WO2005083418A1 - 表面加工が施された試料保持面を有する試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置 - Google Patents

表面加工が施された試料保持面を有する試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置 Download PDF

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WO2005083418A1
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sample target
holding surface
target
less
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PCT/JP2005/003055
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French (fr)
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Yoshinao Wada
Ryuichi Arakawa
Shoji Okuno
Original Assignee
Japan Science And Technology Agency
Osaka Prefectural Hospital Organization
Okuno, Naoko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0409—Sample holders or containers
    • H01J49/0418—Sample holders or containers for laser desorption, e.g. matrix-assisted laser desorption/ionisation [MALDI] plates or surface enhanced laser desorption/ionisation [SELDI] plates

Definitions

  • the present invention relates to a sample target used for mass spectrometry, a method for producing the same, and a mass spectrometer using the sample target.
  • the present invention enables a sample to be ionized without using a matrix. And a method for producing the same, and a mass spectrometer using the sample target.
  • Mass spectrometry is an analysis method in which a sample is ionized, and the mass-to-charge ratio (hereinafter, referred to as mZz value) of the sample or fragment ions of the sample is measured to determine the molecular weight of the sample.
  • mZz value mass-to-charge ratio
  • MALDI matrix-assisted laser desorption / ionization
  • the MALDI method is capable of ionizing a thermally unstable substance or a high molecular weight substance, and can "softly" ionize a sample as compared with other ionization techniques. Therefore, this method is widely used for mass spectrometry of various substances such as biopolymers, endocrine disruptors, synthetic polymers, and metal complexes.
  • a technique of immobilizing a matrix such as ⁇ -cyano 4-hydroxycainic acid or cinnamamide to sepharose beads has been disclosed (for example, Reference 1: TW Hutchens and T. ⁇ . Yip, Rapid Commun Mass Spectrom., 7, pp. 576-580 (1993) .;).
  • a technique has been disclosed for forming a self-assembled monolayer of methyl-N- (4 mercaptophen-rukabamate) as a matrix on the surface of gold as a target (for example, Reference 2: S Mouradian, CM Nelson, and LM Smith, J. Am. Chem. Soc, 118, p.8639-8645 (1996).).
  • a technique of immobilizing a matrix, 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB), in a silicon polymer sheet by a sol-gel method is disclosed (for example, Reference 3: YS Lin and YC Chen, Anal. Chem. , 74, p.5793- 5798 (2002);).
  • the technique of Reference 3 can measure low-molecular-weight organic substances, amino acids, and peptides with high sensitivity without generating matrix-related ions in a low-molecular region.
  • the method of immobilizing matrix molecules as described above has a problem that the detection sensitivity and durability are not practically sufficient. Further, at the time of detection, there is a problem that noise due to fragment ions cannot be avoided.
  • a technique using a semiconductor substrate (described as a semiconductor substrate) as a sample target is disclosed (for example, see Document 4: US Patent Publication: USP6288390 (November 9, 2001)).
  • the sample holding surface of the semiconductor substrate is processed so as to have a porous structure, that is, a fine uneven structure.
  • the document reports that when a sample is applied to such a sample holding surface and the sample is irradiated with laser light, a high molecular weight substance is ionized even without a matrix.
  • This method is named DIOS (Desorption / Ionization on Porous Silicon) method.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make a sample more efficient and stable in mass spectrometry that enables ionization of a sample without using a matrix. Another object of the present invention is to provide a sample target capable of performing ion implantation, a method for producing the same, and a mass spectrometer using the sample target.
  • the sample target used has a fine uneven structure on the sample holding surface formed by an electrolytic etching method (for example, the above-mentioned Document 4, Document 5: J. Wei, JM Buriak, and G. Siuzdak, Nature, 399, p. 243-246 (1999), Reference 6: Z. Shen, JJ Thomas, C. Averbuj, KM Broo, M. Engelhard, JE Crowell, MG Finn, and G See Siuzdak, Anal. Chem., 73, p.612-619 (2001).
  • FIG. 7 shows a cross-sectional processing state of a conventional sample target used in the D IOS method. As shown in FIG. 7, an irregular concavo-convex structure is formed on the sample holding surface of this sample target.
  • FIG. 7 shows an example of a cross section of a conventional sample target which is actually used in the DIOS method !.
  • the uneven structure of the sample holding surface is irregular. It has a shape.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the stability of analysis results obtained in mass spectrometry by the DIOS method, and to further enhance its practicality. It is an object of the present invention to provide a sample target and a method of manufacturing the same, and a mass spectrometer using the sample target.
  • the present inventor has conducted intensive studies in view of the above problem, and as a result, it has been found that the conductivity of the sample holding surface of the sample target can be enhanced by coating the metal with a metal that does not suppress the oxidation of the fine uneven structure. For example, the present inventors have uniquely found that a sample can be ionized more efficiently and stably, and have completed the present invention.
  • the structure of the sample holding surface of the sample target can be formed with good reproducibility, and the analysis result of the mass spectrometry by the DIOS method is more stable. We have uniquely found that we can do it, and completed the present invention.
  • the sample target according to the present invention is used to hold the sample when the sample is ionized by laser light irradiation and mass spectrometric analysis is performed.
  • the sample target is provided with a surface having a fine uneven structure on the order of several tens of micrometers as a sample holding surface, characterized in that the surface of the sample holding surface is coated with metal. Puru.
  • the metal is preferably at least one of platinum (Pt) and gold (Au).
  • the uneven structure of the sample holding surface is a structure in which a plurality of concave portions are regularly formed. Is preferred.
  • the sample target according to the present invention is used for holding the sample when the sample is ion-irradiated by laser light and subjected to mass spectrometry.
  • a sample target provided with a surface having an uneven structure as a sample holding surface, wherein the uneven structure of the sample holding surface is a structure in which a plurality of recesses are regularly formed. Yo! / ,.
  • the interval between adjacent concave portions is preferably 1 nm or more and less than 30 m.
  • the width of the concave portion is not less than lnm and less than 30m.
  • the depth of the concave portion is not less than lnm and less than 30m. Is preferred.
  • the concave and convex structure of the sample holding surface is a structure in which a plurality of concave portions are regularly formed, and the concave portion is preferably a groove or a hole.
  • the concave portion is a groove
  • the repetition of the concave portion has a structure in which grooves formed in different directions intersect with each other.
  • the hole preferably has a columnar or prismatic shape.
  • the material of at least the sample holding surface of the sample target is preferably a semiconductor, and more preferably silicon (Si).
  • the method for manufacturing a sample target according to the present invention is used for holding the sample when the sample is ionized by laser light irradiation and subjected to mass spectrometry, and is used in the order of nanometers to tens of micrometers.
  • a method for manufacturing a sample target comprising a surface having a fine concavo-convex structure as a sample holding surface, comprising a step of coating the surface of the sample holding surface with a metal.
  • an interval of lnm or more and less than 30 m is formed on the surface of the substrate using lithography technology. It is preferable to form a sample holding surface on the surface by regularly and repeatedly forming concave portions having a width of less than 30 m.
  • the method for producing a sample target according to the present invention is used for holding the sample when the sample is ionized by laser irradiation and mass spectrometric analysis is performed.
  • This is a method for manufacturing a sample target that has a surface with a fine irregular structure of the order as a sample holding surface, and uses a lithography technology to provide an interval of lnm or more and less than 30 m and less than 30 m on the substrate surface.
  • a configuration may be provided in which a sample holding surface is formed on the surface by regularly forming a concave portion having a width of.
  • the lithography technique it is preferable to form the recess using an electron beam drawing apparatus.
  • the mass spectrometer of the present invention performs mass spectrometry using any of the above sample targets. Further, the mass spectrometer is preferably a laser desorption / ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with a laser beam to ionize the sample and measure its molecular weight. .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an uneven structure on the surface of a sample target according to an embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional view is obtained by observing the sample target of the present invention with a scanning electron microscope.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a shape of a groove of the sample target shown in FIG. 1, wherein (a) is a perspective view of a part of the sample target, and (b) is a perspective view of the sample target shown in (a).
  • FIG. 3 is a plan view as seen from the direction of arrow A, and FIG. 3 (c) is a cross-sectional view of the sample target shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the shape of a groove of a lattice-type sample target, (a) is a perspective view of a part of the sample target, and (b) is a view of the sample target shown in (a).
  • FIG. 3 is a plan view as seen from the direction of arrow A
  • FIG. 3C is a cross-sectional view when the sample target shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a shape of a groove of a hole-shaped sample target, wherein (a) is a perspective view of a part of the sample target, and (b) is a arrow mark A showing the sample target shown in (a).
  • FIG. 3 is a plan view seen from the direction
  • FIG. 3C is a cross-sectional view when the sample target shown in FIG.
  • FIG. 5 is a mass spectrum obtained by performing a mass spectrometric measurement of TRITON X-100 using the sample target prepared in Example 5.
  • FIG. 6 is a mass spectrum obtained by performing a mass spectrometry measurement on polypropylene glycol using the sample target prepared in Example 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a processed state of the surface of a sample target used in the conventional DIOS method. This cross-sectional view is obtained by observing the sample target with a scanning electron microscope.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a processing state of a sample holding surface of a sample target manufactured by Mass Consortium used in Example 1; This cross-sectional view is obtained by observing the sample target with a scanning electron microscope.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of observing the surface of a porous plastic Porex manufactured by POREX TECHNOLOGIES in the United States used in Example 2 with a scanning electron microscope.
  • the inventors of the present application focused on this point, and solved the above-mentioned problem by increasing the conductivity of the surface of the sample holding surface by coating the surface of the sample holding surface having a fine uneven structure with metal. I thought I could do it. Then, by actually increasing the conductivity of the surface of the sample holding surface by coating with metal, It has been found that the sample can be stably ionized more efficiently and the sample holding surface can be suppressed from being oxidized, and the present invention has been completed.
  • the sample target according to the present invention is used to hold the sample when the sample is ion-irradiated by laser light irradiation and subjected to mass spectrometry, and is used to hold the sample in the order of nanometers to tens of micrometers.
  • the inventors of the present application have proposed a method for solving the problem of using a chemical modification with an organic compound to suppress oxidation of a sample holding surface having a fine uneven structure.
  • was coated with metal and it was found that this significantly improved the ionization efficiency. That is, it is considered that by coating the sample holding surface with a metal to increase the conductivity of the sample holding surface, an effect of remarkably improving the ion implantation efficiency could be obtained.
  • the sample target according to the present invention is a metal-coated sample target in which the conductivity of the sample holding surface is increased to improve the efficiency of ion implantation. Therefore, the sample target of the present invention also includes a sample target whose surface is coated with a metal to be oxidized.
  • the metal used is a metal that is difficult to be oxidized, the ionization efficiency is improved and the oxidation of the sample holding surface having the uneven structure is suppressed.
  • the inventors of the present application focused on the microfabrication technology used in this nanotechnology, and developed a microstructure having a relatively simple structure such as easy to process! / We thought that it could be used for surface processing of the sample target used. And actually By using powerful microfabrication technology, it has been found that it is possible to stably produce a regular uneven shape on the surface, and it is possible to stably produce good quality sample targets. .
