JP7365024B2 - 試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法 - Google Patents

Description

本発明は、試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法に関する。

試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体として、第１表面、及び第１表面とは反対側の第２表面、並びに、第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔を有する基板を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６０９３４９２号公報

上述したような試料支持体を用いた質量分析では、分析対象である試料の種類によって、検出される信号の強度が低くなる場合があり、そのような場合には、質量分析の感度が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、高感度な質量分析を可能にする試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法を提供することを目的とする。

本発明の試料支持体は、試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体であって、第１表面、及び第１表面とは反対側の第２表面、並びに、第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、複数の貫通孔に設けられ、成分を誘導体化するための誘導体化剤と、を備える。

この試料支持体は、第１表面、及び第１表面とは反対側の第２表面、並びに、第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔を有する基板を備えている。これにより、複数の貫通孔に試料の成分が導入されると、成分が第１表面側に留まる。さらに、導電層に電圧が印加されつつ基板の第１表面に対してレーザ光等のエネルギー線が照射されると、第１表面側における成分にエネルギーが伝達される。このエネルギーによって、成分がイオン化されることで、試料イオンが生じる。ここで、試料支持体は、複数の貫通孔に設けられ、成分を誘導体化するための誘導体化剤を備えている。そのため、成分は、誘導体化剤の一部と混合した状態で第１表面側に留まる。これにより、成分を第１表面側に留まらせた状態で誘導体化することができ、誘導体化された成分をイオン化することができる。したがって、イオン化された試料イオンが検出されやすくなるため、試料イオンの信号の強度が低下するのが抑制される。よって、この試料支持体によれば、高感度な質量分析が可能となる。

本発明の試料支持体では、誘導体化剤は、塗布乾燥膜として設けられていてもよい。この構成によれば、誘導体化剤を容易に設けることができる。

本発明の試料支持体では、誘導体化剤は、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられていてもよい。この構成によれば、誘導体化剤の結晶の平均粒径を相対的に小さくすると共に誘導体化剤の結晶の分布を均一にすることができる。そのため、成分と混合した誘導体化剤の一部が第１表面側において、均一に分布することになる。これにより、第１表面側のそれぞれの位置において、成分を均一に誘導体化することができ、質量分析における空間分解能を高めることができる。

本発明の試料支持体では、誘導体化剤は、ピリリウム化合物、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミドエステル及びヒドラジド化合物から選択される少なくとも一つを含んでもよい。この構成によれば、試料の種類に応じて、当該試料の成分の誘導体化に適した誘導体化剤を適用することで、成分の誘導体化を効率的に行うことができる。

本発明の試料支持体は、成分が誘導体化される環境を塩基性にするための塩基性化剤を更に備えてもよい。この構成によれば、成分が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができ、成分の誘導体化を容易に行うことができる。

本発明の試料支持体では、誘導体化剤は、第２表面側に設けられ、塩基性化剤は、第１表面側に設けられていてもよい。この構成によれば、塩基性化剤との接触に起因する誘導体化剤の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料の成分を第２表面側から複数の貫通孔に導入することによって、成分と塩基性化剤との接触を抑制することができる。これにより、塩基性化剤との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

本発明の試料支持体では、誘導体化剤は、第１表面側に設けられ、塩基性化剤は、第２表面側に設けられていてもよい。この構成によれば、塩基性化剤との接触に起因する誘導体化剤の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料の成分を第１表面側から複数の貫通孔に導入することによって、成分と塩基性化剤との接触を抑制することができる。これにより、塩基性化剤との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

本発明の試料支持体では、塩基性化剤は、塗布乾燥膜として設けられていてもよい。この構成によれば、塩基性化剤を容易に設けることができる。

本発明の試料支持体では、塩基性化剤は、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられていてもよい。この構成によれば、塩基性化剤の結晶の平均粒径を相対的に小さくすると共に塩基性化剤の結晶の分布を均一にすることができる。これにより、成分が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができる。

本発明の試料支持体では、塩基性化剤は、アミン類、イミン類、無機塩基類、アミン類緩衝剤、イミン類緩衝剤及び無機塩基類緩衝剤から選択される少なくとも一つを含んでもよい。この構成によれば、試料の種類及び誘導体化剤の種類に応じて、当該試料の成分の誘導体化に適した塩基性化剤を適用することで、成分の誘導体化を効率的に行うことができる。

本発明の試料支持体では、複数の貫通孔のそれぞれの幅は、１～７００ｎｍであってもよい。この構成によれば、基板の第１表面側において試料の成分を適切に保持することができる。

本発明の試料支持体では、基板は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されていてもよい。この構成によれば、複数の貫通孔を有する基板を容易に且つ確実に得ることができる。

本発明の試料支持体では、基板には、それぞれが複数の貫通孔を含む複数の測定領域が形成されていてもよい。この構成によれば、複数の測定領域ごとに試料の成分のイオン化を行うことができる。

本発明の試料支持体は、試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体であって、第１表面、及び第１表面とは反対側の第２表面、並びに、第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔を有する導電性の基板と、複数の貫通孔に設けられ、成分を誘導体化するための誘導体化剤と、を備える。

この試料支持体によれば、導電層を省略することができると共に、上述したように導電層を備える試料支持体と同様の効果を得ることができる。

本発明のイオン化方法は、誘導体化剤を備える試料支持体を用意する第１工程と、試料の成分を複数の貫通孔に導入する第２工程と、成分が導入された試料支持体を塩基性環境で加熱することにより、成分を誘導体化する第３工程と、導電層に電圧を印加しつつ第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、成分をイオン化する第４工程と、を備える。

このイオン化方法では、複数の貫通孔に試料の成分が導入されると、成分が第１表面側に留まる。さらに、導電層に電圧が印加されつつ基板の第１表面に対してエネルギー線が照射されると、第１表面側における成分にエネルギーが伝達される。このエネルギーによって、成分がイオン化されることで、試料イオンが生じる。ここで、試料支持体は、複数の貫通孔に設けられ、成分を誘導体化するための誘導体化剤を備えている。そのため、成分は、誘導体化剤の一部と混合した状態で第１表面側に留まる。これにより、成分を第１表面側に留まらせた状態で試料支持体を塩基性環境で加熱することで、成分を誘導体化することができ、誘導体化された成分をイオン化することができる。したがって、イオン化された試料イオンが検出されやすくなるため、試料イオンの信号の強度が低下するのが抑制される。よって、この試料支持体によれば、高感度な質量分析が可能となる。

本発明のイオン化方法では、第２工程においては、第２表面が試料に対向するように試料上に試料支持体を配置してもよい。これにより、イメージング質量分析を高感度にすることができる。すなわち、試料の成分が、第２表面側から各貫通孔を介して第１表面側に移動するため、第１表面側に移動した成分においては、試料の位置情報（試料を構成する分子の二次元分布情報）が維持されている。この状態で、導電層に電圧が印加されつつ第１表面に対してエネルギー線が照射されると、試料の位置情報が維持されつつ成分がイオン化される。これにより、イメージング質量分析における画像の解像度を向上させることができる。

本発明のイオン化方法では、第２工程においては、成分を含む溶液を第２表面側から複数の貫通孔に対して滴下してもよい。これにより、誘導体化剤及び基板の方が導電層よりも溶液に対する親和性が高い場合に、溶液を基板の第１表面側から複数の貫通孔に対して滴下する場合よりもスムーズに溶液を複数の貫通孔に導入することができる。

