JP2023053501A - Specimen support and ionization method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、試料支持体及びイオン化方法に関する。 The present disclosure relates to sample supports and ionization methods.
特許文献1には、複数の貫通孔が設けられた測定領域を有する基板と、基板の表面上において測定領域の周囲に形成されたフレームと、を備える試料支持体が記載されている。特許文献2には、微細凹凸面を有する基板に転写された試料にレーザ光を照射することにより試料をイオン化する質量分析方法が記載されている。
特許文献2に記載されているように基板の表面にイオン化対象の試料を転写する場合、基板の剛性が不十分であると、転写時に基板が破損するおそれがある。特許文献1に記載されている試料支持体では、フレームによって基板が支持されるものの、基板の測定領域(有効領域)にはフレームが設けられていないため、転写時に基板の測定領域に対応する部分が破損するおそれがある。また、イオンの測定を精度良く行うためには、同一の基板によって、校正用試薬を用いた校正(キャリブレーション)を行うことが好ましい。このような校正のために、基板上に測定領域とは別の校正領域を設けることが考えられるが、測定領域に試料を転写する際に当該試料の一部が校正領域に付着するおそれがある。
When a sample to be ionized is transferred onto the surface of a substrate as described in
そこで、本開示は、基板の表面にイオン化対象の試料を転写する処理を好適に実施することができる試料支持体及びイオン化方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a sample support and an ionization method that can suitably perform processing for transferring a sample to be ionized onto the surface of a substrate.
本開示の一側面に係る試料支持体は、支持面を有する支持基板と、支持面上に設けられたシート状の接着層と、接着層を介して支持面上に設けられたイオン化基板であって、接着層に面する第1表面と、第1表面とは反対側の第2表面と、少なくとも第2表面に開口する複数の細孔と、を有するイオン化基板と、イオン化基板の第2表面の一部を覆うと共に、取り外し可能に設けられたシート状のカバー部材と、を備え、イオン化基板は、測定対象の試料を転写させるための測定領域と、校正用の校正領域と、を有し、カバー部材は、少なくとも校正領域の全体を覆うように設けられている。 A sample support according to one aspect of the present disclosure includes a support substrate having a support surface, a sheet-like adhesive layer provided on the support surface, and an ionization substrate provided on the support surface via the adhesive layer. an ionization substrate having a first surface facing the adhesive layer, a second surface opposite the first surface, and a plurality of pores opening at least to the second surface; and a second surface of the ionization substrate. and a detachable sheet-like cover member that covers a part of the ionization substrate, and the ionization substrate has a measurement area for transferring the sample to be measured and a calibration area for calibration. , the cover member is provided so as to cover at least the entire calibration area.
上記試料支持体では、イオン化基板の第1表面は、接着層を介して支持基板に固定される。これにより、イオン化基板の剛性を高めることができ、イオン化基板の測定領域に試料を転写する際のイオン化基板の破損を抑制できる。また、測定領域とは別に校正用の校正領域が設けられると共に、取り外し可能な態様で校正領域の全体を覆うカバー部材が設けられている。これにより、測定領域に試料を転写する際に当該試料の一部が校正領域に付着することを防止できる。以上により、上記試料支持体によれば、イオン化基板の表面にイオン化対象の試料を転写する処理を好適に実施することができる。 In the sample support described above, the first surface of the ionization substrate is fixed to the support substrate via the adhesive layer. Thereby, the rigidity of the ionization substrate can be increased, and the ionization substrate can be prevented from being damaged when the sample is transferred to the measurement area of the ionization substrate. A calibration area for calibration is provided separately from the measurement area, and a cover member that covers the entire calibration area in a detachable manner is provided. This can prevent part of the sample from adhering to the calibration area when the sample is transferred to the measurement area. As described above, according to the sample support, the process of transferring the sample to be ionized onto the surface of the ionization substrate can be preferably carried out.
接着層は、支持面に直交する方向から見た場合に、測定領域の全体と重なるように設けられていてもよい。上記構成によれば、接着層によって、試料の転写が行われるイオン化基板の測定領域の全体を支持面に密着固定することができる。これにより、試料の転写時にイオン化基板の測定領域に対応する部分が破損することを効果的に抑制できる。 The adhesive layer may be provided so as to overlap the entire measurement area when viewed in a direction perpendicular to the support surface. According to the above configuration, the entire measurement region of the ionization substrate to which the sample is transferred can be tightly fixed to the support surface by the adhesive layer. This can effectively prevent the portion of the ionization substrate corresponding to the measurement region from being damaged when the sample is transferred.
イオン化基板は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することで形成されていてもよく、細孔は、第1表面及び第2表面に開口する貫通孔であってもよく、第2表面上には、細孔を塞がないように導電層が設けられていてもよい。上記構成によれば、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより、複数の貫通孔(細孔)を有するイオン化基板を容易に形成することができる。また、イオン化基板の第2表面上に、細孔を塞がないように導電層を設けることにより、エネルギー線の照射による試料のイオン化を行う際に、イオン化基板の第2表面に対する電圧の印加を適切に行うことが可能となる。 The ionized substrate may be formed by anodizing a valve metal or silicon, the pores may be through holes opening to the first surface and the second surface, and on the second surface, A conductive layer may be provided so as not to block the pores. According to the above configuration, an ionized substrate having a plurality of through holes (pores) can be easily formed by anodizing the valve metal or silicon. Further, by providing a conductive layer on the second surface of the ionization substrate so as not to block the pores, it is possible to prevent the application of voltage to the second surface of the ionization substrate when ionizing the sample by irradiating the energy beam. It is possible to do it properly.
細孔は、第1表面及び第2表面に開口する貫通孔であってもよく、接着層は、支持面に直交する方向から見た場合に、校正領域と重ならないように設けられていてもよい。校正領域を用いた校正(キャリブレーション)は、校正領域に校正用試薬(溶液)を滴下し、校正用試薬が乾燥した後に、校正領域にエネルギー線を照射して校正用試薬の成分をイオン化し、イオン化された校正用試薬の成分を検出することにより行われる。仮に、イオン化基板に設けられた細孔が貫通孔であり、且つ、接着層が校正領域と重なるように設けられている場合、校正領域に滴下された校正用試薬と接着層の成分(粘着成分等)とが混ざり合うおそれがある。その結果、校正を適切に実施できなくなるおそれがある。一方、上記のように接着層を校正領域と重ならないように設けることにより、校正用試薬に接着層の成分が混ざり込むことを防止でき、校正を精度良く行うことが可能となる。 The pores may be through holes that open to the first surface and the second surface, and the adhesive layer may be provided so as not to overlap the calibration area when viewed in a direction perpendicular to the support surface. good. Calibration using the calibration area involves dropping a calibration reagent (solution) onto the calibration area, drying the calibration reagent, and then irradiating the calibration area with an energy beam to ionize the components of the calibration reagent. , by detecting ionized constituents of the calibration reagent. If the pores provided in the ionization substrate are through holes and the adhesive layer is provided so as to overlap the calibration region, the calibration reagent dropped on the calibration region and the adhesive layer component (adhesive component etc.). As a result, there is a possibility that calibration cannot be performed properly. On the other hand, by providing the adhesive layer so as not to overlap the calibration area as described above, it is possible to prevent the components of the adhesive layer from being mixed into the calibration reagent, and to perform calibration with high accuracy.
上記試料支持体は、イオン化基板の第2表面上から支持面のうちイオン化基板と重ならない部分上に亘って設けられ、イオン化基板と支持面の上記部分とを電気的に接続する導電性テープを更に備えてもよく、支持面の上記部分は、導電性を有してもよい。上記構成によれば、支持面のうちイオン化基板と重ならない部分に電圧を印加することにより、導電性テープを介して、イオン化基板の第2表面に対する電圧の印加を適切に行うことが可能となる。 The sample support includes a conductive tape that is provided from the second surface of the ionization substrate to a portion of the support surface that does not overlap the ionization substrate, and electrically connects the ionization substrate and the portion of the support surface. Further provided, said portion of the support surface may be electrically conductive. According to the above configuration, by applying a voltage to the portion of the support surface that does not overlap the ionization substrate, it is possible to appropriately apply the voltage to the second surface of the ionization substrate via the conductive tape. .
導電性テープには、支持面に直交する方向から見た場合に、校正領域を内部に含む第1開口部が設けられていてもよく、カバー部材は、第1開口部を覆うように導電性テープのイオン化基板側とは反対側の面上に設けられていてもよい。上記構成によれば、カバー部材とイオン化基板との間に導電性テープを介在させることにより、カバー部材の一部(例えば微粘着性を有する粘着面)がイオン化基板の第2表面に接触してしまうことを防止できる。これにより、カバー部材を取り外す際に、校正領域に上記粘着面の一部が付着してしまうことを適切に防止することができる。また、カバー部材が取り外される際に、イオン化基板の一部がカバー部材と共に剥離してしまうことも防止される。以上により、校正領域を用いた校正をより精度良く実施することが可能となる。 The conductive tape may be provided with a first opening containing the calibration region therein when viewed in a direction orthogonal to the support surface, and the cover member is conductive so as to cover the first opening. It may be provided on the surface of the tape opposite to the ionization substrate side. According to the above configuration, by interposing the conductive tape between the cover member and the ionization substrate, a part of the cover member (for example, the adhesive surface having slight adhesiveness) is brought into contact with the second surface of the ionization substrate. You can prevent it from slipping. As a result, when removing the cover member, it is possible to appropriately prevent a part of the adhesive surface from adhering to the calibration area. Also, when the cover member is removed, part of the ionized substrate is prevented from peeling off together with the cover member. As described above, the calibration using the calibration region can be performed with higher accuracy.
