KR20180095461A

KR20180095461A - Maldi 질량분석용 시료 플레이트 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20180095461A
Application number: KR1020180018048A
Authority: KR
Inventors: 김태만; 안종록; 김도훈; 박한오
Original assignee: (주)바이오니아
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2018-08-27
Also published as: CN110313050B; CN110313050A; JP7014809B2; US20190393022A1; US11087965B2; JP2020509365A; KR101980863B1; EP3570314A4; EP3570314A1

Abstract

본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는 플라스틱 절연판을 통해 분석대상 시료가 로딩될 금속닷과 금속배선을 서로 분리 위치시키고, 이들을 비아 또는 금속부를 통해 전기적으로 연결함으로써, 타겟(금속닷)에 레이저를 조사할 시 금속 모제를 사용한 시료 플레이트 대비 플레이트의 내부로 전달되는 에너지를 감소시켜 타겟으로 레이저 에너지를 집중시킬 수 있으며, 열 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

MALDI 질량분석용 시료 플레이트 및 이의 제조 방법{Sample plate for Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry, and method of manufacturing the same}

본 발명은 MALDI 질량분석용 시료 플레이트와 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 MALDI 질량분석 방법에 관한 것이다.

1,900 년대 초에 질량분석법이 처음으로 사용되기 시작한 이래 다양한 이온화법이 발달되어 왔으며, 일반적으로 EI(Electron Impact)가 표준 이온화 방법으로 널리 사용되었다. 그러나 이 방법은 휘발성 시료에만 사용할 수 있으며, 열에 불안정한 시료에는 사용할 수 없는 단점을 가지고 있어, 이의 응용은 주로 유기 저분자에 한정되어 왔다.

이러한 이유로 휘발성이 없거나 열 안정성이 없는 물질의 질량 분석을 위하여 CI(Chemical Ionization), ESI(Electro-Spray Ionization), SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry), FD(Field Desorption), FAB(Fast Atom Bombardment), APCI(Atmospheric Pressure Chemical Ionization), MALDI(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) 등의 여러 가지 이온화 방법들이 개발되었다.

그 중에서도 MALDI는 고분자 물질에 대해 시료의 분해 없이 기화/이온화가 가능한 방법으로 일반적으로 질량이 크고 열에 불안정한 생체 고분자나 합성 고분자에 매우 이상적으로 적용될 수 있는 방법으로 알려져 있다.

MALDI에서 샘플링(sampling)의 원리는 물방울 건조법(dried droplet method)이라 불리는 것으로, 레이저를 잘 흡수하는 물질(matrix)과 분석대상 물질(analyte)을 같이 섞어 용매에 녹인 후, 이를 시료 플레이트(sample plate)에 점적하고 용매를 건조하여 타겟(target)을 제작한 다음, 레이저를 타겟에 조사하면, 조사된 레이저의 에너지가 결정화된 매트릭스(matrix)를 통해 분석대상 물질로 전달되어 분석대상 물질을 이온화하고, 이온화 과정을 거친 분석대상 물질 분자들은 전기장으로 가속되어 비행시간형 질량분석기(TOF-MS; Time-of-Flight Mass Spectrometry)의 검출기에 도달하게 되는데, 이때 질량 대 전하(m/z)비가 작은 이온들이 질량 대 전하비가 큰 이온들에 비해 검출기를 빨리 도달하는 원리를 이용하여 분자(이온)의 질량을 측정한다.

MALDI는 고분자, 단백질, 펩타이드, DNA(deoxyribonucleic acid) 등 분자량이 큰 물질의 분자량 측정이 가능하고, 한 종류의 성분이 아닌 여러 종류의 성분이 혼재해 있어도 분석이 가능하며, 감도가 매우 민감하여 미량의 시료도 분석이 가능하고, 분석 시간이 짧은 등의 장점이 있다.

그러나 동일한 MALDI 질량분석기를 사용하고 동일한 분석대상 물질에 대한 질량 스펙트럼을 얻는다 하더라도, 타겟을 준비하는 방법, 타겟에 레이저가 도달하는 위치, 사용된 레이저의 파장, 레이저의 펄스 에너지, 레이저가 도달하는 지점(spot)의 크기, 동일한 지점에 레이저를 조사한 횟수 등에 따라 얻어지는 질량 스펙트럼 패턴이 동일하지 않은 것은 이미 널리 알려진 사실이다. 이러한 스펙트럼 패턴에 대한 재현성의 결여는 MALDI 질량분석법을 이용한 기초 연구, 정밀 분석, 표준화 등에 있어서 심각한 문제가 되고 있다.

이에, MALDI의 스펙트럼 패턴의 재현성을 개선할 수 있다면 그 응용성은 대폭 확대될 것으로 예상된다.

MALDI 질량분석용 시료 플레이트에 대한 유사 문헌으로는, 대한민국 등록특허 제10-1204342호와 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0051318호가 제시되어 있으나, 여전히 전술한 문제에 대한 개선이 필요하다.

한국등록특허공보 제10-1204342호 (2012.11.19.) 한국공개특허공보 제10-2010-0051318호 (2010.05.17.)

