JP7469540B1 - 試料支持体及び試料支持体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1表面と、前記第1表面とは反対側の第2表面と、前記第1表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備え、
前記多孔質構造は、互いに連結された複数の第1粒子によって形成されており、
前記複数の第1粒子のうち前記第1表面を構成する最外第1粒子は、前記第1表面側において凹凸構造が形成された粗面と、前記第2表面側において前記凹凸構造が形成されていない非粗面と、を有する、試料支持体。
前記複数の第2粒子のうち少なくとも一部は、2以上の前記最外第1粒子の間に挟まれて保持されている、[1]の試料支持体。
前記第1表面を含み、複数の前記第1粒子及び複数の前記第2粒子が混在する第1層と、
前記第1層よりも前記第2表面側に位置し、複数の前記第1粒子からなり、前記第2粒子を含まない第2層と、を有する、[2]~[4]のいずれかの試料支持体。
前記複数の第1粒子を焼結することにより、前記基板と略同一の外形を有する焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体における前記第1表面に対応する面に対する粗面化処理を実施することにより、それぞれ前記第1表面側において前記粗面が形成された複数の前記最外第1粒子を形成する粗面化工程と、を含む、試料支持体の製造方法。
図1に示されるように、試料支持体1は、基板2を備えている。一例として、基板2は、矩形板状に形成されている。基板2は、第1表面2aと、第1表面2aとは反対側の第2表面2bと、を有している。第1表面2aは、絶縁性(電気絶縁性)を有している。本実施形態では、基板2は、絶縁性の部材である。このため、第1表面2aだけでなく、基板2の全体が絶縁性を有している。第1表面2aは、測定対象の試料が転写又は滴下される測定面として機能する。基板2の厚さ(第1表面2aから第2表面2bまでの距離)は、例えば100μm~1500μm程度である。
試料支持体1(多孔質構造3)は、例えば、以下のようにして製造される。まず、複数の粒子31が焼結されることにより、焼結体が得られる(焼結工程)。具体的には、複数の粒子31がプレス機等によって押し固められた状態で、粒子31の融点以下の高温下で加熱されることにより、複数の粒子31の表面が融着されることによって同士が結合し、複数の粒子31からなる焼結体が得られる。上記焼結体は、最終的に得られる基板2と略同一の外形を有している。続いて、上記焼結体における第1表面2aに対応する面(すなわち、最終的に第1表面2aになる予定の面)に対して、上述したような粗面化処理が実施される(粗面化工程)。これにより、複数の粒子31Aの各々の上面を粗面31aとすることができる。その結果、上述した多孔質構造3が得られる。
試料支持体1を用いたイオン化法及び質量分析方法について説明する。まず、試料のイオン化用の試料支持体として、上述した試料支持体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。
上述した試料支持体1では、多孔質構造3を構成する複数の粒子31のうち第1表面2aを構成する粒子31A(すなわち、第1表面2a側の最表層に位置する粒子31)は、第1表面2a側に凹凸構造4が形成された粗面31aを有している。このような凹凸構造4を設けることにより、測定対象の試料Saを粗面31aに好適に留めることができる。より具体的には、凹凸構造4は、外側に尖った凸部4a(図5参照)を有している。このような凸部4aのエッジ部分に試料Saが引っかかりやすくなるため、粗面31aに好適に試料Saを留めることができる。また、例えば、試料Saが生体細胞等の場合、凸部4aが試料Saの細胞膜を破って、その中にある試料Saの成分Sa1を粗面31aの表面上に好適に染み渡らせることが可能となる。すなわち、試料Saを基板2の第1表面2aに接触させて転写する際の転写効率を向上させることができる。また、複数の凸部4a及び凹部4bによって、粗面31aは、滑らかな非粗面31bと比較して滑り難くなる。その結果、粗面31aに転写された試料Saの横滑りを抑制できる。
本開示は、上述した実施形態に限定されない。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、上記実施形態に係る試料支持体1に含まれる一部の構成は、適宜省略又は変更されてもよい。例えば、上記実施形態では、試料支持体1に含まれるいくつかの特徴的な構成、及び各構成によって発揮されるいくつかの効果について説明したが、本開示に係る試料支持体は、必ずしも、上記実施形態で説明された全ての効果を発揮するように構成される必要はなく、上記実施形態で説明された一部の効果のみを発揮するように構成されてもよい。後者の場合には、試料支持体は、少なくとも当該一部の効果を発揮するために必須の構成を備えていればよく、当該一部の効果を発揮するために必須ではない構成は適宜省略又は変更されてもよい。なお、一の効果に着目した場合において、当該一の効果を発揮するために必須の構成は、当業者を基準として、技術常識及び本明細書の記載に基づいて、合理的に把握されるべきである。以下、本開示の試料支持体について、いくつかの変形例を例示する。
