KR102097319B1

KR102097319B1 - Sample plate with adjustable ionization efficiency, method of fabricating the same and mass spectrometer analysis by using the same

Info

Publication number: KR102097319B1
Application number: KR1020180001435A
Authority: KR
Inventors: 변재철
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2020-04-06
Also published as: KR20190083598A

Abstract

본 발명의 실시예들은 피분석 샘플의 질량 분석을 위한 샘플 플레이트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 질량 분석 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 및 상기 기판 상에 형성된 금속 산화물을 포함하는 광반응 촉매층을 포함하며, 피분석 샘플이 상기 광반응 촉매층 상에 배치되는 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 샘플 플레이트가 제공된다. Embodiments of the present invention relates to a sample plate for mass spectrometry of an analyte sample, a method for manufacturing the same, and a mass spectrometry method using the same. According to an embodiment of the present invention, a sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry comprising a substrate and a photoreactive catalyst layer comprising a metal oxide formed on the substrate, wherein the sample to be analyzed is disposed on the photoreactive catalyst layer Is provided.

Description

Sample plate with adjustable ionization efficiency, method of fabricating the same and mass spectrometer analysis by using the same}

본 발명은 피분석 샘플의 질량 분석 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 질량 분석을 위한 샘플 플레이트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 질량 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mass spectrometry technique for an analyte sample, and more particularly, to a sample plate for mass spectrometry, a method for manufacturing the same, and a mass spectrometry method using the same.

일반적으로 질량 분석 장치는 분석 대상 화합물의 질량을 측정하는 분석 기기로서 상기 분석 대상 화합물을 하전시켜 이온화한 후 질량 대 전하량(mass-to-charge: m/z)을 측정하여 화합물의 분자량을 결정한다. 상기 분석 대상 화합물을 이온화하는 방법으로는 전자빔을 이용하는 전자이온화법, 고속의 원자를 충돌시키는 방법, 레이저를 이용하는 방법 또는 시료를 전기장 속에서 분사하는 방법이 알려져 있다.In general, a mass spectrometer is an analytical device that measures the mass of a compound to be analyzed, and after charging and ionizing the compound to be analyzed, the mass-to-charge (m / z) is measured to determine the molecular weight of the compound. . As a method of ionizing the compound to be analyzed, an electron ionization method using an electron beam, a method of colliding high-speed atoms, a method using a laser, or a method of spraying a sample in an electric field is known.

대표적인 질량 분석 장치로서 말디톱 질량 분석 장치(MALDI-TOF MS Apparatus: Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectroscopy)는 피분석 샘플의 이온화를 돕는 유기 매트릭스를 상기 샘플과 혼합하여 상기 분석 장치의 타겟에 배치한 후, 레이저를 상기 피분석 샘플에 조사하면 상기 피분석 샘플이 유기 매트릭스의 도움을 받아 쉽게 이온화되는 성질을 이용하여 질량 분석을 수행한다. 상기 말디톱 질량 분석 방법은 감도가 높아 펩토몰 수준의 피분석 샘플도 분석이 가능하며, 이온화시 분석하고자 하는 화합물이 조각나는 현상을 크게 줄일 수 있는 이점이 있다. 단백질 및 핵산과 같은 분자량이 큰 생화학 물질의 질량 분석에는 레이저를 이용하는 말디톱 질량 분석법이 효과적이어서 말디톱 질량 분석기가 최근 활발히 적용되고 있다.As a representative mass spectrometer, a Malditop mass spectrometer (MALDI-TOF MS Apparatus: Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectroscopy) mixes the organic matrix to help ionize the analyte sample with the sample and targets the spectrometer. After placing in the laser, when irradiated to the sample to be analyzed, mass analysis is performed using the property that the sample to be analyzed is easily ionized with the aid of an organic matrix. The malditop mass spectrometry method has a high sensitivity and can analyze an analyte sample at a peptomolar level, and has an advantage of significantly reducing the fragmentation of a compound to be analyzed during ionization. Malditop mass spectrometry using a laser is effective for mass spectrometry of biochemicals with high molecular weight, such as proteins and nucleic acids, and has recently been actively applied.

일반적으로 상기 말디톱 질량 분석법의 경우 피분석 샘플을 이온화하는 경우 피분석 샘플의 이온이 가지는 전하수 (valent number)는 +1 혹은 +2이므로 이온화 전 샘플 분자의 분자량을 측정하는데 용이한 방법이다. 그러나, 상기 말디톱 질량 분석 방법은 유기 매트릭스를 사용하여 상기 피분석 샘플을 이온화시키므로 상기 피분석 샘플의 종류에 따라서 각각 다른 유기 매트릭스 물질을 결정해야 하는 단점이 있다. 또한, 통상적으로 사용되는 유기 매트릭스 물질은 수백 Da 정도의 분자량을 가지는데, 피분석 샘플의 분자량이 상기 유기 매트릭스 물질의 분자량과 유사하거나 작은 경우 유기 매트릭스 분해물이 질량 분석 스펙트럼의 질량 피크에 반영되기 때문에, 수백 Da 수준의 피분석 샘플을 대상으로 하는 질량 분석에는 사용하기 어려운 한계를 갖는다.In general, in the case of the malditop mass spectrometry, the ion number of the sample to be analyzed is +1 or +2 when ionizing the sample to be analyzed, so it is an easy method to measure the molecular weight of the sample molecule before ionization. However, since the malditop mass spectrometry method ionizes the analyte sample using an organic matrix, there is a disadvantage in that different organic matrix materials must be determined according to the type of the analyte sample. In addition, the commonly used organic matrix material has a molecular weight on the order of several hundred Da, because if the molecular weight of the sample to be analyzed is similar to or smaller than the molecular weight of the organic matrix material, the organic matrix decomposition product is reflected in the mass peak of the mass spectrometry spectrum. However, it is difficult to use for mass spectrometry targeting samples to be analyzed at hundreds of Da.

또한, 기존 유기 매트릭스가 레이저에 의해 분해되어 생기는 수백 m/z 근처에 해당하는 질량 피크는 측정시마다 다르게 만들어지는 경우가 있다. 수백 Da 의 분자량을 갖는 저분자량의 시료를 측정할 목적으로 재현성 있는 측정 결과를 얻을 수 있도록 기존 유기 매트릭스를 대체하기 위한 무기 매트릭스가 연구되어 오고 있다.In addition, the mass peak corresponding to hundreds of m / z generated by the decomposition of the existing organic matrix by laser may be made different for each measurement. For the purpose of measuring a low molecular weight sample having a molecular weight of several hundred Da, an inorganic matrix has been studied to replace the existing organic matrix to obtain reproducible measurement results.

말디톱 질량분석시 레이저를 조사한 후 샘플 분자의 이온화를 위해서는 종래 유기 매트릭스와 시료 분자의 분자수 비율은 10,000 대 1에서 20,000 대 1이 적당한 것으로 알려져 있다. 이와 대조적으로, 무기 매트릭스는 나노입자, 나노선, 나노튜브 등의 나노구조체의 형태를 가지게 되며 수 옹스트롬 크기의 기존 유기매트릭스에 비해 큰 크기를 가지게 된다. 따라서, 말디톱 질량분석시 유기 매트릭스를 대용하기 위해 나노구조체의 무기 매트릭스를 사용하는 경우 샘플 분자 대비 무기 매트릭스 분자의 비율을 높이는 데는 한계를 가지고 있다. 이러한 이유로 무기 매트릭스를 이용하는 경우 유기 매트릭스에 비해 이온화 효율이 낮은 문제를 가지고 있으며 동일 시료의 분석에 있어 질량 피크의 크기가 작은 단점이 있다.For ionization of sample molecules after laser irradiation during malditop mass spectrometry, it is known that the ratio of the number of molecules between the organic matrix and the sample molecules is suitable from 10,000 to 1 to 20,000 to 1. In contrast, the inorganic matrix has the form of nanostructures such as nanoparticles, nanowires, and nanotubes, and has a larger size than the existing organic matrix of several angstroms. Therefore, in the case of using an inorganic matrix of a nanostructure to substitute an organic matrix in malditop mass spectrometry, there is a limit in increasing the ratio of inorganic matrix molecules to sample molecules. For this reason, when using an inorganic matrix, there is a problem that the ionization efficiency is lower than that of an organic matrix, and there is a disadvantage in that the size of the mass peak is small in the analysis of the same sample.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 질량 분석법에 적용 가능한 샘플 플레이트로서 저분자량을 갖는 피분석 샘플에 대해서도 신뢰성 있는 질량 분석을 수행할 수 있는 샘플 플레이트를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a sample plate that can perform reliable mass spectrometry for an analyte sample having a low molecular weight as a sample plate applicable to mass spectrometry.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 이점을 갖는 샘플 플레이트를 용이하게 제조할 수 있는 샘플 플레이트의 제조 방법을 제공하는 것이다. In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a sample plate that can easily manufacture a sample plate having the above advantages.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 이점을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 질량 분석 방법을 제공하는 것이다. In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a mass spectrometry method using a sample plate having the above advantages.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 상기 샘플 플레이트를 이용하여 팹티드 화합물을 동정 또는 정량을 할 수 있는 아미노산 서열의 분석 방법을 제공하는 것이다. In addition, another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for analyzing an amino acid sequence capable of identifying or quantifying a fabted compound using the sample plate.

본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 샘플 플레이트로서, 제어된 표면 거칠기를 갖도록 연마된 표면을 갖는 기판; 및 상기 기판의 연마된 표면에 형성된 금속 산화물을 포함하는 광반응 촉매층을 포함하며, 피분석 샘플이 상기 광반응 촉매층 상에 배치되는 샘플 플레이트가 제공될 수 있다. 상기 광반응 촉매층은 상기 기판의 표면 부식층을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 상기 기판 표면의 산화층을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 텅스텐(W), 아연(Zn), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 다공성을 가지며, 섬유상, 와이어상, 침상, 막대상, 기둥상 또는 이들의 조합된 형상을 갖는 나노 스케일 구조를 가질 수 있다. 상기 피분석 샘플은 상기 광반응 촉매층에 입사되는 자외선 조사에 의한 광분해 반응을 통해 파편들을 형성하며, 상기 파편들에 대한 질량 분석이 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry, comprising: a substrate having a surface polished to have a controlled surface roughness; And a photoreaction catalyst layer comprising a metal oxide formed on a polished surface of the substrate, and a sample plate in which a sample to be analyzed is disposed on the photoreaction catalyst layer may be provided. The photoreactive catalyst layer may include a surface corrosion layer of the substrate. The metal oxide may include an oxide layer on the surface of the substrate. The metal oxide is at least one of titanium (Ti), tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir), and iron (Fe). It may contain an oxide of any one metal. The metal oxide has a porosity, and may have a nano-scale structure having a fibrous shape, a wire shape, a needle shape, a rod shape, a column shape, or a combination thereof. The sample to be analyzed forms fragments through a photolysis reaction by ultraviolet irradiation incident on the photoreaction catalyst layer, and mass spectrometry may be performed on the fragments.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 샘플 플레이트의 제조 방법으로서, 광반응 촉매층을 구성하는 금속 원자를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 표면 거칠기를 제어하기 위해 상기 기판의 표면이 일 방향의 스트라이프 패턴 또는 서로 다른 방향으로 연장된 적어도 2 방향 이상의 스트라이프 패턴들이 서로 교차하여 형성된 교차 스트라이프 패턴을 갖도록 상기 기판의 표면을 연마하는 단계; 및 상기 금속 함유 기판의 표면을 산화성 용매에 노출시켜 상기 기판의 표면을 부식시키면서 상기 금속을 산화시켜 상기 금속의 산화물을 포함하는 광반응 촉매층을 형성하는 단계를 포함하는 샘플 플레이트의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry, comprising: providing a substrate comprising metal atoms constituting a photoreactive catalyst layer; Polishing the surface of the substrate so that the surface of the substrate has a stripe pattern in one direction or at least two or more stripe patterns extending in different directions in order to control the surface roughness of the substrate. ; And exposing the surface of the metal-containing substrate to an oxidizing solvent to oxidize the metal while eroding the surface of the substrate to form a photoreactive catalyst layer including the oxide of the metal. You can.