본 발명의 목적은 감도가 우수하며, MALDI 질량 스펙트럼의 재현성이 우수한 MALDI 질량분석용 시료 플레이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감도가 우수하며, MALDI 질량 스펙트럼의 재현성이 우수한 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 감도가 우수하며, MALDI 질량 스펙트럼의 재현성이 우수한 MALDI 질량분석용 시료 플레이트를 이용한 MALDI 질량분석 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,

플라스틱 절연판; 및 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 표면에 시료가 로딩되도록 하는 금속닷;을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트로,

상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,

상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제1 비아;를 포함하는 제1 연결수단,

상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부;를 포함하는 제2 연결수단 및

상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 접하여 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하는 제2 연결수단 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 연결수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 표면에 시료가 로딩되도록 하는 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 플라스틱 절연판의 일면은 상기 금속닷과 이격하되 상기 금속닷의 둘레와 인접하여 이를 에워싸는 절연부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 접하여 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속닷은 직경이 100 ㎛ 내지 5 mm일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속닷 및 금속배선은 서로 독립적으로 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 플라스틱 절연판은 소수성 표면 성질을 가질 수 있으며, 상기 금속닷은 친수성 표면 성질을 가질 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속닷의 표면은, 금속닷 표면 중심부에 위치하는 시료 안착 표면부; 및 상기 시료 안착부의 둘레를 감싸는 소수성 표면부;를 포함할 수 있으며, 상기 소수성 표면부는 상기 시료 안착 표면부보다 소수성이 큰 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 상기 플라스틱 절연판의 일면에 부착되고, 상기 금속닷의 둘레를 둘러싸며, 관통홀이 구비된 시료 레저버 기판;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시료 레저버 기판은 관통홀로 비활성 가스를 배출할 수 있는 가스 통로가 구비된 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시료 레저버 기판은 상기 플라스틱 절연판의 일면에 탈부착이 가능한 구조를 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 금속부는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷을 형성하고 타면에는 금속배선을 형성하는 단계;를 포함할 수 있으며, 상기 금속닷과 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 비아는 상기 금속닷과 상기 금속배선이 전기적으로 연결되도록, 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀의 내면을 금속으로 코팅하거나 또는 관통홀에 금속 플러그를 압입하여 형성되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되는 것일 수 있다. 또한 상기 금속닷과 상기 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 MALDI 질량분석 방법은, 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 금속닷 상에 분석대상 시료를 로딩하고 레이저를 조사하여 시료를 탈착 및 이온화시킴으로써 상기 분석대상 시료의 질량을 분석하는 것일 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는는 분석대상 시료의 균질한 가열이 가능하여 동일한 지점에 여러 번 레이저를 조사할 시에 재현성이 우수한 MALDI 질량 스펙트럼을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도 및 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른, 금속부를 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도이며, 도 5 및 도 6은 상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트에 대한 상면도이다.
도 7은 본 발명의 일 양태에 따른, 소수성 표면부를 갖는 금속닷을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 일 양태에 따른 시료 레저버 기판을 구비한 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도 및 상면도이다.
도 10은 본 발명의 일 양태에 따른, 가스 통로가 구비된 시료 레저버 기판을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도 및 상면도이다.
및 상면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 양태에 따른, 측면부에 제2 금속부가 더 구비된 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 측면에 대한 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 양태에 따른, 측면부에 제2 금속부가 더 구비된 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 상면도이다.
도 14는 본 발명의 일 예에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 실제 이미지를 나타낸 것으로, 시료 플레이트의 전면을 나타낸 것이다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트와 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 MALDI 질량분석 방법을 상세히 설명한다.

본 명세서에 기재되어 있는 도면은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 별 다른 정의가 없는 한 중량%를 의미한다.

본 명세서에서, 구성 요소를 설명함에 있어, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,

상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,

본 발명은 MALDI 질량분석용 시료 플레이트에 관한 것으로, 크게 후술하는 제1 양태 내지 제4 양태로 구분될 수 있다. 하지만 이는 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트를 보다 효과적으로 설명하기 위해 구분하는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명이 특정 양태에 제한되어 해석되거나, 서로 다른 발명으로서 해석되어서는 아니 된다. 또한 각 양태에 서술된 구성요소가 다른 양태에서 별도로 설명되지 않았다 하더라도, 각 양태에서 설명한 구성요소는 다른 양태에도 공유 및 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 제1 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 1 및 도 2과 같이, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 표면에 시료가 로딩되도록 하는 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;를 포함할 수 있다.

이처럼, 플라스틱 절연판을 통해 분석대상 시료가 로딩될 금속닷과 금속배선을 서로 분리 위치시키고, 이들을 비아를 통해 전기적으로 연결함으로써, 타겟에 레이저를 조사할 시 금속 모제를 사용한 시료 플레이트 대비 플레이트의 내부로 전달되는 (열)에너지를 감소시켜 타겟으로 레이저 에너지를 집중시킬 수 있으며, 열 손실을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 분석대상 시료의 균질한 가열이 가능하여 동일한 지점에 여러 번 레이저를 조사할 시에도 재현성이 우수한 MALDI 질량 스펙트럼을 얻을 수 있다.

상기 비아는 금속닷과 금속배선을 전기적으로 연결하여 주기 위한 것으로, 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀의 내부에 형성될 수 있으며, 금속닷과 금속배선을 연결해줄 수 있다면, 비아의 직경 및 형상은 특별히 한정하진 않는다. 구체적으로, 안정적으로 금속닷이 플라스틱 절연판의 일면에 결착될 수 있도록 금속닷의 직경 대비 상대적으로 비아의 직경이 작은 것이 바람직할 수 있다. 일 구체예로, 비아의 직경은 10 ㎛ 내지 1 mm일 수 있으며, 보다 좋게는 50 내지 500 ㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 비아는 플라스틱 절연판을 관통하여, 금속닷과 금속배선을 전기적으로 연결할 수 있는 형태라면 특별히 한정하진 않으나, 금속닷과 금속배선이 전기적으로 연결되도록, 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀의 내면이 금속으로 코팅되거나 또는 관통홀에 금속 플러그가 압입된 형태인 것일 수 있다.

