JP2013137294A - Ｍａｌｄｉ用試料作成装置および試料作成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＡＬＤＩ用マトリクス膜の真空蒸着による形成に適した試料作成装置を提供する。
【解決手段】 試料基板Ｓに対し、真空蒸着によりマトリクス膜を形成して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成装置Ｍ１であって、真空容器１２内でマトリクス物質Ｊを加熱し蒸着させる蒸着源２１と、試料基板Ｓ上の分析対象物質が蒸着源２１に対向するように試料基板Ｓを支持する試料基板支持部２３と、真空容器１２内に配設され、試料基板Ｓに蒸着されたマトリクス膜に対し測定光を照射する光源２４、および、試料基板Ｓに蒸着されたマトリクス膜を透過または反射した測定光の光量を検出する光検出器２５からなる光量測定部と、蒸着源２１から飛び出したマトリクス物質Ｊの光量測定部への付着を防止するための防着手段２３ａとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ）を用いた質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＭＳともいう）用の分析試料を作成する際に、マトリクス膜を形成するために用いるＭＡＬＤＩ用試料作成装置に関し、さらに詳細には、真空蒸着法によって生体切片等の分析対象物質の表面にマトリクス物質の膜を作成するためのＭＡＬＤＩ用試料作成装置に関する。

マトリクス物質を分析対象物質上に塗布してマトリクス膜を形成し、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ用の分析試料にする一般的な方法として、スプレー法、滴下法などが知られている。マトリクス物質としては使用するレーザの波長領域をよく吸収する有機物質が用いられており、例えば、１，４−ビスベンゼン、１，８，９−トリヒドロキシアントラセン、２，４，６−トリヒドロキシアセトフェノン、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、２−（４−ヒドロキシフェニルアゾ）安息香酸、２−アミノ安息香酸、３−アミノピラジン−２−カルボン酸、３−ヒドロキシピコリン酸、４−ヒドロキシ−３−メトキシケイ皮酸、トランス−インドールアクリル酸、２，６−ジヒドロキシアセトフェノン、５−メトキシサリチル酸、５−クロロサリチル酸、９−アントラセンカルボン酸、インドール酢酸、トランス−３−ジメトキシ−ヒドロキシケイ皮酸、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸、１，４−ジフェニルブタジエン、３，４−ジヒドロキシケイ皮酸、９−アミノアクリジン等が挙げられる。
これらは測定対象とする物質、あるいは検出しようとする物質の特性、イオン極性等によって分析に適したマトリクス物質が使い分けられている。

近年、ＭＡＬＤＩ−ＭＳを用いて、組織切片上にある生体分子や代謝物の局在状態を二次元的に可視化するマスイメージング法が注目されている。
マスイメージング法では、測定対象物質のマトリクス塗布量（膜厚）がＭＡＬＤＩによるマスイメージング結果に大きな影響を与える。そのため、再現性とともに均一性の高いマトリクス膜の形成が重要であり、そのための膜形成技術が求められている。

これまでマトリクス膜の形成にはスプレー法による塗布がよく用いられていた。一般にスプレー法は、ハンドスプレーを用いて熟練者により手作業で行う必要があり、さらに塗布するためにマトリクス溶液を調製する必要がある。また、塗布されたマトリクスの結晶状態、塗布量、再現性は、作業者の熟練度、室内環境にも大きく影響されるため、同一試料であっても塗布の度に多くの試料（予備の試料も含む）を使用して、細かな条件出し、調製を行う必要があった。自動化されたスプレー装置も存在するが、熟練者によるスプレー結果には質的に及ばないのが現状である。

近年、新たなマトリクス膜の形成方法として、微細な結晶による膜形成が可能な真空蒸着法が注目されている（例えば特許文献１参照）。真空蒸着法によるマトリクス膜は、作業者の熟練度や室内環境によるばらつきの影響を抑えることができる。しかし、多くのマトリクス物質は粉末状で加熱され、昇華によって蒸着されることになる。昇華による蒸着では、蒸着源（加熱用ボートなど）での熱伝導ムラや純度の違いによる蒸気圧変化などから、蒸着源の加熱温度を精度よく制御しても十分な再現性を確保することが困難である。そのため、真空蒸着中に、分析対象物質に付着されたマトリクス膜の塗布量（膜厚）をモニタリングすることにより再現性を確保するようにしている。

蒸着中に、膜形成対象である試料基板上に付着した膜厚をモニタリングするため、当該試料基板とは別に膜厚測定用の測定子（膜厚測定用基板や水晶振動子など）を、真空チャンバ内で当該試料基板から離れた位置（試料基板への膜形成の邪魔にならない位置）に取り付け、この測定子に付着した膜厚の測定結果から、被膜形成基板に付着した膜厚を間接的に導出する方法が知られている。具体的には、例えば、測定子として膜厚測定用基板を用いて当該基板に真空容器の外側から光を照射し透過率（透過光量）の変化から膜厚を測定する膜厚測定方法（特許文献２参照）や、水晶振動子の膜付着による周波数変化から膜厚を測定する測定方法（特許文献３参照）が知られている。
また、薄膜の干渉効果を利用する干渉膜厚計測も利用できる場合もあるが、形成される膜が測定光を吸収してしまうときは使えず、膜厚が適当な範囲にならないと干渉計測が困難になる。
なお、蒸着終了後に膜厚を確認する方法としては接触段差計がある。

特開２００２−１４８１５７号公報 特開２００４−０５２０８８号公報 特開２００３−２０２４０４号公報

真空蒸着法によるＭＡＬＤＩ−ＭＳ用分析試料のマトリクス膜形成技術では、一般的な蒸着技術とは異なる事情があり、従来の蒸着装置にはない困難を解決することが要求されている。

第一に、均一なマトリクス膜を形成するとともに、マトリクス物質の消費量をできるだけ抑えたいという課題がある。マトリクス膜を形成する分析対象物質は、例えば患者の病理サンプルのように、代替品のない、貴重で多種多様な物質である場合が多く、ＭＡＬＤＩ以外の分析にも当該病理サンプルの一部を兼用したい場合もある。そして、マトリクス膜の材料自体も高価であることが多い。それゆえ、１つ１つの分析対象物質が貼り付けられた試料基板に対して、できるだけ必要最小限の領域（マスイメージングの場合はマスイメージングに必要な最小限の領域）にだけ膜を形成し、しかもその領域内ではマスイメージングに要求される膜均一性を維持しつつ所望の膜厚にすることが求められる。
すなわち、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ用分析試料のマトリクス膜形成技術では、少量のマトリクス物質を用いるだけで必要なマトリクス膜が形成されるように、試料基板近傍の範囲にのみマトリクス物質を飛ばすようにしてマトリクス物質の消費量を減らし、しかも形成されたマトリクス膜が均一で、かつ分析に最適な膜厚になるようにすることが求められている。
真空蒸着法では、膜厚をモニタしつつ対象物（試料基板）に均一な膜を蒸着させるには、真空容器内で蒸着源から距離が離れた位置に対象物（試料基板）を取り付け、同時に、特許文献２、特許文献３に見られるような膜厚測定用基板や水晶振動子からなる測定子を別途に取り付け、対象物（試料基板）と測定子とを含む広範囲（広い立体角）に蒸着物質を飛ばすようにすればよい。しかし、同じ膜厚を付着させるには、蒸着源からの距離が遠ざかるほど、蒸着源から大量の蒸着物質を飛ばす必要があり、高価なマトリクス物質を大量に消費することになる。そのため、蒸着物質の消費量と、膜厚の均一性および膜厚制御とを同時に満足させることは困難であった。
換言すれば、マトリクス膜を蒸着により形成する技術では、蒸着する領域は小面積でよく、その代わり、小面積の範囲内で均一に蒸着することができ、しかも少量のマトリクス物質で蒸着することが望まれている。