상기 금속 원자는, 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 텅스텐(W), 아연(Zn), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 철 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 상기 기판의 표면을 부식시키는 것에 의해 상기 광반응 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 가질 수 있다. 상기 광반응 촉매층을 형성하는 단계는, 상기 기판을 상기 산화성 용매 내에 침지시켜 상기 기판의 상기 표면 상에 금속의 산화물을 형성하는 단계; 및 상기 금속의 산화물이 형성된 상기 기판을 세정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 산화성 용매는 KOH, NaOH 등 금속을 부식시키는 물질을 포함할 수 있다.The metal atom may include tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir), iron, or alloys thereof. . The photoreactive catalyst layer may have a porous nano-scale structure by corroding the surface of the substrate. The forming of the photoreactive catalyst layer may include immersing the substrate in the oxidizing solvent to form a metal oxide on the surface of the substrate; And cleaning the substrate on which the oxide of the metal is formed. The oxidizing solvent may include a material that corrodes metal such as KOH and NaOH.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전술한 광반응 촉매층을 포함하는 샘플 플레이트를 제공하는 단계; 상기 광반응 촉매층 상에 피분석 샘플을 로딩하는 단계; 상기 피분석 샘플에 자외선을 조사하여 상기 피분석 샘플의 광분해 반응을 유도하는 단계; 및 상기 광분해 반응이 완료된 피분석 샘플에 대하여, 레이저 탈착/이온화에 의한 질량 분석을 수행하는 단계를 포함하는 질량 분석 방법이 제공될 수 있다. 상기 피분석 샘플은 분산 용매에 분산되어 상기 광반응 촉매층 상에 제공되고, 상기 자외선이 상기 피분석 샘플의 분산 용액에 조사되어 상기 광분해 반응이 유도될 수 있다. 상기 피분석 샘플은 유기분자 화합물을 포함하며, 상기 광분해 반응에 의해 상기 유기분자 화합물이 파편화될 수 있다. 상기 피분석 샘플은 서로 다른 종류의 유기분자 화합물들을 포함하며, 상기 광분해 반응에 의해 상기 유기분자 화합물은 각각 특이적으로 파편화되어 상기 유기분자 화합물들을 동정할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, providing a sample plate comprising a photoreaction catalyst layer described above; Loading a sample to be analyzed on the photoreaction catalyst layer; Irradiating ultraviolet light to the sample to be analyzed to induce a photolysis reaction of the sample to be analyzed; And performing a mass spectrometry by laser desorption / ionization on the analyte sample in which the photolysis reaction is completed. The sample to be analyzed is dispersed in a dispersion solvent to be provided on the photoreaction catalyst layer, and the ultraviolet light is irradiated to the dispersion solution of the sample to be analyzed to induce the photolysis reaction. The sample to be analyzed includes an organic molecular compound, and the organic molecular compound may be fragmented by the photolysis reaction. The sample to be analyzed includes different types of organic molecular compounds, and the organic molecular compounds are specifically fragmented by the photolysis reaction, thereby identifying the organic molecular compounds.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 다공질의 금속 산화물을 포함하는 광반응 촉매층을 포함하는 샘플 플레이트를 제공하는 단계; 상기 광반응 촉매층 상에 피분석 샘플인 펩티드 화합물을 로딩하는 단계; 상기 펩티드 화합물에 자외선을 조사하여, 상기 펩티드 화합물을 광분해시킴으로써 펩티드 파편들을 형성하는 단계; 상기 광반응 촉매층 상으로 레이저를 조사하여, 상기 펩티드 파편들을 상기 광반응 촉매층으로부터 탈착 및 이온화시키는 단계; 및 상기 자외선 조사 이전의 상기 펩티드 화합물의 분자량과 상기 이온화된 펩티드 파편들의 분자량을 분석하여 상기 펩티드 화합물의 아미노산 서열을 판정하는 단계를 포함하는 아미노산 서열의 분석 방법이 제공될 수 있다. 상기 피분석 샘플은 이종의 펩티드 화합물들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 광반응 촉매층은, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 텅스텐(W), 아연(Zn), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 상기 광반응 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 가질 수 있다. According to another embodiment of the present invention, providing a sample plate comprising a photoreactive catalyst layer comprising a porous metal oxide; Loading a peptide compound as a sample to be analyzed on the photoreaction catalyst layer; Irradiating the peptide compound with ultraviolet light to form peptide fragments by photodegrading the peptide compound; Irradiating a laser onto the photoreactive catalyst layer to desorb and ionize the peptide fragments from the photoreactive catalyst layer; And determining the amino acid sequence of the peptide compound by analyzing the molecular weight of the peptide compound before the ultraviolet irradiation and the molecular weight of the ionized peptide fragments. The sample to be analyzed may include a mixture of heterogeneous peptide compounds. The photoreaction catalyst layer is titanium (Ti), tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir) and iron (Fe) It may include an oxide of at least one of the metal. The photoreactive catalyst layer may have a porous nano-scale structure.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 샘플 매트릭스는 금속 산화물을 포함하는 광반응 촉매층이 형성된 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 샘플 플레이트로서, 이온화 반응을 일으키는 플레이트의 표면적을 조절하여 시료의 이온화 정도를 최적화하여 상기 광반응 촉매층 상에 적용되는 피분석 샘플은 레이저 조사에 의해 질량 분석되더라도 종래의 유기 매트릭스와 달리 신뢰성과 재현성 있는 질량 분석을 수행할 수 있는 샘플 플레이트가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sample matrix is a sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry in which a photoreactive catalyst layer containing a metal oxide is formed, and the surface area of the plate causing the ionization reaction is controlled to optimize the degree of ionization of the sample. Thus, although the sample to be analyzed applied to the photoreactive catalyst layer is mass analyzed by laser irradiation, a sample plate capable of performing reliable and reproducible mass analysis can be provided unlike the conventional organic matrix.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 금속 원자를 포함하는 기판의 표면의 표면적을 조절하여 상기 이점을 갖는 샘플 플레이트를 용이하게 형성할 수 있는 샘플 플레이트의 제조 방법이 제공될 수 있다. Further, according to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a sample plate that can easily form a sample plate having the above advantages by adjusting the surface area of a surface of a substrate including metal atoms can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 피분석 샘플에 대해 자외선을 조사하는 것에 의해 피분석 샘플의 파편화를 유도함으로써 종래의 탄뎀 매스를 이용하여 얻을 수 있는 피분석 샘플의 파편에 대한 질량 분석 효과를 얻을 수 있는 질량 분석 방법이 제공될 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, by inducing fragmentation of the analyte sample by irradiating ultraviolet rays to the analyte sample, mass spectroscopic effect on the fragments of the analyte sample that can be obtained using a conventional tandem mass A mass spectrometry method can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 피분석 샘플이 펩티드 화합물인 경우, 자외선 조사 이전의 펩티드 화합물의 분자량과 자외선 조사에 의해 형성된 펩티드 파편들의 분자량을 분석하여 상기 펩티드 화합물의 아미노산 서열을 판정할 수 있는 아미노산 서열의 분석 방법이 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 아미노산 서열 뿐만 아니라 이를 이용하여 동일 분자량 혹은 동일 이온량 (m/z)을 갖는 이종 펩티드들에 대해 말디톱 질량 분석을 수행하여 상기 이종 펩티드들의 동정 및 정량이 가능하다. Further, according to an embodiment of the present invention, when the sample to be analyzed is a peptide compound, the molecular weight of the peptide compound before ultraviolet irradiation and the molecular weight of peptide fragments formed by ultraviolet irradiation are analyzed to determine the amino acid sequence of the peptide compound. Methods of analyzing amino acid sequences that can be provided. In addition, according to an embodiment of the present invention, the identification and quantification of the heterologous peptides are performed by performing Malditop mass spectrometry on the heterologous peptides having the same molecular weight or the same ion amount (m / z) using the amino acid sequence as well as the amino acid sequence. It is possible.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광반응 촉매층을 포함하는 샘플 플레이트의 제조 방법을 개략적으로 설명하는 도면이고, 도 1b는 광반응 촉매층의 미세 구조를 측정한 주사전자현미경 이미지이며, 도 1c는 기판에 대해 수행되는 다양한 유형의 스트라이프 패턴을 형성하기 위한 연마 공정들을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광반응 촉매층을 이용한 질량 분석 방법을 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 베어(bare) 샘플 플레이트에 대한 질량 분석 결과를 나타낸 그래프이며, 도 3b는 비교 실시예에 따른 α-시아노(ciano)-4-하이드록시시나믹산(hydroxycinnamic acid; CHCA)를 포함하는 유기 매트릭스를 사용한 샘플 플레이트에 대한 질량 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 TiO₂ 나노 스케일 구조의 광반응 촉매층을 포함하는 샘플 플레이트를 이용하여 다양한 유기분자 화합물을 질량 분석한 결과를 도시하는 그래프들이다.
도 5a는 질량 분석을 위한 피분석 샘플인 R4K 펩티드의 서열에 따른 주요 파편들(primary sequence fragments)를 도시하며, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프들이다.
도 6a는 비교 실시예에 따른 질량 분석을 위한 피분석 샘플인 R4K 펩티드의 서열에 따른 주요 파편들(primary sequence fragments)을 도시하며, 도 6b 및 도 6c는 각각 비교 실시예에 따른 TiO₂ 입자를 이용한 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프들이다.
도 7a 및 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용한 GHP9 펩티드의 자외선 조사 전·후에 따른 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다.
도 8a 및 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 BPA 펩티드의 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다.
도 9a 및 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 Biotin-PreS1 펩티드의 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 광반응성 촉매층을 이용하여 동일 이온량을 갖는 각 유기분자 화합물들에 대한 질량 분석 결과를 수행한 결과를 도시하는 그래프들이다.
도 11a 및 도 11b는 기판의 표면을 일 방향 및 양방향으로 연마한 후에 나노 스케일 구조체를 형성하기 전ㆍ후의 기판 표면의 원자 현미경 이미지를 각각 나타낸다.
도 12a는 기판의 표면을 부식시키기 위해 기판을 노출하기 전의 기판 표면을 나타내는 광학 이미지이며, 도 12b는 180, 320 및 400 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 연마 페이퍼에 의해 양 방향 스트라이프 패턴을 형성하도록 연마된 기판의 표면에 대한 주사 전자 현미경 이미지이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따라 180, 320 및 400 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 연마 페이퍼를 사용하여 연마되고 부식된 기판의 표면에 대한 원자력 현미경에 의해 관찰된 표면 거치기를 나타내며, 도 13b는 180, 320, 400 및 500 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 가지고 형성된 나노 스케일 구조가 형성된 기판을 원자력 현미경으로 관찰한 표면 거칠기를 도시한다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광 반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용하여 측정된 다양한 유기 분자 화합물에 대해 질량 분석 결과를 도시하며, 도 14b는 일 방향 스프라이프 패턴 및 양 방향 스프라이트 패턴을 형성하기 위해 180, 320 및 400 매시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 이용하여 연마된 기판을 이용한 질량 분석 결과를 도시한다.1A is a view schematically illustrating a method of manufacturing a sample plate including a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a scanning electron microscope image measuring the microstructure of the photoreactive catalyst layer, and FIG. 1C Shows polishing processes for forming various types of stripe patterns performed on a substrate.
2 is a view showing a mass spectrometry method using a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is a graph showing the mass spectrometry results for a bare sample plate according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is α-cyano (ciano) -4-hydroxycinnamic acid (hydroxycinnamic) according to a comparative example This is a graph showing the results of mass spectrometry for a sample plate using an organic matrix containing acid (CHCA).
4A to 4D are graphs showing the results of mass spectrometry of various organic molecular compounds using a sample plate including a photoreactive catalyst layer having a TiO ₂ nanoscale structure according to an embodiment of the present invention.
Figure 5a shows the primary sequence fragments (primary sequence fragments) according to the sequence of the R4K peptide as a sample to be analyzed for mass spectrometry, Figures 5b and 5c are each a sample plate with a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention Graphs showing the results of mass spectrometry before and after ultraviolet irradiation using.
Figure 6a shows the primary sequence fragments (primary sequence fragments) according to the sequence of the R4K peptide as a sample to be analyzed for mass spectrometry according to the comparative example, Figures 6b and 6c are respectively TiO ₂ particles according to the comparative example These graphs show the results of mass spectrometry before and after UV irradiation.
7A and 7B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after ultraviolet irradiation of GHP9 peptide using a sample plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7C is obtained by mass spectrometry according to an embodiment of the present invention. The sequence of amino acids is shown.
8A and 8B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after UV irradiation of the BPA peptide using a sample plate having a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 8C is a mass according to an embodiment of the present invention. The sequence of amino acids obtained by analysis is shown.
9A and 9B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after UV irradiation of Biotin-PreS1 peptide using a sample plate having a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 9C is an example of the present invention. The sequence of amino acids obtained by mass spectrometry according to FIG.
10A to 10C are graphs showing results of performing mass spectrometry results for each organic molecular compound having the same amount of ions using a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention.
11A and 11B show atomic microscopic images of the surface of the substrate before and after forming the nano-scale structure after polishing the surface of the substrate in one direction and in both directions, respectively.
12A is an optical image showing the surface of the substrate prior to exposing the substrate to corrode the surface of the substrate, and FIG. 12B is polished to form a bi-directional striped pattern by diamond polishing paper having roughness of 180, 320 and 400 mesh. Scanning electron microscope image of the surface of the substrate.
13A shows surface mount observed by atomic force microscopy on the surface of a polished and corroded substrate using diamond abrasive paper having roughness of 180, 320 and 400 mesh in accordance with an embodiment of the present invention, FIG. 13B Shown is a surface roughness observed by an atomic force microscope on a substrate on which a nanoscale structure formed with diamond sand paper having roughness of 180, 320, 400 and 500 mesh is formed.
14A shows mass spectrometry results for various organic molecular compounds measured using a sample plate having a photoreactive catalyst layer prepared according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14B shows one-way sprite patterns and two-way sprites. The results of mass spectrometry are shown using a substrate polished with diamond sand paper having roughnesses of 180, 320 and 400 mesh to form a pattern.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.　 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention It is not limited to the following examples. Rather, these examples are provided to make the present disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In addition, in the following drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals in the drawings refer to the same elements. As used herein, the term “and / or” includes any and all combinations of one or more of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.　 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다.　 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is used to describe a specific embodiment and is not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms may include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Also, as used herein, “comprise” and / or “comprising” specifies the shapes, numbers, steps, actions, elements, elements and / or the presence of these groups. And does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, actions, elements, elements and / or groups.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다.　 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.　 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and / or parts, these members, parts, regions, layers and / or parts are defined by these terms It is obvious that not. These terms are only used to distinguish one member, part, region, layer or portion from another region, layer or portion. Accordingly, the first member, component, region, layer or portion described below may refer to the second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present invention.

본 명세서에서, 피분석 샘플은 광반응 촉매층 상에 배치, 코팅 또는 결합되어 자외선을 인가하면 상기 광반응 촉매층에 의해 유효하게 분해되어 파편화될 수 있는 여하의 물질을 지칭한다. 피분석 샘플은 대표적 예로서 유기분자 화합물, 단백질 또는 펩티드일 수 있다. In the present specification, the sample to be analyzed refers to any material that can be effectively decomposed and fragmented by the photoreactive catalyst layer when it is disposed, coated or combined on a photoreactive catalyst layer and ultraviolet light is applied. The sample to be analyzed may be an organic molecular compound, protein or peptide as a representative example.

본 명세서에서, ‘펩티드 화합물’이라는 용어는 이를 구성하는 아미노산의 숫자가 40 개 이하인 짧은 단백질을 지칭한다. 일반적으로, 상기 아미노산의 서열, 즉 결합된 아미노산의 순서는 펩티드의 아민기 말단(N-터미날)에서 카르복실 말단(C-터미날)까지의 아미노산 결합 순서를 지칭한다. In the present specification, the term 'peptide compound' refers to a short protein having 40 or fewer amino acids constituting it. In general, the sequence of the amino acids, that is, the order of the combined amino acids, refers to the sequence of amino acid binding from the amine group terminal (N-terminal) to the carboxyl terminal (C-terminal) of the peptide.