이때 금속 코팅 또는 금속 플러그는 금속배선과 동일 또는 상이한 금속으로 형성된 것일 수 있으며, 예를 들면 금속 원소 물질 등일 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 비아는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 또한 비아는 우수한 전기전도성을 확보하면서도, 비용을 절감하는 측면에서 구리(Cu) 또는 구리 합금을 포함하는 것이 좋을 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

본 발명에 따른 제1 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 3에서와 같이, 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부;를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 금속부가 형성되지 않을 시, 플라스틱 절연판의 전위는 표면전하 등에 의해서 결정되므로 주위의 전기장을 예측하기 어려울 수 있으나, 본 발명의 일 예와 같이 금속부를 더 형성할 경우, 금속닷의 주변에 절연체가 존재함으로 인한 전기장(electric field)의 불확실성을 줄여, 금속닷 주위의 전기장이 왜곡 없이 균일하게 형성되는 것을 예측할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트가 상기 제1 금속부를 포함할 경우에, 상기 제1 금속부는 금속닷의 둘레 전체와 이격하여 형성될 수 있으며, 일 예로 도 5에서와 같이, 상기 플라스틱 절연판의 일면은 상기 금속닷과 이격하되 상기 금속닷의 둘레와 인접하여 이를 에워싸는 절연부를 포함할 수 있다. 상기 절연부는 금속닷과 제1 금속부를 구분하는 절연막을 의미하거나, 시료 플레이트 외부로 노출된 플라스틱 절연판의 표면을 의미할 수 있다. 상기 절연부가 시료 플레이트 외부로 노출된 플라스틱 절연판의 표면을 의미할 경우, 제1 금속부는 금속배선과 전기적으로 연결되지 않으므로, 본 발명에 따른 제2 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 4(상단에서 하단 순서로 1 번째 도면)에서와 같이, 제1 금속부와 금속배선을 전기적으로 연결하고 플라스틱 절연판에 관통 형성되는 제2 비아;를 더 포함할 수 있다. 이를 만족할 경우, 도 5에서와 같이 제1 금속부가 금속닷과 접하지 않고도 제2 비아를 통해 제1 금속부와 금속닷이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

또한 상기 제1 금속부는 일 예로 도 6에서와 같이, 금속닷의 둘레 일부분과 접하여 형성될 수도 있다. 제1 금속부가 금속닷의 둘레 일부분과 접하는 경우에 대한 구체적인 일 예로, 금속닷의 둘레와 접하는 제1 금속부의 영역은 금속닷의 전체 둘레에 대하여 1 내지 10%일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

본 발명에 따른 제2 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 11 내지 도 13에서와 같이, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2 금속부;를 포함할 수 있다. 상기 제1 양태에서는 금속닷이 비아에 의해 금속배선과 연결된 구조를 가지는 것인 반면, 상기 제2 양태에서는 금속닷이 제1 금속부 및 플라스틱 절연판 측면에 형성된 제2 금속부에 의해 금속배선과 연결된 구조를 갖는다. 상기 제2 금속부는 플라스틱 절연판의 측면부, 구체적으로 플라스틱 절연판의 측면에 접하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 11의 상단의 것과 같이, 제2 금속부는 제1 금속부 하면과 금속배선의 상면에 접하여 이들 사이에 위치함과 동시에 플라스틱 절연판의 측면과 접하여 형성 수 있고, 도 11의 하단의 것과 같이, 제1 금속부의 측면, 플라스틱 절연판의 측면 및 금속배선의 측면에 접하여 이들 측면에 접하여 위치하여 형성될 수도 있다. 또한 도 12에서와 같이, 제2 금속부는 플라스틱 절연판의 일 측면부에 형성될 수 있으며, 도 13에서와 같이, 플라스틱 절연판의 복수의 측면부에 각각 형성될 수도 있다.

이처럼, 플라스틱 절연판을 통해 분석대상 시료가 로딩될 금속닷과 금속배선을 서로 분리 위치시키고, 이들을 플라스틱 절연판의 측면부에 형성된 제2 금속부를 통해 전기적으로 연결함으로써, 타겟에 레이저를 조사할 시 금속 모제를 사용한 시료 플레이트 대비 플레이트의 내부로 전달되는 (열)에너지를 감소시켜 타겟으로 레이저 에너지를 집중시킬 수 있으며, 열 손실을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 분석대상 시료의 균질한 가열이 가능하여 동일한 지점에 여러 번 레이저를 조사할 시에도 재현성이 우수한 MALDI 질량 스펙트럼을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 제2 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 4(상단에서 하단 순서로 2 번째 도면)에서와 같이, 제1 금속부와 금속배선을 전기적으로 연결하고 플라스틱 절연판에 관통 형성되는 제2 비아;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 제3 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 상기 플라스틱 절연판의 측면에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제3 양태는 도 4(상단에서 하단 순서로 2 내지 4 번째 도면)에서와 같이, 제2 금속부 및 비아를 포함하는 상기 제1 양태 및 상기 제2 양태의 복합 양태일 수 있다. 또한 도 4(상단에서 하단 순서로 2 및 4 번째 도면)에서와 같이, 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 더 포함할 수 있다.

