the pores and the angle with the sample holding surface are regular. The sample holding surface is a surface of the sample holding surface that is irradiated with laser light, that is, a plurality of pores that are open on the upper surface of FIG. As shown in (b), the pores extend from the surface of the sample holding surface in the thickness direction of the sample holding surface and have a bottom.

また、細孔を試料保持面と平行な面で切断したときの断面の形状は、特に限定されるものではなく、円形であってもよいし、楕円形であってもよいし、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよいし、これらが多少変形した形状であってもよい。また、かかる断面の形状は、規則的であっても不規則であってもよい。すなわち、単一の形状が試料保持面のすべての部分を占める必要はない。しかし、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、かかる断面の形状は、規則的、すなわち同一の形状であることが好ましい。また、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、かかる断面の形状は、細孔の開口部から底部にわたり一定であることが好ましいが、多少変形していてもよい。   Moreover, the shape of the cross section when the pore is cut along a plane parallel to the sample holding surface is not particularly limited, and may be circular, elliptical, triangular, or quadrangular. Further, it may be a polygon such as a pentagon or a hexagon, or a shape obtained by slightly deforming these. Further, the shape of the cross section may be regular or irregular. That is, a single shape need not occupy all parts of the sample holding surface. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the cross-sectional shape is preferably regular, that is, the same shape. Further, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the shape of the cross section is preferably constant from the opening to the bottom of the pore, but may be slightly deformed.

また、上記細孔は、試料保持面の表面から厚さ方向に延びていればよく、細孔は試料保持面の表面に対して垂直であることが好ましいが、多少斜度を有していてもかまわない。また、細孔と試料保持面の表面との角度は、細孔ごとに異なっていてもよいが、規則的であることが好ましい。すなわち、それぞれの細孔は同じ方向に延びていることが好ましい。これにより試料ターゲットとしての機能をより向上させることができるので好ましい。また、細孔は、開口部から底部にかけて、直線状に延びていることが好ましい。細孔が直線状であることにより、細孔内部までレーザー光が入り込むために、イオン化の効率がよいため好ましい。   The pores only need to extend in the thickness direction from the surface of the sample holding surface, and the pores are preferably perpendicular to the surface of the sample holding surface, but have a slight inclination. It doesn't matter. Further, the angle between the pores and the surface of the sample holding surface may be different for each pore, but is preferably regular. That is, it is preferable that each pore extends in the same direction. This is preferable because the function as a sample target can be further improved. The pores preferably extend linearly from the opening to the bottom. Since the pores are linear, the laser light enters the inside of the pores, which is preferable because ionization efficiency is good.

また、上記細孔は、凹部の幅すなわち細孔径が30nm以上5μm未満であって、且つ、凹部の深さ/(凹部の間隔−凹部の幅)、すなわち、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下であることがより好ましい。これにより、イオン化の性能をさらに向上させることが可能となる。ここで、細孔径とは、細孔を試料保持面に平行な面で切断した断面が円である場合はその直径をいい、図4中Dで示す部分の大きさのことを意味する。また、細孔を試料保持面に平行な面で切断した断面が円でない場合には、断面の周囲の長さを円周とするような円の直径を凹部の幅すなわち細孔径とする。また、凹部の深さすなわち細孔深さとは、細孔の開口部から底部までの長さをいい、図4中Eで示す部分の大きさのことを意味する。また、細孔周期とは、各凹部の間隔、すなわち、隣接する細孔の中心線の間隔をいい、図4中Cで示す部分の大きさのことを意味する。なお、図4中、一点鎖線は細孔の中心線である。細孔径、細孔深さおよび細孔周期が均一でない場合には、平均値を用いてこれらの値とする。なお、図4に示す断面図は、Dが最も大きくなるような断面で切断する断面図である。たとえば、細孔を試料保持面に平行な面で切断した断面が円形である場合には、直径を含む面で切断した断面図である。   In addition, the pore has a width of the concave portion, that is, a pore diameter of 30 nm or more and less than 5 μm, and the depth of the concave portion / (interval of the concave portion−the width of the concave portion), that is, the depth of the pore / (pore cycle). -Pore diameter) is more preferably 2 or more and 50 or less. Thereby, the ionization performance can be further improved. Here, the pore diameter means the diameter when the cross section obtained by cutting the pore with a plane parallel to the sample holding surface is a circle, and means the size of the portion indicated by D in FIG. In addition, when the cross section obtained by cutting the pore with a plane parallel to the sample holding surface is not a circle, the diameter of the circle whose circumference is the circumference is the width of the recess, that is, the pore diameter. Further, the depth of the concave portion, that is, the pore depth means the length from the opening to the bottom of the pore, and means the size of the portion indicated by E in FIG. Further, the pore period means the interval between the concave portions, that is, the interval between the center lines of adjacent pores, and means the size of the portion indicated by C in FIG. In FIG. 4, the alternate long and short dash line is the center line of the pore. When the pore diameter, pore depth, and pore cycle are not uniform, these values are obtained using average values. The cross-sectional view shown in FIG. 4 is a cross-sectional view cut along a cross section where D is the largest. For example, when the cross section obtained by cutting the pore with a plane parallel to the sample holding surface is circular, it is a cross sectional view cut with a plane including the diameter.

上記細孔周期および細孔径は、1nm〜数十μm程度であればよいが、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記細孔周期は、30nm以上5μm未満であることがより好ましく、31nm以上1μmであることがさらに好ましく、33nm〜500nmであることが特に好ましく、34nm〜300nmであることが最も好ましい。また、上記細孔径は、30nm以上5μm未満であることがより好ましく、40nm以上1μmであることがさらに好ましく、45nm〜700nmであることが特に好ましく、50nm〜500nmであることが最も好ましい。これにより、質量分析における測定試料のイオン化を良好に行うことができる。   The pore period and the pore diameter may be about 1 nm to several tens of μm. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the pore period is 30 nm or more and less than 5 μm. More preferably, it is more preferably 31 nm or more and 1 μm, particularly preferably 33 nm to 500 nm, and most preferably 34 nm to 300 nm. The pore diameter is more preferably 30 nm or more and less than 5 μm, further preferably 40 nm or more and 1 μm, particularly preferably 45 nm to 700 nm, and most preferably 50 nm to 500 nm. Thereby, ionization of the measurement sample in mass spectrometry can be performed satisfactorily.

また、上記細孔周期および細孔径は、規則的であっても不規則であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、規則的であることが好ましい。すなわち、細孔周期および細孔径が均一であることが好ましい。上記細孔周期および細孔径が規則正しい場合には、試料保持面の凹部を有する構造のばらつきが少ないため、イオン化性能はより安定する。   The pore period and pore diameter may be regular or irregular. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is preferable to be regular. That is, it is preferable that the pore period and the pore diameter are uniform. When the pore period and the pore diameter are regular, the ionization performance is more stable because there is little variation in the structure having the concave portion of the sample holding surface.

また、細孔深さは、1nm以上30μm未満であればよいが、30nm以上5μm未満程度であることがより好ましい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、30nm〜2μmであることがより好ましく、50nm〜1.5μmであることがさらに好ましく、70nm〜1μmであることが特に好ましく、100nm〜1μmであることが最も好ましい。また、上記細孔深さは規則的であっても不規則であってもよい。すなわち、細孔深さにはばらつきがあってもよいし、均一であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記細孔深さは均一であることが好ましい。上記細孔深さは均一である場合には、試料保持面の凹凸のばらつきが少ないため、イオン化性能はより安定する。   The pore depth may be 1 nm or more and less than 30 μm, but more preferably about 30 nm or more and less than 5 μm. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is more preferably 30 nm to 2 μm, further preferably 50 nm to 1.5 μm, and particularly preferably 70 nm to 1 μm. 100 nm to 1 μm is most preferable. The pore depth may be regular or irregular. That is, the pore depth may vary or be uniform. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, the pore depth is preferably uniform. If the pore depth is uniform, the unevenness of the sample holding surface is small, so that the ionization performance is more stable.

また、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は、2〜50となっていることが好ましく、2.5〜45となっていることがより好ましく、3〜35となっていることがさらに好ましく、3.5〜30となっていることが特に好ましく、4〜25となっていることが最も好ましい。これにより、質量分析において、マトリックスを用いない場合でも、イオン化性能をさらに向上させ、高分子量の物質のイオン化を良好に行うことができる。   Further, the pore depth / (pore cycle-pore diameter) is preferably 2 to 50, more preferably 2.5 to 45, and more preferably 3 to 35. Is more preferably 3.5-30, and most preferably 4-25. Thereby, even in the case where a matrix is not used in mass spectrometry, ionization performance can be further improved, and high molecular weight substances can be favorably ionized.

細孔深さ/(細孔周期−細孔径)の値が50以下であることにより、試料保持面の表面の強度を保つことができ、また、細孔内部までレーザー光が入り込むためにイオン化を好適に行うことができる。また、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)の値が2以上であることによりイオン化効率に優れる点で好ましい。   When the value of pore depth / (pore cycle−pore diameter) is 50 or less, the strength of the surface of the sample holding surface can be maintained, and ionization is performed because laser light enters the pores. It can be suitably performed. Moreover, it is preferable at the point which is excellent in ionization efficiency because the value of pore depth / (pore period-pore diameter) is 2 or more.

なお、細孔が不規則な構造の場合、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)の値は、細孔が配列する部分(ポーラス部分)全体の平均の値とする。部分的な大きな欠陥については考慮せずに細孔深さ/(細孔周期−細孔径)の値を求める。   When the pores have an irregular structure, the value of pore depth / (pore cycle−pore diameter) is an average value of the entire portion where the pores are arranged (porous portion). The value of pore depth / (pore period−pore diameter) is determined without considering partial large defects.

(I−2)金属および/または半導体による被覆
本発明にかかる試料ターゲットの試料保持面では、上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分を存在させる。これにより、イオン化性能を著しく向上させることができ、分子量が30000を超えるような物質のイオン化が可能となる。
(I-2) Coating with metal and / or semiconductor In the sample holding surface of the sample target according to the present invention, the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor. In addition, a portion not covered with metal and / or semiconductor is present on the inner surface of the recess. Thereby, ionization performance can be remarkably improved, and ionization of a substance having a molecular weight exceeding 30000 becomes possible.

図2は、本発明の一例として、ポーラスアルミナを試料ターゲットに用いた場合の、金属および/または半導体による、試料保持面の表面の被覆を模式的に示す図である。図2中、(a)は、従来の、凹部の内面を含む試料保持面の表面全体が金属および/または半導体によって被覆された試料保持面を示し、(b)は本発明にかかる、凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面を示す。なお、図2中、1で示す部分が、金属および/または半導体で被覆されている部分を示す。(b)では、試料保持面の凹部内面を除く表面と、凹部内面の側壁の上端部を含む上部とが、金属および/または半導体によって被覆されている。(b)に示されるように、本発明で用いられる試料保持面は、その表面のうち、少なくとも、凹部の内面以外の表面は金属および/または半導体によって被覆されている。このように、少なくとも、凹部の内面以外の表面を金属および/または半導体で被覆することにより、少なくとも、凹部の内面以外の表面では、電導性を大きくすることができ、イオン化性能を向上させることができると考えられる。   FIG. 2 is a diagram schematically showing coating of the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor when porous alumina is used as a sample target as an example of the present invention. 2A shows a conventional sample holding surface in which the entire surface of the sample holding surface including the inner surface of the concave portion is covered with metal and / or semiconductor, and FIG. 2B shows the concave portion of the concave portion according to the present invention. The sample holding surface in which the part which is not coat | covered with the metal and / or semiconductor exists in an inner surface is shown. In FIG. 2, a portion indicated by 1 indicates a portion covered with a metal and / or a semiconductor. In (b), the surface excluding the inner surface of the concave portion of the sample holding surface and the upper portion including the upper end portion of the side wall of the inner surface of the concave portion are covered with metal and / or semiconductor. As shown in (b), the sample holding surface used in the present invention has at least a surface other than the inner surface of the recess covered with a metal and / or a semiconductor. Thus, by covering at least the surface other than the inner surface of the recess with metal and / or semiconductor, the conductivity can be increased at least on the surface other than the inner surface of the recess, and ionization performance can be improved. It is considered possible.