細孔は、第1表面及び第2表面に開口する貫通孔であってもよく、接着層には、支持面に直交する方向から見た場合に、校正領域に対応する第2開口部が設けられていてもよく、第1開口部は、第2開口部よりも大きくてもよく、第1開口部の縁部と第2開口部の縁部とは、支持面に直交する方向から見た場合に、互いに離間していてもよい。上記構成によれば、第1開口部の縁部が第2開口部の縁部から離間しているため、導電性テープの一部がイオン化基板の校正領域に付着することを防止することができる。さらに、第2開口部(すなわち、校正領域に対応する開口)よりも大きい第1開口部を目印にすることで、校正を実施するオペレータが校正領域の位置を容易に把握することができる。 The pores may be through holes that open to the first surface and the second surface, and the adhesive layer is provided with a second opening corresponding to the calibration area when viewed in a direction perpendicular to the support surface. and the first opening may be larger than the second opening, and the edges of the first opening and the edges of the second opening are In some cases, they may be spaced apart from each other. According to the above configuration, since the edge of the first opening is separated from the edge of the second opening, it is possible to prevent part of the conductive tape from adhering to the calibration area of the ionization substrate. . Furthermore, by using the first opening, which is larger than the second opening (that is, the opening corresponding to the calibration area) as a mark, the operator who carries out calibration can easily grasp the position of the calibration area.
導電性テープ及びカバー部材は、支持面に直交する方向から見た場合に、測定領域を包囲する枠状に形成されていてもよい。上記構成によれば、枠状に形成された導電性テープによって、イオン化基板の第2表面に対する電圧の印加を好適に行うことができる。また、支持面に直交する方向から見た場合に、カバー部材が、測定領域の周囲に存在するため、試料転写時等における試料支持体のハンドリング性を向上させることができる。 The conductive tape and the cover member may be formed in a frame shape surrounding the measurement area when viewed in a direction perpendicular to the support surface. According to the above configuration, it is possible to suitably apply a voltage to the second surface of the ionization substrate by means of the frame-shaped conductive tape. In addition, since the cover member exists around the measurement area when viewed from the direction orthogonal to the support surface, the handling of the sample support during sample transfer or the like can be improved.
支持基板のうち少なくとも測定領域と重なる部分は、透明であってもよく、接着層は、透明材料によって形成されていてもよい。上記構成によれば、イオン化基板の第1表面側において測定領域と重なる部材(支持基板及び接着層)が透明であるため、測定領域の第2表面に転写された試料の光透過像(すなわち、支持基板のイオン化基板側とは反対側の面から照明光を当てることにより観察される象)を得ることが可能となる。 At least a portion of the support substrate that overlaps the measurement area may be transparent, and the adhesive layer may be made of a transparent material. According to the above configuration, since the members (support substrate and adhesive layer) overlapping the measurement area on the first surface side of the ionization substrate are transparent, the light transmission image of the sample transferred to the second surface of the measurement area (that is, It is possible to obtain an observed image by applying illumination light from the surface of the support substrate opposite to the ionization substrate side.
本開示の他の側面に係るイオン化方法は、上記試料支持体を用意する第1工程と、イオン化基板の測定領域の第2表面に試料を転写する第2工程と、第2表面への試料の転写が完了した後に、カバー部材を取り外すことにより、イオン化基板の校正領域を露出させる第3工程と、校正領域の第2表面に校正用試薬を滴下する第4工程と、校正領域に滴下された校正用試薬が乾燥した後に、イオン化基板の第2表面に電圧を印加しつつ校正領域の第2表面に対してエネルギー線を照射することにより、校正用試薬の成分をイオン化する第5工程と、イオン化基板の第2表面に電圧を印加しつつ測定領域の第2表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第6工程と、を含む。 An ionization method according to another aspect of the present disclosure includes a first step of preparing the sample support, a second step of transferring the sample to the second surface of the measurement region of the ionization substrate, and transferring the sample to the second surface. A third step of exposing the calibration region of the ionization substrate by removing the cover member after the transfer is completed; a fourth step of dropping the calibration reagent onto the second surface of the calibration region; a fifth step of ionizing the components of the calibration reagent by irradiating the second surface of the calibration region with energy rays while applying a voltage to the second surface of the ionization substrate after the calibration reagent is dried; and a sixth step of ionizing the constituents of the sample by irradiating the second surface of the measurement region with energy rays while applying a voltage to the second surface of the ionization substrate.
上記イオン化方法では、イオン化基板の第1表面が接着層を介して支持基板に強固に固定されているため、第2工程におけるイオン化基板の破損を抑制できる。また、イオン化基板4には、取り外し可能な態様で校正領域の全体を覆うカバー部材が設けられている。これにより、第2工程で測定領域に試料を転写する際に、当該試料の一部が校正領域に付着することを防止できる。以上により、上記イオン化方法によれば、イオン化基板の表面にイオン化対象の試料を転写する処理を好適に実施することができる。
In the above ionization method, since the first surface of the ionization substrate is firmly fixed to the support substrate via the adhesive layer, damage to the ionization substrate in the second step can be suppressed. Further, the
第2工程において、人の皮膚上に試料を塗布し、測定領域の第2表面を試料に対向させた状態で試料支持体を皮膚に押し当てることにより、測定領域の第2表面に試料を転写してもよい。上記イオン化方法では、イオン化基板の第1表面が接着層を介して支持基板に強固に固定されているため、イオン化基板の第2表面側においてイオン化基板を支持するための支持部材(例えば、特許文献1に開示されているような測定領域を露出させるための開口が設けられたフレーム等)を設ける必要がない。このため、人の皮膚に試料支持体を押し当てて皮膚上の試料を測定領域に転写する処理をスムーズに実施することができる。 In the second step, the sample is applied onto the human skin, and the sample support is pressed against the skin with the second surface of the measurement region facing the sample, thereby transferring the sample onto the second surface of the measurement region. You may In the ionization method described above, since the first surface of the ionization substrate is firmly fixed to the support substrate via the adhesive layer, a support member for supporting the ionization substrate on the second surface side of the ionization substrate (for example, Patent Document There is no need to provide a frame with openings for exposing the measurement area as disclosed in 1.). Therefore, the process of pressing the sample support against the human skin and transferring the sample on the skin to the measurement area can be performed smoothly.
上記イオン化方法は、第2工程よりも後であって、且つ、第5工程及び第6工程よりも前に、イオン化基板の第2表面上から支持面のうちイオン化基板と重ならない部分上に亘るように導電性テープを固定し、イオン化基板と支持面の部分とを電気的に接続する工程を更に含んでもよく、第5工程及び第6工程の各々において、支持面の部分に電圧を印加することにより、導電性テープを介してイオン化基板の第2表面に電圧を印加してもよい。上記イオン化方法では、第2工程においてイオン化基板の第2表面の一部が導電性テープに覆われることがないため、測定領域に対する試料の転写をより円滑に行うことが可能となる。また、第5工程及び第6工程の前に導電性テープを設けることにより、イオン化基板の第2表面に電圧をより安定的に印加することが可能となる。 After the second step and before the fifth and sixth steps, the ionization method extends from the second surface of the ionization substrate to the portion of the support surface that does not overlap the ionization substrate. and electrically connecting the ionizable substrate and the portion of the support surface such that in each of the fifth and sixth steps, a voltage is applied to the portion of the support surface. Thus, a voltage may be applied to the second surface of the ionizing substrate via the conductive tape. In the above-described ionization method, since part of the second surface of the ionization substrate is not covered with the conductive tape in the second step, the transfer of the sample to the measurement area can be performed more smoothly. Moreover, by providing the conductive tape before the fifth step and the sixth step, it becomes possible to more stably apply a voltage to the second surface of the ionization substrate.
本開示によれば、基板の表面にイオン化対象の試料を転写する処理を好適に実施することができる試料支持体及びイオン化方法を提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a sample support and an ionization method that can suitably perform processing for transferring a sample to be ionized onto the surface of a substrate.
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。各図において同一又は相当の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、図面においては、一部、実施形態に係る特徴部分を分かり易く説明するために誇張している部分があり、実際の寸法とは異なっている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted. In addition, in the drawings, some parts are exaggerated for easy understanding of characteristic parts according to the embodiment, and the dimensions may differ from the actual dimensions.