이처럼, 플라스틱 절연판을 통해 분석대상 시료가 로딩될 금속닷과 금속배선을 서로 분리 위치시키고, 이들을 플라스틱 절연판의 측면부에 형성된 제2 금속부 및 비아를 통해 전기적으로 연결함으로써, 타겟에 레이저를 조사할 시 금속 모제를 사용한 시료 플레이트 대비 플레이트의 내부로 전달되는 (열)에너지를 감소시켜 타겟으로 레이저 에너지를 집중시킬 수 있으며, 열 손실을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 분석대상 시료의 균질한 가열이 가능하여 동일한 지점에 여러 번 레이저를 조사할 시에도 보다 재현성이 우수한 MALDI 질량 스펙트럼을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 제4 양태의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 플라스틱 절연판; 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷; 상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 접하여 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아;를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 일 양태에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 3(상단에서 하단 순서로 2번째 도면)에서와 같이, 플라스틱 절연판을 관통 형성하는 제2 비아가 금속배선 및 제1 금속부와 접하여 전기적으로 연결되고, 제1 금속부와 금속닷이 접하여 전기적으로 연결된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 금속부와 금속닷은 접하여 전기적으로 연결되며, 금속닷의 둘레와 접하는 제1 금속부의 영역은 크게 제한되지 않으나 예컨대 금속닷의 전체 둘레에 대하여 1 내지 30%일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

상기 제1 양태 내지 제4 양태에서, 제1 금속부는 금속닷과 이격되어 위치할 수도 있고, 금속닷과 접하여 위치할 수 있다. 비제한적인 일 예로, 제1 금속부는 금속닷의 전체 둘레에 접하여 위치할 수 있으며, 즉, 제1 금속부와 금속닷 사이에는 플라스틱 절연판 또는 절연부가 위치하지 않고 하나의 금속판(금속닷+제1 금속부)으로서 형성될 수도 있다.

상기 제1 양태 내지 제4 양태에서, 시료 플레이트는 금속닷의 둘레와 인접하는 식별용 마킹 영역을 더 포함할 수 있다. 전술한 절연부에 의해 시료가 로딩되는 영역인 금속닷 영역이 식별될 수 있고, 이러한 영역의 식별이 어렵거나 이를 더 보완하기 위해, 금속닷의 둘레와 인접하는 식별용 마킹 영역이 더 구비될 수 있다. 이 마킹 영역은 코팅, 페인팅 등의 공지된 다양한 방법으로 수행될 수 있다.

제1 금속부는 금속닷과 이격되어 위치할 수도 있고, 금속닷과 접하여 위치할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 제1 내지 제4 양태와 같은 다양한 양태를 포함하며, 이때 각 양태에서 별도로 설명하지 않았다 하더라도 각 양태에서 설명한 구성요소는 다른 양태에도 공유 및 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 제4 양태의 일 구성요소인 제2 비아는 제3 양태에서 별도로 설명되어 있지 않더라도 제 3 양태에서 상기 제2 비아를 포함할 수 있음은 물론이다. 즉, 본 발명에서 언급된 구성요소들은 모두 조합이 가능하다.

상기 플라스틱 절연판은 절연성을 가지는 플라스틱 기판으로서, 예를 들어 금속닷, 금속배선, 비아 등과 비교하여 열전달을 상대적으로 감소시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않다. 이의 비제한적인 일 예로, 플라스틱 절연판은 에폭시(epoxy), 종이-페놀수지(phenolic resin), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone, PEEK), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴라이트(polyarylite) 또는 사이클릭올레핀코폴리머(cyclicolefincopolymer, COC) 등의 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 그 두께는 충분한 절연성을 제공하면서도, 쉽게 변형되지 않을 정도의 통상적으로 이용되는 시료 플레이트의 두께 정도면 족하며, 일 구체예로 2 내지 5 mm일 수 있나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 상기 종이-페놀수지 기판은 종이 바탕에 페놀 수지를 침투시키고, 이를 여러 장 겹쳐 가열 및 압축하여 제조된 것을 의미할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

상기 금속닷은 질량을 분석하고자하는 분석대상 시료가 실질적으로 로딩되는 부분으로, MALDI 분석 시 레이저가 조사되는 지점이다. 금속닷은 상기 플라스틱 절연판의 일면에 요구 형태로 형성될 수 있고, 플라스틱 절연판의 일면에 금속닷이 하나 또는 둘 이상으로 형성될 수 있으며, 금속닷이 복수 개로 형성될 시, 주기적 및 규칙적인 배열 형태 또는 비주기적 및 비규칙적인 배열 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 상기 금속닷의 재질은, 당업계에서 분석대상 시료가 로딩될 수 있도록 하는 재료로, 전기가 통하는 전도성 물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 금속 원소 물질 등일 수 있다. 비제한적인 일 예로, 상기 금속닷은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 당업계에서 통상적으로 사용되는 다른 재료를 배제하는 것은 아니다.

상기 금속닷은 앞서 언급한 바와 같이, 분석대상 시료가 로딩되는 구성 요소임에 따라, 분석대상 시료가 잘 응집할 수 있도록 적정 크기를 가지는 것이 좋으며, 아울러 분석대상 시료와 성질이 유사한 것이 바람직하다.

