JPWO2007046162A1 - 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
102 アルミニウム(またはその合金)の層
103 バリアー層
(I−1)試料ターゲット(A)
本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射によって試料をイオン化して質量分析するレーザー脱離イオン化質量分析装置に用いられ、分析対象となる試料を載せる言わば試料台としての機能を果たすものである。
試料ターゲット(A)の製造方法は、上述した多数の細孔を有する試料保持面を有する試料ターゲットを製造できる方法であれば特に限定されるものではなく、陽極酸化による方法、リソグラフィー法など微細構造を加工する従来公知の方法を好適に用いることができる。中でも、例えば、ポーラスアルミナを試料保持面として用い、これを金属および/または半導体で被覆して上記試料ターゲットを得る方法(製法例1)、ポーラスアルミナを鋳型として用い、鋳型として用いたポーラスアルミナと同一の細孔構造を有する他の材質からなる試料保持面を製造し、得られた試料保持面を必要に応じて金属および/または半導体で被覆する方法(製法例2)等を好適に用いることができる。なお、試料ターゲット(A)を製造するためには、製法例1および製法例2において、ポーラスアルミナとして、その細孔径が30nm以上5μm未満、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下であるものを用いる。これにより、質量分析により、マトリックスを用いない場合にも、分子量が10000を超える物質のイオン化が可能となる。
本製法例は、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットの製造方法であって、ポーラスアルミナを試料保持面として用い、該試料保持面の表面を金属または半導体で被覆する工程を含んでいればよい。
本製法例は、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットの製造方法であって、ポーラスアルミナを鋳型に用いて該ポーラスアルミナの凹凸構造を転写したネガ型の構造物を作製する工程と、該工程で得られたネガ型の構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写して、上記ポーラスアルミナの凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面を得る工程とを含む方法であれば特に限定されるものではない。
(II−1)試料ターゲット(B)
本発明にかかる試料ターゲット(B)は、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面は、ポーラスアルミナを鋳型に用いて該ポーラスアルミナの凹凸構造を転写したネガ型の構造物を作製し、該ネガ型の構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記ポーラスアルミナの凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面であればよい。
また、試料ターゲット(B)の製造方法については、上記上記(I−2)の製法例2で説明したとおりであるのでここでは説明を省略する。
(III−1)試料ターゲット(C)
試料ターゲット(C)は、上述したように、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、各凹部または各凸部の間隔が1nm〜10μmであって、凹部の深さが10nm〜10μmの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が半導体で被覆されているものであればよい。
本発明にかかる試料ターゲット(C)の製造方法は、各凹部または各凸部の間隔が1nm〜10μmであって、凹部の深さが10nm〜10μmの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が半導体で被覆されているものを製造する方法であれば特に限定されるものではなく、少なくとも試料保持面の表面を半導体で被覆する工程等を含んでいればよい。
本発明の試料ターゲットは、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分子、金属錯体などの様々な物質の質量分析を行う場合に測定対象となる試料を載置するための言わば試料台として使用することができる。また、上記試料ターゲットは、特にレーザー脱離イオン化質量分析において用いられた場合に、試料のイオン化を効率的かつ安定的に行うことができるため有用である。
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.5 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、細孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を10重量%リン酸水溶液に10分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、スパッタ法でPtを50nmコートすることにより、細孔周期200nmのPtコートポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。
実施例1と同様の方法で作製した陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、スパッタ法によりSiを50nmコートすることにより、細孔周期200nmのSiコートポーラスアルミナ基板を得た。
純度99.99%アルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.3 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流195Vの条件下で15時間陽極酸化を行った後、一旦、酸化物層をクロン酸、リン酸混合溶液により溶解除去し、再び同一条件下において2時間間陽極酸化を行うことで孔深さ2μmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を10重量%リン酸水溶液に30分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を250nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、イオンビームスパッタリング装置を用いPtを50nmコートすることにより、細孔周期500nmの理想配列ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は8であった。
純度99.99%のアルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.5 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で11分間、0.3Mの濃度に調整したリン酸水溶液中で、浴温10℃において直流120Vの条件下で23分間陽極酸化を行うことで、孔深さが500nmである細孔周期200nmと300nmの陽極酸化ポーラスアルミナをそれぞれ形成した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、スパッタ法によりPtを50nmコートした。細孔周期300nmのポーラスアルミナの細孔径は100nm、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は2.5であった。また、細孔周期200nmのポーラスアルミナの細孔径は70nm、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は3.8であった。
純度99.99%アルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.3 Mシュウ酸水溶液中で、浴温17℃において直流40Vの条件下で15時間陽極酸化を行った後、一旦、酸化物層をクロン酸、リン酸混合溶液により溶解除去し、再び同一条件下において10分間陽極酸化を行うことで孔深さ1μmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を5重量%リン酸水溶液に40分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を70nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、スパッタ法によりPtを20nmコートすることにより細孔周期100nmの高規則性ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は33であった。