第二に、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ分析の分析対象物質上に形成されたマトリクス膜の膜厚（塗布量）を、直接分析対象物質上あるいは分析対象物質を貼り付けた試料基板上（スライドガラスなど）でモニタリングできるようにしたいという課題がある。
上述したように、真空蒸着法では、試料基板に付着した膜厚をモニタリングするため、通常は試料基板の他に膜厚測定用の測定子が設けられている。
測定子は、試料基板への蒸着物質の飛行経路を妨げないように取り付ける必要があることから、試料基板と測定子とは真空容器内で取り付けられる位置が離れている。そのため、両者に付着する膜厚は、互いに相関関係（ほぼ比例関係）はあるが膜厚自体は異なっているのが普通である。そのため、予め、両者に同時に蒸着膜を付着したときのそれぞれの膜厚を接触段差計等で実測し、相関関係式（比例定数）等を求めておくことにより、その後は測定子により計測された膜厚データと求めた相関関係式等から試料基板に付着した膜厚を算出するようにしている。
このような測定子を用いた膜厚計測方法では、どうしても測定子の位置に依存する不確定さが生じることになる。
さらに、蒸着粒子の飛行経路を妨げることなく測定子を取り付けるために、測定子用スペースが必要になり、蒸着粒子の飛ぶ方向（立体角）はその分広げる必要が生じる。よって、好ましくは、測定子を取り付けずに、マトリクス膜を形成しようとする試料基板上（スライドガラス上）の測定点で膜厚を測定することが望ましい。

また、病理サンプル等の分析対象物質の上と、当該分析対象物質を貼り付けた試料基板（金属プレート、スライドガラス）上や水晶振動子等の測定子上とでは、基板表面の特性が異なる等の理由で蒸着物質の付着率が異なる場合がある。そのため、仮に、１〜２μｍ程度の膜厚のマトリクス膜が形成されたときに、両者の膜厚（塗布量）が微妙に異なる場合がある。したがって、たとえ、分析対象物質を貼り付けた試料基板上で、分析対象物質以外の場所での膜厚を測定したとしても、分析対象物質上の実際の膜厚は微妙に異なることもある。このような場合は試料基板上であっても、分析対象物質近傍の基板（金属プレート、スライドガラス）上ではなく、分析対象物質そのものの上で測定することが好ましい場合がある。逆に、分析対象物質によっては表面状態が膜厚測定に適さないことから、分析対象物質近傍の試料基板上で測定することが好ましい場合もある。
以上のことから、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ用分析試料のマトリクス膜形成技術では、測定子による膜厚のモニタリングではなく、実際の分析対象物質上あるいは当該分析対象物質を貼り付けた試料基板上に形成されたマトリクス膜の膜厚を、直接モニタリングすることが望ましい。

また、分析対象物質上でＭＡＬＤＩ−ＭＳ分析の測定が行われる測定点に対して、最適な膜厚のマトリクス膜が形成されるようにするため、できるだけ測定点近傍で、非接触な測定方法である光学的方法により膜厚を測定できるようにすることが望ましい。さらには光学的方法であっても、マトリクス膜には光吸収性の膜（例えば、ＤＨＢ（２，５−ジヒドロキシ安息香酸））が多いので、薄膜の多重干渉効果を利用した光学的測定方法では測定できないことがある。よって、直接、マトリクス膜による透過光量や、反射光量による光学的測定を用いて膜厚を測定することが好ましい。

さらに、上述した課題以外にも、均一性を維持しつつ試料基板や分析対象物質への蒸着速度を高めたい課題、回転機構（分析対象物を自公転させる機構）を用いることなく簡単な構造で膜均一性を高めたい課題などの真空蒸着法での一般的な課題についても解決することが求められていた。

そこで、本発明は、これら第一の課題、第二の課題を同時に解決し、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ用分析試料におけるマトリクス膜の作成に好適なＭＡＬＤＩ用マトリクス膜作成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の試料作成装置は、分析対象物質が貼り付けられた試料基板の少なくとも当該分析対象物質上に対し、真空蒸着によりマトリクス膜を形成して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成装置であって、真空容器内でマトリクス物質を加熱し蒸着させる蒸着源と、試料基板上の分析対象物質が蒸着源に対向するように当該試料基板を支持する試料基板支持部と、真空容器内に配設され、試料基板に蒸着されたマトリクス膜に対し斜めに測定光を照射する光源、および、試料基板に蒸着されたマトリクス膜を斜めに透過または反射した測定光の光量を検出する光検出器からなる光量測定部と、蒸着源から飛び出したマトリクス物質の光量測定部への付着を防止するための防着手段とを備えるようにしている。

ここで、「分析対象物質」とは、ＭＡＬＤＩによる分析を行う物質であり、具体的には薄くスライスされた生体切片などである。
また、「試料基板」とは、分析対象物質が貼り付けられる基板であり、平坦であることが求められ、一般的にはスライドガラスが用いられる。マトリクス膜の透過光量測定を行う場合は、スライドガラス等のような測定光が透過可能な光透過性基板を用いる必要があるが、マトリクス膜が形成された側から反射光量測定を行う場合は光透過性基板である必要はなく、金属プレート等でもよい。

本発明によれば、真空容器内で、蒸着源に供給されたマトリクス物質を加熱して蒸着させることにより、試料基板支持部に支持された試料基板上（分析対象物質上を含む）にマトリクス膜が付着されていく。真空容器内には、測定光を発する光源と光検出器とからなる光量測定部が設けられているので、直接、光源から試料基板（または試料基板上の分析対象物質）に形成されたマトリクス膜に斜めに測定光を照射し、マトリクス膜を斜めに透過または反射した測定光の透過光量、反射光量を光検出器で測定する。これらの透過光量や反射光量は形成されたマトリクス膜の膜厚に依存して変化するので、これらをモニタリングすることにより、形成されたマトリクス膜の膜厚が把握できるようになる。
なお、光源および光検出器（すなわち光量測定部）に対するマトリクス膜の付着を防着板により防止することで、光源と光検出器との距離を近づけることができるようになり、測定感度を高めることができるとともに、これらへの膜付着による再現性不良等の影響をなくすことができる。