본 발명의 실시예들에서는, 샘플 플레이트의 광반응 촉매층에 의해 피분석 샘플이 파편화되어 말디토프 질량 분석에서도 탄뎀 매스 분석이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 펩티드 화합물의 아미노산 서열의 분석을 위해서, 상기 광반응 촉매층을 이용하여 파편화된 펩티드 파편을 질량 분석하면 전체 펩티드 화합물로부터 아민기 말단(N-터미날)으로부터 아미노산이 하나씩 소실된 펩티드 파편들을 측정할 수 있다. 예를 들면, 5 개의 아미노산으로 구성된 펩티드 화합물을 탄뎀 매스 방법과 유사하게 분석하면, 먼저 질량 분석을 통해 상기 5 개의 아미노산으로 구성된 전체 펩티드 화합물의 분자량을 측정할 수 있다. 그리고, 상기 광반응 촉매층으로 자외선 조사를 하여 상기 펩티드 화합물의 광분해 반응을 유도함으로써 4 개, 3 개 및/또는 2 개 아미노산으로 구성된 펩티드 파편을 형성하고 이의 분자량을 측정하고, 이를 비교 분석하면 펩티드의 상기 N-터미날로부터 상기 C-터미날까지의 아미노산의 서열이 판정될 수 있다. 전술한 펩티드 물질에 대한 아미노산 서열의 분석 방법은 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In embodiments of the present invention, the sample to be analyzed is fragmented by the photoreactive catalyst layer of the sample plate, such that tandem mass analysis can be performed in malditope mass spectrometry. For example, for the analysis of the amino acid sequence of a peptide compound, mass fragmentation of the fragmented peptide using the photoreactive catalyst layer reveals peptide fragments in which amino acids are lost one by one from the amine group terminal (N-terminal) from the entire peptide compound. Can be measured. For example, if the peptide compound composed of 5 amino acids is analyzed similarly to the tandem mass method, the molecular weight of the entire peptide compound composed of the 5 amino acids can be measured by mass spectrometry first. Then, by irradiating ultraviolet light with the photoreaction catalyst layer to induce a photolysis reaction of the peptide compound, peptide fragments composed of 4, 3, and / or 2 amino acids are formed and their molecular weight is measured. The sequence of amino acids from the N-terminal to the C-terminal can be determined. The method of analyzing the amino acid sequence for the above-described peptide material is exemplary, but the present invention is not limited thereto.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 광반응 촉매층(CL)을 포함하는 샘플 플레이트(100)의 제조 방법을 개략적으로 설명하는 도면이고, 도 1b는 광반응 촉매층(CL)의 미세 구조를 측정한 주사전자현미경 이미지이며, 도 1c는 기판에 대해 수행되는 다양한 유형의 스트라이프 패턴을 형성하기 위한 연마 공정들을 도시한다.1A is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing a sample plate 100 including a photoreactive catalyst layer CL according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B measures a microstructure of the photoreactive catalyst layer CL One scanning electron microscope image, and FIG. 1C shows polishing processes for forming various types of stripe patterns performed on a substrate.

도 1a를 참조하면, 광반응 촉매층(CL)이 형성된 샘플 플레이트(100)의 제조를 위해, 우선 광반응 촉매층이 형성될 기판(SS)을 준비한다. 일 실시예에서, 기판(SS)은 그 일부 또는 전부가 광반응 촉매층을 구성하는 금속 원자를 포함할 수 있다. 도 1a에서는 광반응 촉매층을 구성하는 금속 원자를 포함하는 기판(SS)이 예시되며, 이 경우, 기판(SS)의 표면으로부터 직접 반응층을 형성하여 광반응 촉매층을 형성할 수 있다. 예를 들면, 광반응 촉매층(CL)이 금속 산화물을 포함하는 경우, 기판(SS)의 표면 또는 전체가 상기 금속 산화물의 금속을 포함할 수 있으며, 이의 표면 일부를 산화시켜 상기 광반응 촉매층(CL)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1A, for preparing the sample plate 100 on which the photoreactive catalyst layer CL is formed, first, a substrate SS on which the photoreactive catalyst layer is to be formed is prepared. In one embodiment, the substrate SS may include metal atoms, some or all of which constitute a photoreactive catalyst layer. In FIG. 1A, a substrate SS including a metal atom constituting a photoreaction catalyst layer is illustrated. In this case, a photoreaction catalyst layer may be formed by directly forming a reaction layer from the surface of the substrate SS. For example, when the photoreaction catalyst layer CL includes a metal oxide, the surface or the entire surface of the substrate SS may include the metal of the metal oxide, and a part of the surface thereof is oxidized to oxidize the photoreaction catalyst layer CL ).

기판(SS)은 예로서 티타늄 플레이트(Ti plate)를 연마하여 제공되는 티타늄 기판이다. 다른 실시예에서, 기판(SS)은 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 텅스텐(W), 아연(Zn), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 철(Fe, 스테인레스 스틸) 또는 이들의 합금을 포함하는 기판일 수 있다.The substrate SS is, for example, a titanium substrate provided by polishing a titanium plate. In another embodiment, the substrate SS is tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir), iron (Fe, stainless steel) Steel) or alloys thereof.

일 실시예에서, 후술하는 바와 같이 기판(SS) 표면을 부식시키기 위한 산화성 용매(OS)에 노출되는 기판(SS)의 표면적을 제어하기 위하여, 기판(SS) 표면의 거칠기가 조절될 수 있다. 이를 위하여, 기판(SS) 표면은 연마될 수 있다. 연마 공정을 위하여 샌드 페이퍼가 사용될 수 있으며, 상기 샌드 페이퍼는, 예를 들면, 180, 320, 400 및 500 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼일 수 있다. 상기 연마 공정은 기판이 탑재되는 로터리 플레이트 및 샌드 페이퍼가 탑재되는 연마 패드를 갖는 연마 장치에 의해 수행될 수 있다. 각 샌드 페이퍼를 연마 패드 상에 장착하고 상기 로터리 플레이트를 예를 들면 100 rpm의 속도로 회전시키면서 연마 패드로 상기 기판을 압력을 가하면서 연마 공정이 수행될 수 있다. 이는 예시적이며, 다른 실시예에서, 샌드 페이퍼를 소정의 속도로 회전시키면서 재치된 기판의 표면에 회전하는 샌드 페이퍼를 접촉 및 가압하여 상기 기판의 표면을 연마시킬 수도 있다. 상기 연마 공정은, 예를 들면, 5 분과 같은 수분 또는 예를 들면 2 시간과 같은 수 시간 동안 수행될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, as described below, in order to control the surface area of the substrate SS exposed to the oxidizing solvent OS for corrosion of the surface of the substrate SS, the roughness of the surface of the substrate SS may be adjusted. To this end, the surface of the substrate SS may be polished. Sand paper may be used for the polishing process, and the sand paper may be, for example, diamond sand paper having a roughness of 180, 320, 400 and 500 mesh. The polishing process may be performed by a polishing apparatus having a rotary plate on which a substrate is mounted and a polishing pad on which sand paper is mounted. The polishing process may be performed while each sand paper is mounted on the polishing pad and the rotary plate is rotated at a speed of, for example, 100 rpm while applying pressure to the substrate with the polishing pad. This is exemplary, and in another embodiment, the surface of the substrate may be polished by contacting and pressing the rotating sand paper to the surface of the placed substrate while rotating the sand paper at a predetermined speed. The polishing process may be performed, for example, for several minutes, such as 5 minutes, or for example, 2 hours, and the present invention is not limited thereto.

일 실시예에서, 상기 연마 공정은, 상기 기판의 연마된 표면 상에 일방향 스트라이프 패턴, 양방향 스트라이프 패턴 또는 이의 조합 패턴을 형성할 수 있다. 상기 양방향 스트라이프 패턴은 서로 다른 2 가지 방향의 스트라이프 패턴이 교차하는 교차 스트라이프 패턴을 포함할 수 있다. 상기 양방향 스트라이프 패턴은 제 1 스트라이프 패턴을 형성한 후, 상기 제 1 스트라이프 패턴과, 비제한적 예로서, 30°, 45°또는 90° 등의 다양한 각도로 중복하여 교차하는 다수의 스트라이프 패턴을 형성함으로써 제공될 수 있다. In one embodiment, the polishing process may form a one-way stripe pattern, a two-way stripe pattern, or a combination pattern thereof on the polished surface of the substrate. The bidirectional stripe pattern may include a cross stripe pattern in which two different stripe patterns cross. The bi-directional stripe pattern is formed by forming a first stripe pattern, and then forming a plurality of stripe patterns that overlap with the first stripe pattern at various angles, such as, but not limited to, 30 °, 45 °, or 90 °. Can be provided.

일 실시예에서, 산화성 용매(OS)에 기판(SS)의 연마된 표면을 노출시켜 기판(SS)의 표면을 부식시킬 수 있다. 예를 들면, 기판(SS)을 산화성 용매(OS) 내에 침지시키고, 상온에서 약 24 시간 동안 유지하여 표면을 부식시킨다. 산화성 용매(OH)는, 예를 들며, KOH, NaOH과 같이 금속에 부식을 일으키는 알카리 용액이다. 산화성 용매(OH)의 농도는 2 M 내지 20 M의 농도 범위에 속하는 10 M일 수 있다(도 1a의 단계 1 참조). 상기 산화성 용매의 농도는 이에 한정되는 것은 아니며 질량 분석을 위한 피분석 샘플의 종류와 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 산화성 용매(OH)에 의해 기판(SS) 표면의 부식이 일어나는 동안 기판(SS)의 표면에서 산화 반응이 진행되어 산화층(OL)이 형성될 수 있다. In one embodiment, the surface of the substrate SS may be corroded by exposing the polished surface of the substrate SS to the oxidizing solvent OS. For example, the substrate SS is immersed in an oxidizing solvent (OS) and maintained at room temperature for about 24 hours to corrode the surface. The oxidizing solvent (OH) is, for example, an alkali solution that causes corrosion in metals such as KOH and NaOH. The concentration of the oxidizing solvent (OH) may be 10 M belonging to a concentration range of 2 M to 20 M (see step 1 in FIG. 1A). The concentration of the oxidizing solvent is not limited thereto, and may be variously selected according to the type and characteristics of the sample to be analyzed for mass spectrometry. During the corrosion of the surface of the substrate SS by the oxidizing solvent OH, an oxidation reaction proceeds on the surface of the substrate SS to form the oxide layer OL.

이후, 알코올 또는 증류수(DW)와 같은 세정액(CW)을 이용하여, 기판(SS)을 세정한다. 예를 들면, 세정액(CW) 내에서 기판(SS)을, 예를 들면, 약 48 시간 정도 침지시켜 부식된 기판(SS)의 표면 층 내로 세정액(CS)을 흡수시킬 수 있으며, 이러한 과정은 적어도 1회 이상, 예를 들면 3 번 반복될 수 있다(도 1a의 단계 2 참조). 이 과정에서, 티타늄 기판(SS)의 표면에 잔류하는 상기 산화성 용매가 세정액으로 치환될 수 있다.Thereafter, the substrate SS is cleaned using a cleaning solution CW such as alcohol or distilled water DW. For example, the substrate SS may be absorbed into the surface layer of the corroded substrate SS by immersing the substrate SS in the cleaning solution CW, for example, for about 48 hours. It may be repeated one or more times, for example three times (see step 2 in FIG. 1A). In this process, the oxidizing solvent remaining on the surface of the titanium substrate SS may be replaced with a cleaning solution.

상기 산화성 용매에 의해 부식된 기판(SS)의 표면은 나노 스케일의 기공을 갖는 다공성을 갖기 때문에 이러한 치환 과정이 완전히 이루어지기 위해서는 세정액(CW) 내에 충분한 시간 동안 부식된 기판(SS)이 노출될 필요가 있다. 일 실시예에서, 기판(SS)을 세정액(CW)에 상온(RT)에서 48시간 동안 침지시키고, 3 회 정도의 세정 공정을 수행할 수 있다(도 1a의 단계 2 참조). Since the surface of the substrate SS corroded by the oxidizing solvent has a porosity having nano-scale pores, the corroded substrate SS needs to be exposed in the cleaning solution CW for a sufficient time in order to complete this substitution process. There is. In one embodiment, the substrate SS is immersed in the cleaning liquid CW for 48 hours at room temperature (RT), and a cleaning process of about 3 times may be performed (see step 2 of FIG. 1A).

이후, 세정 처리된 기판을 열처리할 수 있다(도 1a의 단계 3 참조). 상기 열처리는 약 200 ℃ 내지 1,200 ℃의 범위 내에서 수행될 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 열처리의 온도는 부식된 기판(SS)의 표면 층이 소정 주파수의 광 조사에 대해 광촉매 반응을 유도하기에 적합한 결정 구조나 미세 구조를 갖도록 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 불활성 가스 분위기, 예를 들면, Ar 가스 분위기에서, 약 600 ℃에서 소정 시간(예를 들면 2 시간)동안 기판(SS)을 열처리할 수 있다.Thereafter, the cleaning-treated substrate may be heat treated (see step 3 of FIG. 1A). The heat treatment may be performed within a range of about 200 ° C to 1,200 ° C, and the present invention is not limited thereto, and the temperature of the heat treatment is that the surface layer of the corroded substrate SS is photocatalysted for light irradiation at a predetermined frequency. It can be adjusted to have a crystal structure or a fine structure suitable for inducing a reaction. In one embodiment, in an inert gas atmosphere, for example, an Ar gas atmosphere, the substrate SS may be heat treated at about 600 ° C. for a predetermined time (eg, 2 hours).