上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分の面積は、上記凹部の内面全体の面積に対して、10%以上100%以下であることが好ましく、20%以上100%以下であることがより好ましく、30%以上100%以下であることがさらに好ましい。金属および/または半導体で被覆されていない部分の面積の、内面全体の面積に対する割合が上記範囲内にあることにより、イオン化性能を顕著に向上させ、分子量が30000を超える高分子量の物質をイオン化することが可能となる。なお、金属および/または半導体で被覆されていない部分の面積の、内面全体の面積に対する割合が凹部毎で均一でない場合には、平均値を用いてこれらの値とする。   The area of the inner surface of the recess that is not covered with metal and / or semiconductor is preferably 10% or more and 100% or less, and 20% or more and 100% or less with respect to the entire inner surface of the recess. It is more preferable that it is 30% or more and 100% or less. The ratio of the area of the portion not covered with metal and / or semiconductor to the area of the entire inner surface is within the above range, thereby significantly improving ionization performance and ionizing a high molecular weight substance having a molecular weight exceeding 30000. It becomes possible. In addition, when the ratio of the area of the part which is not coat | covered with a metal and / or a semiconductor with respect to the area of the whole inner surface is not uniform for every recessed part, it is set as these values using an average value.

なお、金属および/または半導体で被覆されている部分と、被覆されていない部分とは、走査電子顕微鏡(SEM)により確認することができる。すなわち、凹部の内面の上部が金属で被覆されている試料ターゲットをSEMで観察した結果を示す図1に示されるように、金属や半導体は、後述する試料保持面の材質に比べて二次電子を放出しやすいため輝度が高く観察される。それゆえ、SEM像を解析することにより、金属および/または半導体で被覆されていない部分の面積の割合を求めることができる。   In addition, the part coat | covered with the metal and / or semiconductor and the part which is not coat | covered can be confirmed with a scanning electron microscope (SEM). That is, as shown in FIG. 1 which shows the result of observing a sample target whose upper part of the inner surface of the recess is covered with metal by SEM, the metal and semiconductor are secondary electrons compared to the material of the sample holding surface described later. High brightness is observed because it is easy to release. Therefore, by analyzing the SEM image, the ratio of the area of the portion not covered with the metal and / or semiconductor can be obtained.

また、金属および/または半導体で被覆されている部分と、被覆されていない部分とをより明確に評価する方法としては、被覆されていない部分がドット状(アイランド状)である場合を除いては、被覆部分を電極とする電解析出を行った後に走査電子顕微鏡(SEM)により確認する方法を好適に用いることができる。かかる方法では、評価対象となる、凹部の内面の一部を除く試料保持面の表面が金属および/または半導体で被覆されている試料ターゲットの表面に銀線を導電性ペーストで固定し、Niメッキ液中で室温条件下にて、対極にNi板を用い、−1Vの定電圧条件下で、10分間Niの電解析出を行う。電解析出後の試料ターゲットの断面のSEM観察を行うと、金属および/または半導体で被覆されている部分にのみ選択的にNiが電解析出されるため、金属および/または半導体で被覆されている部分と、被覆されていない部分とをより明確に評価することができる。   In addition, as a method for more clearly evaluating a portion covered with a metal and / or a semiconductor and a portion not covered, a case where the portion not covered is a dot (island) is not used. A method of confirming with a scanning electron microscope (SEM) after performing electrolytic deposition using the coated portion as an electrode can be suitably used. In such a method, a silver wire is fixed with a conductive paste on the surface of a sample target on which the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess to be evaluated is coated with metal and / or semiconductor, and Ni plating is performed. Using a Ni plate as a counter electrode in liquid at room temperature, Ni is electrolytically deposited for 10 minutes under a constant voltage condition of -1V. When SEM observation of the cross section of the sample target after electrolytic deposition is performed, Ni is selectively electrolytically deposited only on the portion covered with the metal and / or semiconductor, so that it is coated with the metal and / or semiconductor. The part and the uncoated part can be more clearly evaluated.

上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分の位置としては、特に限定されるものではなく、例えば、図2に示されるように、凹部の内面側壁のうち上端部を含む上部を除く部分及び底部であってもよいし、凹部の内面全体であってもよいし、凹部の内面側壁の一部であってもよいし、凹部の内面側壁全体であってもよいし、凹部の底面のみであってもよいし、被覆されている部分がドット状(アイランド状)であってそのドット状(アイランド状)以外の部分であってもよいし、被覆されていない部分がドット状(アイランド状)であってもよい。   The position of the inner surface of the recess that is not covered with metal and / or semiconductor is not particularly limited, and includes, for example, the upper end portion of the inner wall of the recess as shown in FIG. It may be a portion other than the top and the bottom, may be the entire inner surface of the recess, may be a part of the inner sidewall of the recess, may be the entire inner sidewall of the recess, It may be only the bottom surface of the recess, or the covered part may be dot-like (island-like) and may be a part other than the dot-like (island-like), or the part that is not covered is a dot (Island shape).

また、本発明にかかる試料ターゲットでは、上記上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されている部分は、当該凹部の側壁の上端部を含む側壁の上部であり、側壁の上端部と、被覆されている部分の下端との間の距離は、平均で0以上、凹部の幅×1.73以下であることがより好ましい。これによりイオン化性能をさらに向上させることができる。ここで凹部の幅とは、上記(I−1)で説明したとおりである。上記被覆されている部分の下端との間の距離は、平均で0以上、凹部の幅×1.73以下であることが好ましいが、0以上、凹部の幅×1.19以下であることがさらに好ましく、0以上、凹部の幅×1以下であることが特に好ましい。   In the sample target according to the present invention, the portion of the inner surface of the recess that is covered with metal and / or semiconductor is the upper portion of the sidewall including the upper end portion of the sidewall of the recess, More preferably, the distance between the lower end of the covered portion is 0 or more on average and the width of the recess × 1.73 or less. Thereby, ionization performance can be further improved. Here, the width of the recess is as described in (I-1) above. The distance from the lower end of the covered portion is preferably 0 or more and the width of the recess × 1.73 or less on average, but is 0 or more and the width of the recess × 1.19 or less. More preferably, it is particularly preferably 0 or more and the width of the recess × 1 or less.

試料保持面の被覆に用いることができる上記金属としては、具体的には、例えば、元素周期表の1A族(Li,Na,K,Rb,Cs,Fr)、2A族(Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra)、3A族(Sc,Y)、4A族(Ti,Zr,Hf)、5A族(V,Nb,Ta)、6A族(Cr,Mo,W)、7A族(Mn,Tc,Re)、8族(Fe,Ru,Os,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt)、1B族(Cu,Ag,Au)、2B族(Zn,Cd,Hg)、3B族(Al)、およびランタノイド系列(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)、アクチノイド系列(Ac,Th,Pa,U,Np,Pu,Am,Cm,Bk,Cf,Es,Fm,Md,No,Lr)等を挙げることができる。なかでも、上記金属はAu又はPtであることがさらに好ましい。AuやPtは酸化されにくいため、イオン化の効率を向上させることができるのみならず、複数の凹部が繰り返し形成された上記試料保持面の酸化を防止することが可能となる。   Specific examples of the metal that can be used for coating the sample holding surface include, for example, group 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) and group 2A (Be, Mg, Ca) of the periodic table of elements. , Sr, Ba, Ra), 3A group (Sc, Y), 4A group (Ti, Zr, Hf), 5A group (V, Nb, Ta), 6A group (Cr, Mo, W), 7A group (Mn) , Tc, Re), Group 8 (Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt), Group 1B (Cu, Ag, Au), Group 2B (Zn, Cd, Hg), Group 3B (Al), and lanthanoid series (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), actinoid series (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) Can. Of these, the metal is more preferably Au or Pt. Since Au and Pt are not easily oxidized, it is possible not only to improve ionization efficiency but also to prevent oxidation of the sample holding surface on which a plurality of concave portions are repeatedly formed.

また、上記金属は、上記金属から選ばれる単一金属であってもよいし、上記金属から選ばれる少なくとも2種以上からなる合金であってもよい。ここで合金とは、2種以上の金属が混合されている金属であればよく、混合された2種以上の上記金属の存在形態は特に限定されるものではない。混合された2種以上の上記金属の存在形態としては、例えば、固溶体、金属間化合物、固溶体及び金属間化合物が混在した状態等を挙げることができる。   Further, the metal may be a single metal selected from the above metals, or an alloy composed of at least two or more selected from the above metals. Here, the alloy may be a metal in which two or more kinds of metals are mixed, and the existence form of the two or more kinds of mixed metals is not particularly limited. Examples of the presence form of the two or more kinds of mixed metals include a solid solution, an intermetallic compound, a state in which a solid solution and an intermetallic compound are mixed, and the like.

また、試料保持面の被覆に用いることができる上記半導体としては、具体的には、例えば、Si、Ge、SiC、GaP、GaAs、InP、Si1−XGe(0<X<1)、SnO、ZnO、Inやその混合物、カーボン等を挙げることができる。なかでも、上記半導体は、SnO、ZnO、In、SnOとInの混合物であるITO等であることがより好ましい。これらの物質はもともと酸化物であり、これ以上酸化されないため、空気中に放置してもイオン化の性能が下がることはない。また、カーボンはその原子の結合状態によって物性は異なるが、ここでは半導体として分類する。カーボンも空気中では酸化されにくいために、空気中に放置してもイオン化の性能が下がることはない。 Specific examples of the semiconductor that can be used for coating the sample holding surface include Si, Ge, SiC, GaP, GaAs, InP, Si 1-X Ge X (0 <X <1), SnO 2, ZnO, In 2 O 3 and mixtures thereof, and carbon or the like. Among these, the semiconductor is more preferably SnO 2 , ZnO, In 2 O 3 , ITO which is a mixture of SnO 2 and In 2 O 3 , or the like. Since these substances are originally oxides and are not oxidized any more, the ionization performance is not lowered even when left in the air. In addition, although carbon has different physical properties depending on the bonding state of its atoms, it is classified here as a semiconductor. Since carbon is not easily oxidized in the air, the performance of ionization is not lowered even if it is left in the air.

また、上記試料保持面の表面は、上記半導体と上記金属とから選ばれる少なくとも2種以上からなる混合物で被覆されていてもよい。   The surface of the sample holding surface may be coated with a mixture of at least two selected from the semiconductor and the metal.