  • the sample target according to the present invention is used to hold the sample when the sample is ionized by laser light irradiation and mass spectrometric analysis is performed, and the sample target has a fine size on the order of nanometers to tens of micrometers.
  • V is a sample target in which the surface of the sample holding surface is coated with a metal, and the concave and convex structure of the sample holding surface has a plurality of recesses formed regularly. Therefore, a sample target is also included.
  • the sample target according to the present invention is used for a laser desorption / ionization mass spectrometer that ionizes and mass-analyzes a sample by irradiating a laser beam, and functions as a so-called sample stage on which a sample to be analyzed is placed. .
  • the structure, shape, material, and the like of portions other than the sample holding surface are not particularly limited as long as the large sample target has a sample holding surface that holds a sample.
  • Examples of the material of the sample target include resins such as semiconductors, metals, and synthetic polymers, ceramics, and composites containing a plurality of these materials.
  • Examples of a powerful composite include, for example, a multilayer structure in which a semiconductor film is applied to the surface of a metal layer, a multilayer structure in which a semiconductor film is applied to the surface of a resin layer, and ceramics. Examples thereof include a multilayer structure having a surface coated with a semiconductor film, but the composite is not limited thereto.
  • the sample holding surface of the sample target according to the present invention holds a sample to be analyzed, and is irradiated with laser light while holding the sample.
  • the material of the sample holding surface is not particularly limited, and examples thereof include semiconductors, metals, resins such as synthetic polymers, and ceramics. Even if it is a material having no conductivity, the efficiency of ion implantation can be improved by coating with a metal.
  • the material of the sample holding surface is more preferably a semiconductor. By using a semiconductor, a sample can be ionized more efficiently.
  • the semiconductor is not particularly limited and may be any semiconductor.
  • semiconductors are, for example, Si, Ge, SiC, GaP, GaAs, InP, Si Ge (0x
  • Si is more preferable.
  • Examples of the metals include Group 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), Group 2A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) and Group 3A in the periodic table of the elements. (Sc, Y), Group 4A (Ti, Zr, Hf), Group 5A (V, Nb, Ta), Group 6A (Cr, Mo, W), Group 7A (Mn, Tc, Re), Group 8 (Fe , Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt), Group IB (Cu, Ag, Au), Group 2B (Zn, Cd, Hg), Group 3B (Al), and lanthanoid series (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), actinoid series (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm , Bk, Cf, Es, Fm, Md
  • Examples of the synthetic polymer include polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polysiloxane, polystannoxane, polyamide, polyester, polyaline, polypyrrole, polythiophene, and polyurethane. , Polyethylene ether ketone, poly (4-fluoroethylene), copolymers and mixtures thereof, and graft polymers and block polymers.
  • the ceramics include alumina (aluminum oxide), magnesia, beryllia, zirconia (zirconium oxide), uranium oxide, thorium oxide, silica (quartz), forsterite, steatite , Walsteinite, ginorecon, mullite, cordierite Z cordierite, spodumene, aluminum titanate, spinel apatite, barium titanate, ferrite, lithium niobate, silicon nitride (silicon nitride), sialon, aluminum nitride, boron nitride, Titanium nitride, silicon carbide (silicon carbide), boron carbide, titanium carbide, tungsten carbide, lanthanum boride, titanium boride, zirconium boride, sulfur nitride, molybdenum sulfide, molybdenum silicate, amorphous carbon, graphite , Iy
  • the sample holding surface of the sample target according to the present invention has a fine uneven structure on the order of nanometers!
  • fine uneven structure on the order of nanometers to several tens of micrometers means an uneven structure formed in a fine unit that is usually expressed in units of nanometers or tens of micrometers. I have.
  • a unit fine enough to be expressed in a unit of nanometer or several tens of micrometers specifically means a size of lnm—several tens / zm.
  • the sample holding surface of the sample target that works in the present invention may have a fine uneven structure on the order of nanometers or several tens of micrometers. It is more preferred to have.
  • the “fine uneven structure on the order of nanometers” means an uneven structure formed in fine units that are usually expressed in nanometer units.
  • a unit fine enough to be expressed in nanometer units specifically means a size of lnm or more and less than 1 ⁇ m.
  • a sample holding surface having a strong structure is coated with metal, a sample is placed on the surface, and the sample is irradiated with laser light.
  • the structure is not particularly limited as long as the structure is such that a high molecular weight material can be formed without a matrix.
  • the multi-hole structure of the sample target used in the laser desorption / ionization mass spectrometry by the DIOS method is included in the above-mentioned uneven structure.
  • the size of the fine concavo-convex structure on the sample holding surface may be on the order of nanometers to tens of micrometers, ie, about lnm—several tens / zm. That is, the interval between each adjacent concave portion or each convex portion of the concavo-convex structure may be about lnm—several tens / zm.
  • the distance between the adjacent concave portions or convex portions is preferably lnm or more and less than 30 m, and lnm-10 m. It is more preferable that it is 10 nm to 300 nm, and it is more preferable that it is 10 nm to 300 nm. This improves the ionization of the measurement sample in mass spectrometry. Can do well.
  • the interval between adjacent concave portions or each convex portion of the concavo-convex structure may be regular or irregular. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is more preferable to be regular. When the intervals between the concave portions or the convex portions are regular, the irregularity of the irregularities is small, and thus the ionization performance is more stable.
  • the depth of the concave portion of the concave-convex structure may be about lnm or more and less than 30 ⁇ m. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, lOnm— is more preferable, and 50 nm—500 nm is more preferable. preferable. Further, the depth of the concave portion may vary or may be uniform. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is preferable that the depth of the concave portion is uniform. When the depth of the concave portion is uniform, the unevenness of the concave and convex portions is small, so that the ionizing performance is more stable.
  • the specific shape of the concave portion is not particularly limited, and may be any shape.
  • the concave-convex structure may include a mixture of concave portions having various shapes that are not fixed. However, in order to further improve the function as a sample target for mass spectrometry, it is preferable that the concave-convex structure also has a concave force of a certain shape.
  • the forceful shape include shapes such as grooves, lattices where the grooves intersect, holes, and the like.
  • the shape of the above-mentioned grooves and holes is not particularly limited, and may be any shape. For example, a straight groove; a curved groove; an arc-shaped groove; a circular hole; Shaped holes: Triangular, square, pentagonal and other polygonal holes can be mentioned.
  • the wall surface of the concave portion may be perpendicular to the sample holding surface, or may have a slope.
  • the uneven structure may be formed on the entire sample holding surface.
  • the uneven structure of the sample holding surface of the sample target of the present invention has a plurality of irregularities. It is more preferable that the concave portions are formed regularly.
  • the structure in which the plurality of concave portions are regularly formed includes a structure described in another embodiment described later.
  • the uneven structure of the sample holding surface of the sample target of the present invention can be variously deformed, and is required for simplicity at the time of manufacturing (at the time of fine processing of the sample holding surface) and for manufacturing. It can be appropriately selected in consideration of the cost.
  • the sample target according to the present invention has a surface of the sample holding surface coated with a metal.
  • a metal include, for example, Group 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), Group 2A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), 3A Group (Sc, Y), Group 4A (Ti, Zr, Hf), Group 5A (V, Nb, Ta), Group 6A (Cr, Mo, W), Group 7A (Mn, Tc, Re), Group 8 (Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt), Group IB (Cu, Ag, Au) ⁇ Group 2B (Zn, Cd, Hg), Group 3B (Al), and lanthanoid series ( La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), actinoid series (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, C
  • the metal may be a single metal selected from the above-described metal forces, or may be an alloy selected from the above-mentioned metals and having at least two or more kinds of forces.
  • an alloy is not particularly limited as long as it is a metal in which two or more kinds of metals are mixed.
  • Examples of the existing form of the two or more metals mixed include a solid solution, an intermetallic compound, a state in which a solid solution and an intermetallic compound are mixed, and the like.
  • the thickness of the coated metal is not particularly limited as long as it does not impair the uneven structure of the sample holding surface. Specifically, for example, it is preferably 1 nm or more and 100 nm or less. When the thickness of the metal does not exceed the upper limit, the uneven structure of the sample holding surface is not damaged, and when the thickness is larger than the lower limit, efficient ionization becomes possible. Further, the thickness of the metal is more preferably 1 nm or more and 50 nm or less, particularly preferably 1 nm or more and 30 nm or less. This enables more efficient ionization.
  • the surface of the sample holding surface may be covered with a plurality of layers each formed from a plurality of metals selected from the above metals.
  • the method for manufacturing a sample target according to the present invention is used to hold a sample when the sample is ionized by laser light irradiation and mass spectrometry is performed, and fine irregularities on the order of nanometers to tens of micrometers are used.
  • the method of coating the surface of the sample holding surface with a metal is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used. Examples of such a method include a sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD), a vacuum deposition method, an electroless plating method, an electrolytic plating method, a coating method, a noble metal varnish method, and an organic metal thin film method. These methods may be appropriately selected and used depending on the type of metal, the thickness of the layer to be coated, the state of the sample holding surface to be coated, and the like.
  • a method for manufacturing the sample holding surface having a fine uneven structure on the order of nanometers to several tens of micrometers is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used. Examples of such a method include an electrolytic etching method and a lithography method. By using the lithography method, it is possible to manufacture the sample holding surface having a finer irregular structure than a regular pattern.
  • the surface of the substrate is lnm to 30 ⁇ m by using lithography technology.
  • m more preferably lOnm or more and less than 1 ⁇ m, and regularly forming concave portions having a width of less than 30 ⁇ m and more preferably less than 1 ⁇ m to form a sample on the surface.
  • a method of forming a holding surface may be used.
  • the lithography technique it is preferable to form the recess using an electron beam drawing apparatus. Heel The method of regularly forming the plurality of concave portions includes a method described in another embodiment described later.
  • the sample target of the present invention is used as a so-called sample stage for mounting a sample to be measured when performing mass spectrometry of various substances such as a biopolymer, an endocrine disrupting substance, a synthetic polymer, and a metal complex. can do. Further, the sample target is particularly useful when used in laser desorption / ionization mass spectrometry because it can efficiently and stably ionize a sample.
  • a mass spectrometer using the above-described sample target of the present invention is also included in the scope of the present invention.
  • the sample target can efficiently and stably ionize a sample, particularly when used in a laser desorption ionization mass spectrometer. Therefore, the mass spectrometer of the present invention is more specifically a laser-desorption ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with laser light to ionize it and measure the molecular weight of the sample. I prefer to be there.
  • the sample is irradiated with laser light.
  • the sample can be satisfactorily ionized.
  • the inventors of the present application focused on the microfabrication technology used in this nanotechnology, and developed a microstructure having a relatively simple structure such as easy to process! / We thought that it could be used for surface processing of the sample target used for prayer.
  • the use of microfabrication technology that can actually be applied makes it possible to stably produce regular irregularities on the surface, and to stably produce good-quality sample targets. And found that the present invention was completed.
  • the sample target according to the present invention is used to hold the sample when the sample is ionized by laser light irradiation and mass spectrometric analysis is performed.
  • the present invention also includes a sample target having a surface having an uneven structure as a sample holding surface, wherein the sample holding surface has a structure in which a plurality of recesses are regularly formed.