이에 의해, 기판(SS)의 표면 상에 광반응 촉매층(CL)이 형성된 샘플 플레이트(100)가 제공될 수 있다. 기판(SS)이 티타늄 기판인 경우, 광반응 촉매층(CL)으로서 TiO₂ 나노어레이 층이 형성될 수 있다. Thereby, the sample plate 100 on which the photoreactive catalyst layer CL is formed may be provided on the surface of the substrate SS. When the substrate SS is a titanium substrate, a TiO ₂ nanoarray layer may be formed as the photoreaction catalyst layer CL.

전술한 실시예는 기판(SS)의 표면을 개질시켜 광반응 촉매층(CL)이 형성된다. 다른 실시예에서, 기판(SS)이 광반응 촉매층(CL)의 원소를 포함하지 않거나 이와 무관한 경우에는, 기판(SS)의 표면 상에 광반응 촉매층(CL)의 금속 원소를 포함하는 금속 층을 형성하고 도 1a에 도시된 단계 1 내지 3 단계를 수행하여 상기 금속 층으로부터 광반응 촉매층(CL)이 형성될 수도 있다. In the above-described embodiment, the surface of the substrate SS is modified to form the photoreactive catalyst layer CL. In another embodiment, when the substrate SS does not include or is not related to the elements of the photoreactive catalyst layer CL, a metal layer including the metal elements of the photoreactive catalyst layer CL on the surface of the substrate SS And performing steps 1 to 3 shown in FIG. 1A to form a photoreaction catalyst layer CL from the metal layer.

또 다른 예에서, 광반응 촉매층(CL)은 나노 스케일 구조의 형성을 위해 도트 어레이 형태의 금속 촉매층이 형성된 기판(SS) 상에 화학기상증착, 물리기상증착 또는 원자층 증착과 같은 건식 기상 증착이나 졸겔법과 같은 습식 성막 방법을 통해 합성될 수도 있다. 합성을 위한 전구체 물질과 관련하여서는 공지의 기술이 참작될 수 있으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 바람직하게는, 도 1a를 참조하여 설명한 습식 부식법에 의한 광반응 촉매층(CL)을 형성하는 경우, 상기 금속 촉매층의 형성 없이도 부식에 의해 다공성 표면층을 얻음으로써 나노 스케일 구조체 형상의 광반응 촉매층(CL)이 용이하게 형성될 수도 있다.In another example, the photoreactive catalyst layer (CL) is a dry vapor deposition such as chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or atomic layer deposition on a substrate SS formed with a dot array type metal catalyst layer to form a nanoscale structure. It may also be synthesized through a wet film forming method such as a sol-gel method. Known techniques may be taken into account in connection with the precursor material for synthesis, and the present invention is not limited thereto. However, preferably, when forming the photoreaction catalyst layer (CL) by the wet corrosion method described with reference to FIG. 1A, a nanoscale structure-shaped photoreaction catalyst layer is obtained by obtaining a porous surface layer by corrosion without forming the metal catalyst layer. (CL) may be easily formed.

전술한 광반응 촉매층(CL)은 피분석 물질인 유기분자 화합물의 광분해 반응에 직접 참여하여 소모되지 않지만 상기 유기분자 화합물의 광분해를 가속시키는 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 광반응 촉매층(CL)은, 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 주석(Sn), 텅스텐(W), 아연(Zn), 바나듐(V), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 광반응 촉매층(CL)은 상기 금속 산화물 상에 또는 내부에 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 실리콘(Si), 저머늄(Ge), 및 갈륨(Ga) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수도 있다. 이러한 불순물의 도핑은 유기분자 화합물의 광반응을 위한 광원의 주파수를 조절하는데 효과적일 수 있다.The above-described photoreaction catalyst layer CL is not consumed by directly participating in the photolysis reaction of the organic molecular compound as an analyte, but may be formed of a material that accelerates the photolysis of the organic molecular compound. In one embodiment, the photoreactive catalyst layer (CL) is titanium (Ti), tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium ( Ir) and iron (Fe). The photoreaction catalyst layer CL is at least one of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), silicon (Si), germanium (Ge), and gallium (Ga) on or inside the metal oxide. It may further include. Doping of these impurities may be effective in controlling the frequency of the light source for photoreaction of the organic molecular compound.

바람직하게는, 광반응 촉매층(CL)은 아나타제(anatase) 결정 구조를 갖는 티타늄 산화물(TiO₂)을 포함할 수 있다. 상기 티타늄 산화물(TiO₂)은 다른 금속 산화물에 비하여 비교적 저가이고, 공급이 원활하며 광부식성이 없고, 밴드갭이 3.2 eV로 약 380 nm 이하의 자외선을 포함하는 단파장 광 조사를 통하여 광활성화됨으로써 광분해 반응의 효율을 증가시키는 이점이 있다. Preferably, the photoreaction catalyst layer (CL) may include titanium oxide (TiO ₂ ) having an anatase crystal structure. The titanium oxide (TiO ₂ ) is relatively inexpensive compared to other metal oxides, is smoothly supplied, has no light corrosion, and has a bandgap of 3.2 eV, resulting in photodecomposition by photoactivation through short wavelength light irradiation including ultraviolet light of about 380 nm or less. There is an advantage of increasing the efficiency of the reaction.

광반응 촉매층(CL)의 표면은 상기 부식 방법에 따른 나노 스케일 구조를 가질 수 있다. 상기 나노 스케일 구조는 다공성을 가지며, 섬유상, 와이어상, 침상, 막대상, 기둥상, 또는 이들이 조합된 형상을 가질 수 있으며, 포토리소그래피 또는 쉐도우 마스킹 방법 등에 의해 패터닝될 수도 있다. The surface of the photoreaction catalyst layer CL may have a nano-scale structure according to the corrosion method. The nano-scale structure has porosity, may have a fibrous shape, a wire shape, a needle shape, a rod shape, a column shape, or a combination thereof, and may be patterned by a photolithography method or a shadow masking method.

도 1a에서는 광반응 촉매층(CL)이 기판(SS) 상에 어레이 형태로 형성된 것을 예시한다. 도 1a에 도시된 광반응 촉매층(CL)을 구성하는 티타늄 산화물(TiO₂)의 나노 스케일 구조체들은 직경 1 mm의 스팟 형태로 패터닝될 수 있다. 예를 들면, 기판(SS)의 크기는 약 3 cm x 3 cm의 크기를 가지며, 기판(SS) 상에 형성된 티타늄 산화물(TiO₂)의 나노 스케일 구조체들의 스팟은 복수개일 수 있다. 1A illustrates that the photoreactive catalyst layer CL is formed in an array form on the substrate SS. The nano-scale structures of titanium oxide (TiO ₂ ) constituting the photoreactive catalyst layer CL shown in FIG. 1A may be patterned in a spot shape having a diameter of 1 mm. For example, the size of the substrate SS is about 3 cm x 3 cm, and the spots of the nano-scale structures of titanium oxide (TiO ₂ ) formed on the substrate SS may be plural.

기판(SS)에 형성되는 광반응 촉매층(CL)의 나노 스케일 구조체는 전술한 다공성 구조를 형성한다. 도 1b에는 주사전자현미경에 의해 분석된 TiO₂의 광반응 촉매층(CL)의 나노 와이어 구조를 갖는 나노 스케일 구조체가 예시된다. The nano-scale structure of the photoreactive catalyst layer CL formed on the substrate SS forms the aforementioned porous structure. 1B illustrates a nano-scale structure having a nanowire structure of a photoreactive catalyst layer (CL) of TiO ₂ analyzed by a scanning electron microscope.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광반응 촉매층(CL)을 이용한 질량 분석 방법을 도시하는 도면이다.2 is a view showing a mass spectrometry method using a photoreactive catalyst layer (CL) according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 피분석 샘플의 분석을 위해서 샘플 플레이트(100) 상에 피분석 샘플(MS)을 로딩한다. 피분석 샘플은 유기분자 화합물일 수 있다. 상기 유기분자 화합물은 적합한 분산 용매에 분산되어 광반응 촉매층(도 1a의 CL 참조) 상에 제공될 수 있다. 상기 분산 용매는 물, 아세토니트릴(acetonitrile), 메탄올, 에탄올 등이며 또는 이의 혼합물일 수 있으며, 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid) 등 카르복실기를 가지는 화합물(이온화 시킬 때 H⁺ 의 소스로 사용되는 물질)이 더 첨가될 수 있다. 상기 분산 용매는 분석하려는 유기분자 화합물의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있으며, 예시된 용액에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, an analysis sample MS is loaded on the sample plate 100 for analysis of the analysis sample. The sample to be analyzed may be an organic molecular compound. The organic molecular compound may be dispersed in a suitable dispersion solvent and provided on the photoreaction catalyst layer (see CL in FIG. 1A). The dispersion solvent may be water, acetonitrile, methanol, ethanol, or a mixture thereof, and a compound having a carboxyl group such as trifluoroacetic acid (a material used as a source of H ⁺ when ionizing) This may be added. The dispersion solvent may be variously selected according to the type of the organic molecular compound to be analyzed, and the present invention is not limited to the illustrated solution.

광반응 촉매층(CL)이 전술한 것과 같이 패터닝된 복수의 스팟 어레이의 형태로 형성된 경우, 각각의 광반응 촉매층(CL) 스팟에 유기분자 화합물이 분산된 분산 용액(MS)이 제공될 수 있다. 예를 들면, TiO₂ 광반응 촉매층(CL)의 나노 스케일 구조체 스폿에 1 마이크로리터의 유기분자 화합물의 분산 용액이 점적될 수 있다.When the photoreaction catalyst layer CL is formed in the form of a plurality of spot arrays patterned as described above, a dispersion solution MS in which organic molecular compounds are dispersed in each photoreaction catalyst layer CL spot may be provided. For example, a dispersion solution of 1 microliter of an organic molecular compound may be added to the nano-scale structure spot of the TiO ₂ photoreaction catalyst layer (CL).

이후, 로딩된 유기분자 화합물의 분산 용액(MS)에 자외선(UV)을 조사하여, 상기 유기분자 화합물의 광분해 반응, 예를 들면 유기분자의 파편화 반응이 유도된다. 유기분자 화합물이 펩티드 물질인 경우, 자외선(UV)에 의한 광분해 반응을 통해 펩티드 파편들이 형성될 수 있다. Then, by irradiating ultraviolet (UV) light to the dispersed solution (MS) of the loaded organic molecular compound, a photolysis reaction of the organic molecular compound, for example, a fragmentation reaction of the organic molecule is induced. When the organic molecular compound is a peptide material, peptide fragments may be formed through a photolysis reaction by ultraviolet (UV) light.

상기 광분해 반응을 위해서, 예를 들면 254 nm의 파장 및 23 mW/cm² 의 강도를 갖는 UV 노광기를 사용될 수 있다. 샘플 플레이트(100)는 상기 UV 노광기로부터 소정 위치 아래에 위치되고, 이후 30 초간 UV를 조사하여 유기분자 화합물(MS)의 광분해 반응, 예를 들면 파편화가 유도될 수 있다. 유기분자 화합물(MS)의 광분해 반응이 완료되면 샘플 플레이트(100)는 건조될 수 있다. For the photolysis reaction, for example, a UV exposure machine having a wavelength of 254 nm and an intensity of 23 mW / cm ² can be used. The sample plate 100 is located below a predetermined position from the UV exposure machine, and then irradiated with UV for 30 seconds to induce photolysis reaction of organic molecular compound (MS), for example, fragmentation. When the photolysis reaction of the organic molecular compound (MS) is completed, the sample plate 100 may be dried.

건조된 샘플 플레이트(100) 상의 광분해 반응이 완료된 유기분자 화합물에 대하여, 예를 들면, Bruker사의 Microflex 기종의 질량 분석기를 이용하여 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행될 수 있다. 상기 질량 분석기는 말디톱 분석을 위한 질량 분석기일 수 있다. 일 실시예에서, 상기 질량 분석기의 리플렉터는 포지티브 모드로 설정되고 레이저의 파워 세기는 최고출력을 기준으로 수 내지 수십 %의 수준으로 조절되었으며, 디텍터의 게인값이 적절히 조절될 수 있다. Laser desorption / ionization mass spectrometry may be performed on the organic molecular compound on which the photolysis reaction on the dried sample plate 100 is completed, for example, using a mass spectrometer of the Microflex model of Bruker. The mass spectrometer may be a mass spectrometer for malditop analysis. In one embodiment, the reflector of the mass spectrometer is set to the positive mode, the power intensity of the laser is adjusted to a level of several to several tens of percent based on the highest power, and the gain value of the detector can be appropriately adjusted.

본 발명의 실시예에 따른 말디톱 질량 분석 방법에서, 샘플 플레이트(100)의 표면 상으로 레이저가 조사되면, 광분해 반응에 의해 형성된 유기분자 파편들의 적어도 일부가 이온화되고, 이온화된 유기분자 파편들은 전기장에 의해 가속되어 말디톱 질량 분석기의 비행 튜브를 통과한다. 상기 비행 튜브를 통과한 이온화된 유기분자 파편들은 검출기에 충돌하게 되고, 질량 분석기는 이온화된 시료가 샘플 플레이트(100)의 표면으로부터 상기 검출기에 충돌하기까지 걸린 시간을 계산함으로써 유기분자 파편들의 질량을 파악할 수 있다. In the malditop mass spectrometry method according to an embodiment of the present invention, when a laser is irradiated onto the surface of the sample plate 100, at least a portion of the organic molecular fragments formed by the photolysis reaction are ionized, and the ionized organic molecular fragments are an electric field It is accelerated by and passes through the flight tube of the Malditop mass spectrometer. The ionized organic molecule fragments passing through the flight tube collide with the detector, and the mass spectrometer calculates the mass of the organic molecule fragments by calculating the time it takes for the ionized sample to collide with the detector from the surface of the sample plate 100. Can grasp.