本発明によれば、測定子を取り付けることなく、分析対象物質が貼り付けられた試料基板自体のマトリクス膜についての膜厚を測定するので、測定子の設置スペースを考慮する必要がなくなる。その結果、試料基板だけを蒸着すればよいので、試料基板の取り付け位置の自由度が増し、試料基板を蒸着源に近づけることで蒸着源−試料基板間距離を短くして蒸着速度、蒸着効率を向上させ、マトリクス物質の消費量を低減することができる。
また、膜均一性が要求される領域についても、測定子を用いていないので、成膜が行われる試料基板近傍だけの均一性でよくなり、蒸着源−試料基板間距離を短くしてもあまり問題とはならない。
そして、試料基板自体の膜厚を測定するので、分析対象物質近傍位置でマトリクス膜の膜厚を直接測定することになる。したがって、別の測定子を用いて測定する場合のように測定位置に依存する不確定さはなくなり、正確な膜厚が測定しやすくなる。

上記発明において、蒸着源には、試料基板が対向する方向を中心として、マトリクス物質が飛び出すように方向性を有する蒸着を行う蒸着源を使用することが好ましい。
一般に、マトリクス物質（蒸着物質）が飛ぶ方向は、蒸着源の形状や加熱方式によりほぼ全方位に向けて飛ばすこと（例えばワイヤ加熱）も、特定方向を中心にした立体角の範囲に向けて飛ばすこと（例えばボート加熱、るつぼ加熱、バスケット加熱）もできる。後者の場合は、中心方向が最も蒸着されやすく、中心方向から離れるにつれて蒸着量が減少するようになる。そこで、試料基板の方向を中心方向にして、マトリクス物質を飛ばすような方向性を有する蒸着を行う蒸着源を用いるようにして、試料基板に効率的に蒸着が行われるようにする。具体的には、加熱ボートやバスケットやるつぼにマトリクス物質を載せて蒸着する方法が方向性を有する蒸着源として一般的である。
特に、加熱ボート等に孔（複数孔が好ましい）を開けた蓋をして当該孔から蒸着物質を特定方向に飛ばすようにすれば、なお方向性を高めた蒸着が可能になる。
これにより、蒸着速度が高まるとともに、マトリクス物質の消費量を抑えることができ、効率的な蒸着ができるようになる。
また、光量測定部は、斜め方向からマトリクス膜に向けて照射する光源と、マトリクス膜を斜め方向に透過、反射した測定光を検出する光検出器とからなるようにしているので、光源や光検出器の位置を、蒸着されやすい中心方向から外れた位置に設置できるようになり、光量測定部（光源や光検出器）への膜付着の影響を抑えることができる。

上記発明において、試料基板支持部は試料基板の分析対象物質を蒸着源に対向させるための開口が設けられた支持板により形成され、当該支持板は、試料基板を開口の上に載置することにより、蒸着源からのマトリクス物質が、当該支持板を挟んで蒸着源とは反対側空間に回り込まないようにする防着板として働くように構成され、当該反対側空間に光量測定部の光源または光検出器が配設される場合には、当該光源または当該光検出器の防着手段となるようにしてもよい。
試料基板を支持する支持板を防着板として兼用するようにすることで、反対側空間に光量測定部の光源または光検出器が取り付けられる場合に防着性を高めることができる。
また、支持板を防着板とすることにより試料基板近傍まで防着されるようになるので、支持板を挟んで蒸着源と反対側空間において、光源や光検出器を、試料基板に接近させて測定することができるようになり測定精度が高くすることができる。

上記発明において、光量測定部の光源または光検出器の防着手段に、当該光源の出射面、または当該光検出器の入射面を除いた外周面を覆うカバーと、当該光源の出射面の前方、または当該光検出器の入射面の前方に、小孔を同軸状に直列に配置する複数のアパーチャ部材とからなる防着板が用いられるようにしてもよい。
これにより、アパーチャ部材の小孔が同軸状に並ぶ軸線方向以外からは蒸着物質がカバー内に侵入することができなくなり、蒸着中における光源や光検出器への膜の付着をほぼ完全に防止できる。特に上述した方向性を有する蒸着が行われるときには、アパーチャ部材の小孔が並ぶ軸線方向と蒸着物質が飛ぶ方向とが一致しないようにすれば、光源や光検出器への蒸着による汚染がなくなる。

上記発明において、光源、光検出器のいずれか一方が試料基板支持部より蒸着源側に配設され、他方が試料基板支持部を挟んで蒸着源側とは反対側に配設され、マトリクス膜の透過光量を検出するようにしてもよい。
また、上記発明において、光源、光検出器の両方が試料基板支持部より蒸着源側に配設され、または、試料基板支持部を挟んで蒸着源側とは反対側に配設され、マトリクス膜の反射光量を検出するようにしてもよい。

上記発明において、試料基板に蒸着されたマトリクス膜の膜厚と、当該マトリクス膜についての透過光量または反射光量との関係を事前に測定して、当該透過光量または当該反射光量から膜厚を求めるための膜厚参照情報として記憶させた膜厚参照情報記憶部と、蒸着中の試料基板について、光量測定部により測定し、測定された透過光量または反射光量と膜厚参照情報とに基づいて、蒸着源の加熱量を制御することにより、当該試料基板に形成されるマトリクス膜の膜厚を制御する膜厚制御手段とを備えるようにしてもよい。
ここで、「透過光量または反射光量から膜厚を求めるための膜厚参照情報」とは、近似式のような数式を記憶させたものでもよいし、膜厚と透過光量または反射光量との測定データをテーブルとして記憶させたものでもよい。
本発明によれば、予め記憶させた膜厚参照情報と蒸着中に実測された透過光量や反射光量とに基づいて現在の膜厚を把握することができるので、目的の膜厚に近づけるように、蒸着源の加熱量を制御して空間に飛ばされるマトリクス物質の量を調整することで膜厚を制御することができる。

また、上述した発明の応用として、１つの基板上に存在する２つの分析対象物質を、それぞれの物質ごとの最適なマトリクス物質を用いて最適なマトリクス条件で測定したい場合がある。
一般に、ＭＡＬＤＩ法に用いられるマトリクス物質には、それぞれのマトリクスが得意とする分析対象物質が存在し、それ以外の物質にはマトリクスとして用いても有効でないことが多い。そのため、２つの分析対象物質をそれぞれ最適なマトリクス物質を用いて最適な条件（塗布量）で測定するには、２つのマトリクス物質を塗り分けた２つのサンプルを作成する必要がある。
しかしながら、既述のように、分析対象物質として患者の病理サンプルのように貴重なものを扱うことが多く、別々の基板上にサンプルを作成することが困難である場合が多い。また、基板上のごく微小な領域を測定したい場合においては、１つの基板上の接近した２つの微小領域に、２種類のマトリクスを領域ごとに塗り分けることとなり、非常に困難である。
なお、この場合には、マトリクスを２層に塗布することが考えられるが、分析時に照射されるレーザのエネルギー強度の調整が困難になる。例えばエネルギー強度が弱い場合にはレーザがサンプルに達せず、マトリクスのみがイオン化される。一方、エネルギー強度が強い場合には、サンプルから遠い層のマトリクスはサンプルに作用することなく失われ、サンプルに近い層のマトリクスのみがサンプルに作用してイオン化されるという事態が予想される。
したがって、２種類のマトリクスを同時に蒸着することが有効であると考えられるが、蒸着物質ごとに昇華・蒸発温度が異なるものを混合して蒸着させることができないため、蒸着材料の混合比率によってサンプルに塗布される蒸着比率を制御することは困難である。