[第1実施形態]
[試料支持体の構成]
図1~図4を参照して、第1実施形態に係る試料支持体1Aについて説明する。試料支持体1Aは、試料をイオン化するために用いられるイオン化支援基板である。例えば、試料支持体1Aは、人の皮膚上(皮膚表面)に塗布された試料のイオン化に用いられる。より具体的には、人の皮膚上に塗布された試料に対して試料支持体1Aを押し当てることにより、試料支持体1Aに試料を転写する。その後、試料が転写された試料支持体1Aにレーザ光等のエネルギー線を照射することにより、当該試料をイオン化する。試料の例としては、薬剤、化粧品等が挙げられる。
[First embodiment]
[Configuration of sample support]
A
図1~図3に示されるように、試料支持体1Aは、支持基板2と、接着層3と、イオン化基板4と、導電性テープ5と、保護フィルム6(カバー部材)と、導電層7と、を備えている。図1に示されるように、試料支持体1Aは、平面視において略矩形状を有している。本実施形態では、試料支持体1Aの長辺に沿った長手方向をX軸方向と表し、試料支持体1Aの短辺に沿った短手方向をY軸方向と表し、X軸方向及びY軸方向に直交する方向(すなわち、試料支持体1Aの厚さ方向)をZ軸方向と表す。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
支持基板2は、イオン化基板4を支持する基板である。支持基板2は、例えば矩形板状に形成されている。支持基板2は、支持面2aを有する。支持面2aは、接着層3を介してイオン化基板4が設けられる面である。支持面2aは、X軸方向及びY軸方向に平行な面である。すなわち、支持面2aに直交する方向は、Z軸方向と一致している。支持基板2は、例えばスライドグラスによって形成され得る。本実施形態では一例として、支持基板2は、ITO(Indium Tin Oxide)膜等の透明導電膜が形成されたガラス基板(ITOスライドグラス)であり、透明導電膜の表面が支持面2aとなっている。すなわち、本実施形態では、支持面2aの全体が導電性を有している。また、支持基板2の全体が透明とされている。一例として、支持基板2の長手方向(X軸方向)の長さは75mm程度であり、短手方向(Y軸方向)の長さは25mm程度であり、厚さ(Z軸方向の長さ)は1mm程度である。
The
接着層3は、支持基板2の支持面2a上に設けられている。接着層3は、シート状に形成されている。接着層3の成分が後述するイオン化基板4の貫通孔4cに浸透することを防止する観点から、接着層3は、固形状(非液体状)で流動性のない材料によって形成されることが好ましい。接着層3は、例えば透明材料によって形成された両面テープ(透明両面テープ)である。一例として、接着層3は、Z軸方向から見て矩形状に設けられており、支持面2aにおけるX軸方向中央部に配置されている。接着層3の厚さは、例えば50μm程度である。
The
接着層3には、後述する校正領域R2に対応する開口部3aが設けられている。一例として、開口部3aは、Z軸方向から見て円形状に形成されている。本実施形態では、複数(一例として3つ)の開口部3aが、接着層3のX軸方向の一方側(図1の図示左側)において、Y軸方向に沿って等間隔に配置されている。
The
イオン化基板4は、接着層3を介して、支持基板2の支持面2a上に設けられている。一例として、イオン化基板4は、Z軸方向から見て接着層3と同じ大きさの矩形状に設けられている。イオン化基板4は、非常に薄いメンブレン状の部材である。イオン化基板4は、第1表面4aと、第1表面4aとは反対側の第2表面4bと、を有している。第1表面4aは、接着層3に面する面である。すなわち、第1表面4aは、接着層3に接着される面である。第2表面4bは、試料が転写される面であり、当該試料の成分をイオン化させる工程において、レーザ光等のエネルギー線が照射される面である。イオン化基板4は、例えば絶縁性材料によって矩形板状に形成されている。Z軸方向から見た場合のイオン化基板4の一辺の長さは、例えば数cm程度である。イオン化基板4の厚さは、例えば1μm~50μm程度である。一例として、イオン化基板4の厚さは、5μm~15μmである。
The
イオン化基板4は、測定対象の試料を転写させるための測定領域R1と、校正(質量校正)用の校正領域R2と、を有している。
The
測定領域R1は、試料を転写させると共に、エネルギー線の照射によって当該試料の成分をイオン化させるための領域である。測定領域R1は、イオン化基板4のうち導電性テープ5及び保護フィルム6によって覆われない領域である。本実施形態では、図1及び図2に示されるように、測定領域R1は、試料支持体1AのX軸方向中央部に位置する矩形状の領域である。より具体的には、測定領域R1は、X軸方向の一方側(図1の図示左側)に形成された保護フィルム6とX軸方向の他方側(図1の図示右側)に形成された導電性テープ5(導電性テープ5B)との間の領域である。
The measurement region R1 is a region for transferring the sample and ionizing the components of the sample by irradiation with energy rays. A measurement region R1 is a region of the ionized
校正領域R2は、校正用試薬を滴下し、校正用試薬が乾燥した後にエネルギー線の照射によって校正用試薬の成分をイオン化させるための領域である。校正用試薬は、例えばペプチド溶液等の液体状の試薬である。校正領域R2は、接着層3の開口部3aと重なる領域である。すなわち、イオン化基板4のうちZ軸方向から見て接着層3と重ならない部分が、校正領域R2として機能する。本実施形態では、接着層3に3つの開口部3aが形成されることにより、3つの円形状の校正領域R2が画定されている。校正領域R2の幅(すなわち、開口部3aの直径)は、例えば2.5mm程度である。図1及び図2に示されるように、校正領域R2は、測定領域R1に試料が転写される前の状態において、保護フィルム6に覆われている。
The calibration region R2 is a region where the calibration reagent is dropped, and after the calibration reagent is dried, the components of the calibration reagent are ionized by irradiation with energy rays. The calibration reagent is, for example, a liquid reagent such as a peptide solution. The calibration region R2 is a region that overlaps the
図3に示されるように、イオン化基板4には、複数の貫通孔4c(細孔)が一様に(均一な分布で)形成されている。各貫通孔4cは、イオン化基板4の厚さ方向(第1表面4a及び第2表面4bが互いに対向する方向であり、Z軸方向と一致する方向)に沿って延在しており、第1表面4a及び第2表面4bに開口している。Z軸方向から見た場合における貫通孔4cの形状は、例えば略円形である。貫通孔4cの幅は、例えば1nm~700nm程度である。
As shown in FIG. 3, the
貫通孔4cの幅は、以下のようにして取得される値である。まず、イオン化基板4の第1表面4a及び第2表面4bのそれぞれの画像を取得する。図4は、イオン化基板4の第2表面4bの一部のSEM画像の一例を示している。当該SEM画像において、黒色の部分は貫通孔4cであり、白色の部分は貫通孔4c間の隔壁部である。続いて、取得した第1表面4aの画像に対して例えば二値化処理を施すことで、測定領域R1内の複数の第1開口(貫通孔4cの第1表面4a側の開口)に対応する複数の画素群を抽出し、1画素当たりの大きさに基づいて、第1開口の平均面積を有する円の直径を取得する。同様に、取得した第2表面4bの画像に対して例えば二値化処理を施すことで、測定領域R1内の複数の第2開口(貫通孔4cの第2表面4b側の開口)に対応する複数の画素群を抽出し、1画素当たりの大きさに基づいて、第2開口の平均面積を有する円の直径を取得する。そして、第1表面4aについて取得した円の直径と第2表面4bについて取得した円の直径との平均値を貫通孔4cの幅として取得する。
The width of the through
図4に示されるように、イオン化基板4には、略一定の幅を有する複数の貫通孔4cが一様に形成されている。図4に示されるイオン化基板4は、Al(アルミニウム)を陽極酸化することにより形成されたアルミナポーラス皮膜である。例えば、Al基板に対して陽極酸化処理が施されることにより、Al基板の表面部分が酸化されると共に、Al基板の表面部分に複数の細孔(貫通孔4cになる予定の部分)が形成される。続いて、酸化された表面部分(陽極酸化皮膜)がAl基板から剥離され、剥離された陽極酸化皮膜に対して上記細孔を拡幅するポアワイドニング処理が施されることにより、上述したイオン化基板4が得られる。なお、イオン化基板4は、Ta(タンタル)、Nb(ニオブ)、Ti(チタン)、Hf(ハフニウム)、Zr(ジルコニウム)、Zn(亜鉛)、W(タングステン)、Bi(ビスマス)、Sb(アンチモン)等のAl以外のバルブ金属を陽極酸化することにより形成されてもよいし、Si(シリコン)を陽極酸化することにより形成されてもよい。
As shown in FIG. 4, the
上述したように、イオン化基板4には複数の貫通孔4cが一様に形成されているため、測定領域R1及び校正領域R2のいずれも、複数の貫通孔4cを含む領域である。測定領域R1における貫通孔4cの開口率(Z軸方向から見た場合に測定領域R1に対して貫通孔4cが占める割合)は、実用上は5%~60%であり、特に10%~40%であることが好ましい。複数の貫通孔4cの大きさは互いに不揃いであってもよいし、部分的に複数の貫通孔4c同士が互いに連結していてもよい。校正領域R2についても測定領域R1と同様である。
As described above, since the plurality of through
導電性テープ5は、イオン化基板4の第2表面4b上から支持面2aのうちイオン化基板4と重ならない部分上に亘って設けられ、イオン化基板4と支持面2aの上記部分とを電気的に接続する。導電性テープ5は、導電性材料によって形成されている。導電性テープ5は、例えば、アルミテープ、カーボンテープ等である。導電性テープ5の厚さは、例えば50μmである。
The
本実施形態では、イオン化基板4のX軸方向の両側縁部の各々において、Y軸方向に延在する2つの導電性テープ5が設けられている。より具体的には、試料支持体1Aは、イオン化基板4のX軸方向の一方側(図1の図示左側)の縁部に沿って設けられた導電性テープ5Aと、イオン化基板4のX軸方向の他方側(図1の図示右側)の縁部に沿って設けられた導電性テープ5Bと、を有している。
In this embodiment, two