被覆されている上記金属および/または半導体の厚みは、試料保持面の凹部を有する構造を損なうものでなければ特に限定されるものではない。具体的には、例えば、1nm以上200nm以下であることが好ましい。上記金属および/または半導体の厚みがこの上限を超えないことにより、試料保持面の構造が損なわれず、下限より大きいことにより、効率的なイオン化が可能となる。さらに、上記金属および/または半導体の厚みは、1nm以上150nm以下であることがより好ましく、5nm以上100nm以下であることがさらに好ましく、10nm以上80nm以下であることが特に好ましく、20nm以上、75nm以下であることが最も好ましい。これにより、より効率的なイオン化が可能となる。   The thickness of the coated metal and / or semiconductor is not particularly limited as long as it does not impair the structure having the concave portion of the sample holding surface. Specifically, for example, it is preferably 1 nm or more and 200 nm or less. When the thickness of the metal and / or semiconductor does not exceed this upper limit, the structure of the sample holding surface is not impaired, and when the thickness is larger than the lower limit, efficient ionization is possible. Furthermore, the thickness of the metal and / or semiconductor is more preferably 1 nm or more and 150 nm or less, further preferably 5 nm or more and 100 nm or less, particularly preferably 10 nm or more and 80 nm or less, and 20 nm or more and 75 nm or less. Most preferably. Thereby, more efficient ionization becomes possible.

(I−3)試料保持面の材質
試料保持面の材質は、上記形状を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、合成高分子などの樹脂、セラミックス等を挙げることができる。導電性を有しない材質であっても金属および/または半導体で被覆することによりイオン化の効率を向上させることができる。
(I-3) Material of Sample Holding Surface The material of the sample holding surface is not particularly limited as long as it has the above shape, and examples thereof include resins such as synthetic polymers, ceramics, and the like. Even if it is a material which does not have electroconductivity, the efficiency of ionization can be improved by coat | covering with a metal and / or a semiconductor.

上記合成高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリスタノキサン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリウレタン、ポリエチルエーテルケトン、ポリ4−フッ化エチレン;これらの少なくともひとつを含む共重合体;これらの少なくともひとつを含む混合物;これらの少なくともひとつを含むグラフトポリマー;これらの少なくともひとつを含むブロックポリマー等が挙げられる。   Examples of the synthetic polymer include polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, polystyrene, polysiloxane, polystannoxane, polyamide, polyester, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyurethane, polyethyl ether ketone, and poly-4-fluoride. A copolymer containing at least one of these; a mixture containing at least one of these; a graft polymer containing at least one of these; a block polymer containing at least one of these, and the like.

また、上記セラミックスとしては、アルミナ(酸化アルミニウム)、マグネシア、ベリリア、ジルコニア(酸化ジルコニウム)、酸化ウラン、酸化トリウム、シリカ(石英)、ホルステライト、ステアタイト、ワラステナイト、ジルコン、ムライト、コージライト/コージェライト、スポジュメン、チタン酸アルミニウム、スピネルアパタイト、チタン酸バリウム、フェライト、ニオプ酸リチウム、窒化ケイ素(シリコンナイトライド)、サイアロン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素(シリコンカーバイド)、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステン、ホウ化ランタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、硫化カドミウム、硫化モリブデン、ケイ化モリブデン、ダイヤモンド、単結晶サファイアなどが挙げられる。   The ceramics include alumina (aluminum oxide), magnesia, beryllia, zirconia (zirconium oxide), uranium oxide, thorium oxide, silica (quartz), holsterite, steatite, wollastonite, zircon, mullite, cordierite / Cordierite, spodumene, aluminum titanate, spinel apatite, barium titanate, ferrite, lithium niobate, silicon nitride (silicon nitride), sialon, aluminum nitride, boron nitride, titanium nitride, silicon carbide (silicon carbide), boron carbide , Titanium carbide, tungsten carbide, lanthanum boride, titanium boride, zirconium boride, cadmium sulfide, molybdenum sulfide, molybdenum silicide, diamond, single crystal sapphire, etc. That.

上記試料保持面の材質としては、例えば、ポーラスアルミナを好適に用いることができる。ポーラスアルミナとは、アルミニウムまたはその合金を電解液中で陽極酸化することにより、表面に形成される、微細な細孔を多数有する酸化皮膜のことをいう。陽極酸化の条件を制御することにより細孔が広範囲にわたって規則的に配列した規則的なポーラスアルミナを製造することができる。このようにして得られる規則的なポーラスアルミナは、例えば、図5に示すように、アルミニウム(またはその合金)の層102上に、バリアー層103を介して、多数の細孔が一方向に配列したポーラスアルミナの層101が形成されている。なお、図5ではバリアー層が存在するが、バリアー層は除去されていてもよい。   As the material for the sample holding surface, for example, porous alumina can be suitably used. Porous alumina refers to an oxide film having many fine pores formed on the surface by anodizing aluminum or an alloy thereof in an electrolytic solution. By controlling the anodizing conditions, it is possible to produce regular porous alumina in which pores are regularly arranged over a wide range. In the regular porous alumina thus obtained, for example, as shown in FIG. 5, a large number of pores are arranged in one direction on a layer 102 of aluminum (or an alloy thereof) via a barrier layer 103. A porous alumina layer 101 is formed. Although the barrier layer is present in FIG. 5, the barrier layer may be removed.

このようにポーラスアルミナは、規則的に形成された複数の凹部を有し、また、試料ターゲットに好ましい細孔深さ/(細孔周期−細孔径)を有する構造を得ることができることから、本発明の試料ターゲットに好適に用いることができる。さらにポーラスアルミナは、陽極酸化の条件を変化させることによって、細孔径、細孔深さ、および細孔周期を制御することが可能であることから、本発明に好適に用いることができる。   Thus, porous alumina has a plurality of regularly formed recesses, and can obtain a structure having a preferable pore depth / (pore cycle-pore diameter) in the sample target. It can use suitably for the sample target of invention. Furthermore, porous alumina can be suitably used in the present invention because the pore diameter, pore depth, and pore cycle can be controlled by changing the anodizing conditions.

規則的な細孔構造を有するポーラスアルミナは、例えば、H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J Appl. Phys., 35, pp. L126 (1996) に開示されている、2段階に分けて陽極酸化を行う方法、特開平10−121292号公報に開示されている、複数の突起を備えた基板を陽極酸化するアルミニウム板表面におしつけて、所望の細孔周期や配列の窪みを形成した後、当該アルミニウム板を陽極酸化する方法等、従来公知の方法により得ることができる。   Porous alumina having a regular pore structure is disclosed in, for example, H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J Appl. Phys., 35, pp. L126 (1996) in two steps. A method of performing oxidation, disclosed in JP-A-10-121292, after a substrate having a plurality of protrusions is applied to the surface of an aluminum plate to be anodized to form a desired pore period and an array of depressions, It can be obtained by a conventionally known method such as a method of anodizing the aluminum plate.

さらに、上記試料保持面としては、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製し、該ネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面も好適に用いることができる。かかる試料保持面を用いることにより、本発明に使用可能な、複数の凹部が繰り返し形成された表面を有する試料ターゲットを、種々の材質を用いて製造することができる。   Further, as the sample holding surface, a negative second structure in which the concave / convex structure of the first structure is transferred using the first structure having a concave / convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold is prepared. In addition, a sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure, which is obtained by transferring the concavo-convex structure using the negative second structure as a mold, is preferably used. it can. By using such a sample holding surface, a sample target having a surface on which a plurality of concave portions can be repeatedly formed, which can be used in the present invention, can be manufactured using various materials.

上記微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物としては、本発明の試料ターゲットに適した凹凸構造を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポーラスアルミナを好適に用いることができる。   The first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed is not particularly limited as long as it has a concavo-convex structure suitable for the sample target of the present invention. For example, porous alumina is used. It can be used suitably.

上記ネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記試料保持面の材質は特に限定させるものではなく例えば、上記樹脂、セラミックス等を含むものを好適に用いることができる。   The material of the sample holding surface, to which the concavo-convex structure is transferred using the negative second structure as a mold, is not particularly limited. For example, a material containing the resin, ceramics, or the like can be suitably used. .

(II)試料ターゲットの製造方法
本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、上記試料ターゲットの製造方法であって、上記試料保持面の表面を、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように、金属および/または半導体で被覆する被覆工程を含んでいる。
(II) Sample target manufacturing method A sample target manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing the sample target, wherein the surface of the sample holding surface is coated with a metal and / or a semiconductor on the inner surface of the recess. A coating step of coating with a metal and / or semiconductor is included so that there is an unfinished portion.

(II−1)被覆工程
上記被覆工程は、上記試料保持面の表面を、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように、金属および/または半導体で被覆できる方法であれば特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。かかる方法としては、例えば、スパッタリング、化学気相成長法(CVD)、真空蒸着法、無電解メッキ法、電解メッキ法、塗布法、貴金属ワニス法、有機金属薄膜法、ゾルゲル法等を挙げることができる。
(II-1) Coating step In the coating step, the surface of the sample holding surface is coated with a metal and / or semiconductor so that there is a portion not covered with metal and / or semiconductor on the inner surface of the recess. The method is not particularly limited as long as it can be used, and a conventionally known method can be used. Examples of such methods include sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum deposition, electroless plating, electroplating, coating, noble metal varnish, organometallic thin film, and sol-gel. it can.

中でも、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように被覆を行う方法としては、物理蒸着を用いるとともに、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度から、上記金属および/または半導体を蒸着する方法を好適に用いることができる。かかる方法を用いることにより、蒸着の角度を変更するだけで簡便に、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように被覆を行うことが可能となる。   Among them, as a method for coating the inner surface of the recess so that there is a portion not coated with metal and / or semiconductor, physical vapor deposition is used and the sample holding surface is extended in the thickness direction. A method of depositing the metal and / or semiconductor can be suitably used from an angle inclined obliquely from the direction of the center line or the center plane of the recess. By using such a method, it is possible to simply perform coating so that a portion not covered with metal and / or semiconductor exists on the inner surface of the recess by simply changing the deposition angle.

ここで、物理蒸着としては、特に限定されるものではないが、例えば、イオンビームスパッタリング、直流スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、高周波スパッタリング等のスパッタリング、熱蒸着、電子ビーム蒸着、真空蒸着等を好適に用いることができる。   Here, the physical vapor deposition is not particularly limited. For example, sputtering such as ion beam sputtering, direct current sputtering, magnetron sputtering, and high frequency sputtering, thermal vapor deposition, electron beam vapor deposition, and vacuum vapor deposition are preferably used. Can do.

本工程では、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度から、上記金属および/または半導体を蒸着する。図2に、本発明の一例として、ポーラスアルミナを試料ターゲットに用いた場合の、金属および/または半導体による、試料保持面の表面の被覆を模式的に示す。図2中、(a)は、従来の、凹部の内面を含む試料保持面全体が金属および/または半導体によって被覆された試料保持面の表面を示し、(b)は本発明にかかる、凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面の表面を示す。   In this step, the metal and / or semiconductor is vapor-deposited from the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or from an angle inclined obliquely from the direction of the center surface. FIG. 2 schematically shows the coating of the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor when porous alumina is used as a sample target as an example of the present invention. In FIG. 2, (a) shows the surface of the conventional sample holding surface where the whole sample holding surface including the inner surface of a recessed part was coat | covered with the metal and / or the semiconductor, (b) shows the recessed part concerning this invention. The surface of the sample holding surface where the inner surface includes a portion not covered with metal and / or semiconductor is shown.