일 구체예로, 금속닷의 직경은 100 ㎛ 내지 5 mm, 구체적으로 100 ㎛ 내지 2 mm, 보다 구체적으로 300 ㎛ 내지 1 mm일 수 있다. 이와 같은 범위에서 분석대상 시료 용액을 점적하여 타겟을 형성할 시, 타겟이 금속닷으로 응집되는 효과가 우수할 수 있으며, 금속닷의 크기가 작음에 따라 열방출이 억제되어 열 손실을 최소화할 수 있다.

아울러 분석대상 시료가 금속닷으로 응집되는 효과를 더욱 높이기 위해, 금속닷은 분석대상 시료 또는 분석대상 시료 용액과 성질이 유사하고, 플라스틱 절연판은 이와 반대되는 성질을 갖는 것이 바람직할 수 있다.

비제한적인 일 예로, 분석대상 시료 용액이 친수성일 경우, 플라스틱 절연판 또는 후술하는 금속부는 소수성 표면 성질을 가질 수 있으며, 상기 금속닷은 친수성 표면 성질을 가지는 것이 분석대상 시료를 금속닷으로 응집시킴에 있어 효과적일 수 있다. 이를 위해, 플라스틱 절연판 제조 시, 소수성을 가진 고분자를 이용하여 플라스틱 절연판을 제조하거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판 제조 후 그 표면을 소수성 물질로 표면 처리하여 소수성 표면 성질을 갖는 플라스틱 절연판을 제조할 수 있다. 반대로, 금속닷의 경우, 친수성 물질로 그 표면을 처리하여 친수성 표면을 갖는 금속닷을 제조할 수 있다.

보다 바람직할 수 있는 일 예로, 상기 금속닷의 표면은 도 7에 도시된 바와 같이, 금속닷 표면 중심부에 위치하는 시료 안착 표면부; 및 상기 시료 안착부의 둘레를 감싸는 소수성 표면부;를 포함할 수 있으며, 상기 소수성 표면부는 상기 시료 안착 표면부보다 소수성이 큰 것일 수 있다. 상기 시료 안착 표면부는 실제 분석대상 시료가 안착되는 부분으로, 상기 소수성 표면부에 의해 분석대상 시료가 시료 안착 표면부로 응집될 수 있도록 한다. 상기 시료 안착 표면부의 직경은 시료가 안착될 수 있을 정도라면 무방하며, 예컨대 100 ㎛ 이상이고 금속닷의 직경보다 작은 것일 수 있다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 소수성 표면부는 상기 제1 금속부의 표면에도 형성될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

또한 본 발명의 일 예에 있어서, 제1 금속부와 금속닷 사이에 플라스틱 절연판 등의 절연부가 있을 경우에, 도 7에서와 같이, 상기 소수성 표면부는 상기 절연부에도 위치할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 소수성 표면부는 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오로라이드, 옥타플루오로부틸렌, 펜타플루오로페닐 트리플루오로에틸렌, 펜타플루오로페닐에틸렌, 이들로부터 유도된 반복 단위를 포함한 중합체, 플루오르 함유 아크릴레이트 중합체 및 퍼플루오로폴리에테르 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 불소계 화합물; 알킬트리클로로실란, 알킬트리메톡시실란, 알킬트리에톡시실란 및 디클로로디알킬실란 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 알킬기를 가지는 실란계 화합물; 아민기를 가지는 실란계 화합물 및 디메티콘 및 메티콘 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 실리콘 오일; 초소수성을 나타내는 망간 산화물/폴리스티렌(MnO₂/PS) 나노 복합체 및 아연 산화물/폴리스티렌(ZnO/PS) 나노 복합체 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 산화물/고분자 나노 복합체; 탄소나노튜브를 포함하는 조성물; 및 실리카 나노 코팅제; 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

비제한적인 일 예로, 분석대상 시료 용액이 소수성일 경우, 상기 플라스틱 절연판 또는 후술하는 금속부는 친수성 표면 성질을 가질 수 있으며, 상기 금속닷은 소수성 표면 성질을 가지는 것이 분석대상 시료를 금속닷으로 응집시킴에 있어 효과적일 수 있다.

전술한 바와 같이, 분석대상 시료가 매우 좁은 영역에 응집되어 높은 집적도를 가질 시, 적은 용량의 시료로도 높은 감도로 질량 분석이 가능할 수 있으며, 재현성이 우수한 MALDI 질량 스펙트럼을 얻을 수 있다.

본 발명에서는 금속닷에 전압이 인가됨으로써 최종적으로 질량분석이 가능하며, 이 금속닷에 전압을 인가하기 위한 다양한 공지된 방법 또는 후술하는 방법이 사용될 수 있다. 구체적인 일 예를 들어 설명하면, MALDI 질량분석 장비의 작동이 가능할 수 있도록, MALDI 질량분석 장비는 시료 플레이트에 전압을 인가하기 위한 전기 접촉부를 포함할 수 있으며, 이 전기 접촉부로부터 금속닷에 전압이 인가될 수 있도록 하면 무방하다. 금속닷에 전압이 인가될 수 있도록 하는 구체적 수단의 예로, 상기 전기 접촉부가 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 금속닷에 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수도 있고, 상기 전기 접촉부가 비아(제1 비아), 제2 비아, 금속부(제1 금속부) 및 제2 금속부 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상과 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 바람직하게는 금속닷과 전기적으로 연결된 금속배선과 연결되는 것이 좋을 수 있다.