導電性テープ5の支持基板2側の面は、粘着物質を有する粘着面である。各導電性テープ5は、イオン化基板4のX軸方向の縁部の表面(本実施形態では、イオン化基板4の縁部上の導電層7の表面)及びイオン化基板4の縁部に近接する支持面2a(本実施形態では、支持面2a上の導電層7の表面)の各々に貼付されている。
The surface of the
導電性テープ5Aは、Z軸方向から見た場合に、接着層3の開口部3a(すなわち、校正領域R2)と重ならないように設けられている。すなわち、導電性テープ5AのX軸方向内側の端部(導電性テープ5B側の端部)は、接着層3の開口部3aが形成された位置に達していない。
The
保護フィルム6は、イオン化基板4の第2表面4bの一部を覆うと共に、第2表面4bに対して取り外し可能に設けられたシート状の部材である。保護フィルム6は、例えば厚さが100μm以下の樹脂フィルムによって形成され得る。本実施形態では、保護フィルム6は、イオン化基板4のX軸方向の一方側(図1の図示左側)の縁部を跨がるように設けられている。より具体的には、保護フィルム6は、Z軸方向から見た場合に、導電性テープ5Aよりも大きい矩形状に形成されており、導電性テープ5Aよりも外側(導電性テープ5B側とは反対側)の支持面2aの一部、導電性テープ5A、及び導電性テープ5Aよりも内側(導電性テープ5B側)のイオン化基板4の一部と重なるように設けられている。
The
保護フィルム6の支持基板2側の面は、導電性テープ5が備える粘着物質よりも粘着力の弱い微粘着物質を有する粘着面である。保護フィルム6は、少なくとも校正領域R2の全体を覆うように設けられている。すなわち、保護フィルム6は、校正領域R2が露出しないように、校正領域R2を保護する役割を果たす。
The surface of the
導電層7は、少なくともイオン化基板4の第2表面4b上において、貫通孔4cを塞がないように設けられている。導電層7は、導電性材料によって形成されている。導電層7は、例えば、Pt(白金)又はAu(金)によって形成されている。導電層7の材料としては、以下に述べる理由により、試料との親和性(反応性)が低く且つ導電性が高い金属が用いられることが好ましい。
The
例えば、タンパク質等の試料と親和性が高いCu(銅)等の金属によって導電層7が形成されていると、後述する試料のイオン化の過程において、試料分子にCu原子が付着した状態で試料がイオン化され、Cu原子が付着した分だけ、後述する質量分析法において検出結果がずれるおそれがある。したがって、導電層7の材料としては、試料との親和性が低い金属が用いられることが好ましい。
For example, if the
一方、導電性の高い金属ほど一定の電圧を容易に且つ安定して印加し易くなる。そのため、導電性が高い金属によって導電層7が形成されていると、測定領域R1においてイオン化基板4の第2表面4bに均一に電圧を印加することが可能となる。また、導電性の高い金属ほど熱伝導性も高い傾向にある。そのため、導電性が高い金属によって導電層7が形成されていると、イオン化基板4に照射されたレーザ光(エネルギー線)のエネルギーを、導電層7を介して試料に効率的に伝えることが可能となる。したがって、導電層7の材料としては、導電性の高い金属が用いられることが好ましい。
On the other hand, metals with higher conductivity are more easily and stably applied with a constant voltage. Therefore, if the
以上の観点から、導電層7の材料としては、例えば、Pt、Au等が用いられることが好ましい。導電層7は、例えば、蒸着又はスパッタリング等によって、厚さ1nm~350nm程度に形成される。なお、導電層7の材料としては、例えば、Cr(クロム)、Ni(ニッケル)、Ti(チタン)等が用いられてもよい。
From the above point of view, it is preferable to use, for example, Pt, Au, or the like as the material of the
一例として、導電層7は、導電性テープ5及び保護フィルム6が設けられる前に、支持基板2の支持面2a側の試料支持体1Aの全面に蒸着される。この場合、導電層7は、支持面2aのうち接着層3が設けられていない部分と、接着層3及びイオン化基板4の側面(外部に露出した部分)と、イオン化基板4の第2表面4bと、に跨がるように設けられる。
As an example, the
[試料支持体の製造方法]
図5~図8を参照して、試料支持体1Aの製造方法の一例について説明する。図5~図8の各図において、(A)は各製造段階における試料支持体の平面図を示しており、(B)は(A)におけるB-B線に沿った断面図を示している。
[Manufacturing method of sample support]
An example of a method for manufacturing the
まず、図5に示されるように、支持基板2の支持面2a上に接着層3(本実施形態では、透明両面テープ)が貼付される。続いて、図6に示されるように、接着層3上にイオン化基板4が配置される。これにより、イオン化基板4は、接着層3を介して、支持基板2の支持面2aに対して固定される。
First, as shown in FIG. 5 , an adhesive layer 3 (transparent double-sided tape in this embodiment) is attached to the
続いて、図7に示されるように、導電層7が、支持基板2の支持面2a側に蒸着される。これにより、導電層7は、図7の(B)において太線で示した部分(すなわち、支持面2aのうち接着層3が設けられていない部分、接着層3及びイオン化基板4の側面(外部に露出した部分)、並びにイオン化基板4の第2表面4b)において、連続的に(ひとつながりに)形成される。なお、導電層7は、少なくともイオン化基板4の第2表面4bに設けられていればよく、それ以外の部分には設けられなくともよい。
Subsequently, a
続いて、図8に示されるように、イオン化基板4のX軸方向の両側縁部に、導電性テープ5A,5Bが貼付される。最後に、図1に示されるように、校正領域R2を覆うように保護フィルム6が貼付されることにより、試料支持体1Aが完成する。
Subsequently, as shown in FIG. 8,
[試料支持体を用いた質量分析方法]
図9~図12を参照して、試料支持体1Aを用いたイオン化方法を含む質量分析方法の一例について説明する。図9において、(B)は(A)におけるB-B線に沿った断面図を示している。
[Mass Spectrometry Method Using Sample Support]
An example of a mass spectrometry method including an ionization method using the
まず、上述した試料支持体1Aを用意する(第1工程)。続いて、図9に示されるように、試料支持体1Aのイオン化基板4の測定領域R1の第2表面4bに、測定対象の試料S1を転写する(第2工程)。本実施形態では、人の皮膚上に試料S1を塗布した後に、測定領域R1の第2表面4bを試料S1に対向させた状態で試料支持体1Aを皮膚に押し当てることにより、測定領域R1の第2表面4bに試料S1を転写する。
First, the
上記転写によって第2表面4b上に試料S1を適切に付着及び保持させる観点からは、試料S1は、液体成分量が比較的少ないものが好ましい。例えば、試料S1は、乾燥減量(例えば一般試験法として定められている乾燥減量試験により測定される値)が所定の閾値(例えば5%等)以下であってもよい。或いは、試料S1は、人肌温度(例えば35℃~37℃程度)で流動性を有さないものであってもよい。人肌温度での流動性の有無は、例えば、肌上又はガラス板上に試料(例えば化粧料)を塗布した後に、指又は化粧用塗布体を用いて塗擦した際に、指又は塗布体が試料を伴いながらスムーズに移動できるか否かに基づいて判断され得る。一例として、人肌温度での流動性の有無は、肌上又はガラス板に試料を2mg/cm2となるように塗布し、指で塗擦した際に試料の固まりが残らないように試料を一定の塗膜厚さで塗り広げることができるか否かに基づいて判断され得る。
From the viewpoint of appropriately adhering and holding the sample S1 on the
続いて、図10の(A)に示されるように、第2表面4bへの試料S1の転写が完了した後に、保護フィルム6をイオン化基板4から取り外す(剥離する)ことにより、イオン化基板4の校正領域R2を露出させる(第3工程)。
Subsequently, as shown in FIG. 10A, after the transfer of the sample S1 to the
続いて、図10の(B)に示されるように、校正領域R2の第2表面4bに校正用試薬S2を滴下する(第4工程)。ここで、校正用試薬S2は液体(溶液)であるため、校正領域R2に滴下された校正用試薬S2の一部は、貫通孔4cを介して校正領域R2の第1表面4a側へと移動し得る。一方で、校正用試薬S2の他の一部は、貫通孔4c内及び第2表面4b上に表面張力によって留まる。このように第2表面4b上及び貫通孔4c内のうち第2表面4b側の開口に近い部分に留まる校正用試薬S2の一部が、後述する第5工程においてイオン化される。
Subsequently, as shown in FIG. 10B, a calibration reagent S2 is dropped onto the
続いて、校正領域R2に滴下された校正用試薬S2が乾燥した後に、イオン化基板4の第2表面4bに電圧を印加しつつ校正領域R2の第2表面4bに対してエネルギー線を照射することにより、校正用試薬S2の成分をイオン化する(第5工程)。また、イオン化基板4の第2表面4bに電圧を印加しつつ測定領域R1の第2表面4bに対してエネルギー線を照射することにより、試料S1の成分をイオン化する(第6工程)。図11は、第5工程を概略的に示す図であり、図12は、第6工程を概略的に示す図である。
Subsequently, after the calibration reagent S2 dropped onto the calibration region R2 is dried, the
図11及び図12に示されるように、上述した第5工程及び第6工程は、質量分析装置10を用いることにより実施され得る。質量分析装置10は、支持部12と、試料ステージ18と、カメラ16と、照射部13と、電圧印加部14と、イオン検出部15と、制御部17と、を備えている。試料支持体1Aは、支持部12上に載置される。このとき、試料支持体1Aは、保護フィルム6が除去され、測定領域R1に試料S1が転写され、校正領域R2に校正用試薬S2が滴下された後の状態となっている。支持部12は、試料ステージ18上に載置される。照射部13は、試料支持体1Aの第2表面4bに対してレーザ光L等のエネルギー線を照射する。電圧印加部14は、試料支持体1Aの第2表面4bに対して電圧を印加する。イオン検出部15は、イオン化された試料S1の成分(イオンS1a)又はイオン化された校正用試薬S2の成分(イオンS2a)を検出する。カメラ16は、照射部13によるレーザ光Lの照射位置を含むカメラ画像を取得する装置である。カメラ16は、例えば、照射部13に付随する小型のCCDカメラである。