図2中、一点鎖線は、「試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線の方向」を示す。かかる方向は、凹部が細孔である場合には、試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の中心線の方向であり、凹部が溝の場合は、試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている溝の中心面の方向である。   In FIG. 2, the alternate long and short dash line indicates “the direction of the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface”. This direction is the direction of the center line of the pore extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface when the recess is a pore, and from the surface of the sample holding surface when the recess is a groove. This is the direction of the center plane of the groove extending in the thickness direction.

また、図2中矢印は、蒸着の方向、すなわち、試料保持面の表面に付着させて試料保持面を被覆する粒子の飛翔方向を示す。図2中、(a)で示されるように、従来は、試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の方向と平行な方向から、上記金属および/または半導体を蒸着している。これに対して、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法では、(b)に示すように、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度から、上記金属および/または半導体を蒸着する。これにより、図に示すように、金属および/または半導体が凹部の内部全体に浸入することなく、試料保持面の凹部内面は、上端部のみが金属および/または半導体で被覆されることとなる。それゆえ、金属および/または半導体が浸入しない、凹部の下部は、金属および/または半導体で被覆されていない部分として残る。それゆえ、分子量が30000を超えるような高分子量の物質のイオン化が可能となるとともに、低分子化合物のイオン化性能を顕著に向上させることができる。   Moreover, the arrow in FIG. 2 shows the direction of vapor deposition, ie, the flight direction of the particles that adhere to the surface of the sample holding surface and coat the sample holding surface. As shown in FIG. 2A, conventionally, the metal and / or semiconductor is deposited from the direction parallel to the direction of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface. In contrast, in the sample target manufacturing method according to the present invention, as shown in (b), the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or obliquely from the direction of the center surface. The metal and / or semiconductor is deposited from an inclined angle. As a result, as shown in the figure, the metal and / or semiconductor does not enter the entire inside of the recess, and the inner surface of the recess of the sample holding surface is covered only with the metal and / or semiconductor. Therefore, the lower part of the recess where the metal and / or semiconductor does not enter remains as a part not covered with the metal and / or semiconductor. Therefore, it is possible to ionize a high molecular weight substance having a molecular weight exceeding 30000 and to significantly improve the ionization performance of the low molecular weight compound.

ここで、記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度は、図2中、θで示される角度であり、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向と蒸着の方向とがなす角ということもできる。上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度θは、30°以上90°未満であることが好ましい。これにより、分子量が30000を超えるような高分子量の物質のイオン化が可能となるとともに、低分子化合物のイオン化性能を顕著に向上させることができる。また角度θは、40°以上89°未満であることがより好ましく、45°以上88°未満であることがさらに好ましく、60°以上85°未満であることが特に好ましい。これにより、さらにイオン化性能を向上させることが可能となる。   Here, the angle inclined obliquely from the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or the direction of the center surface is an angle indicated by θ in FIG. It can also be said to be an angle formed by the direction of the center line or the center plane of the recess extending in the thickness direction from the surface of the film and the direction of vapor deposition. It is preferable that the angle θ tilted obliquely from the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or from the direction of the center surface is 30 ° or more and less than 90 °. This makes it possible to ionize a high molecular weight substance having a molecular weight exceeding 30000 and to significantly improve the ionization performance of a low molecular weight compound. Further, the angle θ is more preferably 40 ° or more and less than 89 °, further preferably 45 ° or more and less than 88 °, and particularly preferably 60 ° or more and less than 85 °. Thereby, ionization performance can be further improved.

図10は、例えば、上記金属としてPtを用い、ポーラスアルミナからなる試料保持面にPtを蒸着する場合の、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向と蒸着の方向とがなす角θとPtにより被覆される部分とを示す模式図である。   FIG. 10 shows, for example, when Pt is used as the metal and Pt is vapor-deposited on the sample holding surface made of porous alumina, the center line or the center plane of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface. It is a schematic diagram which shows the angle | corner which the direction and the direction of vapor deposition make, and the part coat | covered with Pt.

図10に示すように、凹部の内面の金属およびまたは半導体により被覆される部分は、上記角θと凹部の幅により規定されうる。すなわち、上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されている部分は、当該凹部の側壁の上端部を含む側壁の上部であり、側壁の上端部と、被覆されている部分の下端との間の距離は、Tan(90°−θ)×Dで表される。ここで、Dは凹部の幅をいい、上記(I−1)で説明したとおりである。   As shown in FIG. 10, the portion covered with the metal and / or semiconductor on the inner surface of the recess can be defined by the angle θ and the width of the recess. That is, the portion of the inner surface of the recess covered with metal and / or semiconductor is the upper portion of the side wall including the upper end of the side wall of the recess, and the upper end of the side wall and the lower end of the covered portion Is represented by Tan (90 ° −θ) × D. Here, D refers to the width of the recess and is as described in (I-1) above.

なお、図2及び図10では、金属および/または半導体が蒸着される方向として、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向と蒸着の方向とがなす角がθとなる一方向のみが示されているが、試料保持面を、θを同じ角度に維持しながら回転させることによって、凹部の内面の全方向において、所望の範囲のみを被覆することができる。   2 and 10, the direction in which the metal and / or semiconductor is vapor-deposited includes the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or the direction of the central surface and the direction of vapor deposition. Only one direction where the angle formed is θ is shown, but the sample holding surface is rotated while maintaining θ at the same angle, so that only the desired range is covered in all directions of the inner surface of the recess. Can do.

なお、上記凹部が溝である場合は、試料保持面を、蒸着の方向と、溝の長手方向とが同一となる範囲を避けて回転すればよい。   When the concave portion is a groove, the sample holding surface may be rotated while avoiding a range where the vapor deposition direction and the longitudinal direction of the groove are the same.

(II−2)試料保持面の製造方法
上記被覆工程で金属および/または半導体を被覆する試料保持面を製造する方法としては、上記(I)で説明した試料保持面を製造することができる方法であれば特に限定されるものではない。中でも、かかる試料保持面の製造方法としては、例えば、ポーラスアルミナを用いる方法、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型として用い、鋳型として用いた第一構造物と同一の凹凸構造を有する他の材質からなる試料保持面を製造する方法、リソグラフィーを用いる方法等を好適に用いることができる。
(II-2) Method for Producing Sample Holding Surface As a method for producing a sample holding surface for coating a metal and / or semiconductor in the coating step, a method capable of producing the sample holding surface described in (I) above. If it is, it will not specifically limit. Among these, as a method for producing such a sample holding surface, for example, a method using porous alumina, a first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed is used as a mold, and the first structure used as a mold is used. A method for manufacturing a sample holding surface made of another material having the same concavo-convex structure, a method using lithography, and the like can be suitably used.

<ポーラスアルミナを用いる方法>
ここで、ポーラスアルミナは、アルミニウムまたはその合金を陽極酸化することにより製造してもよいし、市販されているポーラスアルミナを用いてもよい。
<Method using porous alumina>
Here, the porous alumina may be produced by anodizing aluminum or an alloy thereof, or commercially available porous alumina may be used.

ポーラスアルミナを製造する方法は、特に限定されるものではなくどのような方法を用いてもよい。また、従来公知の方法を好適に用いることができる。一般的には、アルミニウムまたはその合金を好ましくは研磨し、これを電解液中で陽極酸化すればよい。上記電解液は酸性であってもアルカリ性であってもよいが、例えば、硫酸、シュウ酸、リン酸等であることが好ましい。また所望の細孔径、細孔深さおよび細孔周期を有する試料保持面を得るために、陽極酸化電圧、陽極酸化時間、電解液の種類や濃度、温度条件等を適宜選択すればよい。また、陽極酸化前にアルミニウムやその合金を研磨する方法も特に限定されるものではなく、例えば、過塩素酸とエタノールとの混合液、リン酸と硫酸との混合溶液中等で電解研磨処理する方法、機械的に表面研磨処理する方法等を挙げることができる。また、陽極酸化により得られたポーラスアルミナは、リン酸水溶液、硫酸水溶液等を用いたエッチング処理等により、細孔径を拡大処理してもよい。   The method for producing porous alumina is not particularly limited, and any method may be used. Moreover, a conventionally well-known method can be used suitably. In general, aluminum or an alloy thereof is preferably polished and anodized in an electrolytic solution. The electrolytic solution may be acidic or alkaline, but is preferably sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, or the like. In addition, in order to obtain a sample holding surface having a desired pore diameter, pore depth, and pore cycle, the anodizing voltage, anodizing time, the type and concentration of the electrolytic solution, temperature conditions, and the like may be appropriately selected. In addition, the method of polishing aluminum or an alloy thereof before anodic oxidation is not particularly limited. For example, a method of electrolytic polishing in a mixed solution of perchloric acid and ethanol, a mixed solution of phosphoric acid and sulfuric acid, or the like. And a method of mechanically polishing the surface. The porous alumina obtained by anodic oxidation may be subjected to an enlargement treatment of the pore diameter by an etching treatment using a phosphoric acid aqueous solution, a sulfuric acid aqueous solution or the like.

また、規則的なポーラスアルミナを製造するためには、上述したように、例えば、H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J Appl. Phys., 35, pp. L126 (1996) に開示されている、2段階に分けて陽極酸化を行う方法、特開平10−121292号公報に開示されている、複数の突起を備えた基板(モールド)を陽極酸化するアルミニウム板表面におしつけて、所望の細孔周期や配列の窪みを形成した後、当該アルミニウム板を陽極酸化する方法等を好適に用いることができる。   In order to produce regular porous alumina, as described above, for example, it is disclosed in H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J Appl. Phys., 35, pp. L126 (1996). A method of performing anodization in two stages, disclosed in JP-A-10-121292, a substrate (mold) having a plurality of protrusions is applied to the surface of an aluminum plate to be anodized to obtain desired pores A method of anodizing the aluminum plate after forming the recesses of the period and arrangement can be suitably used.

<ナノインプリント法>
微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型として用い、鋳型として用いた第一構造物と同一の凹凸構造を有する他の材質からなる試料保持面を製造する方法としては、微細構造体を鋳型に用いて、その構造を別の物質に転写する「ナノインプリント」法であれば、特に限定されるものではなくどのような方法を用いてもよい。近年、ナノテクノロジーの分野において、DNAチップ、半導体のデバイス、化学反応のための微小な容器などを作製するために、1nmから数十μmの単位で作製された微細構造体を鋳型に用いて、その構造を別の物質に転写する「ナノインプリント」法が種々開発されており、これらの従来公知の方法を好適に用いることができる。
<Nanoimprint method>
As a method of manufacturing a sample holding surface made of another material having the same concavo-convex structure as the first structure using the first structure having the concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold. Any method may be used as long as it is a “nanoimprint” method in which a microstructure is used as a template and the structure is transferred to another substance. In recent years, in the field of nanotechnology, in order to fabricate DNA chips, semiconductor devices, minute containers for chemical reactions, etc., a microstructure manufactured in units of 1 nm to several tens of μm is used as a template. Various “nanoimprint” methods for transferring the structure to another substance have been developed, and these conventionally known methods can be suitably used.