  • the sample target used in the present embodiment is used in a laser desorption / ionization mass spectrometer that ionizes a sample by irradiating a laser beam and performs mass spectrometry, and functions as a so-called sample stage on which a sample to be analyzed is placed. It fulfills.
  • the sample target of this embodiment has a fine uneven structure on the order of nanometers to tens of micrometers on a surface for holding a sample, that is, a sample holding surface.
  • the uneven structure has a structure in which a plurality of recesses are formed regularly and repeatedly.
  • the sample holding surface of the sample target has a fine uneven structure on the order of nanometers to tens of micrometers.
  • fine uneven structure on the order of nanometers to several tens of micrometer means an uneven structure formed in minute units that are usually expressed in nanometer units to tens of micrometer units.
  • a unit as fine as nanometers or as small as several tens of micrometers specifically means a size of lnm—several tens / zm.
  • the sample holding surface of the sample target that can be used in the present invention has a fine uneven structure on the order of several nanometers or several tens of micrometers. It is more preferable to have an uneven structure.
  • the “fine uneven structure on the order of nanometers” means an uneven structure formed in a fine unit that is usually expressed in nanometer units.
  • a unit fine enough to be expressed in units of nanometers is, specifically, 1 nm or more. It means a size less than ⁇ m.
  • the concave portion formed on the sample holding surface of the sample target according to the present embodiment has a structure in which a plurality of concave portions are regularly formed.
  • a structure in which a plurality of recesses are regularly formed means a structure in which a plurality of recesses are repeatedly formed with a certain regularity.
  • a structure in which a plurality of grooves or holes described later are repeatedly formed can be given.
  • the interval between adjacent concave portions of the sample target is preferably lnm or more and less than 30 / zm. LOnm or more More preferably, it is less than 1 m.
  • the interval between the concave portions is less than 30 ⁇ m, preferably less than about 1 ⁇ m, the measurement sample can be satisfactorily ionized in mass spectrometry.
  • the interval between the concave portions is at least lnm, preferably at least lOnm, the strength of the sample target can be prevented from being reduced.
  • Specific examples of the shape of the concave portion include a shape of a groove or a hole. Such a shape can be easily and inexpensively formed by the current nanotechnology such as a lithography method when the surface of the sample holding surface of the sample target is processed.
  • the width of the concave portion is set to be lnm or more and less than 30 ⁇ m, more preferably lOnm or more and less than 1 m, and the depth of the concave portion is set to lnm or more and less than 30 / zm. Preferably, it may be set to be not less than lOnm and less than Lm. If the width and depth of the recess are within the above ranges, the size is several hundred nm, such as a 337 nm nitrogen laser generally used in current laser desorption ionization mass spectrometers. Since the wavelength of the laser beam is almost the same as that of the laser beam in the ultraviolet region, the energy of the laser beam can be trapped well. In addition, when the width and the depth of the concave portion are within the above ranges, good ionizing efficiency can be obtained.
  • FIG. 1 shows a specific example of the shape of the sample holding surface of the sample target when the recess is a groove.
  • the sample target that works in this embodiment has a plurality of grooves having an interval of lnm or more and less than 30 ⁇ m, more preferably, lOnm or more and less than 1 ⁇ m. It may have an arranged shape.
  • the sample target having the shape shown in FIG. 1 is referred to as a groove-shaped sample target here.
  • FIG. 2 is a schematic view of the shape of the groove of the groove-shaped sample target.
  • FIG. 2 (a) is a perspective view showing a part of the sample target, and FIG.
  • FIG. 2 (b) is a view from above the sample holding surface ((a 2A) is a plan view as viewed from the direction of arrow A), and FIG. 3C is a cross-sectional view of the groove shape (a cross-sectional view as viewed from the direction of arrow B in FIG. 3A).
  • the interval between the recesses (grooves) means the size of the portion indicated by C in FIG. 2 (c), and the width of the recesses (grooves) is 0 in FIG. 2 (c). This means the size of the portion shown, and the depth of the concave portion (groove) means the size of the portion shown by E in FIG. 2 (c).
  • the distance between the grooves is less than 30 m, more preferably less than Lm, the ionization of the sample placed on the sample target when performing mass spectrometry is performed. Can be performed well. Further, if the interval between the grooves is at least lnm, more preferably at least lOnm, it is possible to perform processing without using advanced techniques in the current fine processing technology. In order to perform ionization of the measurement sample more favorably, it is more preferable that the interval between the grooves is less than 200 nm. On the other hand, in order to easily and inexpensively perform the microfabrication of the sample holding surface, it is preferable that the interval between the grooves is lnm or more, more preferably lOnm or more.
  • the width and depth of the groove are preferably lnm or more and less than 30 ⁇ m, more preferably lOnm or more and less than 1 ⁇ m. Good.
  • the interval between the grooves is more preferably lOnm or more and less than 200 nm.
  • FIG. 3 shows an example of a sample target having such a groove structure.
  • (a) is a perspective view showing a part of the sample target
  • (b) is a plan view seen from above the sample holding surface (in the direction of arrow A in (a))
  • (c) Is a cross-sectional view of the groove shape (a cross-sectional view of a cut surface indicated by a broken line B in (a)).
  • the sample target shown in Fig. 3 has two grooves that intersect vertically.
  • the sample target having such a groove is referred to as a lattice-type sample target.
  • the interval between the concave portions (grooves) means the size of the portion indicated by C in FIG. 3 (c), and the width of the concave portions (grooves) is indicated by D in FIG. 3 (c).
  • the shape of the concave portion of the sample target of the present embodiment is not limited to the above-described groove type or lattice type, but may be any other shape.
  • One example is a hole-shaped shape as shown in FIG.
  • the sample target shown in FIG. 4 is a case where the above-mentioned hole is particularly cylindrical, and a sample target having such a hole is called a hole-type sample target.
  • FIG. 4 (a) is a perspective view showing a part of the sample target, (b) is a plan view seen from above the sample holding surface (in the direction of arrow A in (a)), and (c) is a grooved shape.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (a cross-sectional view of a cut surface along a broken line B in (a)).
  • the interval between the holes means the size of the portion indicated by C in FIG. 4 (c)
  • the width of the hole is the size of the portion indicated by D in FIG. 4 (c). It means the size, and the depth of the hole means the size of the portion indicated by E in FIG. 4 (c).
  • the cross-sectional view shown in FIG. 4 (c) is a cross-sectional view of a portion including the diameter of the hole. Therefore, the width of the hole means the diameter of the circular hole, and the space between the holes means the space between the places where the adjacent holes are closest to each other.
  • the hole-type sample target has not only a columnar hole as shown in Fig. 4 but also a prismatic hole such as a quadrangular prism, a triangular prism, a pentagonal prism, and a hexagonal prism. There may be. Note that the above-described lattice-type sample target has a prismatic hole, and is therefore one of the hole-type sample targets.
  • the wall surface of the concave portion is preferably perpendicular to the bottom surface of the sample target, but has a slight inclination. But it doesn't work.
  • the angle at which the grooves in different directions intersect is not limited to 90 degrees as shown in FIG. 3, but may be other than 90 degrees.
  • the cross-sectional shape of the hole does not need to be a perfect circle, and it does not work even if it has an elliptical shape or some deformation. Also, such structures need not occupy all parts of the sample target.
  • the shape of the concave portion of the sample target of the present embodiment can be variously deformed, and the simplicity at the time of manufacturing (at the time of fine processing of the sample holding surface) and the cost required for manufacturing are reduced. It can be appropriately selected in consideration of the above.
  • the shape that can be most easily formed is the groove-type shape.
  • a resin such as a semiconductor, a metal, and a synthetic polymer, a ceramic, or the like may be used.
  • a composite containing a plurality of the above-described materials specifically, a coated structure in which a metal film is applied to a semiconductor surface, or a metal film is applied to a resin surface.
  • An applied covering structure or the like may be employed.
  • these materials it is preferable to use a semiconductor because processing technology is advanced and processing is easy.
  • Examples of the semiconductor include Si, Ge, SiC, GaP, GaAs, InP, and SiGe (
  • Examples of the metals include Group 1A (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), Group 2A (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) and Group 3A of the periodic table. (Sc, Y), Group 4A (Ti, Zr, Hf), Group 5A (V, Nb, Ta), Group 6A (Cr, Mo, W), Group 7A (Mn, Tc, Re), Group 8 (Fe , Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt), Group IB (Cu, Ag, Au), Group 2B (Zn, Cd, Hg), Group 3B (Al), and lanthanoid series (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu), actinoid series (Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm , Bk, Cf, Es, Fm, Md, No,
  • Examples of the synthetic polymer include polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polysiloxane, polystanoxane, polyamide, polyester, polyaline, polypyrrole, polythiophene, and polyurethane. , Polyethylene ether ketone, poly (4-fluoroethylene), copolymers and mixtures thereof, and graft polymers and block polymers.
  • Examples of the ceramics include alumina (aluminum oxide), magnesia, beryllia, zirconia (zirconium oxide), uranium oxide, thorium oxide, thorium, silica (quartz), forsterite, and steatite.
  • the sample target when performing laser desorption / ionization mass spectrometry, the sample can be ionized without using matrix molecules.
  • the sample target described above has a regular microscopic uneven structure on the order of nanometers or tens of micrometers. In addition, it is possible to stabilize the ionizing performance.
  • the sample target used in the present embodiment has, as a sample holding surface, a surface having a fine uneven structure on the order of nanometers to tens of micrometers as a sample holding surface.
  • the structure has a structure in which concave portions having a depth of at least lnm, more preferably at least lOnm are regularly formed. Therefore, high-precision microfabrication technology used in nanotechnology is required to manufacture this sample target.
  • Examples of the high-precision microfabrication technology used in nanotechnology include, for example, the Nanotechnology Knowledge Research Group of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, “Nanotechnology Handbook” (2003) published by Nikkei Business Publications, Inc. and Tomo Kawai There is a method listed in "Introduction to Nanotechnology” published by Ohmsha.
  • the lithography method is one of the most widely used methods for microfabrication of tens of micrometers with a force of 10 nanometers at present.
  • Lithography methods include photolithography, electron beam lithography, ion beam lithography, nanoimprint lithography, and Dave Pen nanolithography.
  • the size of the writing shape is not limited by the wavelength of light as in general optical lithography, so that finer writing can be performed. Thereby, a fine uneven structure can be formed.
  • a device design drawing is printed on a metal plate called a mask, and a portion of the mask is processed so as to transmit light, and the other portion is processed so as not to transmit light. Keep it. Then, light is applied to the processed design drawing and the light is reduced by a lens, and the pattern of the design drawing is reduced and projected. At this point, a photosensitizer is applied to the material that will be the base of the device, and when the project is reduced and projected on the base, the pattern of the design drawing is printed thereon.
  • the photosensitive agent applied to the base is called a resist.
  • Molecules that cause a photoreaction when solidified by exposure to light or become insoluble in a polymerized solution are used for the resist. If the substrate material with the Noturn is baked into a solution that dissolves it, it is possible to dissolve only the hardened part of the illuminated resist, but not the rest. By using the resist pattern formed in this way and performing further etching, fine processing on the substrate becomes possible.
  • an electron beam writing apparatus is generally used. The precision with which a fine structure is created depends greatly on the performance of this electron beam lithography system.