また、膜厚測定においても、水晶振動子を用いた方法では同時に飛来する２種類のマトリクスを区別して測定することができない。したがって２種類のマトリクスの混合比や膜厚（塗布量）を従来の水晶振動子による膜厚計で制御することは困難であった。

そこで、本発明はさらに、上述したＭＡＬＤＩ用マトリクス膜作成装置を用いてマトリクス膜を形成する際の応用の１つとして、１つの基板上（基板に形成された分析対象物質）に存在する２つの分析対象に、２種類のマトリクスを、所望の比率で同時に蒸着する装置および方法を確立することをも目的とする。

このような観点から、２種類のマトリクス物質を、所望の比率で同時に蒸着するようにしてマトリクス膜を形成する際に適した試料作成装置の発明は、分析対象物質が貼り付けられた試料基板の少なくとも当該分析対象物質上に対し、２種類のマトリクス物質Ａ，Ｂ（ただしマトリクス物質Ａの単体膜の透過率ＴＡａはマトリクス物質Ｂの単体膜の透過率ＴＢｂよりも高い）を混合したマトリクス膜を真空蒸着により形成して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成装置であって、真空容器内で前記２種類のマトリクス物質Ａ，Ｂを独立に加熱し蒸着させる２つの蒸着源と、前記試料基板上の分析対象物質が前記２つの蒸着源の両方に対向するように当該試料基板を支持する試料基板支持部と、前記真空容器内に配設され、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜に対し斜めに測定光を照射する光源、および、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜を斜めに透過または反射した前記測定光の光量を検出する光検出器からなる光量測定部と、前記２つの蒸着源から飛び出したマトリクス物質Ａ，Ｂの前記光量測定部への付着を防止するための防着手段とを備え、前記光量測定部は、一方のマトリクス物質Ａを透過するとともに他方のマトリクス物質Ｂで吸収を受ける波長の光源が用いられるようにしている。

光量測定部の光源の波長を、一方のマトリクス物質Ａを透過するとともに他方のマトリクス物質Ｂで吸収を受ける波長にすると、マトリクス物質Ａとマトリクス物質Ｂとの混合膜を形成したとき、混合膜の透過率がマトリクス物質Ｂの塗布量によって透過率が変化するようになる。そこで、予め予備成膜実験でマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）と透過率の関係を求めておき、混合膜を形成したときに、当該混合膜の透過率を求める。この透過率がマトリクス物質Ｂによる吸収を反映しているものとみなすことができるので、当該混合膜に含まれるマトリクス物質Ｂの塗布量が求められる。その後に、混合膜全体の膜厚（塗布量）を別の方法（具体的には接触式膜厚計）で測定することにより、全体膜厚（塗布量）からマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）を引き算することで、マトリクス物質Ａの塗布量も求めることができる。

そして、この方法を具体化した試料作成方法の発明は、上記の試料作成装置を使用して、（ａ）前記マトリクス物質Ｂを単体で蒸着し、当該マトリクス物質Ｂの単体膜Ｂの透過率ＴＢ_Ｂと膜厚ＤＢ_Ｂとの関係を「光学的膜厚参照データ」として求める工程と、（ｂ）前記マトリクス物質Ａと前記マトリクス物質Ｂとの混合膜を形成する同時蒸着を所定の成膜条件で行い、当該所定の成膜条件で形成された混合膜に含まれる前記マトリクス物質Ｂの塗布量によって変化する透過率ＴＡＢ_Ｂを測定するとともに、接触式膜厚計により測定した混合膜全体の膜厚ＤＡＢ_ＡＢを測定し、前記単体膜Ｂの「光学的膜厚参照データ」を参照して、当該所定の成膜条件と当該混合膜に含まれるマトリクス物質Ａ、マトリクス物質Ｂの混合比との関係を「成膜条件／混合比データ」として求め、この作業を繰り返して所望の混合比の混合膜が形成されるための「成膜条件／混合比データ」を蓄積する工程と、（ｃ）分析対象物質にいずれかの混合比の混合膜を形成する際に、「成膜条件／混合比データ」を参照して当該混合比に対応する成膜条件を設定し、当該成膜条件で成膜を行うとともに、前記単体膜Ｂの「光学的膜厚参照データ」を参照して成膜中の透過率ＴＡＢ_Ｂをモニタリングすることによってマトリクス物質Ｂの塗布量が所望の値になるように塗布量を制御するようにしている。

本発明の一実施形態である試料作成装置の全体構造を示す概略図。 蒸着用ボート（ボート型蒸着源）の一例を示す図。 光源、光検出器用の防着板の一例を示す図。 マトリクス（ＤＨＢ）の膜厚とＭＡＬＤＩ−ＭＳの信号強度との関係を示すデータ。 マトリクス（ＤＨＢ）の膜厚と透過率の関係を示すデータ。 本発明の他の一実施形態である試料作成装置の特徴部分を示す概略図。 本発明の他の一実施形態である試料作成装置の特徴部分を示す概略図。 本発明の他の一実施形態である試料作成装置の特徴部分を示す概略図。 本発明の他の一実施形態である試料作成装置の特徴部分を示す概略図。 本発明の他の一実施形態である試料作成装置の特徴部分を示す概略図。 図１０の試料作成装置を用いた試料作成方法のフローチャート。

（実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である試料作成装置Ｍ１の全体構造を示す概略図である。試料作成装置Ｍ１はベース１１、開閉可能な真空チャンバ（真空容器）１２、真空ポンプ１３、制御部１４を備えている。ベース１１と真空チャンバ１２とにより真空に維持することができる成膜室Ｄが構成される。ベース１１にはバルブ１６を介して真空ポンプ１３が取り付けられ、さらに真空計１７、リークバルブ１８が設けられている。

成膜室Ｄ内には蒸着源２１、シャッタ２２、分析対象物質が貼り付けられた試料基板Ｓが載置される試料ステージ（試料基板支持部）２３、膜厚測定用の測定光を発する光源２４、測定光を検出する光検出器２５が設けられている。

蒸着源２１は、真空状態の成膜室Ｄでマトリクス物質Ｊを加熱することにより蒸着粒子として空間に飛ばす。蒸着源２１にはボート型、バスケット型、るつぼ型、ワイヤ型などの種類があり、使用するマトリクス物質Ｊの形状や量、また、蒸着粒子を飛ばす方向に応じて適宜選択されるが、ここでは蒸着粒子が飛ぶ方向に方向性を持たせることができるボート型（蒸着用ボート）を用いる。
すなわちボート型は、ボートより下方側にはボート自体で蒸着粒子の飛行経路が妨げられるので蒸着粒子（マトリクス物質）は飛ばない。また、ボートの横方向にもほとんど飛ばず、専らボートの真上方向を中心に蒸着粒子が飛ぶようになる。なお、ボートの側方を覆う防着板（不図示）を取り付ければ、蒸着粒子の飛行方向を、真上方向を中心とするより狭い立体角の範囲に蒸着範囲を限定することもできる。