また、かかるナノインプリント法を用いることにより、試料保持面に適した凹凸構造を有する第一構造物と同一の構造を有する試料保持面を、所望の材質で製造することができる。したがって、これらの製造方法も本発明に含まれる。   Further, by using such a nanoimprint method, a sample holding surface having the same structure as the first structure having an uneven structure suitable for the sample holding surface can be manufactured with a desired material. Therefore, these manufacturing methods are also included in the present invention.

すなわち、試料保持面の製造にナノインプリント法を用いる場合は、本発明の試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製する工程と、該工程で得られたネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写して、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面を得る工程とを含んでいてもよい。   That is, when the nanoimprint method is used for manufacturing the sample holding surface, the sample target manufacturing method according to the present invention repeats the fine recesses before the step of coating the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor. Using the formed first structure having a concavo-convex structure as a mold to produce a negative second structure in which the concavo-convex structure of the first structure is transferred, and a negative type first structure obtained in the step There may be included a step of transferring the concavo-convex structure using two structures as a mold to obtain a sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure on the surface.

なお、上記第一構造物としては、本発明の試料ターゲットに適した凹凸構造を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポーラスアルミナを好適に用いることができる。   The first structure is not particularly limited as long as it has a concavo-convex structure suitable for the sample target of the present invention. For example, porous alumina can be suitably used.

かかるナノインプリント法としては、例えばT.Yanagishita, K.Nishino, H.Masuda:Jpn.J.Appl.Phys., Vol. 45, No. 30(2006) に記載の方法を挙げることができる。この方法では、ポーラスアルミナを鋳型に用いて、該ポーラスアルミナの凹凸構造をNiに転写したネガ型の第二構造物を作製する。得られたNiからなるネガ型の第二構造物を鋳型に用いて、上記凹凸構造を表面に有するポリマーからなる試料保持面を製造する。   Examples of such nanoimprinting methods include the method described in T. Yanagishita, K. Nishino, H. Masuda: Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 45, No. 30 (2006). In this method, a negative second structure in which the uneven structure of porous alumina is transferred to Ni is produced using porous alumina as a mold. Using the obtained negative second structure made of Ni as a mold, a sample holding surface made of a polymer having the uneven structure on its surface is manufactured.

上記方法の一例について、以下に、図7に基づきより具体的に説明する。図7は、ナノインプリント法による試料保持面製造の工程を含む試料ターゲットの製造方法を模式的に示す図である。まず、Niの電解析出のための電極とするために、スパッタリングにより、ポーラスアルミナの表面に5nm〜200nmの金属膜を形成し、Niを電解析出させる(図7の(i))。ここで、上記金属膜は、Niを電解析出させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、Pt膜、Au膜、Ta膜、Pd膜等を好適に用いることができる。電解析出後、ポーラスアルミナを溶解除去して、ポーラスアルミナの凹凸構造をNiに転写したネガ型の第二構造物を得る(図7の(ii))。このNiからなるネガ型の第二構造物を、必要に応じて、離型剤を用いて前処理した後、該第二構造物上に光硬化性樹脂のモノマーを注ぎ、例えばガラス基板等の基板を添えて、紫外線照射下モノマーを重合させる。Niからなるネガ型の第二構造物を機械的に除去し(図7の(iii))、ポーラスアルミナの凹凸構造を表面に有するポリマーからなる試料保持面(図7の(iv))を得る。図7の(v)、(vi)は続く上記被覆工程を模式的に示すものである。   An example of the above method will be described below more specifically based on FIG. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a sample target manufacturing method including a sample holding surface manufacturing step by a nanoimprint method. First, in order to form an electrode for electrolytic deposition of Ni, a metal film of 5 nm to 200 nm is formed on the surface of porous alumina by sputtering, and Ni is electrolytically deposited ((i) in FIG. 7). Here, the metal film is not particularly limited as long as Ni can be electrolytically deposited. For example, a Pt film, an Au film, a Ta film, a Pd film, or the like can be suitably used. . After electrolytic deposition, the porous alumina is dissolved and removed to obtain a negative second structure in which the uneven structure of the porous alumina is transferred to Ni ((ii) in FIG. 7). The negative second structure made of Ni is pretreated with a release agent as necessary, and then a photocurable resin monomer is poured onto the second structure, for example, a glass substrate or the like. With the substrate attached, the monomer is polymerized under UV irradiation. The negative second structure made of Ni is mechanically removed ((iii) in FIG. 7) to obtain a sample holding surface ((iv) in FIG. 7) made of a polymer having a concavo-convex structure of porous alumina on the surface. . (V) and (vi) in FIG. 7 schematically show the subsequent coating step.

かかる方法で用いられる、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物の凹凸構造を転写するネガ型の構造物として用いられる物質は、Niに限定されるものではなく、例えば、元素周期表の1A族(Li,Na,K,Rb,Cs,Fr)、2A族(Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra)、3A族(Sc,Y)、4A族(Ti,Zr,Hf)、5A族(V,Nb,Ta)、6A族(Cr,Mo,W)、7A族(Mn,Tc,Re)、8族(Fe,Ru,Os,Co,Rh,Ir,Ni,Pd,Pt)、1B族(Cu,Ag,Au)、2B族(Zn,Cd,Hg)、3B族(Al)、およびランタノイド系列(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)、アクチノイド系列(Ac,Th,Pa,U,Np,Pu,Am,Cm,Bk,Cf,Es,Fm,Md,No,Lr)等の金属を用いてもよい。   The material used as a negative structure for transferring the concavo-convex structure of the first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed used in such a method is not limited to Ni, for example, Group 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), Group 2A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), Group 3A (Sc, Y), Group 4A (Ti, Zr) , Hf), Group 5A (V, Nb, Ta), Group 6A (Cr, Mo, W), Group 7A (Mn, Tc, Re), Group 8 (Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni) , Pd, Pt), 1B group (Cu, Ag, Au), 2B group (Zn, Cd, Hg), 3B group (Al), and lanthanoid series (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), Actinoy Sequence (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) metal may be used, such as.

また、ネガ型の第二構造物を鋳型に用いて、上記凹凸構造を表面に転写するポリマーも、特に限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリスタノキサン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリウレタン、ポリエチルエーテルケトン、ポリ4−フッ化エチレン;これらの少なくともひとつを含む共重合体;これらの少なくともひとつを含む混合物;これらの少なくともひとつを含むグラフトポリマー;これらの少なくともひとつを含むブロックポリマー等を用いることができる。   In addition, the polymer that transfers the uneven structure to the surface using the negative second structure as a mold is not particularly limited, and polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, Polysiloxane, polystannoxane, polyamide, polyester, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyurethane, polyethyletherketone, poly-4-fluoroethylene; copolymer containing at least one of these; mixture containing at least one of these; A graft polymer containing at least one; a block polymer containing at least one of these can be used.

ポーラスアルミナの溶解除去に用いられる溶剤としては、アルミニウム及びアルミナを溶解する溶剤であれば、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等を挙げることができる。   The solvent used for dissolving and removing the porous alumina is not particularly limited as long as it dissolves aluminum and alumina, and examples thereof include an aqueous sodium hydroxide solution and an aqueous potassium hydroxide solution.

上述したナノインプリント法では、樹脂に微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物の凹凸構造を転写する方法を示したが、ナノインプリント法により上記第一構造物の凹凸構造を転写して作製する試料保持面の材質は、樹脂に限定されるものでなく、例えば、セラミックス等であってもよい。   In the nanoimprint method described above, the method of transferring the concavo-convex structure of the first structure having the concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed in the resin was shown. However, the concavo-convex structure of the first structure was transferred by the nanoimprint method. The material of the sample holding surface produced in this way is not limited to resin, and may be ceramics, for example.

また、かかるセラミックスとしては、上記(I−3)に記載のものと同様のセラミックスを好適に用いることができる。   Moreover, as this ceramic, the same ceramics as described in the above (I-3) can be suitably used.

<リソグラフィー>
リソグラフィーを用いる方法としては、フォトリソグラフィー法、電子線リソグラフィー法、イオンビームリソグラフィー法、ナノインプリントリソグラフィー法、ディプペンナノリソグラフィー法等がある。これらの各リソグラフィー法のうち、電子線リソグラフィー法を用いることがより好ましい。電子線リソグラフィー法を用いれば、一般的な光学リソグラフィーのように、書き込み形状の大きさが光の波長に制限されることがないため、より微細な書き込みを行うことができ、これによって、各凹部の間隔が1nm以上30μm未満となるように、凹部を繰り返し形成することができる。
<Lithography>
As a method using lithography, there are a photolithography method, an electron beam lithography method, an ion beam lithography method, a nanoimprint lithography method, a dip pen nanolithography method, and the like. Of these lithography methods, it is more preferable to use an electron beam lithography method. If the electron beam lithography method is used, since the size of the writing shape is not limited by the wavelength of light as in general optical lithography, finer writing can be performed. The recesses can be repeatedly formed such that the distance between is 1 nm or more and less than 30 μm.

電子線リソグラフィー法では、デバイスの設計図をマスクと呼ばれる金属板に焼き付けて、そのマスクのある部分は光を通し、それ以外の部分は光を通さないというように加工しておく。そして、加工された設計図に光を当てレンズでその光を絞ると設計図のパターンが縮小投影される。ここで、あらかじめデバイスの基盤となる材料には感光剤を塗っておき、その基盤に縮小投影すると、そこに設計図のパターンが焼き付けられる。   In the electron beam lithography method, a device design drawing is baked on a metal plate called a mask, and a part of the mask transmits light, and the other part does not transmit light. Then, when light is applied to the processed design drawing and the light is focused by a lens, the design drawing pattern is reduced and projected. Here, a photosensitizer is applied to the material that becomes the base of the device in advance, and when the projection is reduced and projected onto the base, the pattern of the design drawing is printed there.

基盤に塗られる感光剤は、レジストと呼ばれる。レジストには、光を当てることで固化してしまうとか、重合してある溶液に溶けなくなるといった光反応を起こす分子が使われる。パターンの焼き付けられた基板の材料を、それを溶かす溶液に入れると、光の当たったレジストが固まった部分だけが溶け出すことなく、それ以外のところについては溶かし出すことが可能となる。このようにして形成されたレジストのパターンを用いて、さらにエッチングすることで、基板上に微細加工することが可能となる。電子線リソグラフィー法では、一般に電子ビーム描画装置が用いられる。微細構造を作成する精度は、この電子ビーム描画装置の性能に大きく依存する。   The photosensitive agent applied to the substrate is called a resist. The resist uses molecules that cause a photoreaction, such as solidifying when exposed to light or becoming insoluble in a polymerized solution. When the material of the substrate on which the pattern has been baked is put into a solution for dissolving it, only the portion where the resist that has been exposed to light is hardened is melted, and the other portions can be melted. By further etching using the resist pattern formed in this way, it becomes possible to perform fine processing on the substrate. In the electron beam lithography method, an electron beam drawing apparatus is generally used. The accuracy of creating the fine structure greatly depends on the performance of the electron beam drawing apparatus.

以上のように、本発明にかかる試料ターゲットを製造する場合、リソグラフィー技術を用いれば試料保持面に各凹部の間隔が1nm以上30μm未満となるように、凹部を繰り返し形成することができる。   As described above, when the sample target according to the present invention is manufactured, if the lithography technique is used, the recesses can be repeatedly formed on the sample holding surface so that the interval between the recesses is 1 nm or more and less than 30 μm.