  • a method of manufacturing a sample target using a lithography technique is also included in the scope of the present embodiment.
  • the method for manufacturing a sample target according to the present embodiment is used to hold the sample when the sample is ion-irradiated by laser light irradiation and mass spectrometry, and has a fine uneven structure of the order of nanometers to tens of micrometers.
  • a method for manufacturing a sample target comprising: a surface having a surface as a sample holding surface, wherein a distance of lnm or more and less than 30 ⁇ m, more preferably lOnm or more and less than 1 ⁇ m, And, more preferably: forming a sample-holding surface on the surface by regularly and repeatedly forming recesses having a width of less than 30 m.
  • the method of manufacturing a sample target that is effective in the present embodiment uses a lithography technique to provide a substrate surface with an interval of lnm or more and less than 30 ⁇ m, more preferably an interval of lOnm or more and less than 1 ⁇ m, and 30 / ⁇ , more preferably:
  • sample targets having various shapes of concave portions such as the above-described groove type, lattice type, and hole type can be manufactured.
  • the manufacturing method of the present embodiment employs the above-described method.
  • Various lithography methods are used.
  • a photosensitizer is applied in a predetermined shape using an electron beam lithography apparatus, and then electrolytic etching is performed. It is preferable to use one line lithography method.
  • this electron beam lithography method finer writing can be performed as compared with general optical lithography, thereby obtaining an effect that a fine uneven structure can be formed. It comes out.
  • a DIOS sample target manufactured using only the conventional electrolytic etching method has a complex and irregular structure as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • the manufacturing method of the present embodiment since the lithography technology is used, simple methods such as a groove type (see FIGS. 1 and 2), a lattice type (see FIG. 3), and a hole type (see FIG. 4) are used. This makes it easy to process regular microstructures with high precision and high reproducibility. Therefore, in the sample target manufactured by the above-described manufacturing method, the shape of the unevenness is less likely to vary between individual sample targets or between manufacturing lots. That is, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to give a stable ionizing performance to the obtained sample target.
  • the sample target of the present embodiment includes biopolymers, endocrine disruptors, synthetic polymers, and gold. It can be used as a so-called sample stage for mounting a sample to be measured when performing mass spectrometry of various substances such as a genus complex.
  • the sample target is particularly useful when used in laser-desorption ionization mass spectrometry because it can favorably ionize a sample.
  • the mass spectrometer of the present invention includes the sample target of the present embodiment as a sample stage and a main component.
  • the sample target can perform ionization of the sample well, particularly when used in a laser desorption ionization mass spectrometer. Therefore, the mass spectrometer of the present invention is more specifically a laser desorption ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with laser light to ionize it and measure the molecular weight of the sample. It is preferable that there is.
  • the sample to be measured is placed on the above-mentioned sample target, and is used when the sample is irradiated with laser light. It is possible to carry out ioni-dori favorably.
  • the sample target used in the present embodiment is provided with a surface having a fine uneven structure on the order of nanometers to several tens of micrometers as a sample holding surface. Are regularly formed.
  • the sample target of the present embodiment has less irregularity in the shape of the irregularities compared to the sample target having an irregular irregular structure used in the conventional DIOS method, and therefore has a high ion ion degrading performance. Can be stabilized. That is, according to the sample target of the present embodiment, there is an effect that the laser desorption ionization mass spectrometry (DIOS method) can be performed more accurately and stably without using the matrix described above. As a result, the practicality of the sample target can be improved in laser-desorption ionization mass spectrometry.
  • DIOS method laser desorption ionization mass spectrometry
  • the sample target of the present embodiment is used for mounting a sample when performing mass spectrometry of the sample using laser desorption / ionization mass spectrometry and a mass spectrometer using the method. It can be effectively used as a sample table that performs measurement. Further, according to the sample target manufacturing method of the present embodiment, it is possible to easily form a fine concave-convex structure on the order of nanometers or tens of micrometers on the sample holding surface of the sample target using lithography technology. it can. Therefore, a sample target that can be applied to the above-described embodiment, that is, a sample target suitable for laser desorption / ionization mass spectrometry, can be manufactured with high precision and ease.
  • the mass spectrometer of the present embodiment performs mass spectrometry using the above-described sample target, when the sample to be measured is irradiated with laser light, the sample is ionized. Can be performed well. Therefore, according to the mass spectrometer described above, the stability of the obtained analysis result can be improved.
  • the sample target according to the present invention can be used to hold the sample when the sample is ionized by irradiation with one laser beam and subjected to mass spectrometry.
  • the effect of improving the ionization efficiency and stability of the sample can be obtained in the laser desorption / ionization mass spectrometry that enables the ionization of the sample without using a matrix. Play.
  • the metal is preferably at least one of platinum (Pt) and gold (Au).
  • the sample in laser desorption / ionization mass spectrometry capable of ionizing a sample without using a matrix, the sample can be ionized more efficiently, and the sample having an uneven structure can be obtained. There is an effect that oxidation of the holding surface can be suppressed.
  • the concave-convex structure of the sample holding surface is a structure in which a plurality of concave portions are regularly formed.
  • the sample target according to the present invention is used to hold the sample when the sample is ionized by irradiation with laser light and subjected to mass spectrometry.
  • the structure may be a structure in which a plurality of concave portions are regularly formed.
  • the sample target of the present invention has less irregularity in the shape of the irregularities than the sample target having an irregular irregular structure used in the conventional DIOS method.
  • the dangling performance can be stabilized. That is, according to the sample target of the present invention, the following effect can be obtained when laser desorption ionization mass spectrometry (DIOS method) can be performed more accurately and stably without using the above-mentioned matrix.
  • DIOS method laser desorption ionization mass spectrometry
  • the interval between adjacent concave portions may be lnm or more and less than 30 / zm. preferable. If the distance between adjacent concave portions is too small (that is, less than 1 nm), there is a problem that the structure of the sample target is weakened. Conversely, if the distance between adjacent recesses is too wide (that is, 30 m or more), a problem occurs in that ionization efficiency is reduced. Therefore, it is preferable that the interval between the adjacent concave portions is within the above range. In order to further improve the ionization efficiency, it is necessary to increase the efficiency per unit area for capturing light energy. Therefore, it is more preferable that the interval between the adjacent concave portions is less than 200 nm.
  • the width of the concave portion is preferably 1 nm or more and less than 30 m.
  • the depth of the concave portion is not less than 1 nm and less than 30 ⁇ m !.
  • the recess may be a groove or a hole.
  • the concave portion when the concave portion is a groove, the concave portion may have a structure in which grooves formed in different directions intersect with each other.
  • the hole when the concave portion is a hole, the hole may have a columnar or prismatic shape.
  • the material of at least the sample holding surface of the sample target of the present invention is preferably a semiconductor.
  • the sample target of the present invention may be entirely formed of a single material such as a semiconductor, but the layer forming the sample holding surface and the sample holding surface are made of different materials. It may be a multi-layer structure in which a substrate and a substrate serving as a base for the sample holding surface are laminated.
  • the sample holding surface can be formed of a semiconductor
  • the substrate can be formed of a metal or the like.
  • the category of the multilayer structure includes a coating structure in which a sample holding surface is formed by, for example, applying a metal coating on a substrate surface made of a semiconductor.
  • the semiconductor constituting the sample holding surface is preferably silicon.
  • the method for manufacturing a sample target according to the present invention is used for holding a sample when the sample is ionized by laser irradiation and mass spectrometry is performed, and is used in the order of nanometers to tens of micrometers.
  • a method for manufacturing a sample target comprising a surface having a fine concavo-convex structure as a sample holding surface, comprising a step of coating the surface of the sample holding surface with a metal.
  • the sample holding surface of the sample target is coated with metal, so that the sample can be ionized without using a matrix.
  • a sample target capable of more efficiently and stably ionizing the target can be easily produced.
  • the method for manufacturing a sample target according to the present invention is characterized in that, before the step of coating the surface of the sample holding surface with a metal, the surface of the substrate is not less than lnm and less than 30 m by using lithography technology. It is preferable to form the sample holding surface on the surface by regularly and repeatedly forming the recesses and the recesses having a width of less than 30 m.
  • the method for producing a sample target according to the present invention is used for holding the sample when the sample is ionized by laser irradiation and mass spectrometric analysis is performed.
  • the surface with the fine irregular structure of the order is the sample holding surface.
  • a configuration for forming a sample holding surface on the surface may be provided.
  • an electronic beam drawing apparatus is used as the lithography technique.
  • the recess may be formed.
  • a more specific method of the lithography technique for example, a method in which a photosensitive agent is applied in a predetermined shape using the above-described electron beam drawing apparatus, and then etching is performed to form a concave portion.
  • Examples of the type of etching include dry etching, chemical etching, and electrolytic etching. However, it is preferable to employ dry etching and chemical etching because the depth of the formed concave portion can be easily controlled.
  • the mass spectrometer of the present invention performs mass spectrometry using any of the above sample targets. Further, the mass spectrometer is preferably a laser desorption / ionization mass spectrometer that irradiates a sample to be measured with a laser beam to ionize the sample and measure its molecular weight. .
  • the mass spectrometer of the present invention since the mass spectrometer of the present invention performs mass spectrometry using the sample target, it is possible to improve the efficiency and stability of ionization of the sample. . Therefore, according to the mass spectrometer described above, the accuracy and stability of the analysis result can be improved.
  • Pt was deposited to a thickness of 20 nm on the sample holding surface of the DIOS sample target using a sputtering method to produce a sample target.
  • mass spectrometry by laser desorption ionization was performed. Below are the steps And the results will be described.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view of the processing state of the sample holding surface of the D IOS sample target used, which was observed from a cross section with a scanning electron microscope.
  • the shape of the concave is not constant, the interval between adjacent concaves or each convex in the concave and convex structure is about 150 nm, and the depth of the concave was about 100-200 nm.
  • a laser desorption ionizer was used for the above sample in the same procedure as in Example 1 except that a stainless steel metal plate without an uneven structure was used as the sample target, and that the sample holding surface was not covered with metal. Mass spectrometry was performed by the dani method. As a result, as shown in Table 1, in this comparative example, it was difficult to detect ions in the sample. Even when the laser power was increased to 2700, no ions could be detected in the above sample.
  • Example 1 Except for using a stainless steel metal plate having no concave-convex structure as the sample target, the above sample was subjected to mass spectrometry by the laser desorption / ionization method in the same procedure as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, in this comparative example, the sample The force that could detect the ON peak area was 8352, and the ionic strength was small.
  • the sample was subjected to laser desorption ionization mass spectrometry by the same procedure as in Example 1 except that a silicon wafer having no uneven structure was used as the sample target.
  • a silicon wafer having no uneven structure was used as the sample target.
  • Pt was vapor-deposited on the porous plastic Porex with a thickness of 20 ⁇ m by using a sputtering method to prepare a sample target.
  • mass spectrometry by laser desorption ionization was performed. The procedure and results are described below.
  • sample targets were subjected to laser desorption ion desorption mass spectrometry in a reflectron mode using a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (manufactured by Applied Biosystems).
  • a strongly protonated ion peak area 223000 of the angiocinsin I molecule with an mZz value of 1297 was detected.