상기 금속배선은 금속닷이 플라스틱 절연판의 일면에 점 또는 원형 형태로 형성됨에도 불구하고 MALDI 질량분석 장비의 작동이 보다 원활하게 가능할 수 있도록 상기 제1 양태 내지 제3 양태를 통해 전기적인 연결을 제공하는 것으로, 금속배선은 MALDI 질량분석 장비 중 시료 플레이트에 전압을 인가하기 위한 전기 접촉부와 접하도록 설계된 것일 수 있다. 아울러, 실질적인 금속닷과의 전기적인 연결은 비아 또는 금속부를 통하는 것인 바, 금속배선은 금속배선이 형성되는 플라스틱 절연판의 면측 비아의 일단을 커버하거나 제2 금속부와 접하도록 그 패턴이 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 비제한적인 일 예로, 금속배선이 비아의 일단과 연결되지 않거나 제2 금속부와 접하지 않을 경우, 금속닷에 전압을 인가하기 까다로울 수 있어 MALDI 질량분석이 어려울 수 있다. 즉, 본 발명의 일 예에 따른 금속배선은 시료 플레이트를 질량분석기에 삽입 분석하는 단계에서 시료 플레이트에 전압을 공급하는 전기 접촉부와 연결되고 비아를 통해서 금속닷과 연결되는 구조를 갖는 것임에 따라, 보다 정밀한 질량분석 및 레이조 조사 횟수에 따른 온도 편차에 의한 재현성 저하를 최소화할 수 있는 효과가 보다 향상될 수 있다.

상기 금속배선의 재질은 전기전도성이 우수하다고 알려진 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있는데, 예를 들면 금속 원소 물질 등일 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 금속배선은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 우수한 전기전도성을 확보하면서도, 비용을 절감하는 측면에서 금속배선(300)은 구리(Cu) 또는 구리 합금을 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

본 명세서에서 언급되는 ‘금속부’는 그 형태에 있어서 제한되지 않으며 예컨대 막(plate) 형태, 구체적으로 코팅막의 형태를 가질 수 있다. 상기 금속부는 금속닷과 동일 또는 상이한 재료로 형성할 수 있으며, 예를 들면, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 언급되는 ‘금속닷’, ‘금속부’ 및 ‘금속배선’의 그 크기는 규모에 따라 적절히 조절될 수 있으므로 크게 제한되지 않으며, 예컨대 이들의 평균두께는 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다. 또한 본 명세서에서 언급되는 ‘플라스틱 절연판’의 크기는 규모에 따라 적절히 조절될 수 있으므로 크게 제한되지 않으며, 예컨대 이의 평균두께는 0.5 mm 내지 3 mm일 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.

본 발명의 일 예에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는, 도 8 내지 도 10에서와 같이, 상기 플라스틱 절연판의 일면에 부착되며, 상기 금속닷의 둘레를 둘러싸는 관통홀이 구비된 시료 레저버 기판을 더 포함할 수 있다. 이때, 시료 레저버 기판은, 금속닷의 둘레와 이격 위치하도록 금속닷의 둘레를 둘러싸는 금속부와는 달리, 시료 레저버 기판의 관통홀의 내면과 금속닷의 둘레가 맞닿는 형태일 수 있다.

이처럼, 시료 레저버 기판을 가질 수 있음에 따라, 시료 플레이트에 직접적으로 분석대상 시료 용액을 점적하고, 금속닷 상에 분석대상 시료를 로딩할 수 있는 장점이 있으며, 이를 통해 극히 균일하고 세밀하게 분석대상 시료를 샘플링할 수 있음에 따라 질량 분석 시 더욱 우수한 재현성을 확보할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어서, 상기 시료 레저버 기판은 분석대상 시료를 로딩하여 타겟을 형성한 후, 질량 분석 시 효율적인 레이저 조사를 위해 MALDI 질량분석용 시료 플레이트로부터 분리되는 것이 바람직함에 따라, 시료 레저버 기판은 상기 플라스틱 절연판의 일면에 탈부착이 가능한 것일 수 있다.

이처럼, 시료 레저버 기판은 차후 MALDI 질량분석용 시료 플레이트로부터 분리되는 것임에 따라, 원하는 형태를 가지도록 제조된 것이라면 특별히 그 재료를 한정하지 않을 수 있으며, 금속, 금속산화물, 세라믹 또는 고분자 등의 어떤 재료를 사용해도 무방하나, 관통홀은 금속닷으로의 분석대상 시료 응집 효과를 높이기 위해 그 내면이 소수성 표면 성질을 갖는 것이 바람직하다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

또한 앞서 언급한 바와 같이, 시료 레저버 기판의 관통홀은 시료 레저버 기판의 관통홀의 내면과 금속닷의 둘레가 맞닿는 형태라면, 관통홀 자체의 형상은 특별히 한정하지 않으며, 구체적으로 예를 들면 원기둥 형상 또는 깔때기 형상 등일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