従って、本発明の試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に、各凹部の間隔が1nm以上30μm未満となるように、凹部を繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する工程を含んでいてもよい。   Therefore, in the sample target manufacturing method of the present invention, before the step of coating the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor, the space between the recesses is 1 nm or more on the surface of the substrate using the lithography technique. A step of forming a sample holding surface on the surface may be included by repeatedly forming the recess so as to be less than 30 μm.

(II−3)凹部の径を拡大する工程
本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、さらに、上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分をエッチング処理して、凹部の径を拡大する工程を含んでいてもよい。
(II-3) Step of Enlarging the Diameter of the Concave The method for producing a sample target according to the present invention further includes etching the portion of the inner surface of the concave that is not covered with metal and / or semiconductor, A step of expanding the diameter may be included.

かかる工程は、上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分がエッチングによって除去可能な材質からなる場合であれば、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法に含めることが好ましい。これにより、理由は明らかではないが、さらにイオン化性能を向上させることが可能となる。   Such a step is preferably included in the method for manufacturing a sample target according to the present invention if the inner surface of the recess is not made of a metal and / or semiconductor and is made of a material that can be removed by etching. Thereby, although the reason is not clear, the ionization performance can be further improved.

図6は、凹部の径を拡大する工程により、金属および/または半導体で被覆されていない部分の凹部の径を拡大する工程により得られる試料保持面を模式的に示す図である。図6は、試料保持面としてポーラスアルミナを用いた場合の、金属および/または半導体で被覆されていない部分の径が拡大された試料保持面を示す。   FIG. 6 is a diagram schematically showing the sample holding surface obtained by the step of enlarging the diameter of the concave portion of the portion not covered with the metal and / or semiconductor by the step of enlarging the diameter of the concave portion. FIG. 6 shows a sample holding surface in which the diameter of a portion not covered with metal and / or semiconductor is enlarged when porous alumina is used as the sample holding surface.

(III)本発明の利用(質量分析装置)
本発明の試料ターゲットは、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分子、金属錯体などの様々な物質の質量分析を行う場合に測定対象となる試料を載置するための言わば試料台として使用することができる。また、上記試料ターゲットは、特にレーザー脱離イオン化質量分析において用いられた場合に、試料のイオン化を効率的かつ安定的に行うことができるため有用である。
(III) Use of the present invention (mass spectrometer)
The sample target of the present invention is used as a sample stage for placing a sample to be measured in mass spectrometry of various substances such as biopolymers, endocrine disrupting substances, synthetic polymers, and metal complexes. be able to. The sample target is useful because it can efficiently and stably ionize the sample, particularly when used in laser desorption ionization mass spectrometry.

そこで、上述の本発明の試料ターゲットを用いてなる質量分析装置についても本発明の範疇に含まれる。上記試料ターゲットは、特にレーザー脱離イオン化質量分析装置において用いられた場合に、試料のイオン化を効率的かつ安定的に行うことができる。そのため、本発明の質量分析装置は、より具体的には、測定対象となる試料にレーザー光を照射することによってイオン化して当該試料の分子量を測定するレーザー脱離イオン化質量分析装置であることが好ましい。   Therefore, a mass spectrometer using the above-described sample target of the present invention is also included in the category of the present invention. The sample target can efficiently and stably ionize the sample, particularly when used in a laser desorption ionization mass spectrometer. Therefore, more specifically, the mass spectrometer of the present invention is a laser desorption ionization mass spectrometer that ionizes the sample to be measured by irradiating the sample with laser light and measures the molecular weight of the sample. preferable.

上記レーザー脱離イオン化質量分析装置においては、測定対象となる試料を上述の試料ターゲット上に載置して使用することによって、当該試料に対してレーザー光を照射した場合に試料のイオン化を良好に行うことができる。   In the laser desorption ionization mass spectrometer, the sample to be measured is placed on the sample target and used, so that the sample can be ionized well when irradiated with laser light. It can be carried out.

本発明について、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited to this.

〔実施例1〕
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板の表面に、200nmの周期で突起が規則的に配列した構造を有するSiC製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンの窪みを形成した。かかるテクスチャリング処理を施したアルミニウム板を、0.5Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、得られた陽極酸化ポーラスアルミナを10重量%リン酸水溶液に10分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナを試料保持面として用いた。上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の中心線の方向と蒸着の方向とがなす角を80°として、イオンビームスパッタ装置を用いて、試料保持面を回転させながら、Ptを50nmコートすることにより、細孔周期200nmのPtで凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。
[Example 1]
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid / ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). A SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 200 nm was pressed onto the surface of the mirror-finished aluminum plate to form depressions with a fine uneven pattern on the surface. The textured aluminum plate is anodized in a 0.5 M aqueous phosphoric acid solution at a bath temperature of 17 ° C. under a direct current of 80 V for 15 minutes to form anodized porous alumina having a pore depth of 500 nm. did. Thereafter, the obtained anodized porous alumina was immersed in a 10% by weight phosphoric acid aqueous solution for 10 minutes, and subjected to pore size expansion treatment to adjust the pore size to 100 nm. The obtained anodized porous alumina was used as a sample holding surface. While the angle formed by the direction of the center line of the pore extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface and the direction of vapor deposition is 80 °, while rotating the sample holding surface using an ion beam sputtering apparatus, By coating Pt with 50 nm, the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with Pt having a pore period of 200 nm, and the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor. A sample holding surface with a non-existing portion was obtained. Pore depth / (pore cycle−pore diameter) was 5.

次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。試料ターゲットに、5μMのペプチド(アンギオテンシン−I、分子量1295.7)50%メタノール溶液を0.2μL滴下し、乾燥後に、飛行時間型質量分析計Voyager DE−Pro(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて、リニアモードでレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。   Next, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed using the obtained sample target. 0.2 μL of 50% methanol solution of 5 μM peptide (angiotensin-I, molecular weight 1295.7) was dropped on the sample target, and after drying, a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (manufactured by Applied Biosystems) was used. Then, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed in the linear mode.

図9に、窒素レーザー(波長337nm、パルス幅10nsec、繰り返し周波数20ヘルツ)を、レーザー強度35mJ/cmにて照射して得られたマススペクトルを示す。観測されているのは、プロトン付加イオン[M+H]である。 FIG. 9 shows a mass spectrum obtained by irradiating a nitrogen laser (wavelength 337 nm, pulse width 10 nsec, repetition frequency 20 hertz) at a laser intensity of 35 mJ / cm 2 . What is observed is the protonated ion [M + H] + .

後述する〔比較例1〕で、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を0°として、Ptを50nmコートした場合のプロトン付加イオン[M+H]が204カウントであったのに対し、本実施例では、プロトン付加イオン[M+H]は5203カウントであり、25倍以上の強度であった。 In [Comparative Example 1] described later, the angle formed by the direction of the pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition is 0 °, and Pt contrast from 50nm protonated ions when coated [M + H] +, was 204 counts, in the present embodiment, protonated ion [M + H] + is a 5203 count was strength of at least 25 times.

本実施例の結果から、試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の方向から斜めに傾けた角度から、金属を蒸着することにより、従来のように試料保持面の凹部の中心線と平行な方向から金属を蒸着する場合と比較して、イオン化性能が顕著に向上することが判る。   From the results of this example, by depositing metal from an angle inclined from the direction of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface, the center line of the recess of the sample holding surface as in the past It can be seen that the ionization performance is remarkably improved as compared with the case where the metal is deposited from the direction parallel to.

〔実施例2〕
上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の中心線の方向と蒸着の方向とがなす角を60°とした以外は実施例1と同様にして試料ターゲットを作製した。
[Example 2]
A sample target was produced in the same manner as in Example 1 except that the angle formed by the direction of the center line of the pore extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface and the direction of vapor deposition was 60 °.

次に、得られた試料ターゲットを用いて、実施例1と同様にして、レーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。   Next, using the obtained sample target, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed in the same manner as in Example 1.

後述する〔比較例1〕で、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を0°として、Ptを50nmコートした場合のプロトン付加イオン[M+H]が204カウントであったのに対し、本実施例では、プロトン付加イオン[M+H]は1500カウントであり、7倍以上の強度であった。 In [Comparative Example 1] described later, the angle formed by the direction of the pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition is 0 °, and Pt contrast from 50nm protonated ions when coated [M + H] +, was 204 counts, in the present embodiment, protonated ion [M + H] + is a 1500 count was strength of at least 7 times.

〔比較例1〕
実施例1と同様にして、細孔周期200nm、細孔径100nm、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを作製し試料保持面に供した。上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を0°として、イオンビームスパッタ装置を用いて、試料保持面を回転させながら、Ptを50nmコートすることにより、細孔周期200nmのPtで凹部の内面を含む試料保持面の表面全体が被覆されている試料保持面を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, anodized porous alumina having a pore period of 200 nm, a pore diameter of 100 nm, and a pore depth of 500 nm was prepared and used for the sample holding surface. Using an ion beam sputtering apparatus, the sample is held by setting the angle formed by the direction of the pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition to 0 °. While rotating the surface, 50 nm of Pt was coated to obtain a sample holding surface in which the entire surface of the sample holding surface including the inner surface of the recess was coated with Pt having a pore period of 200 nm. Pore depth / (pore cycle−pore diameter) was 5.

次に、得られた試料ターゲットを用いて、実施例1と同様の測定対象を用い、同様の条件でレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。   Next, using the obtained sample target, the same measurement object as in Example 1 was used, and mass spectrometry by laser desorption ionization was performed under the same conditions.

図8に得られたマススペクトルを示す。観測されているのは、プロトン付加イオン[M+H]である。プロトン付加イオン[M+H]は204カウントであった。 FIG. 8 shows the obtained mass spectrum. What is observed is the protonated ion [M + H] + . The protonated ion [M + H] + was 204 counts.

〔実施例3〕
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板の表面に、500nmの周期で突起が規則的に配列した構造を有するSiC製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンの窪みを形成した。かかるテクスチャリング処理を施したアルミニウム板を、0.1Mリン酸水溶液中で、浴温0℃において直流200Vの条件下で4分間陽極酸化を行い、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、得られた陽極酸化ポーラスアルミナを10重量%リン酸水溶液に10分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナを試料保持面として用いた。上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を80°として、イオンビームスパッタ装置を用いて、試料保持面を回転させながら、Ptを50nmコートすることにより、Ptで凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面を得た。
Example 3
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid / ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). A SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 500 nm was pressed against the surface of the mirror-finished aluminum plate to form a recess with a fine uneven pattern on the surface. The textured aluminum plate is anodized in 0.1M phosphoric acid aqueous solution at a bath temperature of 0 ° C. under a direct current of 200 V for 4 minutes to form anodized porous alumina having a pore depth of 500 nm. did. Thereafter, the obtained anodized porous alumina was immersed in a 10% by weight phosphoric acid aqueous solution for 10 minutes, and subjected to pore size expansion treatment to adjust the pore size to 100 nm. The obtained anodized porous alumina was used as a sample holding surface. Sample holding is performed using an ion beam sputtering apparatus with the angle formed by the direction of pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition being 80 °. By coating Pt with 50 nm while rotating the surface, the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with Pt, and the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor. A sample holding surface with a portion that was not formed was obtained.