本発明のイオン化方法では、第２工程においては、成分を含む溶液を第１表面側から複数の貫通孔に対して滴下してもよい。これにより、溶液の導入及びエネルギー線の照射の両方を、第１表面側から行うことができるため、各工程において試料支持体を反転しなくてもよい。そのため、各工程における作業が容易となる。

本発明のイオン化方法は、誘導体化剤及び塩基性化剤を備える試料支持体を用意する第１工程と、試料の成分を複数の貫通孔に導入する第２工程と、成分が導入された試料支持体を加熱することにより、成分を誘導体化する第３工程と、導電層に電圧を印加しつつ第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、成分をイオン化する第４工程と、を備える。

このイオン化方法では、第１工程においては、塩基性化剤を備える試料支持体を用意する。これにより、成分が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができ、成分の誘導体化を容易に行うことができる。

本発明のイオン化方法では、第１工程においては、誘導体化剤が第２表面側に設けられ、塩基性化剤が第１表面側に設けられた試料支持体を用意し、第２工程においては、第２表面が試料に対向するように試料上に試料支持体を配置してもよい。これにより、塩基性化剤との接触に起因する誘導体化剤の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料の成分が第２表面側から複数の貫通孔に導入されるため、成分と塩基性化剤との接触を抑制することができ、塩基性化剤との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

本発明のイオン化方法では、第１工程においては、誘導体化剤が第２表面側に設けられ、塩基性化剤が第１表面側に設けられた試料支持体を用意し、第２工程においては、成分を含む溶液を第２表面側から複数の貫通孔に対して滴下してもよい。これにより、塩基性化剤との接触に起因する誘導体化剤の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料の成分が第２表面側から複数の貫通孔に導入されるため、成分と塩基性化剤との接触を抑制することができ、塩基性化剤との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

本発明のイオン化方法では、第１工程においては、誘導体化剤が第１表面側に設けられ、塩基性化剤が第２表面側に設けられた試料支持体を用意し、第２工程においては、成分を含む溶液を第１表面側から複数の貫通孔に対して滴下してもよい。これにより、塩基性化剤との接触に起因する誘導体化剤の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料の成分が第１表面側から複数の貫通孔に導入されるため、成分と塩基性化剤との接触を抑制することができ、塩基性化剤との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

本発明のイオン化方法は、導電性の基板を備える試料支持体を用意する第１工程と、試料の成分を複数の貫通孔に導入する第２工程と、成分が導入された試料支持体を塩基性環境で加熱することにより、成分を誘導体化する第３工程と、基板に電圧を印加しつつ第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、成分をイオン化する第４工程と、を備える。

このイオン化方法によれば、導電層を省略することができると共に、上述したように導電層を備える試料支持体を用いる場合と同様の効果を得ることができる。

本発明の質量分析方法は、上記のイオン化方法の各工程と、イオン化された成分を検出する第５工程と、を備える。

この質量分析方法によれば、上述したように、高感度な質量分析が可能となる。

本発明によれば、高感度な質量分析を可能にする試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法を提供することができる。

第１実施形態の試料支持体の平面図である。 図１に示されるII－II線に沿っての試料支持体の断面図である。 図１に示される試料支持体の基板の拡大像である。 図１に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。 図１に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。 第２実施形態の試料支持体の平面図及び断面図である。 図６に示される試料支持体の断面図である。 図６に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。 比較例、第１実施例及び第２実施例のそれぞれの質量分析方法によって得られたマススペクトルを示す図である。 変形例の試料支持体の断面図である。 変形例の試料支持体の断面図である。 第３実施例の質量分析方法によって得られた特定イオンの二次元分布像を示す図である。 変形例の試料支持体の断面図である。 変形例の試料支持体の断面図である。 変形例の試料支持体の断面図である。 変形例の質量分析方法の工程を示す図である。 変形例の質量分析方法の工程を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
［試料支持体の構成］
図１及び図２に示されるように、試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体１は、基板２と、フレーム３と、導電層５と、誘導体化剤６と、塩基性化剤７と、を備えている。基板２は、例えば、絶縁性材料によって長方形板状に形成されている。基板２の一辺の長さは、例えば数ｃｍ程度である。基板２の厚さは、例えば１～５０μｍである。基板２は、第１表面２ａ及び第２表面２ｂ並びに複数の貫通孔２ｃを有している。第２表面２ｂは、第１表面２ａとは反対側の表面である。

複数の貫通孔２ｃは、基板２の厚さ方向（第１表面２ａ及び第２表面２ｂに垂直な方向）に沿って延在しており、第１表面２ａ及び第２表面２ｂのそれぞれに開口している。本実施形態では、複数の貫通孔２ｃは、基板２に一様に（均一な分布で）形成されている。基板２の厚さ方向から見た場合における貫通孔２ｃの形状は、例えば略円形である。複数の貫通孔２ｃのそれぞれの幅は、例えば１～７００ｎｍである。

貫通孔２ｃの幅は、以下のようにして取得される値である。まず、基板２の第１表面２ａ及び第２表面２ｂのそれぞれの画像を取得する。図３は、基板２の第１表面２ａ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２ｃであり、白色の部分は貫通孔２ｃ間の隔壁部である。続いて、取得した第１表面２ａ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Ｒ内の複数の第１開口（貫通孔２ｃの第１表面２ａ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２ｂ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Ｒ内の複数の第２開口（貫通孔２ｃの第２表面２ｂ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２ａについて取得した円の直径と第２表面２ｂについて取得した円の直径との平均値を貫通孔２ｃの幅として取得する。

図３に示されるように、基板２には、略一定の幅を有する複数の貫通孔２ｃが一様に形成されている。測定領域Ｒにおける貫通孔２ｃの開口率（基板２の厚さ方向から見た場合に測定領域Ｒに対して全ての貫通孔２ｃが占める割合）は、実用上は１０～８０％であり、特に２０～４０％であることが好ましい。複数の貫通孔２ｃ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２ｃ同士が互いに連結していてもよい。

図３に示される基板２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。具体的には、Ａｌ基板に対して陽極酸化処理を施し、酸化された表面部分をＡｌ基板から剥離することにより、基板２を得ることができる。なお、基板２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。

図１及び図２に示されるように、フレーム３は、基板２の厚さ方向から見た場合に基板２とほぼ同じ外形を有している。フレーム３は、第３表面３ａ及び第４表面３ｂ、並びに、開口３ｃ及び開口３ｑを有している。第４表面３ｂは、第３表面３ａとは反対側の表面であり、基板２側の表面である。開口３ｃ及び開口３ｑは、第３表面３ａ及び第４表面３ｂのそれぞれに開口している。基板２の厚さ方向から見た場合に、開口３ｑの面積（幅）は、開口３ｃの面積（幅）よりも小さい。フレーム３は、基板２に取り付けられている。本実施形態では、基板２の第１表面２ａと、フレーム３の第４表面３ｂとが、接着層４によって互いに固定されている。接着層４の材料は、例えば、放出ガスの少ない接着材料（低融点ガラス、真空用接着剤等）である。

試料支持体１では、基板２のうちフレーム３の開口３ｃに対応する部分が、複数の貫通孔２ｃを介して第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側に試料の成分を移動させるための測定領域Ｒとして機能する。つまり、測定領域Ｒは、複数の貫通孔２ｃを含んでいる。試料支持体１では、基板２のうちフレーム３の開口３ｑに対応する部分が、定量質量分析を行うための定量領域Ｑとして機能する。定量領域Ｑは、複数の貫通孔２ｃを含んでいる。基板２の厚さ方向から見た場合に、定量領域Ｑの面積（幅）は、測定領域Ｒの面積（幅）よりも小さい。このようなフレーム３によって、試料支持体１のハンドリングが容易化すると共に、温度変化等に起因する基板２の変形が抑制される。