さらにボート型では、蒸着用ボート上に載せたマトリクス物質Ｊを、直接通電加熱することができるので温度制御も比較的容易に行える。すなわち通電加熱による温度制御では、直接測温を行わずに、事前に評価した温度条件と加熱電流値との関係を利用して、電流制御または電圧制御によって温度制御する方法を採用することができる。なお、正確に温度を計測するために、蒸着用ボートやボート周辺部に熱電対、白金抵抗体、赤外線温度計等の測温機器を用いて直接温度測定してもよい。また、複数の蒸着用ボートを配置して異種のマトリクスを同時に飛ばしてもよい。
なお、ボート型に代えてバスケット型、るつぼ型を用いた場合でも、方向性を持たせた蒸着が可能である。

ＭＡＬＤＩ用のマトリクス物質Ｊの昇華点は通常４００℃以下であるので、この温度範囲の加熱が可能な材料で蒸着用ボートが形成される。具体的には、蒸着用ボートとして一般的な高融点材料のタングステン、モリブデンのボートを用いてもよいが、抵抗率が高いステンレス、ニクロム、鉄クロム、カンタル等の合金のボートを用いてもよい。

さらにボート型の蒸着源２１では、図２に示すように、複数の孔２１ａを設けた蓋体２１ｂをボート本体２１ｃと同材料で形成し、マトリクス物質をボート２１ｃの凹部２１ｄに載せ、この蓋体２１ｂを凹部２１ｄに被せるようにして、蒸着粒子が孔２１ａからのみ飛び出すようにして蒸着粒子の飛行方向を特定の方向に限定するようにしてもよい。このときの孔２１ａの配置は、試料基板Ｓにおける均一に蒸着したい領域の形、大きさに合わせて変更することもできる。このように蒸着粒子の蒸着経路を限定することで、必要な領域により均一なマトリクス膜を形成されることができるようになる。なお、均一膜ではなく、逆に孔２１ａの位置や大きさを変更して、故意に不均一な膜（グラデーション）を形成することも可能である。

蒸着源２１に供給するマトリクス物質には粉末材料が用いられるが、一定量を固めたペレット状や板状にしたものを用いてもよい。
詳細は省略するが、成膜室Ｄの真空を破らずに試料基板Ｓを交換するための基板交換用の搬送機構および基板交換用の中間室チャンバを設け、さらにマトリクス物質Ｊの連続供給機構を設けることにより、複数の試料基板Ｓを次々に交換し、連続してマトリクス膜を作成するようにしてもよい。

シャッタ２２は、支軸２２ａと遮蔽板２２ｂとからなり、支軸２２ａを中心に遮蔽板２２ｂを回動することにより、蒸着源２１から上方に進むマトリクス物質Ｊ（蒸着粒子）を遮蔽したり、通過させたりする。

試料ステージ２３は、水平に配置される支持板２３ａと、これを支える支持ロッド２３ｂとからなる。支持板２３ａは蒸着源２１の真上に開口２３ｃが形成され、この開口２３ｃの上に試料基板Ｓが分析対象物質を下に向けて載置される。そして試料基板Ｓにより、あるいは試料基板Ｓの一部領域（ＭＡＬＤＩ分析部分）を残して、遮蔽するためのマスク（不図示）を用いて開口２３ｃを塞ぐことにより、支持板２３ａは、支持板２３ａの上方空間にマトリクス物質Ｊ（蒸着物質）が回り込まないようにするための防着板として機能するようにしてある。

試料基板Ｓには、スライドガラス（２６ｍｍ×７６ｍｍ）や金属プレートが用いられる。成膜室Ｄ内での支持板２３ａの高さや開口２３ｃは、試料基板Ｓを載置したときに蒸着源２３からのマトリクス物質Ｊ（蒸着粒子）が、試料基板Ｓの全面に付着させることができる程度の立体角の範囲となるように調整してある。
なお、既述のように、試料基板Ｓに防着用のマスクを被せることで不要な領域へのマトリクス膜の付着を防ぐようにすることもできる。
また、支持板２３ａに試料基板Ｓの温度を調整するための加熱機構や冷却機構を設けてもよい。

光源２４は、具体的には小型で直進性のある光を発するレーザダイオードが使用される。測定光の発光波長は６３５ｎｍを用いるが、測定対象のマトリクス膜の厚さとの関係で波長３００〜２００００ｎｍ程度のレーザであれば利用可能である。また、波長可変レーザを用いることで、使用するマトリクス物質Ｊごとに最適な波長に変更するようにしてもよい。
光検出器２５は、具体的にはフォトダイオードが使用されるが、小型で上記波長範囲を検出できればこれに限定されない。

光源２４と光検出器２５とは、対にして用いることで光量測定部として機能する。
光源２４側は、支持板２３ａよりも上方の位置で、支持板２３ａによって防着された空間に配置される。光検出器２５は、蒸着源２１の側方でマトリクス物質Ｊが回り込まない場所および向きに配置される。なお、蒸着源２１と光検出器２５との間にさらに防着板（不図示）を設けてもよい。そして光源２４からの測定光が試料基板Ｓのマトリクス膜に対し斜めに入射し、マトリクス膜を透過した測定光が斜め下方に向けて進行し、光検出器２５に斜め上方から入射することにより測定光が検出されるようにして、光軸Ｌの同軸性が保たれるように配置される。

光源２４と光検出器２５とを一体型フレームで固定することで同軸性を確保できるようにしてもよい。例えば支持板２３ａを避けるように曲げられたアーム２６により一体型フレームを構成することができる。
また、この一体型フレームに図示しない二次元駆動機構（あるいは一次元駆動機構）を設けることで、試料基板Ｓ上の任意の位置の透過光量の測定が行えるようにすることもできる。他の方法としては、支持板２３ａの上に二次元移動ステージを取り付けて試料基板Ｓ側を測定光の光軸Ｌに対し相対的に移動できるようにしてもよい。

また、光源２４と光検出器２５とにはそれぞれ専用の防着手段が取り付けられている。
図３（ａ）〜（ｃ）は光源２４または光検出器２５に取り付けた防着板の３つの例を示す図である。光源２４（光検出器２５）は、出射側（入射側）の面以外について筒状のカバー３１で覆われる。光源２４の出射面３２（光検出器の入射面３２）にはそれぞれ測定光を通過させるための小孔が形成されたアパーチャ３３，３４が直列に複数配置され、測定光の光軸Ｌと各小孔とが並ぶようにしてある。したがって、アパーチャ３３から測定光が入出射するとともに、小孔をまっすぐに通過する蒸着粒子しか侵入できないようにしてある。これを、図１に示したように、蒸着源２１から試料基板Ｓに向けてマトリクス物質Ｊが飛ぶ方向から斜めになるように配置することにより、光源２４、光検出器２５へのマトリクス物質Ｊによる汚染が回避されるようにしてある。