As shown in FIGS. 11 and 12, the fifth and sixth steps described above can be performed by using the
制御部17は、試料ステージ18、カメラ16、照射部13、電圧印加部14、及びイオン検出部15の動作を制御する。制御部17は、例えば、プロセッサ(例えば、CPU等)、及びメモリ(例えば、ROM、RAM等)等を備えるコンピュータ装置である。
The
電圧印加部14によって、支持基板2の支持面2a(本実施形態では支持面2a上に成膜された導電層7)に電圧が印加される。これにより、支持面2a及び導電性テープ5を介してイオン化基板4の第2表面4b上の導電層7に電圧が印加される。続いて、制御部17が、カメラ16により取得された画像に基づいて、照射部13を動作させる。具体的には、制御部17は、レーザ照射範囲(例えば、測定領域R1又は校正領域R2のうち、カメラ16により取得された画像に基づいて特定された試料S1又は乾燥後の校正用試薬S2が存在する領域)内の第2表面4bに対してレーザ光Lが照射されるように照射部13を動作させる。
A voltage is applied to the
一例として、制御部17は、試料ステージ18を移動させると共に、照射部13によるレーザ光Lの照射動作(照射タイミング等)を制御する。すなわち、制御部17は、試料ステージ18が所定間隔移動したことを確認した後に、照射部13にレーザ光Lの照射を実行させる。例えば、制御部17は、レーザ照射範囲内をラスタスキャンするように試料ステージ18の移動(走査)と照射部13によるレーザ光Lの照射とを繰り返す。なお、第1表面4aに対する照射位置の変更は、試料ステージ18ではなく照射部13を移動させることによって行われてもよいし、試料ステージ18及び照射部13の両方を移動させることによって行われてもよい。
As an example, the
第5工程では、図11に示されるように、校正領域R2に滴下された校正用試薬S2が乾燥した後に、イオン化基板4の第2表面4b(すなわち、第2表面4b上の導電層7)に電圧を印加しつつ校正領域R2の第2表面4bに対してレーザ光Lを照射することにより、校正用試薬S2の成分がイオン化され、イオンS2aが放出される。具体的には、レーザ光Lのエネルギーを吸収した導電層7から、第2表面4b上の校正用試薬S2の成分にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した成分が気化すると共に電荷を獲得して、イオンS2aとなる。放出されたイオンS2aは、試料支持体1Aとイオン検出部15との間に設けられたグランド電極(図示省略)に向かって加速しながら移動する。つまり、イオンS2aは、電圧が印加された導電層7とグランド電極との間に生じた電位差によって、グランド電極に向かって加速しながら移動する。そして、イオン検出部15によってイオンS2aが検出される。イオン検出部15によるイオンS2aの検出結果に基づいて、校正(質量校正)が行われる。
In the fifth step, as shown in FIG. 11, the
第6工程では、図12に示されるように、イオン化基板4の第2表面4b(すなわち、第2表面4b上の導電層7)に電圧を印加しつつ測定領域R1の第2表面4bに対してレーザ光Lを照射することにより、試料S1の成分がイオン化され、イオンS1aが放出される。具体的には、レーザ光Lのエネルギーを吸収した導電層7から、第2表面4b上の試料S1の成分にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した成分が気化すると共に電荷を獲得して、イオンS1aとなる。放出されたイオンS1aは、試料支持体1Aとイオン検出部15との間に設けられたグランド電極(図示省略)に向かって加速しながら移動する。つまり、イオンS1aは、電圧が印加された導電層7とグランド電極との間に生じた電位差によって、グランド電極に向かって加速しながら移動する。そして、イオン検出部15によってイオンS1aが検出される。
In the sixth step, as shown in FIG. 12, while applying a voltage to the
イオン検出部15によるイオンS1aの検出結果は、レーザ光Lの照射位置に関連付けられる。具体的には、イオン検出部15は、レーザ照射範囲内の各位置について個別にイオンS1aを検出する。これにより、試料S1の質量分布を示す分布画像(MSマッピングデータ)が取得される。さらに、試料S1を構成する分子の二次元分布を画像化することができる。すなわち、イメージング質量分析を行うことができる。なお、ここでの質量分析装置10は、飛行時間型質量分析法(TOF-MS:Time-of-Flight Mass Spectrometry)を利用する質量分析装置である。
The detection result of the ions S1a by the
[第1実施形態の作用効果]
以上説明した試料支持体1Aでは、イオン化基板4の第1表面4aは、接着層3を介して支持基板2に固定される。これにより、イオン化基板4の剛性を高めることができ、イオン化基板4の測定領域R1に試料S1を転写する際のイオン化基板4の破損を抑制できる。また、測定領域R1とは別に校正用の校正領域R2が設けられると共に、取り外し可能な態様で校正領域R2の全体を覆う保護フィルム6が設けられている。これにより、上述した第2工程において測定領域R1に試料S1を転写する際に、当該試料S1の一部が校正領域R2に付着することを防止できる。以上により、試料支持体1Aによれば、イオン化基板4の表面(第2表面4b)にイオン化対象の試料S1を転写する処理を好適に実施することができる。
[Action and effect of the first embodiment]
In the
接着層3は、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、測定領域R1の全体と重なるように設けられてもよい。上記構成によれば、接着層3によって、試料S1の転写が行われるイオン化基板4の測定領域R1の全体を支持面2aに密着固定することができる。これにより、試料S1の転写時にイオン化基板4の測定領域R1に対応する部分が破損することを効果的に抑制できる。より具体的には、試料S1が塗布された人の皮膚に対して試料支持体1Aを押し当てた後に試料支持体1Aを当該皮膚から引き離そうとする際には、当該皮膚上に残される試料S1によってイオン化基板4の測定領域R1に対応する部分が当該皮膚側へと引っ張られる場合がある。試料支持体1Aでは、イオン化基板4の測定領域R1に対応する部分が接着層3によって支持面2aに密着固定されている。このため、上記のような引っ張り力が生じた場合であっても、イオン化基板4の測定領域R1に対応する部分が割れることを好適に抑制することができる。
The
イオン化基板4は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することで形成されていてもよい。イオン化基板4に設けられた細孔は、第1表面4a及び第2表面4bに開口する貫通孔4cであってもよい。第2表面4b上には、貫通孔4cを塞がないように導電層7が設けられていてもよい。上記構成によれば、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより、複数の貫通孔4c(細孔)を有するイオン化基板4を容易に形成することができる。また、イオン化基板4の第2表面4b上に、貫通孔4cを塞がないように導電層7を設けることにより、レーザ光L(エネルギー線)の照射による試料S1のイオン化を行う際に、イオン化基板4の第2表面4bに対する電圧の印加を適切に行うことが可能となる。
The ionized
接着層3は、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、校正領域R2と重ならないように設けられてもよい。校正領域R2を用いた校正(キャリブレーション)は、校正領域R2に校正用試薬S2を滴下し、校正用試薬S2が乾燥した後に、校正領域R2にレーザ光L(エネルギー線)を照射して校正用試薬S2の成分をイオン化し、イオン化された校正用試薬S2の成分(すなわち、イオンS2a)を検出することにより行われる。仮に、イオン化基板4に設けられた細孔が貫通孔4cであり、且つ、接着層3が校正領域R2と重なるように設けられている場合、校正領域R2に滴下された校正用試薬S2と接着層3の成分(粘着成分等)とが混ざり合うおそれがある。その結果、校正を適切に実施できなくなるおそれがある。より具体的には、上述した第5工程において、校正用試薬S2の成分だけでなく接着層3の成分もイオン化され、イオン検出部15の検出結果に含まれるバックグランドノイズ(すなわち、接着層3の成分に起因するノイズ)が大きくなり、校正を精度良く行うことが困難になるおそれがある。一方、本実施形態のように、接着層3を校正領域R2と重ならないように設けることにより(言い換えれば、イオン化基板4と接着層3とが重ならないように構成された領域を校正領域R2として用いることにより)、校正用試薬S2に接着層3の成分が混ざり込むことを防止でき、校正を精度良く行うことが可能となる。
The
試料支持体1Aは、イオン化基板4の第2表面4b上から支持面2aのうちイオン化基板4と重ならない部分上に亘って設けられ、イオン化基板4と支持面2aの上記部分とを電気的に接続する導電性テープ5を備えてもよい。支持面2aの上記部分は、導電性を有してもよい。本実施形態では、支持面2aの全体が導電性を有している。上記構成によれば、支持面2aのうちイオン化基板4と重ならない部分に電圧を印加することにより、導電性テープ5を介して、イオン化基板4の第2表面4bに対する電圧の印加を適切に行うことが可能となる。
The
なお、本実施形態では、図7に示したように、導電層7が、支持面2aのうち接着層3が設けられていない部分、接着層3及びイオン化基板4の側面(外部に露出した部分)、並びにイオン化基板4の第2表面4bに、連続的に形成されている。この場合、電圧印加部14により支持面2a上に電圧を印加することにより、導電層7を介して、イオン化基板4の第2表面4bに対して電圧を印加することも可能である。したがって、試料支持体1Aにおいて、導電性テープ5は、必ずしも必須ではない。しかし、導電層7は、非常に薄いため、段差部(すなわち、支持面2aのうち接着層3が設けられていない部分と接着層3及びイオン化基板4の側面との境界部分、又は、接着層3及びイオン化基板4の側面とイオン化基板4の第2表面4bとの境界部分)において、導電層7が破断するおそれがある。この場合、支持面2a上からイオン化基板4の第2表面4b上へと導電層7を介して電圧を適切に印加できないおそれがある。そこで、上記境界部分を覆うように導電性テープ5を設けることにより、支持面2a上からイオン化基板4の第2表面4b上への導通をより確実なものにすることができる。また、導電層7がイオン化基板4の第2表面4b上のみに設けられる場合(すなわち、支持面2a上に導電層7が設けられない場合)には、導電性テープ5は、支持面2aと第2表面4b上の導電層7とを電気的に接続する役割を果たす。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