導電層５は、基板２の第１表面２ａ側に設けられている。導電層５は、第１表面２ａに直接的に（すなわち、別の膜等を介さずに）設けられている。具体的には、導電層５は、基板２の第１表面２ａのうちフレーム３の開口３ｃ及び開口３ｑに対応する領域（すなわち、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑに対応する領域）、開口３ｃ及び開口３ｑのそれぞれの内面、及びフレーム３の第３表面３ａに一続きに（一体的に）形成されている。導電層５は、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれにおいて、基板２の第１表面２ａのうち貫通孔２ｃが形成されていない部分を覆っている。つまり、測定領域Ｒにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｃに露出し、定量領域Ｑにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｑに露出している。なお、導電層５は、第１表面２ａに間接的に（すなわち、別の膜等を介して）設けられていてもよい。

導電層５は、導電性材料によって形成されている。ただし、導電層５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。

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５が形成されていると、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た結果、イオン化された試料がＣｕ付加分子として検出されるため、検出結果がずれるおそれがある。したがって、導電層５の材料としては、試料との親和性が低い貴金属が用いられることが好ましい。

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５が形成されていると、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれにおいて基板２の第１表面２ａに均一に電圧を印加することが可能となる。また、導電層５の材料としては、基板２に照射されたエネルギー線（例えば、レーザ光等）のエネルギーを、導電層５を介して試料に効率的に伝えることが可能な金属であることが好ましい。例えば、ＭＡＬＤＩ（Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization）等で使用される標準的なレーザ光（例えば波長が３５５ｎｍ程度の三倍高調波Ｎｄ、ＹＡＧレーザ又は波長が３３７ｎｍ程度の窒素レーザ等）が照射される場合には、導電層５の材料としては、紫外域における吸収性の高いＡｌ、Ａｕ（金）又はＰｔ（白金）等であることが好ましい。

以上の観点から、導電層５の材料としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ等が用いられることが好ましい。本実施形態では、導電層５の材料は、Ｐｔである。導電層５は、例えば、メッキ法、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）、蒸着法、スパッタ法等によって、厚さ１ｎｍ～３５０ｎｍ程度に形成される。本実施形態では、導電層５の厚さは、例えば２０ｎｍ程度である。なお、導電層５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。

誘導体化剤６は、複数の貫通孔２ｃに設けられている。誘導体化剤６が複数の貫通孔２ｃに設けられているとは、誘導体化剤６が各貫通孔２ｃの周辺に設けられていることを意味する。本実施形態では、誘導体化剤６は、基板２の第２表面２ｂ側に設けられている。誘導体化剤６は、第２表面２ｂに直接的に設けられている。誘導体化剤６は、第２表面２ｂのうち複数の貫通孔２ｃが形成されていない領域を覆っている。誘導体化剤６の一部は、試料の成分又は溶媒等に融ける（混合する）ことが可能である。

誘導体化剤６は、試料の成分と誘導体化反応することによって試料の成分を誘導体化する。誘導体化剤６は、ピリリウム化合物、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミドエステル及びヒドラジド化合物から選択される少なくとも一つを含んでいる。ピリリウム化合物は、例えばピリリウム塩である。ピリリウム化合物は、例えば、ピリリウムのテトラフルオロホウ酸塩、ピリリウムのスルホ酢酸塩、又はピリリウムのトリフルオロメタンスルホン酸塩等である。また、ピリリウム化合物は、例えば、２，４，６‐トリメチルピリリウムテトラフルオロホウ酸塩、又は２，４，６‐トリエチル-３．５‐ジメチルピリリウムトリフルオロメタンスルホン酸塩等である。カルバメート化合物は、例えば、６‐アミノキノリル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシイミジルカルバメート（ＡＱＣ）、ｐ‐ジメチルアミノアニリル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＤＡＨＳ）、３‐アミノピリジル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート（ＡＰＤＳ）、ｐ‐トリメチルアンモニウムアニリル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメートアイオダイド（ＴＡＨＳ）、アミノピラジル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、９‐アミノアクリジル‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート、又は１‐ナフチルアミノ‐Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミジルカルバメート等である。イソチオネート化合物は、例えば、フェニルイソチオシアネート、フロオロセインイソチオシアネート等である。ヒドラジド化合物は、例えば、２，４‐ジニトロフェニルヒドラジン、ダンシルヒドラジン、４‐(Ｎ,Ｎ‐ジメチルアミノスルホニル)‐７‐ヒドラジノ‐２,１,３‐ベンゾオキサジアゾール、４‐ヒドラジノ‐７‐ニトロ‐２,１,３‐ベンゾオキサジアゾールヒドラジン、トリメチルアセトヒドラジドアンモニウムクロリド、１‐(ヒドラジノカルボニルメチル)ピリジニウムクロリド、Ｎ,Ｎ‐ジメチルグリシンヒドラジドジヒドロクロリド等である。また、誘導体化剤６は、電荷を有し試料の成分（分析対象物）との反応性の高い低分子の化合物（例えば、２，４，６‐トリメチルピリリウムテトラフルオロホウ酸塩、又は２，４，６‐トリエチル‐３．５‐ジメチルピリリウムトリフルオロメタンスルホン酸塩等）であることがより好ましい。これによれば、質量分析の感度を向上させることができる。誘導体化剤６は、塗布乾燥膜として設けられている。具体的には、誘導体化剤６は、例えば誘導体化剤６を含む液状の材料をスプレー等によって基板２に塗布した後、乾燥させることによって形成されている。誘導体化剤６の厚さは、例えば５０～１００μｍ程度である。誘導体化剤６は、結晶性を有している。誘導体化剤６の結晶の平均粒径は、例えば２０～１００μｍ程度である。

誘導体化剤６の結晶の平均粒径は、ＳＥＭによって取得される値である。具体的には、まず、誘導体化剤６のＳＥＭ画像を取得する。続いて、取得した誘導体化剤６の画像に対して例えば二値化処理を施すことで、誘導体化剤６の複数の結晶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、複数の結晶の平均面積を有する円の直径を複数の結晶の平均粒径として取得する。

塩基性化剤７は、基板２の第１表面２ａ側に設けられている。塩基性化剤７は、第１表面２ａに間接的に設けられている。塩基性化剤７は、導電層５を介して第１表面２ａに設けられている。塩基性化剤７は、導電層５における基板２とは反対側の表面に直接的に設けられている。具体的には、塩基性化剤７は、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれに対応する領域に形成された導電層５の表面５ｃ、開口３ｃ及び開口３ｑのそれぞれの内面に形成された導電層５の表面５ｂ、及びフレーム３の第３表面３ａに形成された導電層５の表面５ａに一続きに（一体的に）設けられている。塩基性化剤７は、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれにおいて、導電層５の表面５ｃのうち貫通孔２ｃが形成されていない部分を覆っている。つまり、測定領域Ｒにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｃに露出し、定量領域Ｑにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｑに露出している。