次に試料作成装置Ｍ１の制御部１４について説明する。制御部１４はＣＰＵやメモリからなるハードウェアで構成されるコンピュータ装置であり、マトリクス膜作成用のソフトウェアプログラムを実行することにより、真空排気、蒸着源の加熱制御、シャッタ開閉制御、光量測定による膜厚計測のような必要な処理が行われる。本発明に関連して制御部１４が実行する機能をブロック化して説明すると、制御部１４は膜厚参照情報記憶部４１と、光量測定制御部４２と、膜厚算出部４３と、加熱制御部４４とを備えている。

膜厚参照情報記憶部４１は、マトリクス膜の膜厚と透過率との関係（膜厚参照情報）をデータテーブル化あるいは数式化してメモリに記憶する。
この膜厚参照情報は、分析試料作成に用いる試料基板Ｓと同等の複数のダミー試料基板に対し、それぞれ異なる膜厚のマトリクス膜（試料基板Ｓと同じマトリクス物質Ｊ）を付着し、各ダミー試料基板について上述した光源２４と光検出器２５を用いて透過光量を測定するとともに、各ダミー試料基板に付着したマトリクス膜の膜厚を接触段差計等により実測することにより取得する。この作業は試料基板Ｓへマトリクス膜を形成する以前に、予め事前測定として行われる。

光量測定制御部４２は、試料基板Ｓにマトリクス膜を蒸着中に、光源２４と光検出器２５とを作動し、継続して現時点の透過光量Ｔを測定する制御を行う。より具体的には、マトリクス膜を付着していないときの初期値Ｔ０も測定しておき、透過率（Ｔ／Ｔ０）として計測結果を出力する制御を行う。

膜厚算出部４３は、光量測定制御部４２により計測された現在の透過率と、上述した膜厚参照情報とに基づいて、現在のマトリクス膜の膜厚を算出する演算を行う。

加熱制御部４４は、算出された現在の膜厚を、予め設定してある目標膜厚と比較し、加熱量を制御する。通常は目標膜厚に達した時点で停止するＯＮ／ＯＦＦ制御を行えばよいが、目標膜厚に近づくにつれて加熱電流を弱めていくＰＩＤ制御を採用してもよい。

次に、試料作成装置Ｍ１による試料基板Ｓへのマトリクス膜作成の動作について説明する。ここではマトリクス物質としてＤＨＢ（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）を、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ分析用の試料基板Ｓに形成する場合を例に説明する。

図４は試料基板Ｓに形成されたＤＨＢ（マトリクス）の膜厚と、ＭＡＬＤＩ−ＭＳの信号強度との関係を示すデータである。ここで、ＥＮはレーザの照射エネルギー強度を表すパラメータである。マトリクス膜の膜厚が１〜２μｍの範囲では１．４μｍ付近に信号強度が極大となる点があるので、測定感度を高めるには膜厚を１．４μｍ程度に制御することが求められる。

図５はＤＨＢの膜厚と透過率（塗布膜厚）との関係を示すデータである。膜厚が１〜２μｍの範囲で透過率が４０％〜５％の範囲で変化し、透過率が約１２％のときが膜厚１．４μｍに対応している。
したがって、試料作成装置Ｍ１での透過光量（透過率）測定によって膜厚の制御が可能であることがわかる。

試料作成開始前に、予め、膜厚参照情報記憶部４１に、図５の実線に相当するＤＨＢの膜厚と透過率（塗布膜厚）との関係式（近似式）を記憶させておく。なお、近似式に代えて実測データをデータテーブルとして記憶させておいてもよい。

試料基板Ｓを載置し、蒸着源２１にＤＨＢを載せて真空チャンバ１２を閉じ、真空ポンプ１３にて成膜室Ｄ内を真空排気し、蒸着可能な圧力（例えば１０^−２Ｐａ以下）に到達するまで待つ。この間にシャッタ２２を開いて透過光量の初期値（Ｔ０）を測定して膜厚算出部４３で記憶しておく。
蒸着可能な圧力に達すると、シャッタ２２を閉じた状態のままで、蒸着源２１の加熱を開始する。加熱制御部４４による加熱温度の制御は蒸着用ボートに流す電流の制御により行い、ＤＨＢの昇華温度１３０℃に達するまで電流を調整する。昇華温度に到達し、安定して蒸着粒子が飛び出すようになったことを確認した上でシャッタ２２を開き、試料基板Ｓへの蒸着を開始する。

同時に、光量測定制御部４２が光源２４と光検出器２５とを作動させて、一定時間間隔で繰り返し透過光量を測定し透過率を出力する。
膜厚算出部４３は、出力された現在の透過率と膜厚参照情報とを比較し、現在の膜厚を算出する。現在の膜厚が目標膜厚である１．４μｍに到達していないときは、引き続き加熱制御を続行する。そして目標膜厚に達すると加熱が停止され、蒸着が停止する。
以上の動作により、所望の膜厚のマトリクス膜が試料基板Ｓに形成される。

上述した例では、透過率の変化が単調減少する場合を説明したが、膜厚によっては薄膜の干渉効果により、周期的な干渉変化が含まれるようになる。その場合は、干渉による波の強弱の回数をカウントすることにより、対応する膜厚に近づける。

（変形実施形態）
図１では光源２４を試料基板Ｓの裏側（支持板２３ａの上方）に配置し、光検出器２５を蒸着源２１の側方に配置して透過光量を測定するようにしたが、本発明はこれに限らず、透過光量に代えて反射光量を測定する等、いくつかの変形実施形態がありうるので、それらについて説明する。なお、図１と同じ部分については同符号を付すことにより、説明を省略する。また、反射光量測定の場合には、反射率と膜厚との関係が膜厚参照情報記憶部４１に記憶されていることはいうまでもない。

図６は、透過光量測定を行う際の他の実施形態である。この試料作製装置Ｍ２では、光源２４を蒸着源２１の側方に配置し、光検出器２５を試料基板Ｓの裏側に配置するようにしている。

図７は、蒸着源２１側から反射光量測定を行う実施形態である。この試料作成装置Ｍ３では光源２４、光検出器２５ともに蒸着源２１の側方に配置して、試料基板Ｓのマトリクス膜に斜め入射、斜め出射させるようにしている。また試料基板Ｓに金属プレートを用いることができる。
一般に、反射光測定では、透過光測定に比べて測定光がマトリクス膜を２回通過（往復通過）する光路となるので測定精度が高くなる。その一方で、厚さ変化に対する測定許容幅は透過光測定より狭くなる。