支持基板2のうち少なくとも測定領域R1と重なる部分は、透明であってもよい。本実施形態では、支持基板2の全体が透明である。接着層3は、透明材料によって形成されていてもよい。ここで、「透明」とは、例えば、所定の波長の光(例えば、紫外線又は可視光等)に対して透過性を有することをいう。本実施形態では、接着層3は、透明両面テープである。上記構成によれば、イオン化基板4の第1表面4a側において測定領域R1と重なる部材(支持基板2の一部及び接着層3)が透明であるため、測定領域R1の第2表面4bに転写された試料S1の光透過像(支持基板2のイオン化基板4側とは反対側の面から照明光を当てることにより観察される象)を得ることが可能となる。
At least a portion of the
また、試料支持体1Aを用いたイオン化方法(上述した第1工程~第6工程)では、イオン化基板4の第1表面4aが接着層3を介して支持基板2に強固に固定されているため、第2工程(試料S1の転写時)におけるイオン化基板4(特に測定領域R1に対応する部分)の破損を抑制できる。また、イオン化基板4には、取り外し可能な態様で校正領域R2の全体を覆う保護フィルム6が設けられている。これにより、第2工程で測定領域R1に試料S1を転写する際に、当該試料S1の一部が校正領域R2に付着することを防止できる。以上により、上記イオン化方法によれば、イオン化基板4の表面(第2表面4b)にイオン化対象の試料S1を転写する処理を好適に実施することができる。
In addition, in the ionization method using the
本実施形態では、第2工程において、人の皮膚上に試料S1を塗布し、測定領域R1の第2表面4bを試料S1に対向させた状態で試料支持体1Aを皮膚に押し当てることにより、測定領域R1の第2表面4bに試料S1を転写する。イオン化基板4の第1表面4aが接着層3を介して支持基板2に強固に固定されているため、イオン化基板4の第2表面4b側においてイオン化基板4を支持するための支持部材(例えば、特許文献1に開示されているような測定領域R1を露出させるための開口が設けられたフレーム等)を設ける必要がない。このため、人の皮膚に試料支持体1Aを押し当てて皮膚上の試料S1を測定領域R1に転写する処理をスムーズに実施することができる。より具体的には、仮に上記のような支持部材(フレーム)がイオン化基板4の第2表面4b側に設けられている場合、試料S1の転写時において、測定領域R1の第2表面4bよりも先に支持部材が皮膚に当たることになる。このため、上記のような支持部材が設けられている場合には、支持部材の厚さ分だけ、試料支持体1Aを皮膚に対して強く押さなければならない。また、仮に上記支持部材が金属材料(例えばNi(ニッケル)等)によって形成される場合には、当該支持部材が皮膚に接触することにより、金属アレルギーを生じさせるおそれもある。イオン化基板4が接着層3を介して支持基板2に固定された試料支持体1Aによれば、人の皮膚に塗布された試料を転写する際に、上記のような問題が生じることを回避することができる。
In this embodiment, in the second step, the sample S1 is applied onto the human skin, and the
[第2実施形態]
図13及び図14を参照して、第2実施形態に係る試料支持体1Bについて説明する。試料支持体1Bは、導電性テープ5Aの代わりに導電性テープ5Cを備える点において、試料支持体1Aと相違している。試料支持体1Bの他の構成は、試料支持体1Aと同様である。
[Second embodiment]
A
導電性テープ5Cは、校正領域R2を覆うように設けられている。すなわち、導電性テープ5Cは、接着層3の開口部3a(第2開口部)を覆うように設けられている。また、導電性テープ5Cには、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、校正領域R2(開口部3a)を内部に含む開口部5a(第1開口部)が設けられている。本実施形態では、図13及び図14に示されるように、導電性テープ5Cは、3つの校正領域R2(開口部3a)の各々に対応するように、3つの開口部5aが設けられている。各開口部5aは、Z軸方向から見た場合に、開口部3aよりも一回り大きい円形状を有している。これにより、開口部5aの縁部と開口部3aの縁部とは、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、互いに離間している。より具体的には、互いに対応する開口部5a及び開口部3aの組において、開口部5aの中心位置と開口部3aの中心位置とは一致しており、開口部5aの幅(直径)は開口部3aの幅(直径)よりも大きい。
A
試料支持体1Bでは、保護フィルム6は、開口部5aを覆うように導電性テープ5Cのイオン化基板4側とは反対側の面上に設けられている。すなわち、保護フィルム6は、導電性テープ5Cを介して、イオン化基板4上に設けられており、イオン化基板4(及びイオン化基板4の第2表面4b上の導電層7)と接触していない。
In the
以上述べたように、試料支持体1Bでは、導電性テープ5Cには、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、校正領域R2を内部に含む開口部5aが設けられており、保護フィルム6は、開口部5aを覆うように導電性テープ5Cのイオン化基板4側とは反対側の面上に設けられている。上記構成によれば、保護フィルム6とイオン化基板4との間に導電性テープ5Cを介在させることにより、保護フィルム6の一部(例えば微粘着性を有する粘着面)がイオン化基板4の第2表面4b(厳密には、第2表面4b上に設けられた導電層7)に接触してしまうことを防止できる。これにより、上述した第3工程において保護フィルム6を取り外す際に、校正領域R2に保護フィルム6の粘着面の成分が付着してしまうことを適切に防止することができる。また、保護フィルム6が取り外される際に、イオン化基板4の一部(第2表面4b上の導電層7の一部を含む)が保護フィルム6と共に剥離してしまうことも防止される。以上により、校正領域R2を用いた校正をより精度良く実施することが可能となる。
As described above, in the
また、イオン化基板4に設けられた細孔は、第1表面4a及び第2表面4bに開口する貫通孔4cであり、接着層3には、支持面2aに直交する方向(Z軸方向)から見た場合に、校正領域R2に対応する開口部3aが設けられており、導電性テープ5Cの開口部5aは、接着層3の開口部3aよりも大きく、開口部5aの縁部と開口部3aの縁部とは、Z軸方向から見た場合に、互いに離間している。上記構成によれば、開口部5aの縁部が開口部3aの縁部から離間しているため、導電性テープ5Cの一部がイオン化基板4の校正領域R2に付着することを防止することができる。さらに、開口部3a(すなわち、校正領域R2に対応する開口)よりも大きい開口部5aを目印にすることで、校正を実施するオペレータが校正領域R2の位置を容易に把握することができる。
The pores provided in the
[第3実施形態]
図15を参照して、第3実施形態に係る試料支持体1Cについて説明する。試料支持体1Cは、導電性テープ5を備えない点において、試料支持体1Aと相違している。試料支持体1Cの他の構成は、試料支持体1Aと同様である。試料支持体1Cでは、保護フィルム6は、導電性テープを介さずに、イオン化基板4の第2表面4b上(本実施形態では、第2表面4bに設けられた導電層7上)に直接設けられている。
[Third embodiment]
A
試料支持体1Cを用いて試料S1のイオン化を行う場合、上述したイオン化方法(第1工程~第6工程)を以下のように変形することができる。すなわち、試料支持体1Cを用いたイオン化方法は、第2工程よりも後であって、且つ、第5工程及び第6工程よりも前に、イオン化基板4の第2表面4b上から支持面2aのうちイオン化基板4と重ならない部分上に亘るように導電性テープ5(図11及び図12参照)を固定し、イオン化基板4と支持面2aの上記部分とを電気的に接続する工程を含み得る。すなわち、試料支持体1Cは、保護フィルム6が取り外される前の状態においては導電性テープ5を備えておらず、第5工程及び第6工程を実施する前(保護フィルム6が取り外された後)に、必要に応じて、試料支持体1Cに導電性テープ5を設けることができる。この場合、第5工程及び第6工程の各々において、支持面2aの上記部分(本実施形態では、支持面2aのうちイオン化基板4と重ならない任意の部分)に電圧を印加することにより、導電性テープ5及び導電層7を介してイオン化基板4の第2表面4bに電圧を印加することができる。一方、上述した導電層7のみを介して、支持面2a上からイオン化基板4の第2表面4b上へと電圧を安定して印加可能な場合には、導電性テープ5を設ける工程が省略されてもよい。
When the sample S1 is ionized using the
以上述べた試料支持体1Cを用いたイオン化方法では、第2工程においてイオン化基板4の第2表面4bの一部が導電性テープ5に覆われることがないため、測定領域R1に対する試料S1の転写をより円滑に行うことが可能となる。すなわち、導電性テープ5が設けられていない分、測定領域R1の第2表面4bを人の皮膚上に塗布された試料に対してより密着させることができる。また、第5工程及び第6工程の前に必要に応じて導電性テープ5を設けることにより、イオン化基板4の第2表面4bに電圧をより安定的に印加することが可能となる。
In the ionization method using the
[第4実施形態]
図16を参照して、第4実施形態に係る試料支持体1Dについて説明する。試料支持体1Dは、導電性テープ5の代わりに導電性テープ5Dを備え、保護フィルム6の代わりに保護フィルム6Dを備える点において、試料支持体1Aと相違している。試料支持体1Dの他の構成は、試料支持体1Aと同様である。
[Fourth Embodiment]
A
導電性テープ5Dは、Z軸方向から見た場合に、測定領域R1を包囲する枠状に形成されている。図16に示されるように、一例として、導電性テープ5Dは、第2実施形態の導電性テープ5B及び5Cの各々のY軸方向における端部同士をX軸方向に延在する長方形状の部分を介して接続したような形状を有している。導電性テープ5Dには、測定領域R1を露出させるための開口部5bが設けられている。本実施形態では一例として、開口部5bは、Z軸方向から見た場合に、四角形状に形成されている。また、導電性テープ5Dには、第2実施形態の導電性テープ5Cと同様に、校正領域R2(開口部3a)を露出させるための開口部5aが設けられている。