塩基性化剤７は、試料の成分が誘導体化される環境（反応場）を塩基性にする。塩基性化剤７が例えば水と共に加熱されると、塩基性化剤７の一部は、水蒸気と混合し、試料支持体１の周囲の雰囲気（少なくとも試料の成分が誘導体化される空間）を塩基性にする。塩基性化剤７としては、製造又は保管時の温度で揮発し難く、化合物安定性が優れた塩基性化剤が用いられるのが好ましい。具体的には、塩基性化剤７は、アミン類、イミン類、無機塩基類、アミン類緩衝剤、イミン類緩衝剤及び無機塩基類緩衝剤から選択される少なくとも一つを含んでいる。塩基性化剤７は、例えば、ほう酸緩衝剤又はＮ，Ｎ‐ジメチルアミピリジンである。塩基性化剤７は、塗布乾燥膜として設けられている。具体的には、塩基性化剤７は、例えば塩基性化剤７を含む液状の材料をスプレー等によって導電層５に塗布した後、乾燥させることによって形成されている。塩基性化剤７の厚さは、例えば５０～１００μｍ程度である。塩基性化剤７は、結晶性を有している。塩基性化剤７の結晶の平均粒径は、例えば２０～１００μｍ程度である。塩基性化剤７の結晶の平均粒径は、誘導体化剤６と同様に、ＳＥＭによって取得される値である。なお、図１においては、導電層５及び塩基性化剤７の図示が省略されている。

［イオン化方法及び質量分析方法］
次に、試料支持体１を用いたイオン化方法及び質量分析方法について説明する。まず、試料支持体１を用意する（第１工程）。試料支持体１は、イオン化方法及び質量分析方法の実施者によって製造されることにより用意されてもよいし、試料支持体１の製造者又は販売者等から譲渡されることにより用意されてもよい。

続いて、図４の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、試料Ｓの成分Ｓ１（図４の（ｃ）参照）を試料支持体１の複数の貫通孔２ｃに導入する（第２工程）。具体的には、スライドグラス（載置部）８の載置面８ａに試料Ｓを配置する。スライドグラス８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide)膜等の透明導電膜が形成されたガラス基板であり、載置面８ａは、透明導電膜の表面である。なお、スライドグラス８に代えて、導電性を確保し得る部材（例えば、ステンレス等の金属材料等からなる基板等）を載置部として用いてもよい。試料Ｓは、例えば組織切片等の薄膜状の生体試料（含水試料）であり、凍結された状態にある。本実施形態では、試料Ｓは、マウスの脳Ｓ０をスライスすることによって取得される。続いて、試料支持体１の第２表面２ｂ（図２参照）が試料Ｓに対向し且つ誘導体化剤６（図２参照）が試料Ｓに接触するように、試料Ｓ上に試料支持体１を配置する。このとき、基板２の厚さ方向から見た場合に試料Ｓが測定領域Ｒ内に位置するように、試料支持体１を配置する。

続いて、導電性を有するテープ（例えば、カーボンテープ等）を用いて、スライドグラス８に試料支持体１を固定する。続いて、図４の（ｃ）に示されるように、指Ｆによってスライドグラス８の裏面（載置面８ａとは反対側の面）８ｂに接触する。これにより、指Ｆの熱Ｈがスライドグラス８を介して試料Ｓに伝わり、試料Ｓが解凍される。試料Ｓが解凍されると、試料Ｓの成分Ｓ１は、誘導体化剤６の一部６１と混合すると共に、例えば毛細管現象によって、複数の貫通孔２ｃを介して第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側に移動し、例えば表面張力によって第１表面２ａ側に留まる。つまり、試料Ｓの成分Ｓ１は、誘導体化剤６の一部６１と混合した状態で第１表面２ａ側に留まる。なお、測定領域Ｒには、定量質量分析を行うための測定試料を含む溶液が滴下される。

続いて、図５の（ａ）に示されるように、成分Ｓ１が導入された試料支持体１を加熱することにより、成分Ｓ１を誘導体化する（第３工程）。具体的には、試料Ｓ及び試料支持体１が配置されたスライドグラス８を恒温槽８０の内部空間に搬入する。恒温槽８０は、例えばカラム恒温槽であり、内部空間を所定の温度範囲に維持することが可能である。恒温槽８０の内部空間には、所定量（例えば１ｍｌ程度）の水（図示省略）が配置される。当該水は、例えば、キムワイプ（登録商標）等のウエス等に吸収された状態で配置されている。

続いて、恒温槽８０の内部空間の温度が例えば７０℃程度となるように、恒温槽８０を例えば１５分間程度稼働させる。これにより、キムワイプに吸収された水が蒸発し、恒温槽８０の内部空間が水蒸気雰囲気となる。また、塩基性化剤７の一部が水蒸気と混合し、塩基性化剤７の周囲の雰囲気（少なくとも基板２の第１表面２ａを含む空間であって、成分Ｓ１が誘導体化される空間）が塩基性となる。恒温槽８０の内部空間では、試料支持体１が水蒸気雰囲気中で加熱される。これにより、誘導体化剤６の一部６１と混合した状態で第１表面２ａ側に留まっている成分Ｓ１の誘導体化反応が進行する。

続いて、図５の（ｂ）に示されるように、試料Ｓ及び試料支持体１が配置されたスライドグラス８を恒温槽８０から搬出し、成分Ｓ１をイオン化する（第４工程）。具体的には、試料Ｓ及び試料支持体１が配置されたスライドグラス８を質量分析装置の支持部（例えば、ステージ）上に配置する。続いて、質量分析装置の電圧印加部を動作させて、スライドグラス８の載置面８ａ及びテープを介して試料支持体１の導電層５に電圧を印加しつつ、質量分析装置のレーザ光照射部を動作させて、基板２の第１表面２ａのうち測定領域Ｒに対応する領域に対してレーザ光（エネルギー線）Ｌを照射する。このとき、支持部及びレーザ光照射部の少なくとも１つを動作させることにより、測定領域Ｒに対応する領域に対してレーザ光Ｌを走査する。

以上のように導電層５に電圧が印加されつつ基板２の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されると、第１表面２ａ側に移動し且つ誘導体化された成分Ｓ１にエネルギーが伝達されて、成分Ｓ１がイオン化されることで、試料イオンＳ２（イオン化された成分Ｓ１）が生じる。以上の工程が、試料支持体１を用いたイオン化方法（本実施形態では、レーザ脱離イオン化方法）に相当する。

続いて、放出された試料イオンＳ２を質量分析装置のイオン検出部において検出する（第５工程）。具体的には、放出された試料イオンＳ２が、電圧が印加された導電層５とグランド電極との間に生じる電位差によって、試料支持体１とイオン検出部との間に設けられた当該グランド電極に向かって加速しながら移動し、イオン検出部によって検出される。そして、イオン検出部が、レーザ光Ｌの走査位置に対応するように試料イオンＳ２を検出することにより、試料Ｓを構成する分子の二次元分布が画像化される。質量分析装置は、飛行時間型質量分析方法（ＴＯＦ－ＭＳ：Time-of-Flight Mass Spectrometry）を利用する走査型質量分析装置である。以上の工程が、試料支持体１を用いた質量分析方法に相当する。

［作用及び効果］
以上説明したように、試料支持体１は、第１表面２ａ、及び第１表面２ａとは反対側の第２表面２ｂ、並びに、第１表面２ａ及び第２表面２ｂに開口する複数の貫通孔２ｃを有する基板２を備えている。これにより、複数の貫通孔２ｃに成分Ｓ１が導入されると、成分Ｓ１が第１表面２ａ側に留まる。さらに、導電層５に電圧が印加されつつ基板２の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌ等のエネルギー線が照射されると、第１表面２ａ側における成分Ｓ１にエネルギーが伝達される。このエネルギーによって、成分Ｓ１がイオン化されることで、試料イオンＳ２が生じる。ここで、試料支持体１は、複数の貫通孔２ｃに設けられ、成分Ｓ１を誘導体化するための誘導体化剤６を備えている。そのため、成分Ｓ１は、誘導体化剤６の一部６１と混合した状態で第１表面２ａ側に留まる。これにより、成分Ｓ１を第１表面２ａ側に留まらせた状態で誘導体化することができ、誘導体化された成分Ｓ１をイオン化することができる。したがって、イオン化された試料イオンＳ２が検出されやすくなるため、試料イオンＳ２の信号の強度が低下するのが抑制される。よって、試料支持体１によれば、高感度な質量分析が可能となる。具体的には、例えば、試料Ｓの濃度の限界を広げることができる。すなわち、基板２の第１表面２ａに留まる成分Ｓ１の量が相対的に少ない場合においても、試料イオンＳ２の信号の強度が低下するのを抑制することができ、質量分析の感度を向上させることができる。