종래의 말디톱 질량 분석의 경우에는 피분석 샘플인 유기분자 화합물의 탈착 및 이온화를 위하여 상기 유기분자 화합물과 유기 매트릭스를 혼합하는 과정이 필요하다. 이 경우, 상기 유기 매트릭스에 의한 질량 피크는 재현성이 없는 노이즈 신호로서 관측되기 때문에, 상기 유기분자 화합물이 m/z 가 500 이하인 저분자량의 유기분자 화합물인 경우, 상기 유기 매트릭스에 의한 질량 피크와 상기 유기분자 화합물의 분리가 어려워, 상기 유기 매트릭스를 이용한 저분자량 유기분자 화합물의 신호 측정은 거의 불가능하다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플 플레이트는, 유기 매트릭스 없이 광반응 촉매층 상에 유기분자 화합물을 로딩하고 자외선을 조사하는 것만으로도 유기분자 화합물의 파편화와 같은 광분해 반응을 유도하고, 이를 다시 레이저 조사에 의해 탈착 및 이온화를 유도하여 질량 분석 과정에서 상기 유기 매트릭스와 같은 저분자량의 다른 물질의 질량 분석 신호가 발생하지 않는다. In the case of the conventional malditop mass spectrometry, a process of mixing the organic molecular compound and the organic matrix is required for desorption and ionization of the organic molecular compound as a sample to be analyzed. In this case, since the mass peak by the organic matrix is observed as a noise signal without reproducibility, when the organic molecular compound is a low molecular weight organic molecular compound having an m / z of 500 or less, the mass peak by the organic matrix and the Separation of organic molecular compounds is difficult, and signal measurement of low molecular weight organic molecular compounds using the organic matrix is almost impossible. However, the sample plate according to an embodiment of the present invention induces a photolysis reaction such as fragmentation of an organic molecular compound by simply loading an organic molecular compound on a photoreactive catalyst layer without an organic matrix and irradiating ultraviolet rays, and again Desorption and ionization are induced by laser irradiation, so that mass spectrometry signals of other substances of low molecular weight such as the organic matrix are not generated in the mass spectrometry process.

그 결과, 본 발명의 실시예에 따르면, 유기 매트릭스를 사용하는 종래의 말디톱 질량 분석과 달리 m/z가 500 이하인 저분자 영역에서 노이즈가 검출되지 않기 때문에, 통상의 유기분자 화합물뿐만 아니라 저분자량을 갖는 유기분자 화합물, 예를 들면, 펩티드와 같은 유기분자를 유효하게 검출할 수 있다. As a result, according to an embodiment of the present invention, noise is not detected in a low molecular region having a m / z of 500 or less, unlike conventional malditop mass spectrometry using an organic matrix. Organic molecules having, for example, organic molecules such as peptides can be effectively detected.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 베어(bare) 샘플 플레이트에 대한 질량 분석 결과를 나타낸 그래프이며, 도 3b는 비교 실시예에 따른 α-시아노(ciano)-4-하이드록시시나믹산(hydroxycinnamic acid; CHCA)를 포함하는 유기 매트릭스를 사용한 샘플 플레이트에 대한 질량 분석 결과를 나타낸 그래프이다. Figure 3a is a graph showing the mass spectrometry results for a bare sample plate according to an embodiment of the present invention, Figure 3b is α-cyano (ciano) -4-hydroxycinnamic acid (hydroxycinnamic) according to a comparative example This is a graph showing the results of mass spectrometry for a sample plate using an organic matrix containing acid (CHCA).

도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 TiO₂의 광반응 촉매층을 갖는 베어 셈플 플레이트는 피분석 샘플이 없는 경우 질량 피크를 생성하지 않는다. 특히, 500 m/z 이하의 영역에서 질량 피크가 존재하지 않는 점에 주목할 필요가 있다. 이와 달리, 도 3b를 참조하면, 비교 실시예에 따른 CHCA의 유기 매트릭스를 사용한 샘플의 경우에는, 상기 CHCA에 의한 질량 피크가 400 m/z 이하의 영역에서 발생하며, 이들 질량 피크는 재현성이 없이 발생하기 때문에 노이즈 신호로서 제거되기 어렵다. 따라서, 비교 실시예의 경우에는 본 발명의 실시예와 달리 m/z 가 500 이하인 영역에서 발생하는 유기분자 화합물의 질량 피크와 노이즈 신호를 서로 구별하기 어려울 것으로 예측된다. 반대로 본 발명의 실시예에 따르면 m/z가 500 이하인 영역에서도 신뢰성 있는 질량 분석 결과를 얻을 수 있다.Referring to FIG. 3A, a bare sample plate having a photoreactive catalyst layer of TiO ₂ according to an embodiment of the present invention does not generate a mass peak when there is no sample to be analyzed. In particular, it should be noted that there is no mass peak in the region of 500 m / z or less. In contrast, referring to FIG. 3B, in the case of the sample using the organic matrix of CHCA according to the comparative example, the mass peak caused by the CHCA occurs in a region of 400 m / z or less, and these mass peaks have no reproducibility. Because it occurs, it is difficult to remove it as a noise signal. Therefore, in the case of the comparative example, unlike the example of the present invention, it is expected that it is difficult to distinguish the noise signal from the mass peak of the organic molecular compound occurring in the region where m / z is 500 or less. Conversely, according to an embodiment of the present invention, reliable mass spectrometry results can be obtained even in a region where m / z is 500 or less.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 포함하는 샘플 플레이트를 이용하여 다양한 유기분자 화합물을 질량 분석한 결과를 도시하는 그래프들이다. 상기 광반응 촉매층은, TiO₂ 나노 스케일 구조를 갖는다.4A to 4D are graphs showing results of mass spectrometry of various organic molecular compounds using a sample plate including a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention. The photoreactive catalyst layer has a TiO ₂ nanoscale structure.

도 4a를 참조하면, 유기분자 화합물로서 저분자 물질인 아르기닌(분자량 174.2 Da)의 경우 [M+K]⁺, [M+2K]⁺로 샘플의 질량 피크가 측정될 수 있다. 본 발명 실시예에 따른 샘플 플레이트는 고농도의 KOH로 부식하여 제조되므로 이때 혼입되는 K⁺ 이온에 의해 상기 유기분자 화합물과 K⁺이온의 결합물이 얻어진다.Referring to FIG. 4A, in the case of arginine (molecular weight 174.2 Da), which is a low molecular substance as an organic molecular compound, a mass peak of a sample may be measured by [M + K] ⁺ and [M + 2K] ⁺ . Since the sample plate according to the embodiment of the present invention is prepared by corrosion with high concentration of KOH, a combination of the organic molecular compound and K ⁺ ions is obtained by the K ⁺ ions incorporated at this time.

도 4b를 참조하면, 또 다른 저분자 물질인 루이신(분자량 131.17 Da)의 경우에도 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용하여 노이즈 신호 없이 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 가능함을 알 수 있다.Referring to FIG. 4B, it can be seen that in the case of another low molecular substance, leucine (molecular weight 131.17 Da), laser desorption / ionization mass spectrometry is possible without noise signals using a sample plate according to an embodiment of the present invention.

도 4c를 참조하면, 분자량이 500 Da 이상인 유기분자 화합물로서 아미노산의 결합으로 구성된 펩티드인 브래드키닌 (분자량 756.85 Da)에서도 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용하여 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 가능함을 알 수 있다. 유사하게, 도 4d를 참조하면, 분자량이 1,000 Da 이상인 유기분자 화합물로서 GHP9 (분자량 1007.18 Da)에서도 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용하여 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 가능함을 알 수 있다.Referring to FIG. 4c, laser desorption / ionization mass spectrometry is possible using a sample plate according to an embodiment of the present invention in Bradkinin (molecular weight 756.85 Da), a peptide composed of amino acid bonds as an organic molecular compound having a molecular weight of 500 Da or more. Can be seen. Similarly, referring to FIG. 4D, it can be seen that GHP9 (molecular weight 1007.18 Da) as an organic molecular compound having a molecular weight of 1,000 Da or more can perform laser desorption / ionization mass spectrometry using a sample plate according to an embodiment of the present invention.

도 4d를 참조하면, 분자량이 1,000 Da 이상인 유기분자 화합물로서 아미노산의 결합으로 구성된 펩티드인 GHP9 (분자량 1007.18 Da)에서도 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트에 의해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 가능함을 알 수 있다.4D, laser desorption / ionization mass by a sample plate having a photoreaction catalyst layer according to an embodiment of the present invention also in GHP9 (molecular weight 1007.18 Da), a peptide composed of amino acid bonds as an organic molecular compound having a molecular weight of 1,000 Da or more. It can be seen that analysis is possible.

탄뎀 매스 분석은 전자빔 혹은 분자빔과 충돌시 생성되는 파편을 생성한 후 이를 분석하는 방법을 사용하고 있다. 펩티드 화합물의 경우 전자빔 또는 분자빔에 의해 파편들을 형성하고 이를 비교 분석하면 펩티드 화합물의 N-터미날로부터 C-터미날까지의 아미노산 서열을 분석할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 전자빔 또는 분자빔 대신에, 광반응 촉매층에 자외선 조사를 하는 것만으로 상기 광반응 촉매층 상의 피분석 샘플의 광분해 반응을 유도함으로써 상기 광분해 반응을 통해 피분석 샘플의 파편을 형성할 수 있으므로 탄뎀 매스 분석에 기반한 질량 분석이 가능하다. 상기 피분석 샘플이 펩티드인 경우, 상기 광분해 반응에 의해 펩티드 파편들을 형성하고 이를 질량 분석함으로써 상기 펩티드를 구성하는 아미노산의 서열을 판정할 수 있다. 이하에서는, 도 5a 내지 도 6c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용한 탄뎀 매스 분석에 대해서 설명하기로 한다.Tandem mass analysis uses a method of generating debris generated when colliding with an electron beam or a molecular beam and analyzing the debris. In the case of a peptide compound, fragments are formed by an electron beam or a molecular beam, and comparative analysis thereof can be used to analyze the amino acid sequence from the N-terminal to the C-terminal of the peptide compound. According to an embodiment of the present invention, instead of an electron beam or a molecular beam, fragmentation of a sample to be analyzed through the photolysis reaction is induced by inducing a photolysis reaction of the sample to be analyzed on the photoreaction catalyst layer by simply irradiating ultraviolet light to the photoreaction catalyst layer. As it can form, mass spectrometry based on tandem mass analysis is possible. When the sample to be analyzed is a peptide, the sequence of the amino acids constituting the peptide can be determined by forming peptide fragments by the photolysis reaction and mass spectroscopically analyzing it. Hereinafter, a tandem mass analysis using a sample plate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 6C.

도 5a는 질량 분석을 위한 피분석 샘플인 R4K 펩티드의 서열에 따른 주요 파편들(primary sequence fragments)를 도시하며, 도 5b 및 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프들이다. 상기 본 발명의 실시예에 따른 광반응성 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 갖는 TiO₂ 층이며, Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여, 이들 유기분자 화합물들에 대해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행되었으며, 검출기의 게인은 10 x이고 레이저 강도는 90%이다. Figure 5a shows the primary sequence fragments (primary sequence fragments) according to the sequence of the R4K peptide as a sample to be analyzed for mass spectrometry, Figures 5b and 5c are each a sample plate with a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention Graphs showing the results of mass spectrometry before and after ultraviolet irradiation using. The photoreactive catalyst layer according to the embodiment of the present invention is a TiO ₂ layer having a porous nanoscale structure, and laser desorption / ionization mass spectrometry was performed on these organic molecular compounds using Bruker's Microflex model. The gain is 10 x and the laser intensity is 90%.

도 6a는 비교 실시예에 따른 질량 분석을 위한 피분석 샘플인 R4K 펩티드의 서열에 따른 주요 파편들(primary sequence fragments)을 도시하며, 도 6b 및 도 6c는 각각 비교 실시예에 따른 TiO₂ 입자를 이용한 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프들이다. 상기 비교 실시예에 따른 질량 분석은, 동일하게 Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여 수행되었으며, 검출기의 게인은 12.6 x이고 레이저 강도는 70%이다. Figure 6a shows the primary sequence fragments (primary sequence fragments) according to the sequence of the R4K peptide as a sample to be analyzed for mass spectrometry according to the comparative example, Figures 6b and 6c are respectively TiO ₂ particles according to the comparative example These graphs show the results of mass spectrometry before and after UV irradiation. Mass spectrometry according to the comparative example was similarly performed using a Bruker Microflex model, the gain of the detector is 12.6 x, and the laser intensity is 70%.

도 5a를 참조하면, 질량 분석을 위한 피분석 샘플은 분자량이 770.51 Da인 R4K 펩티드 (1 mg/ml)이다. 상기 펩티드는 1 내지 3으로 표시된 3 개의 주요 파편들을 가질 수 있다. Referring to Figure 5a, the sample to be analyzed for mass spectrometry is an R4K peptide (1 mg / ml) with a molecular weight of 770.51 Da. The peptide may have three major fragments, labeled 1-3.

도 5b를 참조하면, 상기 펩티드의 광분해를 위한 자외선(UV) 조사 이전에는 R4K의 질량 피크가 [M+K]⁺와 [M+Na]⁺의 형태로 관찰된다. 이와 같은 질량 분석 결과는 상기 광분해 반응을 수행하지 않은 경우에는 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 레이저 조사만으로는 상기 펩티드의 분해로 인한 파편이 발생하지 않음을 개시한다. Referring to FIG. 5B, before irradiation with ultraviolet (UV) light for photolysis of the peptide, the mass peak of R4K is observed in the form of [M + K] ⁺ and [M + Na] ⁺ . This mass spectrometry result discloses that when the photolysis reaction is not performed, fragmentation due to decomposition of the peptide does not occur only by laser irradiation for laser desorption / ionization mass spectrometry.