The
保護フィルム6Dは、Z軸方向から見た場合に、測定領域R1を包囲する枠状に形成されている。図16に示されるように、一例として、保護フィルム6Dは、Z軸方向から見た場合に、支持基板2とほぼ同じ長さの長辺及び短辺を有する長方形状に形成されている。すなわち、保護フィルム6Dの長辺及び短辺は、支持基板2の長辺及び短辺に沿っている。また、保護フィルム6Dの略中央部には、測定領域R1を外部に露出させるための開口部6aが設けられている。開口部6aは、Z軸方向において開口部5bと重なっている。すなわち、開口部6aは、開口部5bと連通している。本実施形態では一例として、開口部6aは、開口部5bと同様の四角形状に形成されている。
The
導電性テープ5Dの保護フィルム6D側の面は、粘着面として構成されている。保護フィルム6Dは、導電性テープ5Dの保護フィルム6D側の面(粘着面)に貼付されている。
The surface of the
上記構成によれば、枠状に形成された導電性テープ5Dによって、イオン化基板4の第2表面4bに対する電圧の印加を好適に行うことができる。より具体的には、導電性テープ5Dが、測定領域R1の全周に亘って設けられているため、導電性テープ5Dから測定領域R1への導通をより確実なものとすることができる。また、Z軸方向から見た場合に、保護フィルム6Dが、測定領域R1の周囲に存在するため、試料転写時等における試料支持体1Dのハンドリング性を向上させることができる。図16の例では、保護フィルム6Dは、支持基板2の支持面2aのうち測定領域R1と重ならない部分のほぼ全域に亘って設けられている。支持面2aのうち測定領域R1と重ならない部分には、支持面2aに導電性を持たせるために、アルミニウム等の金属が蒸着される場合がある。このような場合に、金属が蒸着された部分を保護フィルム6Dによって好適に保護することができる。また、作業者は、試料転写時等に試料支持体1Dの位置合わせを行う際に、保護フィルム6Dが形成された部分を掴んで作業することができる。ここで、上記構成のように、保護フィルム6Dが測定領域R1の両側に形成されている場合、測定領域R1の両側部分(すなわち、保護フィルム6Dが形成された部分)を両手で掴んで試料支持体1Dを保持することができるため、上記位置合わせ等の作業を容易に行うことが可能となる。
According to the above configuration, it is possible to suitably apply a voltage to the
[変形例]
以上、本開示のいくつかの実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限られない。各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。また、上述した一の実施形態又は変形例における一部の構成は、他の実施形態又は変形例における構成に任意に適用することができる。
[Modification]
Although several embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments. The material and shape of each configuration are not limited to the materials and shapes described above, and various materials and shapes can be adopted. Also, a part of the configuration of one embodiment or modification described above can be arbitrarily applied to the configuration of another embodiment or modification.
導電層7は、少なくともイオン化基板4の第2表面4bに設けられていればよい。すなわち、上述したように、導電層7は、支持面2a上には設けられなくてもよい。また、導電層7は、第2表面4bに加えて、例えば、第1表面4aにも設けられてもよいし、各貫通孔4cの内面の全体又は一部にも設けられてもよい。
The
イオン化基板4は、導電性を有していてもよい。例えば、イオン化基板4は、半導体等の導電性材料によって形成されていてもよい。この場合、イオン化基板4の第2表面4b側に電圧を印加するための導電層7は省略されてもよい。ただし、イオン化基板4が導電性を有する場合であっても、イオン化基板4の第2表面4b側に好適に電圧を印加するために、導電層7が設けられてもよい。
The
イオン化基板4に設けられる細孔は、上述した貫通孔4cに限られない。イオン化基板4に設けられる細孔は、少なくとも第2表面4bに開口する非貫通孔(凹部)であってもよい。すなわち、イオン化基板4は、微細な凹凸構造が形成された第2表面4bを有する基板であってもよい。なお、イオン化基板4が貫通孔4cを有さない場合には、イオン化基板4の第1表面4a側に配置される接着層3の成分が第2表面4b側に移動することがない。したがって、この場合には、Z軸方向から見て校正領域R2と重なる領域に接着層3が設けられてもよい。すなわち、上記実施形態における接着層3の開口部3aは省略され得る。
The pores provided in the
上記実施形態では、全体が透明であるITOスライドグラスが支持基板2として用いられたが、支持基板2は上記に限られない。例えば、試料S1の光透過像の観察を行うためには、支持基板2のうち少なくとも測定領域R1と重なる部分が透明であればよく、支持基板2の他の部分は非透明であってもよい。例えば、支持基板2として、ITO膜等の導電膜を有さない非導電性のスライドグラスを用いる場合等において、支持面2aに導電性を持たせるために、当該スライドグラスの表面のうち測定領域R1と重ならない部分(例えば、接着層3及びイオン化基板4の全体と重ならない部分)に、アルミニウム等の金属が蒸着されてもよい。
In the above embodiment, an ITO slide glass that is entirely transparent is used as the
試料S1の光透過像の観察が不要な場合には、支持基板2のうち測定領域R1と重なる部分は、非透明であってもよい。この場合、金属板等の導電性を有する非透明基板を支持基板2として用いることができる。また、光透過像の観察が不要な場合には、接着層3も非透明な材料によって形成されてもよい。
When observation of the light transmission image of the sample S1 is unnecessary, the portion of the
イオン化基板4に設けられる校正領域R2の個数は、上記実施形態(3つ)に限られない。校正領域R2の個数は、1つでもよいし、2つ又は4つ以上であってもよい。
The number of calibration regions R2 provided on the
保護フィルム6のイオン化基板4側の面の一部が粘着面として構成されてもよい。例えば、保護フィルム6を取り外す際に、イオン化基板4(第2表面4b上の導電層7を含む)の一部が保護フィルム6と共に剥離してしまうことを防止するために、保護フィルム6の上記面のうちイオン化基板4の第2表面4b(又は第2表面4b上の導電層7)と直接対向する部分は、粘着性を有さないように構成されてもよい。例えば、保護フィルム6の上記面のうちイオン化基板4と重ならない部分のみが粘着面として構成されてもよい。或いは、保護フィルム6のイオン化基板4側の面の全体が、非粘着面として構成されてもよい。この場合、導電性テープ5のうち少なくとも保護フィルム6と重なる部分における保護フィルム6側の面が、粘着面として構成されてもよい。
A part of the surface of the
試料支持体を用いた質量分析方法において、電圧印加部14によって電圧が印加される対象は、支持基板2の支持面2aに限られない。例えば、電圧は、支持基板2以外の部材(支持基板2の支持面2aと電気的に接続されている部材)に印加されてもよいし、導電性テープ5に直接印加されてもよい。
In the mass spectrometry method using the sample support, the object to which the voltage is applied by the
試料支持体を用いた質量分析方法において、質量分析装置10は、走査型の質量分析装置であってもよいし、投影型の質量分析装置であってもよい。走査型の場合、照射部13による1回のレーザ光Lの照射毎に、レーザ光Lのスポット径に対応する大きさの1画素の信号が取得される。つまり、1画素毎にレーザ光Lの走査(照射位置の変更)及び照射が行われる。一方、投影型の場合、照射部13による1回のレーザ光Lの照射毎に、レーザ光Lのスポット径に対応する画像(複数の画素)の信号が取得される。投影型の場合においてレーザ光Lのスポット径に測定領域R1の全体が含まれる場合には、1回のレーザ光Lの照射によってイメージング質量分析を行うことができる。なお、投影型の場合においてレーザ光Lのスポット径に測定領域R1の全体が含まれない場合には、走査型と同様にレーザ光Lの走査及び照射を行うことにより、測定領域R1全体の信号を取得することができる。また、上述したイオン化方法は、イオンモビリティ測定等の他の測定・実験にも利用することができる。
In the mass spectrometry method using a sample support, the
試料支持体の用途は、レーザ光Lの照射による試料のイオン化に限定されない。試料支持体は、レーザ光、エレクトロスプレー、イオンビーム、電子線等のエネルギー線の照射による試料のイオン化に用いることができる。上述したイオン化方法及び質量分析方法では、このようなエネルギー線の照射によって試料をイオン化することができる。 The application of the sample support is not limited to ionization of a sample by irradiation with the laser light L. The sample support can be used for ionizing a sample by irradiation with energy beams such as laser light, electrospray, ion beam, and electron beam. In the ionization method and mass spectrometry method described above, the sample can be ionized by such energy beam irradiation.