また、試料支持体１では、誘導体化剤６が、塗布乾燥膜として設けられている。この構成によれば、誘導体化剤６を容易に設けることができる。すなわち、例えば誘導体化剤６が蒸着膜等として設けられている場合に比べ、蒸着膜等を設けるための設備等を省略することができる。

また、試料支持体１では、誘導体化剤６が、ピリリウム化合物、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ－ヒドロキシスクシンイミドエステル及びヒドラジド化合物から選択される少なくとも一つを含んでいる。この構成によれば、試料Ｓの種類に応じて、試料Ｓの成分Ｓ１の誘導体化に適した誘導体化剤６を適用することで、成分Ｓ１の誘導体化を効率的に行うことができる。

また、試料支持体１は、成分Ｓ１が誘導体化される環境を塩基性にするための塩基性化剤７を備えている。この構成によれば、成分Ｓ１が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができ、成分Ｓ１の誘導体化を容易に行うことができる。ところで、試料支持体が塩基性化剤７を備えていない場合には、試料Ｓの成分Ｓ１を誘導体化する際に、例えば試料が配置された試料支持体をトリエチルアミン等の揮発性の塩基性試薬と共に加熱することで、恒温槽８０の内部空間の全体を塩基性雰囲気にする。その場合には、恒温槽８０を例えばドラフトチャンバー内に配置して稼働させる。これは、恒温槽８０から試料支持体１を搬出するとき、内部空間から放出する塩基性の水蒸気を質量分析方法の実施者が吸入するおそれがあるためである。上記の構成によれば、試料支持体１が塩基性化剤７を（微量に）備えているため、試料Ｓの成分Ｓ１を誘導体化する際に恒温槽８０の内部空間の全体が塩基性雰囲気となるのが抑制される。したがって、恒温槽８０をドラフトチャンバー内に配置しなくても、塩基性の水蒸気を質量分析方法の実施者が吸入するのを抑制することができる。よって、試料Ｓの誘導体化の容易化及びコストの削減を実現することができる。

また、試料支持体１では、誘導体化剤６が、第２表面２ｂ側に設けられ、塩基性化剤７が、第１表面２ａ側に設けられている。試料Ｓ及び誘導体化剤６は、塩基性化剤７と接触すると損傷し又は副反応が生じる場合がある。上記の構成によれば、塩基性化剤７との接触に起因する誘導体化剤６の損傷又は副反応を抑制することができる。また、成分Ｓ１を第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに導入することによって、成分Ｓ１と塩基性化剤７との接触を抑制することができる。これにより、塩基性化剤７との接触に起因する成分Ｓ１の損傷又は副反応を抑制することができる。

また、試料支持体１では、塩基性化剤７が、塗布乾燥膜として設けられている。この構成によれば、塩基性化剤７を容易に設けることができる。すなわち、例えば塩基性化剤７が蒸着膜等として設けられている場合に比べ、蒸着膜等を設けるための設備等を省略することができる。

また、試料支持体１では、塩基性化剤７が、アミン類、イミン類、無機塩基類、アミン類緩衝剤、イミン類緩衝剤及び無機塩基類緩衝剤から選択される少なくとも一つを含んでいる。この構成によれば、試料Ｓの種類及び誘導体化剤６の種類に応じて、試料Ｓの成分Ｓ１の誘導体化に適した塩基性化剤７を適用することで、成分Ｓ１の誘導体化を効率的に行うことができる。

また、試料支持体１では、複数の貫通孔２ｃのそれぞれの幅が、１～７００ｎｍである。この構成によれば、基板２の第１表面２ａ側において成分Ｓ１を適切に保持することができる。

また、試料支持体１では、基板２が、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されている。この構成によれば、複数の貫通孔２ｃを有する基板２を容易に且つ確実に得ることができる。

また、イオン化方法及び質量分析方法によれば、上述したように、高感度な質量分析が可能となる。

また、イオン化方法では、第２工程においては、第２表面２ｂが試料Ｓに対向するように試料Ｓ上に試料支持体１を配置している。これにより、イメージング質量分析を高感度にすることができる。すなわち、成分Ｓ１が、第２表面２ｂ側から各貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動するため、第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１においては、試料Ｓの位置情報（試料Ｓを構成する分子の二次元分布情報）が維持されている。この状態で、導電層５に電圧が印加されつつ第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されると、試料Ｓの位置情報が維持されつつ成分Ｓ１がイオン化される。これにより、イメージング質量分析における画像の解像度を向上させることができる。

また、イオン化方法では、第１工程においては、塩基性化剤７を備える試料支持体１を用意している。これにより、成分Ｓ１が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができ、成分Ｓ１の誘導体化を容易に行うことができる。

また、イオン化方法では、第１工程においては、誘導体化剤６が第２表面２ｂ側に設けられ、塩基性化剤７が第１表面２ａ側に設けられた試料支持体１を用意し、第２工程においては、第２表面２ｂが試料Ｓに対向するように試料Ｓ上に試料支持体１を配置している。これにより、塩基性化剤７との接触に起因する誘導体化剤６の損傷又は副反応を抑制することができる。また、成分Ｓ１が第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに導入されるため、成分Ｓ１と塩基性化剤７との接触を抑制することができ、塩基性化剤７との接触に起因する成分Ｓ１の損傷又は副反応を抑制することができる。

［第２実施形態］
［試料支持体の構成］
図６の（ａ）、図６の（ｂ）及び図７に示されるように、第２実施形態の試料支持体１Ａは、フレーム３に代えてフレーム３Ａを備えている点において、第１実施形態の試料支持体１と主に相違している。

試料支持体１Ａは、基板２と、フレーム３Ａと、導電層５と、誘導体化剤６と、塩基性化剤７と、を備えている。フレーム３Ａは、第３表面３ｄ及び第４表面３ｅ並びに複数の開口３ｆを有している。複数の開口３ｆのそれぞれは、複数の測定領域Ｒを画定している。つまり、基板２には、複数の測定領域Ｒが形成されている。それぞれの測定領域Ｒには、試料Ｓが配置される。

塩基性化剤７は、基板２の第１表面２ａ側に設けられている。塩基性化剤７は、第１表面２ａに間接的に設けられている。塩基性化剤７は、導電層５を介して第１表面２ａに設けられている。塩基性化剤７は、導電層５における基板２とは反対側の表面に直接的に設けられている。具体的には、塩基性化剤７は、各測定領域Ｒに対応する領域に形成された導電層５の表面５ｃ、各開口３ｆの内面に形成された導電層５の表面５ｂ、及びフレーム３の第３表面３ｄに形成された導電層５の表面５ａに一続きに（一体的に）設けられている。塩基性化剤７は、各測定領域Ｒにおいて、導電層５の表面５ｃのうち貫通孔２ｃが形成されていない部分を覆っている。つまり、各測定領域Ｒにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｆに露出している。なお、図６の（ａ）及び（ｂ）においては、接着層４、導電層５、誘導体化剤６及び塩基性化剤７の図示が省略されている。