  • Mass spectrometry was performed by the laser desorption / ionization method on the sample in the same procedure as in Example 2 except that the sample holding surface of the sample target was not covered with metal. No matter how much you raise the power, you can't get any ions.
  • a sample target was prepared by depositing Pt to a thickness of 20 nm on a slide glass surface-treated by rubbing with a No. 400 sandpaper using a sputtering method. Using this Pt-coated sample target, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed. The procedure and results will be described below.
  • a slide glass made by Matsunami Glass Industry was rubbed with No. 400 sandpaper to perform a surface treatment.
  • 20 nm of Pt was deposited using a TEL-1000 ion sputtering device (manufactured by JEOL).
  • the surface had an irregular porous structure of about 100 nanometers to 12 micrometers.
  • the sample target was subjected to mass spectrometry by laser desorption ionization in a reflectron mode using a time-of-flight mass spectrometer Voyager DE-Pro (manufactured by Applied Biosystems).
  • a laser power of 1600 the molecular ions of the sodium mash with TRITON X-100 were detected with high intensity.
  • the peak height of mZz625 was 30,000.
  • Mass spectrometry was performed on the sample by the laser desorption / ionization method using the same procedure as in Example 3 except that the sample holding surface was not coated with metal. .
  • the force that could be used for ionizing the sample The laser power was considerably high at 2400, and the ionic strength was weak.
  • the peak height of mZz625 was 2000.
  • Example 3 The same procedure as in Example 3 was applied to the above sample, except that the sample holding surface was subjected to a surface treatment using sandpaper and a metal sample was used as the sample target. However, no ions were obtained for the sample.
  • the resist was spin-coated with ZEP520 (Zeon Japan), pre-betaed at 180 ° C., and exposed to an electron beam using an electron beam lithography apparatus ELS-770 manufactured by Elliox. Developed with ZED-N50 (Zeon, Japan) and rinsed with ZMD-B (Zeon, Japan) to prepare a resist pattern. Electron beam evaporation of Ni was performed on the resist pattern using MB-02-5002 manufactured by ULVAC, and the resist was peeled off using ZDMAC (Zeon) to produce a Ni mask. After that, dry etching was performed with a reactive ion etching (RIE) system RIE-ONR (SAMCO) to form an SiO pattern. In addition, JFL TFL-1000 ion sputtering
  • RIE reactive ion etching
  • a sample target was obtained in which a square part of about 0.6 mm in one piece was processed into a groove structure with a convex part of about 150 nm, a concave part of about 150 nm, and a depth of 200 nm. Made 12 of the same.
  • Mass spectrometry by laser desorption ionization method in reflectron mode using Pro was done.
  • sample ions of TRITON X-100 and polypropylene glycol could be detected strongly.
  • the average value and the standard deviation of the peak height of mZz625 of TRITON X-100 were 20000 and 2300, respectively, confirming that the reproducibility of the vector was good.
  • a fine target structure was formed on a silicon wafer by using one method of electron beam lithography to prepare a sample target. Further, in this example, mass spectrometry by laser desorption ionization was performed using the sample target. The procedure and results are described below.
  • a Sumitomo Chemical resist (NEB22) was coated on a silicon wafer made by Mitsubishi Sumitomo Silicon with a resistivity of 0.008-0.02 ⁇ cm, and an electron beam lithography system g [BX- After irradiating with electron beam at 5000 SI, it was treated with MFCD-26 manufactured by Shipley Co., Ltd. to produce a fine resist structure. Subsequently, etching was performed by a dry etching method using an NLD-800 etching apparatus manufactured by ULVAC to form a fine structure on the silicon wafer.
  • the square part having a side of about 0.6 mm was converted into a convex part having a width (that is, an interval between concave parts) of about 150 nm, a concave part having a width of about 170 nm, and a groove (part of a concave part).
  • a sample target processed into a groove structure with a depth of about 150 nm was obtained. Twelve such sample targets were produced.
  • the surface structure of the sample target obtained here was observed using a scanning electron microscope SM-5310 made by JEOL, a groove structure as shown in Fig. 1 was confirmed.
  • sample target mass spectrometry by laser desorption / ionization was performed using the obtained sample target.
  • samples to be measured a nonionic surfactant TRITON X-100 (manufactured by ICN Biomedical) and a polypropylene glycol having an average molecular weight of 700 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having a concentration of lmgZml were used.
  • a tetrahydrofuran solution was used. 0.51 of each sample was dropped on the sample target prepared by the above method, and the sample was air-dried.
  • the sample target for DIOS was prepared with reference to the above-mentioned Reference 6. Specifically, a silicon wafer manufactured by Mitsubishi Sumitomo Silicon having a resistivity of 0.008-0.02 ⁇ cm was manufactured by an electrolytic etching method. Using an equal mixture of 46% hydrofluoric acid (manufactured by Wako Pure Chemical) and ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical) as the electrolyte, the current density was 8 mAZcm2 while irradiating a 250 W incandescent lamp with a distance force of 15 cm. Etching was performed with an etching time of 2 minutes. After the etching, the DIOS sample target was washed with ethanol. The prepared sample target was stored in ethanol. Under the same conditions, 12 DIOS sample targets were prepared. Fig. 7 shows the surface structure measured using a JEOL-manufactured electron microscope SM-6700F.
  • the sample was subjected to mass spectrometry by laser desorption ionization using the same procedure as in Example 5, except that the sample target had a fine concavo-convex structure and a metal plate sample target was used. Performed but failed to detect ions in sample
  • the sample was subjected to mass spectrometry by the laser desorption ionization method in the same procedure as in Example 5 except that the sample target had a fine concavo-convex structure and a silicon wafer sample target was used. Performed but could not detect ions in the sample o
  • the sample target of the present invention in the laser desorption ionization mass spectrometry, ionization can be performed without using a matrix, and the conventional sample target used in the DIOS method can be used. In comparison, it is possible to improve the ionization efficiency of the sample and realize a stable ionization.
  • Laser desorption ionization mass spectrometry is currently used in a wide range of fields as a mass spectrometry for biopolymers, endocrine disruptors, synthetic polymers, metal complexes, and the like.