図８は、支持板２３ａの裏側から反射光量測定を行う実施形態である。この試料作成装置Ｍ４では光源２４、光検出器２５ともに支持板２３ａの裏側に配置して、試料基板Ｓのマトリクス膜に斜め入射させ、マトリクス膜から斜め出射させるようにしている。この場合の試料基板Ｓはスライドガラス等の光透過性基板が用いられる。
この場合は、支持板２３ａが防着板として作用するので、光源２４、光検出器２５ともに図３で示したような防着用のカバー、アパーチャを設けないようにして測定することもできる。

図９の試料作成装置Ｍ５では、光源２４と光検出器２５との対を２つ配置して、２か所のデータを同時測定することができるようにしている。
これら以外にも、透過光量と反射光量とを同時に測定したり、選択して測定できるようにしたりしてもよい。

（２種類のマトリクス物質の混合蒸着）
次に、本発明の応用例として、１つの試料基板Ｓ上に存在する２つの分析対象物質を、それぞれの最適なマトリクス物質を用いて最適なマトリクス条件で測定する際に、好ましい試料作成装置、および、これを用いた試料作成方法について、具体的に説明する。
図１０は、本発明の一実施形態である試料作成装置Ｍ６の特徴部分を示す図である。図１と同じ部分については同符号を付して、説明を省略する。この試料作成装置Ｍ６では、２つのマトリクス物質Ａ，Ｂを同時蒸着することができるように、蒸着源２７ａ，２７ｂを設けてある。これらはそれぞれ図２で説明した蒸着源２１と同じものであり、試料ステージ２３の開口２３ｃに対向させてある。各蒸着源２７ａ，２７ｂは、独立して所望温度に加熱できるようにそれぞれに加熱機構（不図示）が設けてある。

図１１は、このような試料作成装置Ｍ６を用いて、試料作成を行う手順を説明するフローチャートである。以下、図を参照しながら好ましい試料作成方法について説明する。

試料作成にあたり、試料基板Ｓに塗布するマトリクス物質Ａ，Ｂを選択する（ＳＴ１０１）。マトリクス物質Ａ，Ｂを選択する条件は２つある。１つ目の条件は、測定しようとする２種類の分析対象物質に対し、マトリクス物質Ａが片方の分析対象物質に有効なマトリクスであり、マトリクス物質Ｂが他法の分析対象物質に有効な物質であることである。なお、分析に有効なマトリクス物質については、過去に分析対象となった物質は、過去の分析実績から分析対象物質ごとによく知られており、新しい物質については試行錯誤的に実験を重ねることにより適切なマトリクス物質が見つけられることになる。
もう１つの条件は、一方のマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）を、他方のマトリクス物質Ａの影響を受けることなく、光学的に測定できるマトリクス物質Ａ，Ｂの対とすることである。この条件を満たすため、前者の条件で絞られたマトリクス物質のなかから、マトリクス物質Ａについては透過率８０％を超え、マトリクス物質Ｂについては、膜厚に応じた吸収による透過率の変化が計測できるように、マトリクス物質Ａ，Ｂの種類と、使用する光源２４の波長とが選択される。

例えば、図４、図５で説明したＤＨＢ（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）がマトリクス物質Ｂとして選択された場合は、発光波長６３５ｎｍのレーザダイオードを使用するとともに、この波長６３５ｎｍで透過率が８０％を超える材料がマトリクス物質Ａとして選択することができることになる。具体的には、例えば９−ＡＡ（９−アミノアクリジン）がマトリクス物質Ａとして選択される。

マトリクス物質Ａ，Ｂと、使用する光源２４の光の波長とが決定されると、続いて、マトリクス物質Ｂを単体で蒸着し、マトリクス物質Ｂの単体膜Ｂの透過率ＴＢ_Ｂと膜厚ＤＢ_Ｂとの関係を「光学的膜厚参照データ」として求めておく（ＳＴ１０２）。
具体的には、ＤＨＢをマトリクス物質Ｂとしている場合には、図５に示した透過率と塗布膜厚の関係を「光学的膜厚参照データ」として求めておく。

続いて、試料基板Ｓに塗布するマトリクス物質Ａ、マトリクス物質Ｂを同時に蒸着した混合膜におけるＡ，Ｂの混合比と、その混合比にするための成膜条件との関係を求める（ＳＴ１０３）。
具体的には、試行錯誤的に設定した所定の成膜条件でマトリクス物質Ａとマトリクス物質Ｂとの混合膜ＡＢを形成する同時蒸着を行い、成膜終了時点における混合膜ＡＢの透過率ＴＡＢ_Ｂを測定する。このとき混合膜の透過率ＴＡＢ_Ｂは、この成膜条件で形成された混合膜ＡＢに含まれるマトリクス物質Ｂの塗布量によって変化することになる。すなわち、マトリクス物質Ａは光源２４の光に対して透過率が８０％を超えるため、混合膜ＡＢ中のマトリクス物質Ａは吸収にほとんど寄与せず、マトリクス物質Ｂによる吸収が支配的になるので、透過率ＴＡＢ_Ｂは、単体膜Ｂの透過率ＴＢ_Ｂと同様の膜厚（塗布量）依存性を示すことになる。よって透過率ＴＡＢ_Ｂに対し、単体膜Ｂの透過率ＴＢ_Ｂと膜厚ＤＢ_Ｂとの関係である「光学的膜厚参照データ」を参照することで、透過率ＴＡＢ_Ｂから混合膜ＡＢ中に含まれるマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）ＤＡＢ_Ｂが求められる。
さらに、成膜終了後の混合膜ＡＢの全体膜厚ＤＡＢ_ＡＢは、接触式膜厚計によって段差測定できるので、これを「全体膜厚ＤＡＢ_ＡＢ」として測定する。全体膜厚ＤＡＢ_ＡＢは、混合膜ＡＢにおけるマトリクス物質Ａの膜厚（塗布量）とマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）の総和である。したがって、先に透過率ＴＡＢ_Ｂから求めた混合膜ＡＢ中のマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）ＤＡＢ_Ｂを減算することにより、混合膜ＡＢ中のマトリクス物質Ａの膜厚ＤＡＢ_Ａを求めることができる。これにより、混合膜ＡＢの混合比（ＤＡＢ_Ａ：ＤＡＢ_Ｂ）を求めることができることになり、そのような混合比を得るための成膜条件との対応が付けられる。
そして、所望の混合比とその混合比を得るための成膜条件との関係を「成膜条件／混合比データ」として求め、これを繰り返して所望の混合比の混合膜が形成される「成膜条件／混合比データ」を蓄積しておく。

以上の準備を行った上で、実際に測定を行う試料基板Ｓの分析対象物質に所望の混合比の混合膜を形成する際に、「成膜条件／混合比データ」を参照して当該混合比に対応する成膜条件を設定する。そしてこの成膜条件で成膜を行う（ＳＴ１０４）。その際に、単体膜Ｂの「光学的膜厚参照データ」を参照して成膜中の透過率ＴＡＢ_Ｂをモニタリングすることによってマトリクス物質Ｂの塗布量が所望の値になるように膜厚（塗布量）を制御する。このときのマトリクス物質Ａは混合膜ＡＢの混合比（ＤＡＢ_Ａ：ＤＡＢ_Ｂ）から自動的に求められるので、全体膜厚も制御できることになる。
そして、透過率ＴＡＢ_Ｂのモニタリングによってマトリクス物質Ｂが所望の膜厚（塗布量）に到達した時点で膜形成を停止する。これにより、混合膜ＡＢの混合比（ＤＡＢ_Ａ：ＤＡＢ_Ｂ）でマトリクス物質Ｂの膜厚（塗布量）ＤＡＢ_Ｂを所望の値にした混合膜ＡＢを制御性よく形成することができる。