［イオン化方法及び質量分析方法］
次に、試料支持体１Ａを用いたイオン化方法及び質量分析方法について説明する。まず、図８の（ａ）に示されるように、試料支持体１Ａを用意する（第１工程）。続いて、試料Ｓの成分を試料支持体１Ａの複数の貫通孔２ｃ（図７参照）に導入する（第２工程）。具体的には、試料支持体１Ａの各測定領域Ｒに試料Ｓを配置する。本実施形態では、例えばピペット９によって、試料Ｓの成分を含む溶液を基板２の第２表面２ｂ（図７参照）側から各測定領域Ｒの複数の貫通孔２ｃに対して滴下する。つまり、試料Ｓの成分を含む溶液は、誘導体化剤６が設けられた表面に対して滴下される。具体的には、第１表面２ａ（誘導体化剤６）に対して第２表面２ｂが上側に位置するように試料支持体１が支持された状態で、第２表面２ｂに対して溶液が滴下される。

続いて、第１表面２ａに対して第２表面２ｂが上側に位置するように試料支持体１が支持された状態で、溶液が第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃ内に移動させられる。具体的には、第１表面２ａに対して第２表面２ｂが上側に位置する状態が維持されることにより、溶液が重力及び毛細管現象によって貫通孔２ｃ内に移動する。これにより、溶液は、誘導体化剤６の一部と混合すると共に、複数の貫通孔２ｃを介して基板２の第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側に移動する。溶液は、誘導体化剤６の一部と混合した状態で第１表面２ａ側に留まる。ここで、誘導体化剤６及び基板２の両方が塩基性化剤７及び導電層５の両方よりも水に対する親和性が高い場合には、第２表面２ｂに対して溶液を滴下することにより、第１表面２ａに対して溶液を滴下する場合よりもスムーズに試料溶液を貫通孔２ｃ内に流入させることができる。

続いて、図８の（ｂ）に示されるように、試料支持体１が、第２表面２ｂに対して第１表面２ａ（塩基性化剤７）が上側に位置するように反転させられ、第２表面２ｂに対して第１表面２ａが上側に位置する状態で、スライドグラス８の載置面８ａに載置され、スライドグラス８と共に恒温槽８０の内部空間に搬入される。試料支持体１は、載置面８ａに第２表面２ｂが対向するように載置面８ａに載置される。続いて、試料Ｓの成分を誘導体化する（第３工程）。続いて、図８の（ｃ）に示されるように、試料支持体１が配置されたスライドグラス８を恒温槽８０から搬出し、第２表面２ｂに対して第１表面２ａが上側に位置する状態で、試料Ｓの成分をイオン化する（第４工程）。以上の工程が、試料支持体１Ａを用いたイオン化方法に相当する。続いて、放出された試料イオンＳ２を質量分析装置のイオン検出部において検出する（第５工程）。イオン検出部は、試料イオンＳ２を検出することにより、試料Ｓを構成する分子のマススペクトルを取得する。以上の工程が、試料支持体１Ａを用いた質量分析方法に相当する。

以上説明したように、試料支持体１Ａによれば、試料支持体１と同様に、高感度な質量分析が可能となる。図９の（ａ）は、比較例の質量分析方法によって得られたマススペクトルを示す図である。図９の（ｂ）及び（ｃ）のそれぞれは、第１実施例及び第２実施例のそれぞれの質量分析方法によって得られたマススペクトルを示す図である。比較例の質量分析方法において用いられた試料支持体は、誘導体化剤６及び塩基性化剤７を備えていない点で試料支持体１Ａと相違している。比較例では、誘導体化された試料の成分を含む溶液を試料支持体の複数の貫通孔２ｃに対して滴下した後、試料の成分をイオン化した。第１実施例では、試料の成分を含む溶液を試料支持体１Ａの複数の貫通孔２ｃに対して滴下し、成分を誘導体化した後、成分をイオン化した。第２実施例では、試料の成分を含む溶液を基板２の第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに吸い上げ、成分を誘導体化した後、成分をイオン化した。第１実施例及び第２実施例では、それぞれ、試料Ｓとしては、グリシンが用いられ、誘導体化剤６としては、２，４，６‐トリメチルピリリウムテトラフルオロホウ酸塩が用いられ、塩基性化剤７としては、ほう酸緩衝剤が用いられた。図９の（ａ）～（ｃ）に示されるように、第１実施例及び第２実施例の質量分析方法でのイオンの検出強度は、比較例の質量分析方法でのイオンの検出強度よりも大きい。

また、試料支持体１Ａでは、基板２には、それぞれが複数の貫通孔２ｃを含む複数の測定領域Ｒが形成されている。この構成によれば、複数の測定領域Ｒごとに試料Ｓの成分のイオン化を行うことができる。

また、イオン化方法では、第１工程においては、誘導体化剤６が第２表面２ｂ側に設けられ、塩基性化剤７が第１表面２ａ側に設けられた試料支持体１Ａを用意し、第２工程においては、試料Ｓの成分を含む溶液を第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下している。これにより、塩基性化剤７との接触に起因する誘導体化剤６の損傷又は副反応を抑制することができる。また、溶液が第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに導入されるため、試料Ｓの成分と塩基性化剤７との接触を抑制することができ、塩基性化剤７との接触に起因する試料Ｓの成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

［変形例］
本発明は、上述した各実施形態に限定されない。第１実施形態では、試料支持体１が塩基性化剤７を備えている例を示したが、試料支持体は、塩基性化剤７を備えていなくてもよい。以下、塩基性化剤７を備えていない試料支持体１Ｂ～１Ｅについて説明する。試料支持体１Ｂ～１Ｅは、塩基性化剤７を備えていない点において、試料支持体１と主に相違している。図１０に示されるように、試料支持体１Ｂでは、第２表面２ｂ側には誘導体化剤６が設けられ、第１表面２ａ側には塩基性化剤７が設けられていなくてもよい。

また、図１１に示されるように、試料支持体１Ｃでは、誘導体化剤６が、第１表面２ａ側に設けられていてもよい。誘導体化剤６は、第１表面２ａに間接的に設けられている。誘導体化剤６は、導電層５を介して第１表面２ａに設けられている。誘導体化剤６は、導電層５における基板２とは反対側の表面に直接的に設けられている。具体的には、誘導体化剤６は、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれに対応する領域に形成された導電層５の表面５ｃ、開口３ｃ及び開口３ｑのそれぞれの内面に形成された導電層５の表面５ｂ、及びフレーム３の第３表面３ａに形成された導電層５の表面５ａに一続きに（一体的に）設けられている。誘導体化剤６は、測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれにおいて、導電層５の表面５ｃのうち貫通孔２ｃが形成されていない部分を覆っている。つまり、測定領域Ｒにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｃに露出し、定量領域Ｑにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ｑに露出している。

図１２は、第３実施例の質量分析方法によって得られた特定イオンの二次元分布像を示す図である。第３実施例では、試料支持体１Ｃを用いて、上述した試料支持体１を用いた質量分析方法（図４及び図５参照）と同様に質量分析を行った。第３実施例では、誘導体化剤６としては、２，４，６‐トリメチルピリリウムテトラフルオロホウ酸塩が用いられた。なお、第３実施例では、成分Ｓ１（ここでは、グリシン）が導入された試料支持体１Ｃが、揮発性を有する塩基性試薬（塩基性化剤）であるトリエチルアミン等が吸収されたキムワイプ等と共に、恒温槽８０の内部空間に搬入される。これにより、恒温槽８０が稼働すると、キムワイプに吸収された塩基性試薬が気化し、恒温槽８０の内部空間が塩基性環境（塩基性雰囲気）となる。更に、試料支持体１Ｃが当該塩基性環境中で加熱されると、誘導体化剤６の一部６１と混合した状態で第１表面２ａ側に留まっている成分Ｓ１の誘導体化反応が進行する。第３実施例では、図１２に示されるように、試料Ｓの分子量（ｍ／ｚ２０８）の二次元分布の画像を取得した結果、分子量の分布が確認できた。