図10~図12を参照して、第1変形例に係る試料支持体1Aについて説明する。試料支持体1Aは、多孔質構造3からなる基板2の代わりに多孔質構造3Aからなる基板2Aを備える点において、試料支持体1と相違している。多孔質構造3Aは、それぞれ粒子31よりも小さい径を有する複数の小粒子32(第2粒子)を更に含んでいる。また、複数の小粒子32のうち少なくとも一部は、多孔質構造3Aの第1表面2a側の最表層において、2以上の粒子31Aの間に挟まれて保持されている。
R1×1/100≦R2≦R1×1/2 ・・・(1)
R1×1/10≦R2≦R1×2/5 ・・・(2)
図13を参照して、第2変形例に係る試料支持体1Bについて説明する。試料支持体1Bは、第1表面2aを構成する小粒子32Aの第1表面2a側の面及び第2表面2b側の面のいずれにも凹凸構造4が形成されていない点において、試料支持体1Aと相違している。すなわち、図13の(A)及び(B)に示されるように、試料支持体1Bでは、小粒子32Aの表面の全体が、非粗面32bとして構成されている。
図14及び図15を参照して、第3変形例に係る試料支持体1Cについて説明する。試料支持体1Cは、導電層5を備える点において、試料支持体1と相違している。試料支持体1Cは、導電層5を備えることにより、イオン化された試料Saの成分Sa1を検出するために第1表面2a上に電圧を印加する必要があるイオン化法(例えば、レーザ脱離イオン化法等)に用いることが可能とされている。
試料支持体1において、複数の粒子31のうち第2表面2bを構成する粒子31は、第2表面2b側において凹凸構造4が形成された粗面31aと、第1表面2a側において凹凸構造4が形成されていない非粗面31bと、を有してもよい。すなわち、試料支持体1は、方向D1において対称的な構造を有してもよい。言い換えれば、第1表面2a側の部分と第2表面2b側の部分とが同様の構成を有してもよい。
上述した実施形態及び第1~第4変形例の構成は適宜組み合わせられてもよい。例えば、第1変形例と第3変形例とを組み合わせてもよい。この場合、試料支持体1Aの粒子31Aの上面(粗面31a)及び小粒子32Aの上面(粗面32a)の各々(図11参照)に導電層5が設けられる。また、第2変形例と第3変形例とを組み合わせてもよい。この場合、試料支持体1Bの粒子31Aの上面(粗面31a)及び小粒子32Aの上面(非粗面32b)の各々(図13参照)に導電層5が設けられる。また、第1変形例又は第2変形例と第4変形例とを組み合わせてもよい。この場合、第2表面2b側にも混在層21と同様の第3層(すなわち、粒子31及び小粒子32が混在する層)が形成される。この場合、試料支持体1A,1Bにおける大粒子層22は、第1表面2a側の混在層21と第3層との間に位置することになる。
Claims (8)
- 試料のイオン化用の試料支持体であって、
第1表面と、前記第1表面とは反対側の第2表面と、前記第1表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備え、
前記多孔質構造は、互いに連結された複数の第1粒子によって形成されており、
前記複数の第1粒子のうち前記第1表面を構成する最外第1粒子は、前記第1表面側において凹凸構造が形成された粗面と、前記第2表面側において前記凹凸構造が形成されていない非粗面と、を有する、
試料支持体。 - 前記多孔質構造は、それぞれ前記第1粒子よりも小さい径を有する複数の第2粒子を更に含み、
前記複数の第2粒子のうち少なくとも一部は、2以上の前記最外第1粒子の間に挟まれて保持されている、請求項1に記載の試料支持体。 - 前記複数の第2粒子のうち前記第1表面を構成する最外第2粒子は、前記第1表面側において前記凹凸構造が形成された粗面と、前記第2表面側において前記凹凸構造が形成されていない非粗面と、を有する、請求項2に記載の試料支持体。
- 前記複数の第2粒子のうち前記第1表面を構成する最外第2粒子の前記第1表面側の面及び前記第2表面側の面のいずれにも、前記凹凸構造が形成されていない、請求項2に記載の試料支持体。
- 前記基板は、
前記第1表面を含み、複数の前記第1粒子及び複数の前記第2粒子が混在する第1層と、
前記第1層よりも前記第2表面側に位置し、複数の前記第1粒子からなり、前記第2粒子を含まない第2層と、を有する、請求項2~4のいずれか一項に記載の試料支持体。 - 前記複数の第1粒子のうち前記第2表面を構成する粒子は、前記第2表面側において凹凸構造が形成された粗面と、前記第1表面側において凹凸構造が形成されていない非粗面と、を有する、請求項1に記載の試料支持体。
- 前記第1表面における前記多孔質構造の開口部を塞がず、且つ、前記最外第1粒子の前記凹凸構造の表面形状に沿って前記第1表面を覆う導電層を更に備える、請求項1に記載の試料支持体。
- 請求項1に記載の試料支持体の製造方法であって、
前記複数の第1粒子を焼結することにより、前記基板と略同一の外形を有する焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体における前記第1表面に対応する面に対する粗面化処理を実施することにより、それぞれ前記第1表面側において前記粗面が形成された複数の前記最外第1粒子を形成する粗面化工程と、を含む、試料支持体の製造方法。
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