아울러 본 발명의 일 예에 따른 시료 레저버 기판은, 도 10에서와 같이, 관통홀로 투입된 분석대상 시료 용액에서 용매를 빠르게 건조하기 위하여, 관통홀로 비활성 가스를 배출할 수 있는 가스 통로가 구비될 수 있다. 가스 통로는 관통홀로 가스를 운송할 수 있다면 그 형상, 크기 등을 제한하지 않으며, 통로의 수 또한 제한하지 않는다. 이때 비활성 가스는 헬륨(He), 네온(Ne), 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 발명의 일 예에 따른 시료 레저버 기판은, 도 10에서와 같이, MALDI 질량분석용 시료 플레이트로부터 탈부착이 가능할 수 있도록 시료 레저버 기판의 내부에 자석이 구비될 수 있으며, 이때 자석은 영구 자석을 의미하는 것일 수 있다. 이를 위해, MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 바닥면, 즉 시료 레저버 기판이 부착되는 면의 대향면과 결착되는 부착 보조장비가 더 구비될 수 있으며, 이 부착 보조장비 또한 자석이 구비된 것일 수 있다. 이 부착 보조장비 상에 MALDI 질량분석용 시료 플레이트를 결착시키고, 부착 보조장비에 구비된 자석의 변위를 조절함으로써, 부착 보조장비에 구비된 자석과 시료 레저버 기판에 구비된 자석이 서로 끌어당기거나 또는 끌어당기지 않도록 조절하여, 시료 레저버 기판이 MALDI 질량분석용 시료 플레이트에 탈착 또는 부착되도록 할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.

이하, 본 발명에 따른 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법을 상세히 설명한다.

상기 제1 양태에서, MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷을 형성하고 타면에는 금속배선을 형성하는 단계;를 포함할 수 있으며, 상기 금속닷과 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

상기 제2 양태에서, MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

상기 제3 양태에서, MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법은, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계; 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때 상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되는 것일 수 있다. 또한 상기 금속닷과 상기 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 것일 수 있다.

구체적인 일 예시로, MALDI 질량분석용 시료 플레이트는 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board)을 기반으로 제조된 것일 수 있는데, 즉, 상기 플라스틱 절연판에 형성되는 금속배선, 비아 및 금속부는 인쇄회로기판 제조 시 사용되는 통상적인 방법을 통해 형성된 것일 수 있다.

먼저, 플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계에 대하여 설명하며, 이때 플라스틱 절연판은 앞서 설명한 바와 동일한 재료로부터 준비된 것일 수 있다.

본 발명에 있어 금속박막의 형성 방법은 인쇄회로기판(PCB; printed circuit board) 공정 상 통상적으로 사용되는 방법일 수 있으며, 예를 들면, 화학적 증착, 물리적 증착 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 무전해도금, 전기도금, DC 스퍼터링 (DC sputtering), 마그네트론스퍼터링, 전자빔증착법(Ebeam evaporation), 열증착법(Thermal evaporation), 레이저분자빔증착법(LMBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스레이저증착법(PLD, PulsedLaser Deposition), 진공 증착법, 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition) 및 플라즈마 도움 화학적 증착법(PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 방법을 병행하여 금속박막을 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 금속박막의 두께는 목적하는 바대로 조절 가능하며, 구체적으로 예를 들면, 0.1 내지 30 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

다음으로, 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 예에 있어, 비아는 플라스틱 절연판을 관통하여, 금속닷과 금속배선을 전기적으로 연결할 수 있는 형태라면 특별히 한정하진 않으나, 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀을 형성한 후, 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀의 내면을 금속으로 코팅하거나 또는 관통홀에 금속 플러그를 압입하여 형성될 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 관통홀의 형성 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 드릴링 또는 LDA(Laser Direct Ablation) 방식을 사용하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 관통홀 내면의 금속 코팅은 특별히 한정되는 것은 아니나, 무전해도금, 전기도금 또는 스퍼터링 등의 방법을 통해 수행될 수 있으며, 금속 플러그 압입은 전도성 물질을 관통홀에 채우거나, 관통홀의 형상으로 제조된 금속 플러그를 관통홀에 삽입하는 방법을 통해 수행될 수 있으나, 전기적 연결이 가능하도록 그 관통홀의 내면 또는 관통홀 전체를 채울 수 있는 방법이라면 제한하지 않는다.

이때, 금속 코팅 또는 금속 플러그는 금속배선과 동일 또는 상이한 금속일 수 있으며, 예를 들면 금속 원소 물질 등일 수 있고, 보다 구체적인 일 예로, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게, 우수한 전기전도성을 확보하면서도, 비용을 절감하는 측면에서 구리(Cu) 또는 구리 합금을 포함할 수 있다.

이때, 비아를 형성하기 위한 관통홀을 형성하기 전에, 금속닷과 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되어야 하는 바, 금속닷, 금속배선 및 비아의 위치와 패턴을 미리 설계하는 것이 바람직하다.

다음으로, 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하는 단계에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 예에 있어, 금속닷, 금속부, 금속배선 등의 형성 방법은 PCB 공정 시 사용되는 방법이면 특별한 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 일 예로 포토리소그래피를 통해 금속닷, 금속부, 금속배선 등으로 설계된 영역의 금속박막을 마스킹한 후 마스킹되지 않은 영역의 금속박막을 식각하여 금속닷, 금속배선, 금속부 등을 형성할 수 있다.

이때, 앞서 설명한 바와 같이, 금속배선, 금속닷, 금속부의 위치 및 패턴은 전기적 연결이 가능하도록 미리 설계됨이 바람직하다. 금속닷-비아-금속배선 연결 구조; 또는 금속닷-제1 금속부-제2 금속부-금속배선; 연결 구조가 전기적으로 연결되지 않을 경우, 금속닷에 전압을 인가할 수 없어 MALDI 질량분석이 어려울 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 포토리소그래피는 통상적인 방법을 통해 수행될 수 있으며, 특별히 한정하진 않으나, 금속박막 상에 드라이 필름을 부착하고 노광 및 현상하여, 금속닷, 금속배선, 금속부로 설계된 영역을 마스킹할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 식각 방법은 특별히 한정하진 않으나, 건식 식각, 습식 식각 또는 이들을 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적인 일 예로, 건식 식각은 플라즈마 식각 등일 수 있으며, 습식 식각을 식각액을 통한 식각일 수 있다.