  • the sample target of the present invention performs this laser desorption / ionization mass spectrometry more accurately and stably. Since the material is an effective material to be applied, the applicability of the present invention can be said to be high.

Abstract

　マトリックスを用いずに試料のイオン化を可能とする質量分析において、イオン化の効率性及び安定性を向上し、その実用性をより高めることができる試料ターゲットおよびその製造方法を提供する。試料ターゲットは、レーザー光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が金属で被覆されている。また、上記試料保持面の凹凸構造が、１ｎｍ以上３０μｍ未満の間隔を有する凹部を規則的に形成した構造となっていることが好ましい。この試料ターゲットにおいて、上記凹部は、溝型、格子型、あるいは円柱または角柱状の穴型の形状を有している。この試料ターゲットは、リソグラフィー技術を用いて製造される。

Description

明 細 書
表面加工が施された試料保持面を有する試料ターゲットおよびその製造 方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置
技術分野
[0001] 本発明は、質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法と、当該試 料ターゲットを用いた質量分析装置とに関するものであり、特に、マトリックスを用いず に試料のイオンィ匕を可能とする試料ターゲットおよびその製造方法と、当該試料ター ゲットを用いた質量分析装置とに関するものである。
背景技術
[0002] 質量分析法は、試料をイオンィ匕し、試料あるいは試料のフラグメントイオンの質量と 電荷の比（以下、 mZz値と表記する）を測定し、試料の分子量を調べる分析法であ る。その中でも、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（MALDI)法は、マトリックスと 呼ばれる低分子量の有機化合物と試料とを混合し、さらにレーザーを照射すること〖こ より、当該試料をイオン化する方法である。この方法では、マトリックスが吸収したレー ザ一のエネルギーを試料に伝えることになるので、試料を良好にイオンィ匕することが できる。
[0003] MALDI法は、熱に不安定な物質や高分子量物質をイオン化することが可能であり 、他のイオンィ匕技術と比較しても試料を「ソフトに」イオンィ匕できる。それゆえ、この方 法は、生体高分子や、内分泌攪乱物質、合成高分子、金属錯体など様々な物質の 質量分析に広く用いられて 、る。
[0004] しかしながら、上記 MALDI法では、有機化合物のマトリックスを用いるために、当 該マトリックスに由来する関連イオンにより、試料イオンの解析が困難となることがある 。具体的には、有機化合物のマトリックスを用いると、このマトリックス分子のイオン、マ トリックス分子が水素結合で結合したクラスターのイオン、マトリックス分子が分解して 生成するフラグメントイオン等のマトリックス関連イオンが観測されるため、試料イオン の解析が困難になる場合が多い。
[0005] そこで、従来から、上記マトリックス関連イオンの妨害を避けるための技術が種々提 案されている。具体的には、マトリックス関連イオンを生成させないように，マトリックス 分子を固定する技術が知られて 、る。
[0006] 例えば、 α—シァノー 4—ヒドロキシケィ皮酸やシンナムアミドなどのマトリックスをセフ ァロースのビーズに固定する技術が開示されている（例えば、文献 1 : T. W. Hutchens and T. Τ. Yip, Rapid Commun. Mass Spectrom., 7, p.576- 580 (1993)参照。；)。また 、ターゲットである金の表面に、マトリックスであるメチルー N—（4 メルカプトフエ-ルー カーバメート)の自己組織化単分子膜を形成する技術が開示されて 1ヽる (例えば、文 献 2 : S. Mouradian, C. M. Nelson, and L. M. Smith, J. Am. Chem. Soc, 118, p.8639-8645 (1996)参照。）。さらに、ゾルゲル法により、マトリックスである 2, 5—ジヒド ロキシ安息香酸 (DHB)をシリコンポリマーシート中に固定する技術が開示されてい る（例えば、文献 3 :Y. S. Lin and Y. C. Chen, Anal. Chem., 74, p.5793- 5798 (2002) 参照。；)。特に、文献 3の技術では、低分子領域にマトリックス関連イオンを発生させる ことなぐ低分子量の有機物、アミノ酸、ペプチドを高感度で測定できることが報告さ れている。
[0007] し力しながら、上記のようにマトリックス分子を固定する方法は、検出感度や耐久性 が実用上十分ではないという問題が生ずる。また、検出時には、フラグメントイオンに よるノイズを回避できな ヽと 、う問題もある。
[0008] そこで、最近では、マトリックスを用いない技術が提案されている。具体的には、多 穴性の表面を有する半導体基板 (文献中では、 porous light-absorbing
semiconductor substrateと記載）を試料ターゲットとして用いる技術が開示されている (例えば、文献 4 :米国特許公報： USP6288390 (2001年 11月 9日）参照。）。この 試料ターゲットは、半導体基板における試料保持面を、多穴性 (porous)構造すなわ ち微細な凹凸構造となるように加工している。同文献では、このような試料保持面に 試料を塗布し、当該試料にレーザー光を照射すると、マトリックスが無くても高分子量 の物質がイオン化されると報告している。この方法は、 DIOS (Desorption/Ionization on Porous Silicon)法と名付けられている。
[0009] なお、用いられる上記試料ターゲットにお 、ては、微細な凹凸構造を有する試料保 持面が酸化されると試料のイオン化効率が低下する。そこで、当該表面の酸化を抑 制するために有機化合物でィ匕学修飾することが行われる。しかしながら、試料保持面 の酸ィ匕による試料のイオンィ匕効率の低下を回避するために、試料保持面を有機化合 物で化学修飾すると、酸化は抑制されるが、化学修飾前と比較して試料のイオンィ匕 効率が低下する。そこで、化学修飾によるイオンィ匕効率の低下を回避するために、照 射するレーザー光の強度を上げると、試料のイオンが分解しやすくなるため、正確な 分析結果を得ることが困難となる。
[0010] このように、イオン化効率の低下を抑制する目的で試料ターゲットの試料保持面を 化学修飾すると、化学修飾によりイオンィ匕効率の低下が生じ、これを回避しょうとする と、安定したイオンィ匕が困難となる。したがって、 DIOS法によるレーザー脱離イオン 化質量分析では、イオンィ匕の効率性および安定性を向上し、その実用性をより高め ることが求められていた。
[0011] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マトリックスを 用いずに試料のイオンィ匕を可能とする質量分析において、試料をより効率的かつ安 定的にイオンィ匕することができる試料ターゲットおよびその製造方法と、当該試料タ 一ゲットを用いた質量分析装置とを提供することにある。
[0012] また、 DIOS法による質量分析では、用いられる上記試料ターゲットは、試料保持 面の微細な凹凸構造を電解エッチング法により形成している（例えば、上記文献 4、 文献 5 :J. Wei, J. M. Buriak, and G. Siuzdak, Nature, 399, p.243-246 (1999)、文献 6 :Z. Shen, J. J. Thomas, C. Averbuj, K. M. Broo, M. Engelhard, J. E. Crowell, M. G. Finn, and G. Siuzdak, Anal. Chem., 73, p.612- 619(2001)参照。；)。図 7には、この D IOS法で用いられる従来の試料ターゲットの断面の加工状態を示す。図 7に示すよう に、この試料ターゲットの試料保持面には、不規則な凹凸構造が形成されている。
[0013] し力しながら、このように試料保持面に不規則な凹凸構造が形成された上記 DIOS 法による質量分析では、得られる分析結果の安定性に欠ける傾向にあるという問題 を生じている。
[0014] 具体的には、 DIOS法で用いられる試料ターゲットを製造する段階では、試料保持 面の凹凸構造の形成は、電解エッチング時の諸条件、例えば、半導体材料の抵抗 率、エッチング時の電流密度、光の強度、電解の時間等により大きく影響を受ける。 換言すれば、電解エッチング法により微細な凹凸構造を形成するときには、これらの 多くの条件を制御する必要がある。それゆえ、同様の凹凸構造を高い再現性で形成 することが困難となり、これが試料のイオン化の性能にも影響する。図 7には、実際に DIOS法にお!、て用いられて!/、る従来の試料ターゲットの断面の一例を示して 、るが 、このように、試料保持面の凹凸構造は不規則な形状となっている。
[0015] その結果、試料のイオンィ匕の安定性が不十分となり、得られる分析結果の安定性 が低下してしまう。したがって、 DIOS法による質量分析は、その実用性の更なる向上 が求められていた。
[0016] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、 DIOS法によ る質量分析において、得られる分析結果の安定性を向上し、その実用性をより高める ことができる試料ターゲットおよびその製造方法と、当該試料ターゲットを用いた質量 分析装置とを提供することにある。
発明の開示
[0017] 本発明者は上記課題に鑑み鋭意検討した結果、試料ターゲットの試料保持面にお いて、微細な凹凸構造の酸ィ匕を抑制するのではなぐ金属の被覆により導電性を高 めれば、試料をより効率的かつ安定的にイオンィ匕できることを独自に見出し、本発明 を完成させるに至った。
[0018] また、微細な凹凸構造を規則的に形成することにより、試料ターゲットの試料保持 面の構造を再現性よく形成することが可能であり、 DIOS法による質量分析の分析結 果をより安定ィ匕できることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。
[0019] すなわち、本発明に係る試料ターゲットは、上記課題を解決するために、レーザー 光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用い られ、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表 面を試料保持面として備えて!/、る試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面 が金属で被覆されて ヽることを特徴として ヽる。
[0020] また、上記金属は、白金（Pt)および金 (Au)の少なくとも何れかであることが好まし い。
[0021] また、上記試料保持面の凹凸構造は、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ていることが好ましい。
[0022] また、本発明に係る試料ターゲットは、レーザー光の照射により試料をイオンィ匕して 質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数十マイク 口メートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えている 試料ターゲットであって、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形 成した構造となって 、るものであってもよ!/、。
[0023] 上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている 試料ターゲットでは、隣接する各凹部の間隔は、 lnm以上 30 m未満となっている ことが好ましい。
[0024] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ている試料ターゲットでは、上記凹部の幅は、 lnm以上 30 m未満となっていること が好ましい。
[0025] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ている試料ターゲットでは、上記凹部の深さは、 lnm以上 30 m未満となっているこ とが好ましい。
[0026] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ て 、る試料ターゲットでは、上記凹部は溝または穴であることが好ま U、。
[0027] また、上記凹部が溝である場合、当該凹部の繰返しが、異なる方向に形成された溝 同士を交差した構造となって 、ることが好ま 、。
[0028] また、上記凹部が穴である場合、当該穴が円柱状または角柱状の形状を有してい ることが好ましい。
[0029] また、上記試料ターゲットにおける少なくとも試料保持面の材質は半導体であること が好ましく、シリコン（Si)であることをがより好まし 、。
[0030] 本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射により試料をィォ ン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数 十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備 えて ヽる試料ターゲットの製造方法であって、上記試料保持面の表面を金属で被覆 する工程を含むことを特徴としている。 [0031] また、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金 属で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に lnm以上 30 m未満の間隔、および、 30 m未満の幅を有する凹部を規則的に繰り返し形成す ることによって、当該表面に試料保持面を形成することが好ましい。
[0032] また、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射により試料 をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルな いし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面とし て備えている試料ターゲットの製造方法であって、リソグラフィー技術を用いて、基板 の表面に lnm以上 30 m未満の間隔、および、 30 m未満の幅を有する凹部を規 則的に繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する構成を備 えていてもよい。
[0033] 上記リソグラフィー技術としては、電子ビーム描画装置を用いて上記凹部を形成す ることが好ましい。
[0034] 本発明に力かる質量分析装置は、上記 、ずれかの試料ターゲットを用いて質量分 析を行うというものである。また、上記質量分析装置は、測定対象となる試料にレーザ 一光を照射することによって、当該試料をイオンィ匕してその分子量を測定するレーザ 一脱離イオン化質量分析装置であることが好まし 、。
図面の簡単な説明