その後得られた試料保持面をリン酸クロム酸混合溶液中でエッチングすることにより、細孔底部を溶解した。   Thereafter, the bottom of the pores was dissolved by etching the obtained sample holding surface in a mixed solution of chromic phosphate.

次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。分子量66000のウシ血清アルブミンを5マイクロMになるように50%メタノールに溶解した。得られたウシ血清アルブミンのメタノール溶液0.5マイクロLを、試料ターゲットに、担持させ、飛行時間型質量分析計Voyager DE−Pro(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて、窒素レーザー337nmにより、リニアモードでレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。   Next, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed using the obtained sample target. Bovine serum albumin having a molecular weight of 66000 was dissolved in 50% methanol to a concentration of 5 μM. 0.5 μL of the obtained bovine serum albumin methanol solution was supported on a sample target and linearized by a nitrogen laser 337 nm using a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (Applied Biosystems). Mass spectrometry by laser desorption ionization was performed in the mode.

図11のbに得られたマススペクトルを示す。図11のbに示されるようにm/z 66000のイオンを検出することができた。   FIG. 11 b shows the obtained mass spectrum. As shown in FIG. 11b, ions of m / z 66000 could be detected.

〔比較例2〕
上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の中心線の方向と蒸着の方向とがなす角を0°とした以外は実施例3と同様にして試料ターゲットを作製した。
[Comparative Example 2]
A sample target was produced in the same manner as in Example 3 except that the angle formed by the direction of the center line of the pore extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface and the direction of vapor deposition was 0 °.

次に、得られた試料ターゲットを用いて、実施例3と同様にして、レーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。   Next, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed in the same manner as Example 3 using the obtained sample target.

図11のaに得られたマススペクトルを示す。図11のaに示されるようにm/z 66000のイオンを検出することができなかった。   The mass spectrum obtained is shown in FIG. As shown in FIG. 11a, ions of m / z 66000 could not be detected.

〔実施例4〕
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板の表面に、200nmの周期で突起が規則的に配列した構造を有するSiC製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンの窪みを形成した。かかるテクスチャリング処理を施したアルミニウム板を、0.5Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で11分間陽極酸化を行い、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、得られた陽極酸化ポーラスアルミナを10重量%リン酸水溶液に10分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。
Example 4
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid / ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). A SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 200 nm was pressed onto the surface of the mirror-finished aluminum plate to form depressions with a fine uneven pattern on the surface. This textured aluminum plate is anodized in 0.5 M phosphoric acid aqueous solution at a bath temperature of 17 ° C. under a direct current of 80 V for 11 minutes to form anodized porous alumina having a pore depth of 500 nm. did. Thereafter, the obtained anodized porous alumina was immersed in a 10% by weight phosphoric acid aqueous solution for 10 minutes, and subjected to pore size expansion treatment to adjust the pore size to 100 nm.

孔径拡大処理を施した陽極酸化ポーラスアルミナに、スパッタリング装置を用いてPtを50nm被覆した後、Ni電解析出を行った。この後、鋳型の陽極酸化ポーラスアルミナを溶解除去することで、表面に規則的な突起配列を有する、Niからなるネガ型の第二構造物を得た。作製した第二構造物上に光硬化性樹脂PAK-02A(東洋合成工業製)の原液を滴下し、紫外線を照射することにより樹脂を硬化した。光硬化性樹脂が完全に重合固化した後に、モールドをポリマー層より剥離することにより、ポリマーホールアレーを得た。   Anodized porous alumina that had been subjected to pore diameter expansion treatment was coated with 50 nm of Pt using a sputtering apparatus, and then Ni electrolytic deposition was performed. Thereafter, the negative anodic porous alumina as a template was dissolved and removed, thereby obtaining a negative second structure made of Ni having a regular protrusion arrangement on the surface. A stock solution of a photocurable resin PAK-02A (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) was dropped onto the prepared second structure, and the resin was cured by irradiating with ultraviolet rays. After the photocurable resin was completely polymerized and solidified, the mold was peeled from the polymer layer to obtain a polymer hole array.

上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を80°として、イオンビームスパッタ装置を用いて、試料保持面を回転させながら、Ptを50nmコートすることにより、Ptで凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。   Sample holding is performed using an ion beam sputtering apparatus with the angle formed by the direction of pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition being 80 °. By coating Pt with 50 nm while rotating the surface, the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with Pt, and the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor. A sample holding surface with a portion that was not formed was obtained. Pore depth / (pore cycle−pore diameter) was 5.

次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。試料ターゲットに、5μMのペプチド(アンギオテンシン−I、分子量1295.7)50%メタノール溶液を0.2μL滴下し、乾燥後に、飛行時間型質量分析計Voyager DE−Pro(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて、窒素レーザー(波長337nm、パルス幅10nsec、繰り返し周波数20ヘルツ)を、レーザー強度35mJ/cmにて照射し、リニアモードでレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。プロトン付加イオン[M+H]は2719カウントであった。 Next, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed using the obtained sample target. 0.2 μL of 50% methanol solution of 5 μM peptide (angiotensin-I, molecular weight 1295.7) was dropped on the sample target, and after drying, a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (manufactured by Applied Biosystems) was used. Then, a nitrogen laser (wavelength: 337 nm, pulse width: 10 nsec, repetition frequency: 20 Hz) was irradiated at a laser intensity of 35 mJ / cm 2, and mass spectrometry was performed in a linear mode by a laser desorption ionization method. The proton-added ion [M + H] + was 2719 counts.

〔実施例5〕
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板の表面に、200nmの周期で突起が規則的に配列した構造を有するSiC製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンの窪みを形成した。かかるテクスチャリング処理を施したアルミニウム板を、0.5Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナを試料保持面として用いた。上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている細孔の方向(すなわち、細孔の中心線)と蒸着の方向とがなす角を80°として、イオンビームスパッタ装置を用いて、試料保持面を回転させながら、Ptを50nmコートすることにより、細孔周期200nmのPtで凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が被覆されているとともに、上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在する試料保持面を得た。
Example 5
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid / ethanol mixed solution (volume ratio 1: 4). A SiC mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 200 nm was pressed onto the surface of the mirror-finished aluminum plate to form depressions with a fine uneven pattern on the surface. The textured aluminum plate is anodized in a 0.5 M aqueous phosphoric acid solution at a bath temperature of 17 ° C. under a direct current of 80 V for 15 minutes to form anodized porous alumina having a pore depth of 500 nm. did. The obtained anodized porous alumina was used as a sample holding surface. Sample holding is performed using an ion beam sputtering apparatus with the angle formed by the direction of pores extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface (that is, the center line of the pores) and the direction of vapor deposition being 80 °. By coating Pt with 50 nm while rotating the surface, the surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with Pt having a pore period of 200 nm, and the inner surface of the recess is made of metal and A sample holding surface having a portion not covered with semiconductor was obtained.

その後得られた試料保持面をリン酸クロム酸混合溶液中でエッチングすることにより、細孔底部を溶解した。   Thereafter, the bottom of the pores was dissolved by etching the obtained sample holding surface in a mixed solution of chromic phosphate.

次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。試料ターゲットに、5μMのペプチド(アンギオテンシン−I、分子量1295.7)50%メタノール溶液を0.2μL滴下し、乾燥後に、飛行時間型質量分析計Voyager DE−Pro(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて、窒素レーザー(波長337nm、パルス幅10nsec、繰り返し周波数20ヘルツ)を、レーザー強度35mJ/cmにて照射し、リニアモードでレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。プロトン付加イオン[M+H]は6416カウントであった。 Next, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed using the obtained sample target. 0.2 μL of 50% methanol solution of 5 μM peptide (angiotensin-I, molecular weight 1295.7) was dropped on the sample target, and after drying, a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (manufactured by Applied Biosystems) was used. Then, a nitrogen laser (wavelength: 337 nm, pulse width: 10 nsec, repetition frequency: 20 Hz) was irradiated at a laser intensity of 35 mJ / cm 2, and mass spectrometry was performed in a linear mode by a laser desorption ionization method. Protonated ion [M + H] + was 6416 counts.

本発明の試料ターゲットによれば、レーザー脱離イオン化質量分析法において、マトリックスを用いない場合にも、優れたイオン化の性能、高分子量の物質のイオン化を実現することが可能である。   According to the sample target of the present invention, in the laser desorption ionization mass spectrometry, it is possible to realize excellent ionization performance and high-molecular-weight substance ionization even when a matrix is not used.

レーザー脱離イオン化質量分析法は、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分子、金属錯体などの質量分析法として、現在幅広い分野で活用されている。本発明の試料ターゲットは、このレーザー脱離イオン化質量分析をより正確かつ安定して実施するために有効な材料であるため、本発明の利用可能性は高いと言える。   Laser desorption ionization mass spectrometry is currently used in a wide range of fields as mass spectrometry for biopolymers, endocrine disruptors, synthetic polymers, metal complexes, and the like. Since the sample target of the present invention is an effective material for performing this laser desorption ionization mass spectrometry more accurately and stably, it can be said that the applicability of the present invention is high.

凹部の内面の上部が金属で被覆されている試料ターゲットをSEMで観察した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having observed the sample target by which the upper part of the inner surface of the recessed part was coat | covered with the metal by SEM. ポーラスアルミナを試料ターゲットに用いた場合の、金属および/または半導体による、試料保持面の表面の被覆を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the coating | cover of the surface of a sample holding surface by a metal and / or a semiconductor at the time of using a porous alumina for a sample target. 凹部が溝である場合の試料ターゲットの溝の形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shape of the groove | channel of a sample target in case a recessed part is a groove | channel. 凹部が細孔である場合の試料ターゲットの細孔の形状を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the shape of the pore of a sample target in case a recessed part is a pore. 従来技術を示すものであり、規則的なポーラスアルミナを模式的に示す断面図である。It is a sectional view showing the prior art and schematically showing regular porous alumina. 金属および/または半導体で被覆されていない部分の凹部の径を拡大する工程により得られる試料保持面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the sample holding surface obtained by the process of expanding the diameter of the recessed part of the part which is not coat | covered with a metal and / or a semiconductor. ナノインプリント法の工程を含む試料ターゲットの製造方法を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing method of the sample target including the process of a nanoimprint method. 比較例1において作製された試料ターゲットを用いてアンギオテンシン−Iの質量分析測定を行って得られたマススペクトルである。3 is a mass spectrum obtained by performing mass spectrometric measurement of angiotensin-I using the sample target prepared in Comparative Example 1. 実施例1において作製された試料ターゲットを用いてアンギオテンシン−Iの質量分析測定を行って得られたマススペクトルである。2 is a mass spectrum obtained by performing mass spectrometric measurement of angiotensin-I using the sample target prepared in Example 1. ポーラスアルミナからなる試料保持面にPtを蒸着する場合の、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向と蒸着の方向とがなす角θとPtにより被覆される部分とを示す模式図である。When depositing Pt on a sample holding surface made of porous alumina, the angle θ and Pt formed by the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or the direction of the center surface and the direction of vapor deposition. It is a schematic diagram which shows the part covered. 実施例3及び比較例2において作製された試料ターゲットを用いてウシ血清アルブミンの質量分析測定を行って得られたマススペクトルである。It is the mass spectrum obtained by performing mass spectrometry measurement of bovine serum albumin using the sample target produced in Example 3 and Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 金属および/または半導体
101 ポーラスアルミナの層
102 アルミニウム(またはその合金)の層
103 バリアー層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal and / or semiconductor 101 Porous alumina layer 102 Aluminum (or its alloy) layer 103 Barrier layer