また、図１３に示されるように、試料支持体１Ｄでは、誘導体化剤６が、試料支持体１Ｂと同様に第２表面２ｂ側に設けられ、且つ、試料支持体１Ｃと同様に第１表面２ａ側に設けられていてもよい。

また、図１４に示されるように、試料支持体１Ｅでは、誘導体化剤６が、試料支持体１Ｂと同様に第２表面２ｂ側に設けられ、試料支持体１Ｃと同様に第１表面２ａ側に設けられ、且つ、複数の貫通孔２ｃの内面に設けられていてもよい。誘導体化剤６は、複数の貫通孔２ｃの内面に直接的に設けられている。この場合、誘導体化剤６は、貫通孔２ｃを塞がない程度の厚さを有している。つまり、誘導体化剤６の厚さが十分に小さいため、導電層５を適切に機能させることができる。また、誘導体化剤６は、複数の貫通孔２ｃの内面にのみに設けられていてもよい。なお、誘導体化剤６は、例えば導電層等を介して複数の貫通孔２ｃの内面に間接的に設けられていてもよい。また、誘導体化剤６は、ディップコーティングによって形成されてもよい。

第２実施形態でも、試料支持体が試料支持体１Ｂ～１Ｅと同様に、塩基性化剤７を備えていなくてもよい。

塩基性化剤７を備えていない試料支持体を用いた質量分析方法では、第３工程においては、上述した第３実施例と同様に、成分Ｓ１が導入された試料支持体１Ｃが、揮発性を有する塩基性試薬（塩基性化剤）であるトリエチルアミン等が吸収されたキムワイプ等と共に、恒温槽８０の内部空間に搬入される。これにより、恒温槽８０が稼働すると、キムワイプに吸収された塩基性試薬が気化し、恒温槽８０の内部空間が塩基性環境（塩基性雰囲気）となる。更に、試料支持体が当該塩基性環境中で加熱されると、誘導体化剤６の一部と混合した状態で第１表面２ａ側に留まっている成分Ｓ１の誘導体化反応が進行する。これにより、試料支持体１，１Ａを用いた質量分析方法と同様に、高感度な質量分析が可能となる。

また、塩基性化剤７を備えていない試料支持体を用いた質量分析方法では、第２工程においては、試料支持体１を用いた質量分析方法（第１実施形態）と同様に、第２表面２ｂが試料Ｓに対向するように試料Ｓ上に試料支持体１を配置してもよい。これにより、試料支持体１を用いた質量分析方法と同様に、イメージング質量分析を高感度にすることができる。

また、塩基性化剤７を備えていない試料支持体を用いた質量分析方法では、第２工程においては、試料支持体１Ａを用いた質量分析方法（第２実施形態）と同様に、試料Ｓの成分を含む溶液を第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下してもよい。これにより、試料支持体１Ａを用いた質量分析方法と同様に、誘導体化剤６及び基板２の方が導電層５よりも溶液に対する親和性が高い場合に、溶液を基板２の第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下する場合よりもスムーズに溶液を複数の貫通孔２ｃに導入することができる。

また、塩基性化剤７を備えていない試料支持体を用いた質量分析方法では、第２工程においては、成分を含む溶液を第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下してもよい。これにより、溶液の導入及びレーザ光Ｌの照射の両方を、第１表面２ａ側から行うことができるため、各工程において試料支持体１を反転しなくてもよい。そのため、各工程における作業が容易となる。

また、誘導体化剤６が塗布乾燥膜として設けられている例を示したが、誘導体化剤６は、例えば、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられていてもよい。この場合、誘導体化剤６の結晶の平均粒径は、例えば１～５０μｍである。誘導体化剤６の結晶の平均粒径は、ＳＥＭによって測定した場合の値である。この構成によれば、誘導体化剤６の結晶の平均粒径を相対的に小さくすると共に誘導体化剤６の結晶の分布を均一にすることができる。そのため、成分Ｓ１と混合した誘導体化剤６の一部６１が第１表面２ａ側において、均一に分布することになる。これにより、第１表面２ａ側のそれぞれの位置において、成分Ｓ１を均一に誘導体化することができ、質量分析（ここでは、イメージング質量分析）における空間分解能を高めることができる。

また、塩基性化剤７が塗布乾燥膜として設けられている例を示したが、塩基性化剤７は、例えば、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられていてもよい。この場合、塩基性化剤７の結晶の平均粒径は、例えば１～５０μｍである。塩基性化剤７の結晶の平均粒径は、ＳＥＭによって測定した場合の値である。この構成によれば、塩基性化剤７の結晶の平均粒径を相対的に小さくすると共に塩基性化剤７の結晶の分布を均一にすることができる。これにより、成分Ｓ１が誘導体化される環境を容易に塩基性にすることができる。また、塩基性化剤７が結晶性を有している例を示したが、塩基性化剤７は、揮発性を有していてもよい。

また、第２実施形態では、誘導体化剤６が第２表面２ｂ側に設けられ、塩基性化剤７が第１表面２ａ側に設けられている例を示したが、図１５に示されるように、試料支持体１Ｆでは、誘導体化剤６が第１表面２ａ側に設けられ、塩基性化剤７が第２表面２ｂ側に設けられていてもよい。質量分析方法の第１工程においては、試料支持体１Ｆを用意し、第２工程においては、試料Ｓの成分を含む溶液を第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下してもよい。これにより、塩基性化剤７との接触に起因する誘導体化剤６の損傷又は副反応を抑制することができる。また、試料Ｓの成分が第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに導入されるため、成分と塩基性化剤７との接触を抑制することができ、塩基性化剤７との接触に起因する成分の損傷又は副反応を抑制することができる。

また、第１実施形態では、試料Ｓは、含水試料に限定されず、乾燥試料であってもよい。試料Ｓが乾燥試料である場合には、試料Ｓの粘性を低くするための溶液（例えばアセトニトリル混合液等）が試料Ｓに加えられる。これにより、例えば毛細管現象によって、複数の貫通孔２ｃを介して基板２の第１表面２ａ側に試料Ｓの成分Ｓ１を移動させることができる。

具体的には、まず、試料支持体１を用意する。続いて、図１６の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、試料Ｓの成分を試料支持体１の複数の貫通孔２ｃ（図２参照）に導入する。具体的には、スライドグラス８の載置面８ａに試料Ｓを配置する。試料Ｓは、例えば組織切片等の薄膜状の生体試料（乾燥試料）であり、生体試料Ｓ９をスライスすることによって取得される。続いて、試料Ｓに試料支持体１の第２表面２ｂ（図２参照）が試料Ｓに対向し且つ誘導体化剤６（図２参照）が試料Ｓに接触するように、載置面８ａに試料支持体１を配置する。続いて、導電性を有するテープを用いて、スライドグラス８に試料支持体１を固定する。続いて、図１６の（ｃ）に示されるように、例えば、ピペット９によって、溶媒９０を測定領域Ｒに滴下する。これにより、試料Ｓの成分は、溶媒９０及び誘導体化剤６の一部と混合すると共に、複数の貫通孔２ｃを介して基板２の第２表面２ｂ側から第１表面２ａ（図２参照）側に移動する。試料Ｓの成分は、誘導体化剤６の一部と混合した状態で第１表面２ａ側に留まる。続いて、図１７の（ａ）に示されるように、試料Ｓの成分を誘導体化する。続いて、図１７の（ｂ）に示されるように、試料の成分をイオン化する。続いて、放出された試料イオンＳ２を質量分析装置のイオン検出部において検出する。