[0035] [図 1]本発明の 1実施形態における試料ターゲットの表面の凹凸構造の一例を示す 断面図である。なお、この断面図は、本発明の試料ターゲットを走査型電子顕微鏡 で観察したものである。
[図 2]図 1に示す試料ターゲットの溝の形状を示す模式図であって、 (a)は試料ター ゲットの一部の斜視図であり、 (b)は (a)に示す試料ターゲットを矢印 A方向から見た 平面図であり、 (c)は (a)に示す試料ターゲットを矢印 B方向力も見た断面図である。
[図 3]格子型の試料ターゲットの溝の形状を示す模式図であって、 (a)は試料ターゲ ットの一部の斜視図であり、 (b)は (a)に示す試料ターゲットを矢印 A方向から見た平 面図であり、（c)は（a)に示す試料ターゲットを破線 Bで切断した場合の断面図である [図 4]穴型の試料ターゲットの溝の形状を示す模式図であって、 (a)は試料ターゲット の一部の斜視図であり、 (b)は (a)に示す試料ターゲットを矢印 A方向から見た平面 図であり、（c)は（a)に示す試料ターゲットを破線 Bで切断した場合の断面図である。
[図 5]実施例 5にお 、て作製された試料ターゲットを用いて TRITON X— 100の質 量分析測定を行って得られたマススペクトルである。
[図 6]実施例 5にお 、て作製された試料ターゲットを用いてポリプロピレングリコール の質量分析測定を行って得られたマススペクトルである。
[図 7]従来の DIOS法に用いられている試料ターゲットの表面の加工状態を示す断面 図である。なお、この断面図は、上記試料ターゲットを走査型電子顕微鏡で観察した ものである。
[図 8]実施例 1にお!/、て用いた Mass Consortium社製試料ターゲットの試料保持 面における加工状態を示す断面図である。なお、この断面図は、上記試料ターゲット を走査型電子顕微鏡で観察したものである。
[図 9]実施例 2にお!/、て用いた米国 POREX TECHNOLOGIES社製多孔性プラスチッ ク Porexの表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0036] 本発明の一実施形態について以下に詳細に説明するが、本発明は以下の記載に 限定されるものではない。
[0037] 上述したように、微細な凹凸構造を有する試料保持面の酸化を抑制するために有 機化合物で化学修飾すると、化学修飾前に比べてイオン化効率が低下し、化学修飾 前よりレーザー強度を強くしないと試料をイオンィ匕できない。この原因は、現在のとこ ろわかっていないが、試料保持面の化学修飾により導電性が下がるために、試料の イオン化の際に重要な試料ターゲットと試料との間の電子の移動が損なわれること、 チャージアップが起こりやすく試料ターゲット上に電荷が蓄積するために試料のィォ ン化が効率的に起こらないこと等が原因として考えられる。そこで、本願発明者らは、 この点に着目し、微細な凹凸構造を有する試料保持面の表面を金属で被覆すること により、試料保持面の表面の導電性を上げ、前記課題を解決することができないかと 考えた。そして、実際に金属の被覆により、試料保持面の表面の導電性を高めれば 、試料をより効率的に、かつ試料保持面の酸ィ匕を抑制して安定的にイオンィ匕できるこ とを見出し、本発明を完成させるに至った。
[0038] つまり、本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射により試料をイオンィ匕 して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数十マ イク口メートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えてい る試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が金属で被覆されて ヽるものであ る。
[0039] 上述したように、本願発明者らは、微細な凹凸構造を有する試料保持面の酸化を 抑制するために有機化合物による化学修飾を用いる場合の問題点を解決するため に、試料保持面を金属で被覆したが、これによりイオン化の効率が顕著に向上するこ とを見出した。すなわち、上記試料保持面を金属で被覆することにより、試料保持面 の導電性を大きくすることで、イオンィ匕効率の顕著な向上という効果を得ることができ たと考えられる。従って、本発明にかかる試料ターゲットは、試料保持面の導電性を 大きくすることでイオンィ匕の効率が向上するような、金属で被覆されている試料ターゲ ットである。従って、本発明の試料ターゲットには、その試料保持面の表面が、酸化さ れる金属で被覆されているものも含まれる。もちろん、用いられる金属が酸化されにく い金属である場合には、イオンィ匕効率が向上し、かつ、凹凸構造を有する試料保持 面の酸化も抑制される。
[0040] また、近年、ナノテクノロジーの分野にぉ 、て、 DNAチップ、半導体のデバイス、化 学反応のための微小な容器などを作製するために、 lnmから数十/ z mの単位での 微細な加工を行う技術が開発されて 、る。ここ数年でナノテクノロジーの応用分野は ますます拡大している力 それにともなって微細加工技術の需要は高まり、その技術 レベルは急激に発達している。このナノテクノロジーで使用される微細加工技術によ れば、従来の電解エッチング法と比較して、 lnm—数十/ z m単位の微細構造をより 安定して高精度に加工することが可能である。
[0041] そこで、本願発明者らは、このナノテクノロジーで使用される微細加工技術に着目し 、加工しやす!/、ような比較的単純な構造の微細構造をレーザー脱離イオン化質量分 祈に用いる試料ターゲットの表面加工に利用できないかと考えた。そして、実際にか 力る微細加工技術を利用すれば、表面に規則的な凹凸形状を安定して作製すること が可能になり、良好な品質の試料ターゲットを安定して生産することが可能になること を見出した。
[0042] つまり、本発明にかかる試料ターゲットには、レーザー光の照射により試料をイオン 化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数十 マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えて
Vヽる試料ターゲットであって、上記試料保持面の表面が金属で被覆されて ヽるととも に、さら〖こ、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造と なって 、る試料ターゲットも含まれる。
[0043] 以下、本発明にかかる試料保持面を金属で被覆した試料ターゲットおよびその製 造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置について、（I)試料ターゲ ット、（Π)試料ターゲットの製造方法、（III)本発明の利用（質量分析装置)の順に説 明する。
[0044] (I)試料ターゲット
(I 1)試料ターゲット、試料保持面
本発明にかかる試料ターゲットは、レーザー光の照射によって試料をイオン化して 質量分析するレーザー脱離イオン化質量分析装置に用いられ、分析対象となる試料 を載せる言わば試料台としての機能を果たすものである。
[0045] カゝかる上記試料ターゲットは、試料を保持する面である試料保持面を備えていれば よぐ試料保持面以外の部分の構成、形状、材質等は特に限定されるものではない。
[0046] 上記試料ターゲットの材質としては、例えば、半導体、金属、合成高分子などの榭 脂、セラミックス、これらの各材質を複数種含んでなる複合体等を挙げることができる 。力かる複合体としては、具体的には、例えば、金属層の表面に半導体の被膜が施 された多層構造体、榭脂層の表面に半導体の被膜が施された多層構造体、セラミツ タスの表面に半導体の被膜が施された多層構造体等を挙げることができるが複合体 はこれらに限定されるものではない。
[0047] 本発明にかかる試料ターゲットの、上記試料保持面は、分析対象である試料を保 持する面で、試料を保持した状態で、レーザー光の照射を受ける。 [0048] 上記試料保持面の材質は、特に限定されるものでなぐ例えば、半導体、金属、合 成高分子などの榭脂、セラミックス等を挙げることができる。導電性を有しない材質で あっても金属で被覆することによりイオンィ匕の効率を向上させることができる。なかで も上記試料保持面の材質は半導体であることがより好ましい。半導体を用いることに より、試料をより効率的にイオン化することが可能となる。
[0049] なお、上記半導体は、特に限定されるものではなくどのようなものであってもよい。な かでも上記半導体は、例えば、 Si, Ge, SiC, GaP, GaAs, InP, Si Ge (0く Xく
1— X X
1)等であることが好ましぐ Siであることがより好ましい。
[0050] また、上記金属としては、例えば、元素周期表の 1A族（Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)、 2A族（Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)、 3A族（Sc, Y)、 4A族（Ti, Zr, Hf)、 5A族（V , Nb, Ta)、 6A族（Cr, Mo, W) , 7A族（Mn, Tc, Re)、 8族（Fe, Ru, Os, Co, R h, Ir, Ni, Pd, Pt)、 IB族（Cu, Ag, Au)、 2B族（Zn, Cd, Hg)、 3B族（Al)、およ びランタノイド系列（La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)、ァクチノイド系列（Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, F m, Md, No, Lr)が挙げられる。
[0051] また、上記合成高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸エステ ル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリスタノキサン、ポリアミ ド、ポリエステル、ポリア-リン、ポリピロール、ポリチォフェン、ポリウレタン、ポリェチ ルエーテルケトン、ポリ 4ーフッ化工チレンおよびこれらの共重合体や混合物やグラフ トポリマーおよびブロックポリマーが挙げられる。
[0052] また、上記セラミックスとしては、アルミナ（酸ィ匕アルミニウム）、マグネシア、ベリリア、 ジルコユア (酸ィ匕ジルコニウム）、酸ィ匕ウラン、酸ィ匕トリウム、シリカ（石英）、ホルステラ イト、ステアタイト、ワラステナイト、ジノレコン、ムライト、コージライト Zコージエライト、ス ポジュメン、チタン酸アルミニウム、スピネルアパタイト、チタン酸バリウム、フェライト、 ニオブ酸リチウム、窒化ケィ素（シリコンナイトライド）、サイアロン、窒化アルミニウム、 窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケィ素 (シリコンカーバイド)、炭化ホウ素、炭化チタン 、炭化タングステン、ホウ化ランタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、硫ィ匕力ドミゥ ム、硫化モリブデン、ケィ化モリブデン、アモルファス炭素、黒鉛、ダイヤモンド、単結 晶サファイアなどが挙げられる。
[0053] (1-2)ナノメートルな!/、し数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造
本発明にカゝかる試料ターゲットの上記試料保持面は、ナノメートルな!/ヽし数十マイク 口メートルオーダーの微細な凹凸構造を有している。ここで、「ナノメートルないし数十 マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造」とは、通常ナノメートル単位ないし数十 マイクロメートル単位で表される程度に微細な単位で形成された凹凸構造を意味して いる。また、ナノメートル単位ないし数十マイクロメートル単位で表される程度に微細 な単位とは、具体的には、 lnm—数十/ z mの大きさをいう。また、本発明に力かる試 料ターゲットの上記試料保持面は、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダー の微細な凹凸構造を有していればよいが、ナノメートルオーダーの微細な凹凸構造 を有していることがより好ましい。ここで、「ナノメートルオーダーの微細な凹凸構造」と は、通常ナノメートル単位で表される程度に微細な単位で形成された凹凸構造を意 味している。また、ナノメートル単位で表される程度に微細な単位とは、具体的には、 lnm以上 1 μ m未満の大きさのことを意味する。
[0054] ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造としては、力か る構造を有する試料保持面を、金属で被覆し、その表面に試料を載せ、当該試料に レーザー光を照射すると、マトリックスが無くても高分子量の物質力 Sイオンィ匕されるよう な構造であれば特に限定されるものではない。例えば、 DIOS法によるレーザー脱離 イオン化質量分析で用いられる試料ターゲットの多穴性構造は、上記凹凸構造に含 まれる。
[0055] 上記試料保持面の微細な凹凸構造の大きさは、ナノメートルないし数十マイクロメ 一トルオーダー、すなわち lnm—数十/ z m程度であればよい。すなわち、凹凸構造 の隣接する各凹部又は各凸部の間隔が lnm—数十/ z m程度であればよい。しかし ながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記隣 接する各凹部又は各凸部の間隔は lnm以上 30 m未満となっていることが好ましく 、 lnm— 10 mとなっていることがより好ましぐ lOnm— 10 mとなっていることがよ り好ましく、 lOnm— 500nmとなっていることがさらに好ましぐ 10nm— 300nmとな つていることが特に好ましい。これにより、質量分析における測定試料のイオン化を良 好に行うことができる。
[0056] また、上記凹凸構造の隣接する各凹部又は各凸部の間隔は、規則的であっても不 規則であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより 向上させるためには、規則的であることがより好ましい。上記各凹部又は各凸部の間 隔が規則正しい場合には、その凹凸のばらつきが少ないため、イオンィ匕性能はより安 定する。
[0057] 上記凹凸構造の凹部の深さは、 lnm以上 30 μ m未満程度であればよい。しかしな がら、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、 lOnm— であることがより好ましぐ 50nm— 500nmであることがさらに好ましぐ lOOnm 一 500nmであることが特に好ましい。また、上記凹部の深さにはばらつきがあっても よいし、均一であってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとしての機 能をより向上させるためには、上記凹部の深さは均一であることが好ましい。上記凹 部の深さは均一である場合には、その凹凸のばらつきが少ないため、イオンィ匕性能 はより安定する。
[0058] 上記凹部の具体的な形状は特に限定されるものではなぐどのような形状のもので あってもよい。また、上記凹凸構造は、凹部の形状が一定ではなぐ種々の形状の凹 部が混ざったものであってもよい。しかしながら、質量分析用の試料ターゲットとして の機能をより向上させるためには、上記凹凸構造は、一定の形状の凹部力もなるもの であることが好ましい。力かる形状としては、例えば、溝、溝同士が交差した格子、穴 等の形状を挙げることができる。また、上記溝、穴の形状も特に限定されるものではな ぐどのような形状のものであってもよいが、例えば、直線の溝；曲線の溝;弧を描く溝 ；円形の穴;楕円形の穴；三角形、四角形、五角形等多角形の穴等を挙げることがで きる。