또한, 금속닷, 금속배선, 금속부 등을 형성한 후 특정 영역의 마스킹에 사용된 레지스트를 제거하는 공정이 더 수행될 수 있음은 물론이다.

이와 같이 제조된 MALDI 질량분석용 시료 플레이트를 이용하여 통상적인 MALDI 질량분석 방법에 따라, 분석시료 대상의 질량을 분석할 수 있다. 구체적으로, MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 금속닷 상에 분석대상 시료를 로딩하고 레이저를 조사하여 시료를 탈착 및 이온화시킴으로써 상기 분석대상 시료의 질량을 분석할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 양태를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 양태를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

100: 플라스틱 절연판, 200 : 금속닷,
210 : 시료 안착 표면부, 220 : 소수성 표면부,
300: 금속배선, 400(410) : 비아(제1 비아),
420 : 제2 비아, 500(510) : 금속부(제1 금속부),
520: 제2 금속부, 600: 시료 레저버 기판,
700: 가스 통로, 800: 자석,
900 : 소수성 표면부

Claims

플라스틱 절연판; 및 상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 표면에 시료가 로딩되도록 하는 금속닷;을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트로,
상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제1 비아;를 포함하는 제1 연결수단,
상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부;를 포함하는 제2 연결수단 및
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 접하여 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및 상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아를 포함하는 제2 연결수단
중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 연결수단을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
플라스틱 절연판;
상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 표면에 시료가 로딩되도록 하는 금속닷;
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선; 및
상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;
를 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제2항에 있어서,
상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,
상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부;
을 더 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
플라스틱 절연판;
상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷;
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선;
상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및
상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부;
를 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
플라스틱 절연판;
상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷;
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선;
상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 전기적으로 연결되는 제1 금속부;
상기 플라스틱 절연판의 측면부에 형성되며, 상기 금속배선 및 상기 제1 금속부와 전기적으로 연결되는 제2금속부; 및
상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 금속닷과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 비아;
를 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
플라스틱 절연판;
상기 플라스틱 절연판의 일면에 형성된 금속닷;
상기 플라스틱 절연판의 타면에 형성된 금속배선;
상기 금속닷이 형성된 플라스틱 절연판의 일면에 형성되며, 상기 금속닷과 접하여 전기적으로 연결되는 제1 금속부; 및
상기 플라스틱 절연판을 관통하며, 상기 제1 금속부과 상기 금속배선을 전기적으로 연결하는 제2 비아;
를 포함는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 금속닷은 직경이 100 ㎛ 내지 5 mm인 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 금속닷 및 금속배선은 서로 독립적으로 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 절연판은 소수성 표면 성질을 가지며, 상기 금속닷은 친수성 표면 성질을 가지는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 금속닷의 표면은,
금속닷 표면 중심부에 위치하는 시료 안착 표면부; 및
상기 시료 안착부의 둘레를 감싸는 소수성 표면부;
를 포함하며,
상기 소수성 표면부는 상기 시료 안착 표면부보다 소수성이 큰 것인 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 MALDI 질량분석용 시료 플레이트는,
상기 플라스틱 절연판의 일면에 부착되고, 상기 금속닷의 둘레를 둘러싸며, 관통홀이 구비된 시료 레저버 기판;
을 더 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제11항에 있어서,
상기 시료 레저버 기판은 관통홀로 비활성 가스를 배출할 수 있는 가스 통로가 구비된 것인 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제11항에 있어서,
상기 시료 레저버 기판은 상기 플라스틱 절연판의 일면에 탈부착이 가능한 것인 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
제1항, 제3항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 금속부는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트.
플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계;
상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및
상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷을 형성하고 타면에는 금속배선을 형성하는 단계;
를 포함하며,
상기 금속닷과 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 비아는 상기 금속닷과 상기 금속배선이 전기적으로 연결되도록, 상기 플라스틱 절연판을 관통하는 관통홀의 내면을 금속으로 코팅하거나 또는 관통홀에 금속 플러그를 압입하여 형성되는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법.
플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계;
상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계; 및
상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;
를 포함하며,
상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법.
플라스틱 절연판의 양면에 금속박막을 형성하는 단계;
상기 플라스틱 절연판의 양면의 금속박막을 선택적으로 식각하여, 일면에는 금속닷 및 제1 금속부를 형성하고, 타면에는 금속배선을 형성하는 단계;
상기 플라스틱 절연판을 관통하는 비아를 형성하는 단계; 및
상기 플라스틱 절연판의 측면에 접하는 금속박막을 형성하여 제2 금속부를 형성하는 단계;
를 포함하며,
상기 금속닷과 상기 제1 금속부는 전기적으로 연결되고, 상기 제1 금속부와 상기 제2 금속부는 전기적으로 연결되며, 상기 제2 금속부와 상기 금속배선은 전기적으로 연결되며,
상기 금속닷과 상기 금속배선은 비아를 통해 전기적으로 연결되는 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 제조 방법.
제1항 내지 제6항에서 선택되는 어느 한 항의 MALDI 질량분석용 시료 플레이트의 금속닷 상에 분석대상 시료를 로딩하고 레이저를 조사하여 시료를 탈착 및 이온화시킴으로써 상기 분석대상 시료의 질량을 분석하는, MALDI 질량분석 방법.