本発明は、ＭＡＬＤＩ用の試料基板にマトリクス膜を作成する試料作成装置、試料作成方法に適用することができる。

Ｍ１ 試料作成装置
１１ ベース
１２ 真空チャンバ（真空容器）
１３ 真空ポンプ
１４ 制御部
２１ 蒸着源
２３ 試料ステージ（試料基板支持部）
２３ａ 支持板（防着手段）
２３ｃ 開口
２４ 光源
２５ 光検出器
２７ａ 蒸着源
２７ｂ 蒸着源
４１ 膜厚参照情報記憶部
４２ 光量測定制御部
４３ 膜厚算出部
４４ 加熱制御部

Claims (8)

1. 分析対象物質が貼り付けられた試料基板の少なくとも当該分析対象物質上に対し、真空蒸着によりマトリクス膜を形成して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成装置であって、
   真空容器内でマトリクス物質を加熱し蒸着させる蒸着源と、
   前記試料基板上の分析対象物質が前記蒸着源に対向するように当該試料基板を支持する試料基板支持部と、
   前記真空容器内に配設され、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜に対し斜めに測定光を照射する光源、および、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜を斜めに透過または反射した前記測定光の光量を検出する光検出器からなる光量測定部と、
   前記蒸着源から飛び出したマトリクス物質の前記光量測定部への付着を防止するための防着手段とを備えたことを特徴とする試料作成装置。
2. 前記試料基板支持部は前記試料基板の分析対象物質を前記蒸着源に対向させるための開口が設けられた支持板により形成され、
   前記支持板は、前記試料基板を前記開口の上に載置することにより、前記蒸着源からのマトリクス物質が、当該支持板を挟んで前記蒸着源とは反対側空間に回り込まないようにする防着板として働くように構成され、
   当該反対側空間に前記光量測定部の前記光源または前記光検出器が配設される場合には、当該光源または当該光検出器の防着手段となる請求項１に記載の試料作成装置。
3. 前記光量測定部の光源または前記光検出器の防着手段に、当該光源の出射面、または当該光検出器の入射面を除いた外周面を覆うカバーと、当該光源の出射面の前方、または当該光検出器の入射面の前方に、小孔を同軸状に直列に配置する複数のアパーチャ部材とからなる防着板が用いられる請求項１または請求項２に記載の試料作成装置。
4. 前記光源、前記光検出器のいずれか一方が前記試料基板支持部より蒸着源側に配設され、他方が前記試料基板支持部を挟んで蒸着源側とは反対側に配設され、前記マトリクス膜の透過光量を検出する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の試料作成装置。
5. 前記光源、前記光検出器の両方が前記試料基板支持部より蒸着源側に配設され、または、前記試料基板支持部を挟んで蒸着源側とは反対側に配設され、前記マトリクス膜の反射光量を検出する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の試料作成装置。
6. 前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜の膜厚と、当該マトリクス膜についての透過光量または反射光量との関係を事前に測定して、当該透過光量または当該反射光量から膜厚を求めるための膜厚参照情報として記憶させた膜厚参照情報記憶部と、
   蒸着中の試料基板について、前記光量測定部により測定し、測定された透過光量または反射光量と前記膜厚参照情報とに基づいて、前記蒸着源の加熱量を制御することにより、当該試料基板に形成されるマトリクス膜の膜厚を制御する膜厚制御部とを備えた請求項１〜請求項５のいずれかに記載の試料作成装置。
7. 分析対象物質が貼り付けられた試料基板の少なくとも当該分析対象物質上に対し、２種類のマトリクス物質Ａ，Ｂ（ただしマトリクス物質Ａの単体膜の透過率ＴＡａはマトリクス物質Ｂの単体膜の透過率ＴＢｂよりも高い）を混合したマトリクス膜を真空蒸着により形成して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成装置であって、
   真空容器内で前記２種類のマトリクス物質Ａ，Ｂを独立に加熱し蒸着させる２つの蒸着源と、
   前記試料基板上の分析対象物質が前記２つの蒸着源の両方に対向するように当該試料基板を支持する試料基板支持部と、
   前記真空容器内に配設され、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜に対し斜めに測定光を照射する光源、および、前記試料基板に蒸着されたマトリクス膜を斜めに透過または反射した前記測定光の光量を検出する光検出器からなる光量測定部と、
   前記２つの蒸着源から飛び出したマトリクス物質Ａ，Ｂの前記光量測定部への付着を防止するための防着手段とを備え、
   前記光量測定部は、一方のマトリクス物質Ａを透過するとともに他方のマトリクス物質Ｂで吸収を受ける波長の光源が用いられることを特徴とする試料作成装置。
8. 請求項７に記載の試料作成装置を用いて、分析対象物質上に対し、前記２種類のマトリクス物質Ａ，Ｂを同時に真空蒸着して、マトリクス支援レーザ脱離イオン化法を用いた分析のための分析試料を作成する試料作成方法であって、
   （ａ）前記マトリクス物質Ｂを単体で蒸着し、当該マトリクス物質Ｂの単体膜Ｂの透過率ＴＢ_Ｂと膜厚ＤＢ_Ｂとの関係を「光学的膜厚参照データ」として求める工程と、
   （ｂ）前記マトリクス物質Ａと前記マトリクス物質Ｂとの混合膜を形成する同時蒸着を所定の成膜条件で行い、当該所定の成膜条件で形成された混合膜に含まれる前記マトリクス物質Ｂの塗布量によって変化する透過率ＴＡＢ_Ｂを測定するとともに、接触式膜厚計により測定した混合膜全体の膜厚ＤＡＢ_ＡＢを測定し、前記単体膜Ｂの「光学的膜厚参照データ」を参照して、当該所定の成膜条件と当該混合膜に含まれるマトリクス物質Ａ、マトリクス物質Ｂの混合比との関係を「成膜条件／混合比データ」として求め、これを繰り返して所望の混合比の混合膜が形成される「成膜条件／混合比データ」を蓄積する工程と、
   （ｃ）分析対象物質にいずれかの混合比の混合膜を形成する際に、「成膜条件／混合比データ」を参照して当該混合比に対応する成膜条件を設定し、当該成膜条件で成膜を行うとともに、前記単体膜Ｂの「光学的膜厚参照データ」を参照して成膜中の透過率ＴＡＢ_Ｂをモニタリングすることによってマトリクス物質Ｂの塗布量が所望の値になるように塗布量を制御する試料作成方法。

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