그러나, 도 5c를 참조하면, 상기 자외선(UV) 조사 이후에는 서열이 서로 겹치는 3 개의 펩티드 파편이 얻어짐을 알 수 있다. 이와 같이, 상기 광분해 반응 이전의 펩티드에 대한 펩티드 전체 분자량과 상기 광분해 반응 이후에 얻어진 3 개의 펩티드 파편의 분자량으로부터 상기 전체 펩티드를 구성하는 아미노산의 서열 판정이 가능한 탠덤 매스 분석이 가능함을 알 수 있다. However, referring to FIG. 5C, it can be seen that three peptide fragments having overlapping sequences are obtained after the ultraviolet (UV) irradiation. As described above, it can be seen that a tandem mass analysis capable of sequencing the amino acids constituting the whole peptide is possible from the total molecular weight of the peptide for the peptide before the photolysis reaction and the molecular weight of the three peptide fragments obtained after the photolysis reaction.

도 6a를 참조하면, 질량 분석을 위한 피분석 샘플은 도 5a에 설명된 것과 동일하게 분자량이 770.51 Da인 R4K 펩티드 (1 mg/ml)이다. 상기 분석을 통하여 1 및 2로 도시된 펩티드 파편들이 검출되었다. Referring to FIG. 6A, an analyte sample for mass spectrometry is an R4K peptide (1 mg / ml) having a molecular weight of 770.51 Da, as described in FIG. 5A. Through the above analysis, peptide fragments shown as 1 and 2 were detected.

도 6b를 참조하면, 상기 펩티드의 광분해를 위한 자외선(UV) 조사 이전에는 R4K의 질량 피크가 [M+Na]⁺의 형태로 관찰된다. 이와 같은 질량 분석 결과는 상기 광분해 반응을 수행하지 않은 경우에는 레이저 탈착/이온화 질량 분석을 위한 레이저 조사만으로는 상기 펩티드의 분해로 인한 파편이 발생하지 않음을 개시한다. Referring to FIG. 6B, before irradiation with ultraviolet (UV) light for photolysis of the peptide, a mass peak of R4K is observed in the form of [M + Na] ⁺ . This mass spectrometry result discloses that when the photolysis reaction is not performed, fragmentation due to decomposition of the peptide does not occur only by laser irradiation for laser desorption / ionization mass spectrometry.

도 6c를 참조하면, 상기 자외선(UV) 조사 이후에는 2 개의 펩티드 파편이 얻어짐을 알 수 있다. 그러나, 상기 광분해 반응 이전의 펩티드에 대한 펩티드 전체 분자량과 상기 광분해 반응 이후에 얻어진 2 개의 펩티드 파편의 분자량만으로는 서열에 관한 정보가 부족하여 상기 전체 펩티드를 구성하는 아미노산의 서열 분석이 용이하지 않다. Referring to Figure 6c, it can be seen that two peptide fragments are obtained after the ultraviolet (UV) irradiation. However, only the molecular weight of the peptides before the photolysis reaction and the molecular weights of the two peptide fragments obtained after the photolysis reaction are insufficient to sequence analysis of amino acids constituting the entire peptide.

전술한 실시예로부터, 본 발명의 실시예에 따르면 같은 재질 및 결정 구조를 갖는다 할지라도 나노 스케일 구조의 차이에 의해 광분해 반응의 결과가 달라질 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층이 서열 분석을 위한 탄뎀 매스 분석을 위해 필요함을 알 수 있다.From the above-described embodiment, according to the embodiment of the present invention, even if it has the same material and crystal structure, the result of the photolysis reaction may be different due to the difference in the nano-scale structure, and the photoreaction catalyst layer according to the embodiment of the present invention is a sequence It can be seen that it is necessary for the analysis of tandem mass for analysis.

도 7a 및 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 GHP9 펩티드의 자외선 조사 전·후에 따른 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다. 상기 본 발명의 실시예에 따른 광반응성 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 갖는 TiO₂ 층이며, Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여, 이들 유기분자 화합물들에 대해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행되었으며, 검출기의 게인은 10 x이고 레이저 강도는 90%이다.7A and 7B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after UV irradiation of GHP9 peptide using a sample plate having a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 7C is an embodiment of the present invention. The sequence of amino acids obtained by mass spectrometry is shown. The photoreactive catalyst layer according to the embodiment of the present invention is a TiO ₂ layer having a porous nanoscale structure, and laser desorption / ionization mass spectrometry was performed on these organic molecular compounds using Bruker's Microflex model. The gain is 10 x and the laser intensity is 90%.

도 7a를 참조하면, 질량 분석을 위한 피분석 샘플은 분자량이 1007.18 Da인 GHP5 펩티드 (1 mg/ml)이다. 자외선 조사를 이용한 광분해 반응 이전에는 유기화학 샘플인 GHP9의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. Referring to Figure 7a, the sample to be analyzed for mass spectrometry is a GHP5 peptide (1 mg / ml) with a molecular weight of 1007.18 Da. Before the photolysis reaction using ultraviolet irradiation, the mass peak of the organic chemical sample GHP9 was observed in the form of [M + K] ⁺ .

도 7b를 참조하면, 자외선 조사를 통해 상기 피분석 샘플이 파편화되고 이를 질량 분석을 하면, 서열이 서로 겹치는 10 개의 펩티드 파편에 대한 질량 피크가 검출된다. 광분해 반응 이전의 펩티드 전체 분자량과 광분해 반응 이후 얻어진 상기 10 개의 펩티드 파편들의 분자량을 이용하여 도 7c에 도시된 것과 같이 GHP5 펩티드가 갖는 아미노산 서열의 분석이 가능하다.Referring to FIG. 7B, when the sample to be analyzed is fragmented through ultraviolet irradiation, and mass spectrometry is performed, a mass peak for 10 peptide fragments with overlapping sequences is detected. It is possible to analyze the amino acid sequence of the GHP5 peptide as shown in FIG. 7c using the total molecular weight of the peptide before the photolysis reaction and the molecular weight of the 10 peptide fragments obtained after the photolysis reaction.

도 8a 및 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 BPA 펩티드의 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다. 상기 광반응성 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 갖는 TiO₂ 층이다. Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여, 이들 유기분자 화합물들에 대해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행되었으며, 검출기의 게인은 7 x이고 레이저 강도는 70%이다.8A and 8B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after UV irradiation of the BPA peptide using a sample plate having a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention, respectively. FIG. 8C is a mass according to an embodiment of the present invention. The sequence of amino acids obtained by analysis is shown. The photoreactive catalyst layer is a TiO ₂ layer having a porous nanoscale structure. Laser desorption / ionization mass spectrometry was performed on these organic molecular compounds using Bruker's Microflex model, the detector gain was 7 x and the laser intensity was 70%.

도 8a를 참조하면, 질량 분석을 위한 피분석 샘플은 분자량이 1395.56 Da인 BPA 펩티드 (1 mg/ml)이다. 자외선 조사를 이용한 광분해 반응 이전에는 유기화학 샘플인 BPA의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. Referring to Figure 8a, the sample to be analyzed for mass spectrometry is a BPA peptide (1 mg / ml) with a molecular weight of 1395.56 Da. Before the photolysis reaction using ultraviolet irradiation, the mass peak of the organic chemical sample BPA was observed in the form of [M + K] ⁺ .

도 8b를 참조하면, 자외선 조사를 통해 상기 피분석 샘플이 파편화되고 이를 질량 분석을 하면, 서열이 서로 겹치는 14 개의 펩티드 파편들에 대한 질량 피크가 검출된다. 광분해 반응 이전의 펩티드 전체 분자량과 광분해 반응 이후 얻어진 상기 14 개의 펩티드 파편들의 분자량을 이용하여 도 8c에 도시된 것과 같이 BPA 펩티드가 갖는 아미노산 서열의 분석이 가능하다.Referring to FIG. 8B, when the sample to be analyzed is fragmented through ultraviolet irradiation and subjected to mass spectrometry, a mass peak for 14 peptide fragments with overlapping sequences is detected. It is possible to analyze the amino acid sequence of the BPA peptide as shown in Figure 8c using the total molecular weight of the peptide before the photolysis reaction and the molecular weight of the 14 peptide fragments obtained after the photolysis reaction.

도 9a 및 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 광반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용한 Biotin-PreS1 펩티드의 자외선 조사 전·후의 질량 분석 결과를 도시하는 그래프이며, 도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 질량 분석에 의해 얻어진 아미노산의 서열을 도시한다. 광반응성 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 갖는 TiO₂ 층이다. Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여, 이들 유기분자 화합물들에 대해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행되었으며, 검출기의 게인은 8.6 x이고 레이저 강도는 70%이다. 9A and 9B are graphs showing the results of mass spectrometry before and after UV irradiation of Biotin-PreS1 peptide using a sample plate having a photoreaction catalyst layer according to an embodiment of the present invention, respectively, and FIG. 8C is an embodiment of the present invention. The sequence of amino acids obtained by mass spectrometry according to FIG. The photoreactive catalyst layer is a TiO ₂ layer having a porous nanoscale structure. Laser desorption / ionization mass spectrometry was performed on these organic molecular compounds using a Bruker Microflex model, the gain of the detector was 8.6 x, and the laser intensity was 70%.

도 9a를 참조하면, 질량 분석을 위한 피분석 샘플은 분자량이 1934.01 Da인 PreS1 펩티드 (1 mg/ml)이다. 자외선 조사를 이용한 광분해 반응 이전에는 유기화학 샘플인 PreS1의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. 9A, the analyte sample for mass spectrometry is a PreS1 peptide (1 mg / ml) having a molecular weight of 1934.01 Da. Before the photolysis reaction using ultraviolet irradiation, the mass peak of PreS1, an organic chemical sample, was observed in the form of [M + K] ⁺ .

도 9b를 참조하면, 자외선 조사를 통해 상기 피분석 샘플이 파편화되고 이를 질량 분석을 하여, 서열이 서로 겹치는 14 개의 펩티드 파편들에 대한 질량 피크가 검출된다. 광분해 반응 이전의 펩티드 화합물의 전체 분자량과 광분해 반응 이후 얻어진 상기 14 개의 펩티드 파편들의 분자량을 이용하여 도 9c에 도시된 것과 같이 것과 같은 Biotin-PreS1 펩티드가 갖는 아미노산 서열의 분석이 가능하다.Referring to FIG. 9B, the sample to be analyzed is fragmented through ultraviolet irradiation and subjected to mass spectrometry, thereby detecting a mass peak for 14 peptide fragments with overlapping sequences. Analysis of the amino acid sequence of the Biotin-PreS1 peptide as shown in FIG. 9C is possible using the total molecular weight of the peptide compound before the photolysis reaction and the molecular weight of the 14 peptide fragments obtained after the photolysis reaction.

일반적인 말디톱 질량 분석의 경우 동일한 이온량 (m/z)를 갖는 2 종 이상의 이온 샘플이 혼합된 경우 같은 질량 피크로 표시되므로 혼합된 이온 샘플의 동정이 불가능하지만, 탄뎀 매스의 경우, 2종 이상의 이온 샘플이 혼합된 경우 각각의 이온이 특정 파편을 형성하게 되므로 혼합 샘플에 대해 유기분자 파편을 형성한 후 분석을 통해 샘플 내 혼합된 이온의 동정이 가능하다. In the case of general malditop mass spectrometry, it is impossible to identify a mixed ion sample because two or more ion samples having the same ion amount (m / z) are displayed as the same mass peak, but in the case of tandem mass, two or more ion When the sample is mixed, since each ion forms a specific fragment, it is possible to identify the mixed ion in the sample through analysis after forming an organic molecule fragment for the mixed sample.

본 발명의 실시예에 따르면, 도 5a 내지 도 9c를 참조하여 개시된 광반응 촉매층을 이용하여 자외선에 의한 유기분자의 파편화를 통해 아미노산 잔기가 3 개 내지 15개에 이르는 펩티드에 대해 아미노산 서열의 분석이 질량 분석을 통하여 가능한 것과 같이, 종래의 전자빔 혹은 분자빔과 충돌 없이도 자외선 조사에 의해 광분해 반응을 유도하여 이로써 생성된 유기분자 파편이 동일한 특성을 보임으로써 탄뎀 매스 분석 방법을 적용할 수 있으며, 그에 따라 본원 발명의 실시예에 따르면 혼합된 유기분자 화합물의 동정이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, analysis of the amino acid sequence is performed for peptides having 3 to 15 amino acid residues through fragmentation of organic molecules by ultraviolet light using the photoreactive catalyst layer disclosed with reference to FIGS. 5A to 9C. As possible through mass spectrometry, a tandem mass analysis method can be applied by inducing a photolysis reaction by irradiating ultraviolet rays without colliding with a conventional electron beam or molecular beam, and thus the organic molecule fragments produced thereby exhibit the same characteristics. According to the embodiment of the present invention, it is possible to identify the mixed organic molecular compound.

본 발명의 실시예에 따르면, 광분해 반응을 통해 유기분자 화합물의 파편을 만들고 이를 분석하여 유기분자 화합물을 동정하거나 펩티드를 구성하는 아미노산의 서열을 파악할 수 있다. 또한, 상기 광분해 반응시 동일 이온량의 샘플에 대해서도 아미노산 서열과 같은 유기분자 화합물의 구조적인 특이성을 반영하는 유기분자 파편이 얻어질 수 있다. 이와 같은 본 발명의 이점은 하기의 개시 사항을 통해서도 더욱 상세히 설명될 것이다. According to an embodiment of the present invention, fragments of an organic molecular compound may be generated and analyzed by a photolysis reaction to identify the organic molecular compound or the sequence of amino acids constituting the peptide. Also, in the photolysis reaction, fragments of organic molecules may be obtained that reflect the structural specificity of organic molecular compounds such as amino acid sequences, even for samples of the same ionic amount. The advantages of the present invention will be described in more detail through the following disclosure.