1A,1B,1C,1D…試料支持体、2…支持基板、2a…支持面、3…接着層、3a…開口部(第2開口部)、4…イオン化基板、4a…第1表面、4b…第2表面、4c…貫通孔、5,5A,5B,5C,5D…導電性テープ、5a…開口部(第1開口部)、6,6D…保護フィルム(カバー部材)、7…導電層、R1…測定領域、R2…校正領域、S1…試料、S2…校正用試薬。
1A, 1B, 1C, 1D... sample support, 2... supporting substrate, 2a... supporting surface, 3... adhesive layer, 3a... opening (second opening), 4... ionization substrate, 4a... first surface,
Claims (12)
前記支持面上に設けられたシート状の接着層と、
前記接着層を介して前記支持面上に設けられたイオン化基板であって、前記接着層に面する第1表面と、前記第1表面とは反対側の第2表面と、少なくとも前記第2表面に開口する複数の細孔と、を有する前記イオン化基板と、
前記イオン化基板の前記第2表面の一部を覆うと共に、取り外し可能に設けられたシート状のカバー部材と、
を備え、
前記イオン化基板は、測定対象の試料を転写させるための測定領域と、校正用の校正領域と、を有し、
前記カバー部材は、少なくとも前記校正領域の全体を覆うように設けられている、
試料支持体。 a support substrate having a support surface;
a sheet-like adhesive layer provided on the support surface;
An ionizable substrate provided on the support surface via the adhesive layer, the ionized substrate having a first surface facing the adhesive layer, a second surface opposite the first surface, and at least the second surface. a plurality of pores opening into the ionized substrate;
a detachable sheet-like cover member covering a portion of the second surface of the ionization substrate;
with
The ionization substrate has a measurement area for transferring a sample to be measured and a calibration area for calibration,
The cover member is provided so as to cover at least the entire calibration area.
sample support.
請求項1に記載の試料支持体。 The adhesive layer is provided so as to overlap the entire measurement area when viewed from a direction orthogonal to the support surface.
A sample support according to claim 1 .
前記細孔は、前記第1表面及び前記第2表面に開口する貫通孔であり、
前記第2表面上には、前記細孔を塞がないように導電層が設けられている、
請求項1又は2に記載の試料支持体。 The ionized substrate is formed by anodizing a valve metal or silicon,
The pores are through holes that open to the first surface and the second surface,
A conductive layer is provided on the second surface so as not to block the pores,
3. A sample support according to claim 1 or 2.
前記接着層は、前記支持面に直交する方向から見た場合に、前記校正領域と重ならないように設けられている、
請求項1~3のいずれか一項に記載の試料支持体。 The pores are through holes that open to the first surface and the second surface,
The adhesive layer is provided so as not to overlap the calibration region when viewed in a direction orthogonal to the support surface.
A sample support according to any one of claims 1-3.
前記支持面の前記部分は、導電性を有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の試料支持体。 a conductive tape provided from the second surface of the ionized substrate to a portion of the support surface that does not overlap with the ionized substrate and electrically connecting the ionized substrate and the portion of the support surface; further prepared,
said portion of said support surface being electrically conductive;
A sample support according to any one of claims 1-4.
前記カバー部材は、前記第1開口部を覆うように前記導電性テープの前記イオン化基板側とは反対側の面上に設けられている、
請求項5に記載の試料支持体。 The conductive tape is provided with a first opening containing the calibration area when viewed from a direction orthogonal to the support surface,
The cover member is provided on a surface of the conductive tape opposite to the ionized substrate side so as to cover the first opening.
A sample support according to claim 5 .
前記接着層には、前記支持面に直交する方向から見た場合に、前記校正領域に対応する第2開口部が設けられており、
前記第1開口部は、前記第2開口部よりも大きく、
前記第1開口部の縁部と前記第2開口部の縁部とは、前記支持面に直交する方向から見た場合に、互いに離間している、
請求項6に記載の試料支持体。 The pores are through holes that open to the first surface and the second surface,
The adhesive layer is provided with a second opening corresponding to the calibration area when viewed in a direction orthogonal to the support surface,
The first opening is larger than the second opening,
an edge of the first opening and an edge of the second opening are separated from each other when viewed in a direction orthogonal to the support surface;
A sample support according to claim 6 .
請求項5~7のいずれか一項に記載の試料支持体。 The conductive tape and the cover member are formed in a frame shape surrounding the measurement area when viewed from a direction orthogonal to the support surface,
A sample support according to any one of claims 5-7.
前記接着層は、透明材料によって形成されている、
請求項1~8のいずれか一項に記載の試料支持体。 At least a portion of the support substrate that overlaps with the measurement region is transparent,
The adhesive layer is made of a transparent material,
A sample support according to any one of claims 1-8.
前記イオン化基板の前記測定領域の前記第2表面に試料を転写する第2工程と、
前記第2表面への前記試料の転写が完了した後に、前記カバー部材を取り外すことにより、前記イオン化基板の前記校正領域を露出させる第3工程と、
前記校正領域の前記第2表面に校正用試薬を滴下する第4工程と、
前記校正領域に滴下された前記校正用試薬が乾燥した後に、前記イオン化基板の前記第2表面に電圧を印加しつつ前記校正領域の前記第2表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記校正用試薬の成分をイオン化する第5工程と、
前記イオン化基板の前記第2表面に電圧を印加しつつ前記測定領域の前記第2表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第6工程と、
を含む、イオン化方法。 a first step of providing a sample support according to claim 1;
a second step of transferring a sample onto the second surface of the measurement region of the ionization substrate;
a third step of exposing the calibration region of the ionization substrate by removing the cover member after the transfer of the sample to the second surface is completed;
a fourth step of dropping a calibration reagent onto the second surface of the calibration area;
After the calibration reagent dropped onto the calibration region is dried, the second surface of the calibration region is irradiated with an energy beam while applying a voltage to the second surface of the ionization substrate. a fifth step of ionizing the components of the calibration reagent;
a sixth step of ionizing the components of the sample by irradiating the second surface of the measurement region with an energy beam while applying a voltage to the second surface of the ionization substrate;
A method of ionization, comprising:
請求項10に記載のイオン化方法。 In the second step, the sample is applied onto the skin of a person, and the sample support is pressed against the skin with the second surface of the measurement region facing the sample. transferring the sample to the second surface of
The ionization method according to claim 10.
前記第5工程及び前記第6工程の各々において、前記支持面の前記部分に電圧を印加することにより、前記導電性テープを介して前記イオン化基板の前記第2表面に電圧を印加する、
請求項10又は11に記載のイオン化方法。 After the second step and before the fifth step and the sixth step, from the second surface of the ionized substrate to a portion of the support surface that does not overlap the ionized substrate. securing a conductive tape across the substrate to electrically connect the ionizable substrate and the portion of the support surface;
in each of the fifth step and the sixth step, applying a voltage to the second surface of the ionized substrate through the conductive tape by applying a voltage to the portion of the support surface;
The ionization method according to claim 10 or 11.
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