Claims (20)

レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析を行うときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、
隣接する各凹部の間隔は、1nm以上30μm未満となっており、
上記凹部の内面の一部を除く当該試料保持面の表面が、金属および/または半導体で被覆されているとともに、
上記凹部の内面に、金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在することを特徴とする試料ターゲット。
When performing mass spectrometry by ionizing a sample by laser light irradiation, it is used to hold the sample, and the surface on which a plurality of recesses that open to the surface that receives laser light irradiation are repeatedly formed is used as the sample holding surface. A sample target comprising:
The interval between adjacent recesses is 1 nm or more and less than 30 μm,
The surface of the sample holding surface excluding a part of the inner surface of the recess is coated with metal and / or semiconductor,
A sample target characterized in that a portion not covered with a metal and / or a semiconductor exists on the inner surface of the recess.
上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されている部分は、当該凹部の側壁の上端部を含む側壁の上部であり、側壁の上端部と、被覆されている部分の下端との間の距離は、平均で0以上、凹部の幅×1.73以下であることを特徴とする請求項1に記載の試料ターゲット。   The portion of the inner surface of the recess that is covered with metal and / or semiconductor is the upper portion of the sidewall including the upper end of the sidewall of the recess, and is between the upper end of the sidewall and the lower end of the covered portion. The sample target according to claim 1, wherein the distance is an average of 0 or more and the width of the concave portion × 1.73 or less. 上記複数の凹部は規則的に繰り返し形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の試料ターゲット。   The sample target according to claim 1, wherein the plurality of concave portions are regularly and repeatedly formed. 上記凹部は溝又は細孔であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の試料ターゲット。   The sample target according to claim 1, wherein the recess is a groove or a pore. 上記試料保持面はポーラスアルミナからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の試料ターゲット。   The sample target according to any one of claims 1 to 4, wherein the sample holding surface is made of porous alumina. 上記試料保持面は、微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製し、該ネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の試料ターゲット。   The sample holding surface is prepared using a first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold to produce a negative second structure in which the concavo-convex structure of the first structure is transferred, The sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure, wherein the concavo-convex structure is transferred using a negative second structure as a mold. The sample target according to any one of 1 to 4. 上記第一構造物はポーラスアルミナであることを特徴とする請求項6に記載の試料ターゲット。   The sample target according to claim 6, wherein the first structure is porous alumina. 上記試料保持面は、樹脂又はセラミックスを含むことを特徴とする請求項6または7に記載の試料ターゲット。   The sample target according to claim 6 or 7, wherein the sample holding surface contains resin or ceramics. 上記金属が、白金(Pt)又は金(Au)であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の試料ターゲット。   The sample target according to claim 1, wherein the metal is platinum (Pt) or gold (Au). 上記半導体が、Si、Ge、SiC、GaP、GaAs、InP、Si1−XGe(0<X<1)、SnO、ZnO、In、又は、これらの2種類以上の混合物、或いはカーボンであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の試料ターゲット。 The semiconductor, Si, Ge, SiC, GaP , GaAs, InP, Si 1-X Ge X (0 <X <1), SnO 2, ZnO, In 2 O 3, or these two or more thereof, Or it is carbon, The sample target of any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析を行うときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する複数の凹部が繰り返し形成された表面を試料保持面として備えている試料ターゲットの製造方法であって、
当該試料保持面の表面を、上記凹部の内面に金属および/または半導体で被覆されていない部分が存在するように、金属および/または半導体で被覆する被覆工程を含むことを特徴とする試料ターゲットの製造方法。
When performing mass spectrometry by ionizing a sample by laser light irradiation, it is used to hold the sample, and the surface on which a plurality of recesses that open to the surface that receives laser light irradiation are repeatedly formed is used as the sample holding surface. A sample target manufacturing method comprising:
A sample target comprising a coating step of coating the surface of the sample holding surface with a metal and / or semiconductor so that a portion not coated with the metal and / or semiconductor exists on the inner surface of the recess. Production method.
上記被覆工程は、物理蒸着を用いるとともに、上記試料保持面の表面から厚さ方向に伸びている凹部の中心線または中心面の方向から斜めに傾けた角度から、上記金属および/または半導体を蒸着することを特徴とする請求項11に記載の試料ターゲットの製造方法。   The coating step uses physical vapor deposition, and deposits the metal and / or semiconductor from the center line of the recess extending in the thickness direction from the surface of the sample holding surface or from an angle inclined from the direction of the central surface. The method of manufacturing a sample target according to claim 11. 上記物理蒸着は、スパッタリング、熱蒸着、電子ビーム蒸着、又は、真空蒸着であることを特徴とする請求項12に記載の試料ターゲットの製造方法。   The method of manufacturing a sample target according to claim 12, wherein the physical vapor deposition is sputtering, thermal vapor deposition, electron beam vapor deposition, or vacuum vapor deposition. 上記被覆工程後に、さらに、上記凹部の内面の、金属および/または半導体で被覆されていない部分をエッチング処理して、当該部分の凹部の径を拡大する工程を含むことを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項に記載の試料ターゲットの製造方法。   12. The method according to claim 11, further comprising a step of, after the covering step, etching a portion of the inner surface of the recess that is not covered with metal and / or semiconductor to increase the diameter of the recess of the portion. The method for producing a sample target according to any one of ˜13. ポーラスアルミナを試料保持面として用いることを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の試料ターゲットの製造方法。   The method for producing a sample target according to any one of claims 11 to 14, wherein porous alumina is used as a sample holding surface. 上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、
微細な凹部が繰り返し形成された凹凸構造を有する第一構造物を鋳型に用いて該第一構造物の凹凸構造を転写したネガ型の第二構造物を作製する工程と、
該工程で得られたネガ型の第二構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写して、上記第一構造物の凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面を得る工程とを含むことを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の試料ターゲットの製造方法。
Before the step of coating the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor,
Using a first structure having a concavo-convex structure in which fine concave portions are repeatedly formed as a mold to produce a negative second structure in which the concavo-convex structure of the first structure is transferred;
Using the negative second structure obtained in this step as a mold, the concavo-convex structure is transferred to obtain a sample holding surface having a concavo-convex structure having the same shape as the concavo-convex structure of the first structure on the surface. The method of manufacturing a sample target according to claim 11, further comprising a step.
上記第一構造物はポーラスアルミナであることを特徴とする請求項16に記載の試料ターゲットの製造方法。   The method of manufacturing a sample target according to claim 16, wherein the first structure is porous alumina. 上記試料保持面の表面を金属および/または半導体で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に、各凹部の間隔が1nm以上30μm未満となるように、凹部を繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する工程を含むことを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項に記載の試料ターゲットの製造方法。   Prior to the step of coating the surface of the sample holding surface with metal and / or semiconductor, the concave portions are repeatedly formed on the surface of the substrate using a lithography technique so that the interval between the concave portions is 1 nm or more and less than 30 μm. The method of manufacturing a sample target according to any one of claims 11 to 14, further comprising a step of forming a sample holding surface on the surface. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の試料ターゲットを用いることを特徴とする質量分析装置。   A mass spectrometer using the sample target according to claim 1. 測定対象となる試料にレーザー光を照射することによって、当該試料をイオン化してその分子量を測定するレーザー脱離イオン化質量分析装置であることを特徴とする請求項19に記載の質量分析装置。   The mass spectrometer according to claim 19, wherein the mass spectrometer is a laser desorption / ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with laser light to ionize the sample and measure its molecular weight.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010175338A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Specimen target used in mass spectroscopy, method for manufacturing the same, and mass spectroscope using such specimen target
CN106796198A (en) * 2015-09-03 2017-05-31 浜松光子学株式会社 The manufacture method of sample support body and sample support body
US10224195B2 (en) 2015-09-03 2019-03-05 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
JPWO2019058783A1 (en) * 2017-09-21 2020-09-03 浜松ホトニクス株式会社 Sample support

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6983520B2 (en) 2017-03-08 2021-12-17 浜松ホトニクス株式会社 Mass spectrometer and mass spectrometry method
WO2019058768A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 浜松ホトニクス株式会社 Laser desorption/ionization method and mass spectrometry method
WO2019106961A1 (en) 2017-11-28 2019-06-06 浜松ホトニクス株式会社 Laser desorption/ionization method, mass spectrometry method, sample support body, and manufacturing method of sample support body
US11139155B2 (en) 2017-11-28 2021-10-05 Hamamatsu Photonics K.K. Laser desorption/ionization method and mass spectrometry method
JP7051632B2 (en) 2018-07-30 2022-04-11 浜松ホトニクス株式会社 Sample support, sample ionization method, and mass spectrometry method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083418A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-09 Japan Science And Technology Agency Sample target having surface-treated plane for holding sample and method for manufacture thereof, and mass spectrometer using the sample target
JP2006329977A (en) * 2005-04-28 2006-12-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Ionization substrate for mass analysis and mass analyzer
WO2007046162A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Japan Science And Technology Agency Sample target for use in mass analysis method, process for producing the same, and mass analysis apparatus using the sample target
JP2007263600A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Shimadzu Corp Sample target
JP2008041648A (en) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc Substrate for mass spectrometric analysis, and method of manufacturing substrate for mass spectrometric analysis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005083418A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-09 Japan Science And Technology Agency Sample target having surface-treated plane for holding sample and method for manufacture thereof, and mass spectrometer using the sample target
JP2006329977A (en) * 2005-04-28 2006-12-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Ionization substrate for mass analysis and mass analyzer
WO2007046162A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Japan Science And Technology Agency Sample target for use in mass analysis method, process for producing the same, and mass analysis apparatus using the sample target
JP2007263600A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Shimadzu Corp Sample target
JP2008041648A (en) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc Substrate for mass spectrometric analysis, and method of manufacturing substrate for mass spectrometric analysis

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010175338A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Specimen target used in mass spectroscopy, method for manufacturing the same, and mass spectroscope using such specimen target
CN106796198A (en) * 2015-09-03 2017-05-31 浜松光子学株式会社 The manufacture method of sample support body and sample support body
US10103016B2 (en) 2015-09-03 2018-10-16 Hamamatsu Photonics K.K. Sample supporting body and method of manufacturing sample supporting body
US10224195B2 (en) 2015-09-03 2019-03-05 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
US10679835B2 (en) 2015-09-03 2020-06-09 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
CN106796198B (en) * 2015-09-03 2020-06-30 浜松光子学株式会社 Sample support and method for producing sample support
US11170985B2 (en) 2015-09-03 2021-11-09 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
US11646187B2 (en) 2015-09-03 2023-05-09 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
US11961728B2 (en) 2015-09-03 2024-04-16 Hamamatsu Photonics K.K. Surface-assisted laser desorption/ionization method, mass spectrometry method and mass spectrometry device
JPWO2019058783A1 (en) * 2017-09-21 2020-09-03 浜松ホトニクス株式会社 Sample support
JP7026121B2 (en) 2017-09-21 2022-02-25 浜松ホトニクス株式会社 Sample support
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