また、導電層５は、少なくとも基板２の第１表面２ａに設けられていれば、基板２の第２表面２ｂ及び各貫通孔２ｃの内面に設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

また、基板２は、導電性を有していてもよい。質量分析方法において基板２に電圧が印加されつつ第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されてもよい。基板２が導電性を有する場合には、導電層５を省略することができると共に、上述した導電層５を備える試料支持体１～１Ｆを用いる場合と同様の効果を得ることができる。なお、レーザ光Ｌを第１表面２ａに対して照射するとは、試料支持体１が導電層５を備えている場合には、導電層５にレーザ光Ｌを照射することをいい、基板２が導電性を有している場合には、基板２の第１表面２ａにレーザ光Ｌを照射することをいう。

また、誘導体化剤６が第２表面２ｂに直接的に設けられている例を示したが、誘導体化剤６は、例えば導電層等を介して第２表面２ｂに間接的に設けられていてもよい。

また、基板２の全体に複数の貫通孔２ｃが形成されている例を示したが、基板２のうち少なくとも測定領域Ｒ及び定量領域Ｑのそれぞれに対応する部分に複数の貫通孔２ｃが形成されていればよい。

また、第１実施形態では、質量分析装置は、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Ｒ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Ｒ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Ｒ全体の信号を取得することができる。

また、第１実施形態では、基板２の厚さ方向から見た場合に、開口３ｑ（定量領域Ｑ）の面積（幅）が、開口３ｃ（測定領域Ｒ）の面積（幅）よりも小さい例を示したが、これに限定されない。基板２の厚さ方向から見た場合に、開口３ｑ（定量領域Ｑ）の面積（幅）は、例えば開口３ｃ（測定領域Ｒ）の面積（幅）と略同じであってもよい。また、第２実施形態の試料支持体１Ａのように、フレーム３Ａが複数の開口３ｆを有している場合には、基板２のうち一つの開口３ｆによって画定された領域が定量領域として用いられてもよい。

また、第１実施形態では、フレーム３が、基板２の厚さ方向から見た場合に基板２とほぼ同じ外形を有している例を示したが、試料支持体１は、基板２に代えて、フレーム３の厚さ方向から見た場合に開口３ｃよりも一回り大きい第１基板と、フレーム３の厚さ方向から見た場合に開口３ｑよりも一回り大きい第２基板と、を備えていてもよい。第１基板及び第２基板のそれぞれは、円形板状を呈していてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ…試料支持体、２…基板、２ａ…第１表面、２ｂ…第２表面、２ｃ…貫通孔、５…導電層、６…誘導体化剤、７…塩基性化剤、Ｌ…レーザ光（エネルギー線）、Ｒ…測定領域、Ｓ…試料、Ｓ１…成分、Ｓ２…試料イオン。

Claims (18)

1. 試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体であって、
   第１表面、及び前記第１表面とは反対側の第２表面、並びに、前記第１表面及び前記第２表面に開口する複数の貫通孔を有する基板と、
   少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、
   前記複数の貫通孔に設けられ、前記成分を誘導体化するための誘導体化剤と、
   前記成分が誘導体化される環境を塩基性にするための塩基性化剤と、を備え、
   前記誘導体化剤は、前記第２表面側に設けられ、
   前記塩基性化剤は、前記第１表面側に設けられている、試料支持体。
2. 試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体であって、
   第１表面、及び前記第１表面とは反対側の第２表面、並びに、前記第１表面及び前記第２表面に開口する複数の貫通孔を有する基板と、
   少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、
   前記複数の貫通孔に設けられ、前記成分を誘導体化するための誘導体化剤と、
   前記成分が誘導体化される環境を塩基性にするための塩基性化剤と、を備え、
   前記誘導体化剤は、前記第１表面側に設けられ、
   前記塩基性化剤は、前記第２表面側に設けられている、試料支持体。
3. 前記誘導体化剤は、塗布乾燥膜として設けられている、請求項１又は２に記載の試料支持体。
4. 前記誘導体化剤は、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられている、請求項１又は２に記載の試料支持体。
5. 前記誘導体化剤は、ピリリウム化合物、カルバメート化合物、イソチオシアネート化合物、Ｎ‐ヒドロキシスクシンイミドエステル及びヒドラジド化合物から選択される少なくとも一つを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料支持体。
6. 前記塩基性化剤は、塗布乾燥膜として設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の試料支持体。
7. 前記塩基性化剤は、蒸着膜又はスパッタ膜として設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の試料支持体。
8. 前記塩基性化剤は、アミン類、イミン類、無機塩基類、アミン類緩衝剤、イミン類緩衝剤及び無機塩基類緩衝剤から選択される少なくとも一つを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の試料支持体。
9. 前記複数の貫通孔のそれぞれの幅は、１～７００ｎｍである、請求項１～８のいずれか一項に記載の試料支持体。
10. 前記基板は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の試料支持体。
11. 前記基板には、それぞれが複数の前記貫通孔を含む複数の測定領域が形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の試料支持体。
12. 試料の成分のイオン化に用いられる試料支持体であって、
    第１表面、及び前記第１表面とは反対側の第２表面、並びに、前記第１表面及び前記第２表面に開口する複数の貫通孔を有する導電性の基板と、
    前記複数の貫通孔に設けられ、前記成分を誘導体化するための誘導体化剤と、
    前記成分が誘導体化される環境を塩基性にするための塩基性化剤と、を備え、
    前記誘導体化剤は、前記第１表面及び前記第２表面の一方の側に設けられ、
    前記塩基性化剤は、前記第１表面及び前記第２表面の他方の側に設けられている、試料支持体。
13. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の試料支持体を用意する第１工程と、
    前記試料の前記成分を前記複数の貫通孔に導入する第２工程と、
    前記成分が導入された前記試料支持体を加熱することにより、前記成分を誘導体化する第３工程と、
    前記導電層に電圧を印加しつつ前記第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記成分をイオン化する第４工程と、を備える、イオン化方法。
14. 前記第１工程においては、請求項１に記載の試料支持体を用意し、
    前記第２工程においては、前記第２表面が前記試料に対向するように前記試料上に前記試料支持体を配置する、請求項１３に記載のイオン化方法。
15. 前記第１工程においては、請求項１に記載の試料支持体を用意し、
    前記第２工程においては、前記成分を含む溶液を前記第２表面側から前記複数の貫通孔に対して滴下する、請求項１３に記載のイオン化方法。
16. 前記第１工程においては、請求項２に記載の試料支持体を用意し、
    前記第２工程においては、前記成分を含む溶液を前記第１表面側から前記複数の貫通孔に対して滴下する、請求項１３に記載のイオン化方法。
17. 請求項１２に記載の試料支持体を用意する第１工程と、
    前記試料の前記成分を前記複数の貫通孔に導入する第２工程と、
    前記成分が導入された前記試料支持体を加熱することにより、前記成分を誘導体化する第３工程と、
    前記基板に電圧を印加しつつ前記第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記成分をイオン化する第４工程と、を備える、イオン化方法。
18. 請求項１３～１７のいずれか一項に記載のイオン化方法の各工程と、
    イオン化された前記成分を検出する第５工程と、を備える、質量分析方法。

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