純度99.99%アルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.3 Mリン酸水溶液中で、浴温0℃において直流195Vの条件下で15時間陽極酸化を行った後,一旦,酸化物層をクロン酸、リン酸混合溶液により溶解除去し、再び同一条件下において15分間陽極酸化を行うことで孔深さ1μmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を10重量%リン酸水溶液に60分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を300nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、イオンビームスパッタリング装置を用いPtを50nmコートすることにより、細孔周期500nmの高規則性ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。
純度99.99%のアルミニウム板を過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板表面に、200 nm周期で突起が規則的に配列した構造を持つNi製モールドを押し付け、微細な凹凸パターンを形成した。インプリント処理を施したアルミニウム板を、0.5 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で11分間陽極酸化を行い、孔深さ500nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を10重量%リン酸水溶液に10分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、イオンビームスパッタリング装置を用いPtを50nmコートすることにより、細孔周期200nmの理想配列ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は5であった。
純度99.99%アルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板を、0.3 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流195Vの条件下で15時間陽極酸化を行った後、一旦、酸化物層をクロン酸、リン酸混合溶液により溶解除去し、再び同一条件下において2時間間陽極酸化を行うことで孔深さ15μmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。その後、試料を10重量%リン酸水溶液に60分間浸漬し、孔径拡大処理を施し細孔径を300nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、スパッタ法によりPtを50nmコートすることにより、細孔周期500nmの理想配列ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は75であった。
純度99.99%アルミニウム板を、過塩素酸、エタノール混合溶液中(体積比 1:4)で電解研磨処理を施した。鏡面化を行ったアルミニウム板表面に、200nm周期で突起が規則的に配列した構造を持つNi製モールドを押し付け、微細な凹凸パターンを形成した。インプリント処理を施したアルミニウム板を、0.5 Mリン酸水溶液中で、浴温17℃において直流80Vの条件下で2時間陽極酸化を行い、細孔深さ70nmの陽極酸化ポーラスアルミナを形成した。孔径拡大処理を施し細孔径を100nmに調節した。得られた陽極酸化ポーラスアルミナ表面に、イオンビームスパッタリング装置を用い、Ptを50nmコートすることにより、細孔周期200nmの理想配列ポーラスアルミナ基板を得た。細孔深さ/(細孔周期−細孔径)は0.7であった。
ウォーターズ社製MassPREPTM DIOS-target プレートを使用マニュアル通りにイソプロパノールにて前処理した後に、分子量24000のトリプシノーゲン10pmolを担持させ、飛行時間型質量分析計Voyager DE−Pro(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて、リニアモードでレーザー脱離イオン化法による質量分析を行ったところ、試料イオンを検出することができなかった。
Claims (16)
- レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットであって、
当該細孔の細孔径が30nm以上5μm未満、且つ、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下であり、上記試料保持面の表面が金属または半導体で被覆されていることを特徴とする試料ターゲット。 - 上記試料保持面はポーラスアルミナからなることを特徴とする請求項1に記載の試料ターゲット。
- レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットであって、
上記試料保持面は、ポーラスアルミナを鋳型に用いて該ポーラスアルミナの凹凸構造を転写したネガ型の構造物を作製し、該ネガ型の構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写した、上記ポーラスアルミナの凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面であることを特徴とする試料ターゲット。 - 上記試料保持面は金属または半導体からなることを特徴とする請求項3に記載の試料ターゲット。
- 上記試料保持面の表面は、金属または半導体で被覆されていることを特徴とする請求項3に記載の試料ターゲット。
- 上記細孔は、細孔径が30nm以上5μm未満、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下であることを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の試料ターゲット。
- 上記金属が、白金(Pt)および金(Au)の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項1、2、4、5または6のいずれか1項に記載の試料ターゲット。
- レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、各凹部および各凸部の間隔が1nm〜10μmであって、凹部の深さが10nm〜10μmの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が半導体で被覆されていることを特徴とする試料ターゲット。
- 上記半導体が、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム・スズ(ITO)およびカーボンの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項1、2、4、5、6または8に記載の試料ターゲット。
- レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットの製造方法であって、ポーラスアルミナを試料保持面として用い、該試料保持面の表面を金属または半導体で被覆する工程を含むことを特徴とする試料ターゲットの製造方法。
- レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、レーザー光の照射を受ける表面側に開口する多数の細孔を有する試料保持面を備えている試料ターゲットの製造方法であって、
ポーラスアルミナを鋳型に用いて該ポーラスアルミナの凹凸構造を転写したネガ型の構造物を作製する工程と、
該工程で得られたネガ型の構造物を鋳型に用いて上記凹凸構造を転写して、上記ポーラスアルミナの凹凸構造と同一の形状の凹凸構造を表面に有する試料保持面を得る工程とを含むことを特徴とする試料ターゲットの製造方法。 - 上記試料保持面は、金属または半導体からなることを特徴とする請求項11に記載の試料ターゲットの製造方法。
- さらに、上記試料保持面の表面を金属または半導体で被覆する工程を含むことを特徴とする請求項11に記載の試料ターゲットの製造方法。
- 上記ポーラスアルミナは、その細孔径が30nm以上5μm未満、細孔深さ/(細孔周期−細孔径)が2以上50以下であることを特徴とする請求項10ないし13のいずれか1項に記載の試料ターゲットの製造方法。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の試料ターゲットを用いることを特徴とする質量分析装置。
- 測定対象となる試料にレーザー光を照射することによって、当該試料をイオン化してその分子量を測定するレーザー脱離イオン化質量分析装置であることを特徴とする請求項15に記載の質量分析装置。
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