도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 광반응성 촉매층을 이용하여 동일 이온량을 갖는 각 유기분자 화합물들에 대한 질량 분석 결과를 수행한 결과를 도시하는 그래프들이다. 도 10a 내지 도 10c의 유기분자 화합물은 모두 분자량이 884.46 Da이고 7 개의 아미노산으로 구성되며 G-Y-H-P-Q-R-K의 서열을 갖는 HPQ-1 펩티드, K-R-H-P-Q-Y-G의 서열을 갖는 HPQ-2 펩티드 및 R-Y-H-P-Q-G-K의 서열을 갖는 HPQ-3 펩티드이다. 광반응성 촉매층은 다공성 나노 스케일 구조를 갖는 TiO₂ 층이다. Bruker사의 Microflex 기종을 이용하여, 이들 유기분자 화합물들에 대해 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 수행되었으며, 검출기의 게인은 20 x이고 레이저 강도는 90%이다. 10A to 10C are graphs showing results of performing mass spectrometry results for each organic molecular compound having the same amount of ions using a photoreactive catalyst layer according to an embodiment of the present invention. The organic molecular compounds of FIGS. 10A to 10C all have a molecular weight of 884.46 Da and are composed of 7 amino acids, the HPQ-1 peptide having the sequence of GYHPQRK, the HPQ-2 peptide having the sequence of KRHPQYG, and the HPQ-3 having the sequence of RYHPQGK It is a peptide. The photoreactive catalyst layer is a TiO ₂ layer having a porous nanoscale structure. Laser desorption / ionization mass spectrometry was performed on these organic molecular compounds using Bruker's Microflex model, the gain of the detector was 20 x, and the laser intensity was 90%.

도 10a를 참조하면, UV를 이용한 광분해 반응 이전에는 샘플 펩티드인 HPQ-1의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. 상기 샘플 펩티드의 광분해 반응을 위한 UV 조사 후의 질량 분석 피크는 서열이 겹치는 12 개의 펩티드 파편으로부터 얻어진다. 광분해 반응 이전의 펩티드 전체 분자량과 광 분해 반응 이후 얻어진 12 개의 펩티드 파편의 분자량 분석을 통해 전체 펩티드를 구성하는 아미노산 서열의 분석이 가능하였다. Referring to Figure 10a, before the photolysis reaction using UV, a mass peak of HPQ-1, a sample peptide, was observed in the form of [M + K] ⁺ . The mass spectrometry peak after UV irradiation for the photolysis reaction of the sample peptide is obtained from 12 peptide fragments with overlapping sequences. Through the molecular weight analysis of the total peptide molecular weight before the photolysis reaction and the 12 peptide fragments obtained after the photolysis reaction, it was possible to analyze the amino acid sequence constituting the entire peptide.

도 10b를 참조하면, UV를 이용한 광분해 반응 이전에는 샘플 펩티드인 HPQ-2의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. 상기 샘플 펩티드의 광분해 반응을 위한 UV 조사 후의 질량 분석 피크는 HPQ-1와 달리 서열이 겹치는 6 개의 펩티드 파편으로부터 얻어진다. 광분해 반응 이전의 펩티드 전체 분자량과 광분해 반응 이후 얻어진 6 개의 펩티드 파편의 분자량 분석을 통해 전체 펩티드를 구성하는 아미노산 서열의 분석이 가능하였다. Referring to FIG. 10B, before the photolysis reaction using UV, a mass peak of HPQ-2, a sample peptide, was observed in the form of [M + K] ⁺ . The mass spectrometry peak after UV irradiation for the photolysis reaction of the sample peptide is obtained from six peptide fragments with overlapping sequences unlike HPQ-1. Through the molecular weight analysis of the total peptide molecular weight before the photolysis reaction and the six peptide fragments obtained after the photolysis reaction, it was possible to analyze the amino acid sequence constituting the entire peptide.

도 10c를 참조하면, UV를 이용한 광분해 반응 이전에는 샘플 펩티드인 HPQ-3의 질량 피크가 [M+K]⁺의 형태로 관찰되었다. 상기 샘플 펩티드의 광분해 반응을 위한 UV 조사 후의 질량 분석 피크의 경우 그림에서 보이는 바와 같이 앞서 분석한 펩티드인 HPQ-1 및 HPQ-2와 달리 서열이 겹치는 11 개의 펩티드 파편이 얻어짐을 알 수 있다. 광분해 반응 이전의 펩티드 전체 분자량과 광분해 반응 이후 얻어진 11 개의 펩티드 파편의 분자량 분석을 통해 전체 펩티드를 구성하는 아미노산 서열의 분석이 가능하였다. Referring to Figure 10c, before the photolysis reaction using UV, the mass peak of HPQ-3, a sample peptide, was observed in the form of [M + K] ⁺ . In the case of the mass spectrometry peak after UV irradiation for the photolysis reaction of the sample peptide, as shown in the figure, it can be seen that 11 peptide fragments having overlapping sequences are obtained unlike the previously analyzed peptides HPQ-1 and HPQ-2. Through the molecular weight analysis of the total peptide molecular weight before the photolysis reaction and the 11 peptide fragments obtained after the photolysis reaction, it was possible to analyze the amino acid sequence constituting the entire peptide.

전술한 결과들로부터 본 발명의 실시예에 따르면, 광조사에 의한 펩티드의 분해 반응 및 상기 분해 반응으로 생성되는 펩티드 파편을 레이저 탈착/이온화 방법으로 질량 분석을 수행하는 경우 동일 이온량을 갖는 서로 다른 종류의 펩티드 샘플에 대해서도 아미노산 서열에 따른 구조적인 특이성을 반영하는 펩티드의 파편을 얻을 수 있으며, 상기 펩티드 파편들의 분자량을 이용하여 펩티드를 구성하고 있는 아미노산 서열의 분석이 가능하다. 전술한 실시예는 펩티드에 관한 것이지만, 본 발명의 실시예는 이들 펩티드에 한정되지 않으며, 다른 펩티드뿐만 아니라 광조사에 의해 서로 다른 분해 반응을 겪을 수 있는 구별되는 특이적 결합을 갖는 유기분석 샘플들을 동정하는데에도 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. According to the embodiment of the present invention from the above results, when performing mass analysis of the decomposition reaction of the peptide by light irradiation and the peptide fragments generated by the decomposition reaction by laser desorption / ionization method, different types having the same ion amount Peptide fragments of peptides reflecting structural specificity according to the amino acid sequence can be obtained for the peptide sample of, and it is possible to analyze the amino acid sequence constituting the peptide using the molecular weight of the peptide fragments. Although the above-described examples relate to peptides, the embodiments of the present invention are not limited to these peptides, and organic analysis samples having distinct specific bindings that may undergo different degradation reactions by light irradiation as well as other peptides It should be understood that it can also be applied to sympathy.

도 11a 및 도 11b는 기판의 표면을 일 방향 및 양방향으로 연마한 후에 나노 스케일 구조체를 형성하기 전후의 기판 표면의 원자 현미경 이미지를 각각 나타낸다. 사용된 기판은 Ti 기판이며, 광반응 촉매층으로서 TiO₂ 층이 형성되었다. 약 500 메시의 표면 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼가 기판을 연마하기 위해 사용되었다.11A and 11B show atomic microscopic images of the surface of the substrate before and after forming the nano-scale structure after polishing the surface of the substrate in one direction and in both directions, respectively. The substrate used was a Ti substrate, and a TiO ₂ layer was formed as a photoreaction catalyst layer. Diamond sand paper with a surface roughness of about 500 mesh was used to polish the substrate.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 기판의 연마된 표면은 일방향으로 연마된 경우와 양방향으로 연마된 경우, 일방향 스트라이프 패턴과 양방향 스트라이프 패턴으로 각각 서로 다른 형상을 가짐을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 11A and 11B, it can be seen that the polished surfaces of the substrate have different shapes in one-way stripe pattern and two-way stripe pattern, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 TiO₂의 광반응 촉매층을 갖는 베어 셈플 플레이트는 피분석 샘플이 없는 경우 질량 피크를 생성하지 않는다. 특히, 500 m/z 이하의 영역에서 질량 피크가 존재하지 않는 점에 주목할 필요가 있다. 이와 달리, 기존 -시아노(ciano)-4-하이드록시시나믹산(hydroxycinnamic acid; CHCA)의 유기 매트릭스를 사용한 샘플의 경우에는, 상기 CHCA에 의한 질량 피크가 400 m/z 이하의 영역에서 발생하며, 이들 질량 피크는 재현성이 없이 발생하기 때문에 노이즈 신호로서 제거되기 어렵다. 따라서, 비교 실시예의 경우에는 본 발명의 실시예와 달리 m/z 가 500 이하인 영역에서 발생하는 유기분자 화합물의 질량 피크와 노이즈 신호를 서로 구별하기 어려울 것으로 예측된다. 반대로 본 발명의 실시예에 따르면 m/z가 500 이하인 영역에서도 신뢰성 있는 질량 분석 결과를 얻을 수 있다. The bare sample plate having a photoreactive catalyst layer of TiO ₂ according to an embodiment of the present invention does not generate a mass peak in the absence of an analyte sample. In particular, it should be noted that there is no mass peak in the region of 500 m / z or less. In contrast, in the case of a sample using an existing -cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA) organic matrix, the mass peak caused by the CHCA occurs in a region of 400 m / z or less, , These mass peaks are difficult to remove as noise signals because they occur without reproducibility. Therefore, in the case of the comparative example, unlike the example of the present invention, it is expected that it is difficult to distinguish the noise signal from the mass peak of the organic molecular compound occurring in the region where m / z is 500 or less. Conversely, according to an embodiment of the present invention, reliable mass spectrometry results can be obtained even in a region where m / z is 500 or less.

이를 이용하여 동일한 농도의 아르기닌(분자량 174.2 Da)을 분석하는 경우 종래의 유기 매트릭스를 사용하면 낮은 m/z영역에서 발생하는 노이즈 없이 [M+K]⁺, [M+2K]⁺로 샘플의 질량 피크가 측정됨을 알 수 있다. 또한, 기판의 연마를 스트라이프 패턴의 일방향과 크로스 패턴의 양방향으로 진행할 경우 질량 피크의 크기가 매우 크게 다른 것을 알 수 있으며, 체크 패턴의 양방향 연마 기판의 경우 일방향 연마기판에 제조된 나노와이어의 경우와 비교하여 샘플의 이온화가 매우 효과적으로 일어남을 알 수 있다. When using this to analyze the same concentration of arginine (molecular weight 174.2 Da), using a conventional organic matrix, the mass of the sample is [M + K] ⁺ , [M + 2K] ⁺ without noise occurring in the low m / z region. It can be seen that the peak is measured. In addition, when the polishing of the substrate is performed in one direction of the stripe pattern and in both directions of the cross pattern, it can be seen that the size of the mass peak is very different. In the case of the double-sided polishing substrate of the check pattern, the nanowires manufactured on the one-way polishing substrate and By comparison, it can be seen that the ionization of the sample occurs very effectively.

도 12a는 기판의 표면을 부식시키기 위해 기판을 노출하기 전의 기판 표면을 나타내는 광학 이미지이며, 도 12b는 180, 320 및 400 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 연마 페이퍼에 의해 양 방향 스트라이프 패턴을 형성하도록 연마된 기판의 표면에 대한 주사 전자 현미경 이미지이다. 12A is an optical image showing the surface of the substrate prior to exposing the substrate to corrode the surface of the substrate, and FIG. 12B is polished to form a bi-directional striped pattern by diamond polishing paper having roughness of 180, 320 and 400 mesh. Scanning electron microscope image of the surface of the substrate.

도 12a를 참조하면, 광학 이미지들은 약 10 배 및 20 배의 배율을 갖는다. 광학 이미지들을 참조하면, 양 방향 스트라이프 패턴이 관찰된다. 또한, 180, 320 및 400 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼가 적용된 경우, 샌드 페이퍼의 거칠기가 작아질수록 인접하는 스트라이프 패턴들 사이의 간격은 더욱 조밀해지고, 스트라이프 패턴들의 깊이는 더욱 감소된다.12A, optical images have magnifications of about 10 times and 20 times. Referring to the optical images, a bidirectional stripe pattern is observed. In addition, when diamond sand paper having roughness of 180, 320 and 400 mesh is applied, the smaller the roughness of the sand paper, the denser the spacing between adjacent stripe patterns and the deeper the depth of the stripe patterns.

도 12b를 참조하면, 기판(SS)을 거칠기 180, 320, 및 400 메쉬의 다이아몬드 사포를 각각 사용하여 양방향 스트라이프 패턴을 형성하도록 양방향으로 표면 연마를 수행한 후 기판의 표면을 전자현미경을 이용하여 1,000 배 및 10,000 배의 배율로 관찰하였다. 전자 현미경 사진에서 보이는 바와 같이 양방향으로 연마된 시편과 연마 이전 시편의 표면을 비교하면 양방향 스트라이프 패턴이 생성되었음을 확인할 수 있다. 연마 전의 기판 표면의 거칠기는 320과 유사한 것으로 관찰되었으나 연마의 방향성에 따른 표면구조는 관찰되지 않았다. 거칠기가 180, 320, 및 400 메쉬인 샌드 페이퍼를 사용한 경우 샌드 페이퍼의 거칠기가 작아지므로 광학현미경에서 관찰된 바와 같이 연마된 홈의 간격이 조밀해지는 형상이 관찰되었으며 연마되는 홈의 깊이가 얕아지는 형상이 관찰되었다. Referring to FIG. 12B, after performing surface polishing in both directions to form a bidirectional stripe pattern using diamond sandpapers having roughness of 180, 320, and 400 mesh, respectively, the surface of the substrate is 1,000 using an electron microscope. It was observed at a magnification of 10 times and 10,000 times. As shown in the electron micrograph, when comparing the surface of the specimen polished in both directions and the specimen before polishing, it can be confirmed that a bidirectional stripe pattern was generated. The roughness of the substrate surface before polishing was observed to be similar to 320, but the surface structure according to the direction of polishing was not observed. When sand paper with roughness of 180, 320, and 400 mesh was used, the roughness of the sand paper was reduced, so a shape in which the spacing of the polished grooves was observed was observed and the depth of the polished groove was shallow as observed in an optical microscope. This was observed.

도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따라 180, 320 및 400 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 연마 페이퍼를 사용하여 연마되고 부식된 기판의 표면에 대한 원자력 현미경에 의해 관찰된 표면 거치기를 나타내며, 도 13b는 180, 320, 400 및 500 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 가지고 형성된 나노 스케일 구조가 형성된 기판을 원자력 현미경으로 관찰한 표면 거칠기를 도시한다. 13A shows surface mount observed by atomic force microscopy on the surface of a polished and corroded substrate using diamond abrasive paper having roughness of 180, 320 and 400 mesh in accordance with an embodiment of the present invention, FIG. 13B It shows the surface roughness observed with an atomic force microscope on a substrate on which a nanoscale structure formed with diamond sand paper having roughness of 180, 320, 400 and 500 mesh was formed.

도 13a를 참조하면, 원자현미경 이미지에서 보이는 바와 같이, 나노 스케일 구조체를 갖는 베어 기판의 표면과 나노 스케일 구조체를 갖는 연마된 기판의 표면을 비교하면, 양방향 스트라이프 패턴이 확인될 수 있다. 또한, 거칠기가 180, 320, 및 400 메쉬인 샌드 페이퍼를 사용하는 경우 상기 샌드 페이퍼의 거칠기가 작아지므로 광학현미경과 전자현미경 이미지에서 관찰된 바와 같이 연마된 홈의 간격이 조밀해지는 형상이 관찰되었으며 연마되는 홈의 깊이도 얕아지는 형상이 관찰되었다. Referring to FIG. 13A, as shown in an atomic force microscope image, when comparing the surface of a bare substrate having a nano-scale structure and a surface of a polished substrate having a nano-scale structure, a bidirectional stripe pattern can be confirmed. In addition, when sand paper having roughness of 180, 320, and 400 mesh was used, since the roughness of the sandpaper was small, a shape in which the interval between the polished grooves was dense as observed in the optical and electron microscope images was observed and polished A shape in which the depth of the groove to be made becomes shallow was observed.

도 13b를 참조하면, 180, 320, 400 및 500 메시의 거칠기를 각각 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 이용하여 연마된 기판(SS)의 표면 상에 나노 스케일 구조체(즉, 나노 와이어들)가 형성된 기판의 표면 거칠기가 원자력 현미경으로 관찰되었다. 거칠기는 도 13b에 도시된 것과 같이 Rq 값을 이용하여 정량화될 수 있다. Referring to FIG. 13B, a surface of a substrate on which nano-scale structures (ie, nanowires) are formed on a surface of a substrate SS polished using diamond sand paper having roughnesses of 180, 320, 400, and 500 mesh, respectively. Roughness was observed with an atomic force microscope. Roughness can be quantified using the Rq value as shown in FIG. 13B.

이와 같은 결과는 도 12a 및 13b에서 나타낸 것과 같이, 거칠기가 다른 다이아몬드 샌드 페이퍼를 이용하여 기판 표면을 연마하는 경우 기판의 표면적이 조절될 수 있음을 보여준다. 또한, 도 13b의 결과는 나노 스케일 구조체를 형성하는 경우 표면의 거칠기는 연마에 사용되는 다이아몬드 샌드 페이퍼의 거칠기와 무관하게 유사함을 보여준다. 따라서, 제조된 나노 스케일 구조체가 말디톱 질량 분석을 위한 무기 매트릭스로 사용되는 경우 시료가 접하게 되는 나노와이어의 면적에 따라 이온화 정도가 결정되므로 상기 샌드 페이퍼의 거칠기에 따른 나노 스케일 구조체의 면적은 상기 나노 스케일 구조체를 형성하기 이전에 수행되는 기판의 전처리에 의해 결정됨을 알 수 있다.These results show that the surface area of the substrate can be adjusted when the surface of the substrate is polished using diamond sand paper having different roughness, as shown in FIGS. 12A and 13B. In addition, the results of FIG. 13B show that when forming the nano-scale structure, the roughness of the surface is similar regardless of the roughness of the diamond sand paper used for polishing. Therefore, when the prepared nanoscale structure is used as an inorganic matrix for mass spectrometry, the degree of ionization is determined according to the area of the nanowires to which the sample comes in contact, so the area of the nanoscale structure according to the roughness of the sand paper is the nano It can be seen that it is determined by the pretreatment of the substrate that is performed prior to forming the scale structure.

도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광 반응 촉매층을 갖는 샘플 플레이트를 이용하여 측정된 다양한 유기 분자 화합물에 대해 질량 분석 결과를 도시하며, 도 14b는 일 방향 스프라이프 패턴 및 양 방향 스프라이트 패턴을 형성하기 위해 180, 320 및 400 매시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 이용하여 연마된 기판을 이용한 질량 분석 결과를 도시한다.14A shows mass spectrometry results for various organic molecular compounds measured using a sample plate having a photoreactive catalyst layer prepared according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14B shows one-way sprite patterns and two-way sprites. The results of mass spectrometry are shown using a substrate polished with diamond sand paper having roughnesses of 180, 320 and 400 mesh to form a pattern.

도 14a를 참조하면, 광반응성 촉매 층은 TiO₂ 나노 스케일 구조체이다. 유기분자 화합물로서 저분자 물질인 아르기닌(분자량 174.2 Da)의 경우 [M+K]⁺, [M+2K]⁺로 샘플의 질량 피크가 측정될 수 있다. 본 발명 실시예에 따른 샘플 플레이트는 고농도의 KOH로 부식하여 제조되므로 이때 혼입되는 K⁺이온에 의해 상기 유기분자 화합물과 K⁺이온의 결합물이 얻어진다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 샘플 플레이트를 이용하여 노이즈 신호 없이 레이저 탈착/이온화 질량 분석이 가능함을 알 수 있다.14A, the photoreactive catalyst layer is a TiO ₂ nanoscale structure. In the case of arginine (molecular weight 174.2 Da), which is a low molecular substance as an organic molecular compound, the mass peak of the sample can be measured by [M + K] ⁺ , [M + 2K] ⁺ . Since the sample plate according to the embodiment of the present invention is prepared by corrosion with high concentration of KOH, a combination of the organic molecular compound and K ⁺ ions is obtained by the K ⁺ ions incorporated at this time. In addition, it can be seen that laser desorption / ionization mass spectrometry is possible without a noise signal using a sample plate according to an embodiment of the present invention.

도 14b를 참조하면, 표면 연마시 사용하는 180, 320 및 400 메쉬의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 각각 사용하여 일방향 스트라이프 패턴과 양방향 스트라이프 패턴을 각각 형성한 후, 피분석 물질로서 저분자 물질인 아르기닌(분자량 174.2 Da)에 대해 분석하였다. Referring to FIG. 14B, argonine, a low molecular material, is used as a material to be analyzed after forming a one-way stripe pattern and a two-way stripe pattern using diamond sand paper having roughness of 180, 320, and 400 mesh, respectively, used for surface polishing. Molecular weight 174.2 Da).

180 메시의 거칠기를 갖는 다이아몬드 샌드 페이퍼를 사용하여 양방향 스트라이프 패턴을 형성하고 이후 나노 스케일 구조체를 형성한 후의 샘플 플레이트에서도 질량분석피크가 관찰되었으며, 같은 거칠기의 다이아몬드 샌드 페이퍼로 기판을 양방향으로 연마하여 양방향 스트라이프 패턴을 형성하고 이후 나노 스케일 구조체를 형성한 경우에는, 상기 일방향 스트라이프 패턴을 갖는 기판의 경우보다 월등히 높은 크기를 갖는 질량 피크를 보여주었다. 이와 같은 현상은 양방향 연마에 따른 기판 표면의 거칠기의 증가로 나노 스케일 구조체의 형성을 위한 기판 표면적이 증가되었으며, 이로써 샘플 플레이트의 단위 면적당 이온화 효율이 향상되어 질량 피크 생성에 필요한 이온의 생성이 충분히 이루어졌음을 나타낸다.A bidirectional stripe pattern was formed using a diamond sandpaper having a roughness of 180 mesh, and mass spectroscopic peaks were also observed in the sample plate after formation of the nanoscale structure, and the substrate was polished in both directions with diamond sandpaper of the same roughness. In the case of forming a stripe pattern and subsequently forming a nanoscale structure, a mass peak having a size significantly higher than that of the substrate having the one-way stripe pattern was shown. This phenomenon increases the surface area of the substrate for the formation of a nano-scale structure due to the increase in the roughness of the substrate surface due to the bidirectional polishing, thereby improving the ionization efficiency per unit area of the sample plate, thereby generating enough ions necessary for mass peak generation. Indicates that you have lost.

본 발명의 실시예에 따라, 도 5a 내지 도 14b를 참조하여 개시된 광반응성 촉매 층을 사용하여 자외선에 의해 유기 분자들을 파편화함으로써 질량 분석을 통해 2 내지 15 아미노산 잔류물을 갖는 펩티드에 대해 시퀀스 분석이 수행될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, sequence analysis is performed on peptides having 2 to 15 amino acid residues through mass spectrometry by fragmenting organic molecules by ultraviolet light using the photoreactive catalyst layer disclosed with reference to FIGS. 5A to 14B. Can be performed.

유사하게, 종래의 전자빔 또는 분자빔에 의한 충돌 없이도 자외선의 조사에 의한 광분해 반응을 유도를 통하여 탄뎀 매스 분석이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따르면, 혼합된 유기 분자 화합물의 적정도 가능할 수 있다. Similarly, tandem mass analysis is possible through induction of photolysis reaction by irradiation of ultraviolet rays without collision by a conventional electron beam or molecular beam. According to an embodiment of the present invention, titration of the mixed organic molecular compound may also be possible.

본 발명의 실시예에 따르면, 광조사 및 분해 반응에 의해 형성된 펩티드 파편들이 레이저 탈착/이온화 방법을 사용하여 질량 분석될 수 있다. 아미노 산 서열에 따른 구조적 특징을 반영하는 펩티드 파편들이 얻어질 수 있으며, 상기 펩티드 파편들의 분자량을 분석함으로써 상기 펩티드를 구성하는 아미노산 서열이 판정될 수 있다. 전술한 실시예들은, 펩티드들에 관한 것이지만, 본 발명이 상기 펩티드들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 다른 펩티드들뿐만 아니라 광조사에 의해 서로 다른 분해 반응을 겪는 특이적 결합을 갖는 유기 화합물을 특정하는데 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. According to an embodiment of the present invention, peptide fragments formed by light irradiation and decomposition reaction can be mass analyzed using a laser desorption / ionization method. Peptide fragments reflecting structural characteristics according to the amino acid sequence can be obtained, and the amino acid sequence constituting the peptide can be determined by analyzing the molecular weight of the peptide fragments. Although the above-described embodiments relate to peptides, the present invention is not limited to the above peptides, and the present invention provides not only other peptides, but also organic compounds having specific bonds that undergo different degradation reactions by light irradiation. It should be understood that it can be applied to specify.

전술한 것과 같이, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 샘플 플레이트, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 질량 분석 방법을 상세하게 설명하였다. 하지만, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위 내에서 상기 구성에 대한 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 하기의 특허청구범위에 의해서만 한정된다.As described above, a sample plate according to various embodiments of the present invention, a method for manufacturing the same, and a mass spectrometry method using the same have been described in detail. However, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications and variations of the above configurations are possible within the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the following claims.

Claims

Sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry,
A substrate having a surface polished to have a controlled surface roughness; And
And a photoreaction catalyst layer comprising a metal oxide formed on the polished surface of the substrate,
The sample to be analyzed is placed on the photoreactive catalyst layer,
A sample plate having a stripe pattern in which the polished surface of the substrate has a stripe pattern in one direction or at least two or more stripe patterns extending in different directions to cross each other.

According to claim 1,
The photoreaction catalyst layer is a sample plate comprising a surface corrosion layer of the substrate.

According to claim 1,
The metal oxide is a sample plate comprising an oxide layer on the surface of the substrate.

According to claim 1,
The metal oxide is at least one of titanium (Ti), tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir), and iron (Fe). A sample plate containing an oxide of either metal.

According to claim 1,
The metal oxide is porous, the sample plate having a nano-scale structure having a fibrous, wire-like, needle-like, rod-like, columnar, or a combination thereof.

According to claim 1,
The sample to be analyzed forms fragments through a photolysis reaction by ultraviolet irradiation incident on the photoreaction catalyst layer, and a sample plate on which mass spectrometry is performed on the fragments.

A method of manufacturing a sample plate for laser desorption / ionization mass spectrometry,
Providing a substrate including metal atoms constituting the photoreaction catalyst layer;
Polishing the surface of the substrate so that the surface of the substrate has a stripe pattern in one direction or at least two or more stripe patterns extending in different directions in order to control the surface roughness of the substrate. ; And
Oxidizing the metal while corroding the polished surface of the substrate by exposing the surface of the substrate having the polished surface to an oxidizing solvent to form a photoreactive catalyst layer containing an oxide of the metal. Manufacturing method.

The method of claim 7,
The metal atom is a manufacturing method comprising tantalum (Ta), tin (Sn), tungsten (W), zinc (Zn), vanadium (V), ruthenium (Ru), iridium (Ir), iron or alloys thereof .

The method of claim 7,
The method of preparing a sample plate in which the photoreactive catalyst layer has a porous nano-scale structure by corroding the surface of the substrate.

The method of claim 7,
The step of forming the photoreactive catalyst layer,
Immersing the substrate in the oxidizing solvent to form an oxide of metal on the surface of the substrate; And
And cleaning the substrate on which the oxide of the metal is formed.

The method of claim 7,
The oxidizing solvent is a method of preparing a sample plate containing an alkali solvent.

Providing a sample plate comprising the photoreactive catalyst layer of claim 1;
Loading a sample to be analyzed on the photoreaction catalyst layer;
Irradiating ultraviolet light to the sample to be analyzed to induce a photolysis reaction of the sample to be analyzed; And
A mass spectrometry method comprising performing mass spectrometry by laser desorption / ionization on a sample to be analyzed in which the photolysis reaction is completed.

The method of claim 12,
The analyte sample includes an organic molecular compound, and the mass spectrometry method in which the organic molecular compound is fragmented by the photolysis reaction.

The method of claim 12,
The analyte sample includes different types of organic molecular compounds, and the organic molecular compound is specifically fragmented by the photolysis reaction to identify the organic molecular compounds.