[0059] また、上記凹部の壁面は、試料保持面に対して垂直であってもよいし、斜度を有し ていてもかまわない。
[0060] また、上記凹凸構造は、試料保持面の全体に形成されているものであってもよいし
、試料保持面に部分的に形成されて 、るものであってもよ 、。
[0061] 上述したように、本発明の試料ターゲットの上記試料保持面の凹凸構造は、複数の 凹部を規則的に形成した構造となっていることがより好ましい。かかる複数の凹部が 規則的に形成された構造については、後述する他の実施形態で説明する構造が含 まれる。
[0062] 以上のように、本発明の試料ターゲットの上記試料保持面の凹凸構造は、様々に 変形させることが可能であり、製造時 (試料保持面の微細加工時)の簡便さや製造に 要するコストを考慮して、適宜選択することができる。
[0063] (I 3)金属による被覆
本発明にカゝかる試料ターゲットは、上記試料保持面の表面が金属で被覆されて ヽ るものである。かかる金属としては、具体的には、例えば、元素周期表の 1A族 (Li, N a, K, Rb, Cs, Fr)、 2A族（Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)、 3A族（Sc, Y)、 4A族（Ti , Zr, Hf)、 5A族 (V, Nb, Ta)、 6A族 (Cr, Mo, W)、 7 A族 (Mn, Tc, Re)、 8族 ( Fe, Ru, Os,Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt)、 IB族（Cu, Ag, Au)ゝ 2B族（Zn, Cd, Hg )、 3B族（Al)、およびランタノイド系列（La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)、ァクチノイド系列（Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, C m, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr)等を挙げることができる。なかでも、上記金属は Au又は Ptであることがさらに好ましい。 Auや Ptは酸化されにくいため、イオン化の 効率を向上させることができるのみならず、上記凹凸構造を有する上記試料保持面 の酸ィ匕を防止することが可能となる。
[0064] また、上記金属は、上記金属力 選ばれる単一金属であってもよいし、上記金属か ら選ばれる少なくとも 2種以上力もなる合金であってもよい。ここで合金とは、 2種以上 の金属が混合されている金属であればよぐ混合された 2種以上の上記金属の存在 形態は特に限定されるものではな 、。混合された 2種以上の上記金属の存在形態と しては、例えば、固溶体、金属間化合物、固溶体及び金属間化合物が混在した状態 等を挙げることができる。
[0065] 被覆されている上記金属の厚みは、試料保持面の凹凸構造を損なうものでなけれ ば特に限定されるものではない。具体的には、例えば、 lnm以上、 lOOnm以下であ ることが好ましい。上記金属の厚みがこの上限を超えないことにより、試料保持面の 凹凸構造が損なわれず、下限より大きいことにより、効率的なイオンィ匕が可能となる。 さらに、上記金属の厚みは、 lnm以上、 50nm以下であることがより好ましぐ lnm以 上、 30nm以下であることが特に好ましい。これにより、より効率的なイオンィ匕が可能と なる。
[0066] また、上記試料保持面の表面は、上記金属から選ばれる複数の金属からそれぞれ 形成される複数の層として被覆されて 、るものであってもよ 、。
[0067] (II)試料ターゲットの製造方法
本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射により試料をィォ ン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数 十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備 えて ヽる試料ターゲットの製造方法であって、上記試料保持面の表面を金属で被覆 する工程を含んでいる。
[0068] 上記試料保持面の表面を金属で被覆する方法は、特に限定されるものではなぐ 従来公知の方法を好適に用いることができる。かかる方法としては、例えば、スパッタ 法、化学気相成長法 (CVD)、真空蒸着法、無電解メツキ法、電解メツキ法、塗布法、 貴金属ワニス法、有機金属薄膜法等を挙げることができる。これらの方法は、金属の 種類、被覆する層の厚み、被覆する試料保持面の状態等により、適宜選択して用い ればよい。
[0069] また、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する 上記試料保持面の製造方法も特に限定されるものではなぐ従来公知の方法を好適 に用いることができる。かかる方法としては、例えば、電解エッチング法、リソグラフィ 一法等を挙げることができる。リソグラフィ一法を用いることにより、規則正しぐより微 細な凹凸構造を有する上記試料保持面を製造することが可能となる。
[0070] また、本発明に力かる試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金 属で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に、 lnm以上 3 0 μ m未満、より好ましくは、 lOnm以上 1 μ m未満の間隔、および、 30 μ m未満、より 好ましくは、 1 μ m未満の幅を有する凹部を規則的に繰り返し形成することによって、 当該表面に試料保持面を形成する方法であってもよい。また、上記リソグラフィー技 術としては、電子ビーム描画装置を用いて上記凹部を形成することが好ましい。かか る複数の凹部を規則的に形成する方法については、後述する他の実施形態で説明 する方法が含まれる。
[0071] (III)本発明の利用（質量分析装置）
本発明の試料ターゲットは、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分子、金属錯 体などの様々な物質の質量分析を行う場合に測定対象となる試料を載置するための 言わば試料台として使用することができる。また、上記試料ターゲットは、特にレーザ 一脱離イオン化質量分析において用いられた場合に、試料のイオンィ匕を効率的かつ 安定的に行うことができるため有用である。
[0072] そこで、上述の本発明の試料ターゲットを用いてなる質量分析装置についても本発 明の範疇に含まれる。上記試料ターゲットは、特にレーザー脱離イオン化質量分析 装置において用いられた場合に、試料のイオンィ匕を効率的かつ安定的に行うことが できる。そのため、本発明の質量分析装置は、より具体的には、測定対象となる試料 にレーザー光を照射することによってイオン化して当該試料の分子量を測定するレ 一ザ一脱離イオン化質量分析装置であることが好ま 、。
[0073] 上記レーザー脱離イオン化質量分析装置にお!ヽては、測定対象となる試料を上述 の試料ターゲット上に載置して使用することによって、当該試料に対してレーザー光 を照射した場合に試料のイオンィ匕を良好に行うことができる。
[0074] 次に、本発明の他の実施形態について図 1ないし図 4に基づいて以下に詳細に説 明する力 本実施形態は以下の記載に限定されるものではない。
[0075] 近年、ナノテクノロジーの分野にぉ 、て、 DNAチップ、半導体のデバイス、化学反 応のための微小な容器などを作製するために、 lnmから数十/ z mの単位での微細な 加工を行う技術が開発されている。ここ数年でナノテクノロジーの応用分野はますま す拡大しているが、それにともなって微細加工技術の需要は高まり、その技術レベル は急激に発達している。このナノテクノロジーで使用される微細加工技術によれば、 従来の電解エッチング法と比較して、 lnm—数十/ z m単位の微細構造をより安定し て高精度に加工することが可能である。
[0076] そこで、本願発明者らは、このナノテクノロジーで使用される微細加工技術に着目し 、加工しやす!/、ような比較的単純な構造の微細構造をレーザー脱離イオン化質量分 祈に用いる試料ターゲットの表面加工に利用できないかと考えた。そして、実際にか 力る微細加工技術を利用すれば、表面に規則的な凹凸形状を安定して作製すること が可能になり、良好な品質の試料ターゲットを安定して生産することが可能になること を見出し、本発明を完成させるに至った。
[0077] つまり、本発明にかかる試料ターゲットには、レーザー光の照射により試料をイオン 化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数十 マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えて いる試料ターゲットであって、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的 に形成した構造となっている試料ターゲットも含まれる。
[0078] (I)試料ターゲット
本実施形態に力かる試料ターゲットについて以下に詳細に説明する。
[0079] 本実施形態に力かる試料ターゲットは、レーザー光の照射によって試料をイオン化 して質量分析するレーザー脱離イオン化質量分析装置に用いられ、分析対象となる 試料を載せる言わば試料台としての機能を果たすものである。本実施形態の試料タ 一ゲットは、試料を保持するための表面、すなわち試料保持面に、ナノメートルないし 数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を備えている。そして、この凹凸構 造は、複数の凹部を規則的に繰り返し形成した構造となっている。
[0080] 上記試料ターゲットの上記試料保持面は、ナノメートルないし数十マイクロメートル オーダーの微細な凹凸構造を有している。ここで、「ナノメートルないし数十マイクロメ 一トルオーダーの微細な凹凸構造」とは、通常ナノメートル単位ないし数十マイクロメ 一トル単位で表される程度に微細な単位で形成された凹凸構造を意味して 、る。ま た、ナノメートル単位な 、し数十マイクロメートル単位で表される程度に微細な単位と は、具体的には、 lnm—数十/ z mの大きさをいう。また、本発明に力かる試料ターゲ ットの上記試料保持面は、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微細な 凹凸構造を有して 、ればよ 、が、ナノメートルオーダーの微細な凹凸構造を有して ヽ ることがより好ましい。ここで、「ナノメートルオーダーの微細な凹凸構造」とは、通常ナ ノメートル単位で表される程度に微細な単位で形成された凹凸構造を意味している。 また、ナノメートル単位で表される程度に微細な単位とは、具体的には、 lnm以上 1 μ m未満の大きさのことを意味する。
[0081] 本実施形態にカゝかる試料ターゲットの試料保持面に形成された凹部は、上述のよう に、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている。ここで、「複数の凹部を規則 的に形成した構造」とは、複数の凹部がある一定の規則性を持って繰り返し形成され ている構造のことを意味する。この構造の具体例としては、後述の溝または穴の繰り 返し複数形成されて ヽる構造を挙げることができる。
[0082] そして、質量分析用の試料ターゲットとしての機能をより向上させるためには、上記 試料ターゲットの隣接する各凹部の間隔は lnm以上 30 /z m未満となっていることが 好ましぐ lOnm以上 1 m未満となっていることがより好ましい。各凹部の間隔が 30 μ m未満、好ましくは 1 μ m未満程度に狭くなつていることにより、質量分析における 測定試料のイオンィ匕を良好に行うことができる。また、各凹部の間隔が lnm以上、好 ましくは lOnm以上となっていることによって、試料ターゲットの強度が低下すること避 けることができる。
[0083] また、上記凹部の具体的な形状として、溝または穴の形状を挙げることができる。こ のような形状は、試料ターゲットの試料保持面の表面加工を行う場合に、リソグラフィ 一法などのような現在のナノテクノロジーによって容易かつ安価に形成することが可 能である。
[0084] この場合、上記凹部の幅を、 lnm以上 30 μ m未満、より好ましくは、 lOnm以上 1 m未満となるように設定し、上記凹部の深さを、 lnm以上 30 /z m未満、より好ましく は、 lOnm以上: L m未満となるように設定すればよい。上記凹部の幅および深さを 上記のような範囲内にすれば、そのサイズが現在のレーザー脱離イオンィ匕質量分析 計において一般的に用いられる、 337nmの窒素レーザーなどのような数百 nmォー ダ一の紫外領域のレーザー光の波長とほぼ同じであるため、レーザー光のエネルギ 一を良好にトラップすることができる。また、上記凹部の幅および深さが上記の範囲 内であれば、良好なイオンィ匕効率を得ることができる。
[0085] 図 1には、上記凹部が溝である場合の試料ターゲットの試料保持面の形状の具体 例を示す。この図に示すように、本実施形態に力かる試料ターゲットは、 lnm以上 30 μ m未満、より好ましくは、 lOnm以上 1 μ m未満の間隔を有する複数の溝が平行に 配置された形状を有していてもよい。図 1に示すような形状の試料ターゲットを、ここ では溝型の試料ターゲットと呼ぶ。また、図 2では、溝型の試料ターゲットの溝の形状 の模式図を示しており、（a)は試料ターゲットの一部分を示す斜視図、（b)は試料保 持面の上方から（ (a)にお 、て矢印 Aの方向）から見た平面図、（c)は溝形状の断面 図（(a)において矢印 B方向から見た断面図）である。ここで、上記凹部 (溝)の間隔と は、図 2 (c)の Cで示す部分の大きさのことを意味し、上記凹部 (溝)の幅とは、図 2 (c )の0で示す部分の大きさのことを意味し、上記凹部 (溝)の深さとは、図 2 (c)の Eで 示す部分の大きさのことを意味する。
[0086] 上記溝型の試料ターゲットにおいて、上記溝の間隔が 30 m未満、より好ましくは 、： L m未満であれば、質量分析を行う場合に当該試料ターゲット上に配置した試料 のイオンィ匕を良好に行うことができる。また、上記溝の間隔が lnm以上、より好ましく は、 lOnm以上あれば、現在の微細加工技術において高度な技術を用いることなく 加工することが可能である。なお、測定試料のイオンィ匕をより良好に行うためには、上 記溝の間隔が 200nm未満となっていることがさらに好ましい。一方、試料保持面の 微細加工をより容易かつ安価に行うためには、上記溝の間隔が lnm以上となってい ることが好ましく、 lOnm以上となって 、ることがより好まし 、。
[0087] また、上記溝型の試料ターゲットにおいて、上記溝の幅および深さは lnm以上 30 μ m未満となっていることが好ましぐ lOnm以上 1 μ m未満となっていることがより好 ましい。上記の構成によれば、例えば、 337nmの窒素レーザーなどのような数百 nm オーダーの紫外領域のレーザー光のエネルギーを捕えやすぐ良好なイオン化効率 を得ることができる。なお、測定試料のイオン化をより良好に行うためには、上記溝の 間隔が lOnm以上 200nm未満となっていることがさらに好ましい。
[0088] なお、上記溝型の試料ターゲットにお 、て、上記溝が異なる 2つの方向に形成され ており、その異なる 2方向の溝同士が交差している構造になっていてもよい。このよう な溝構造を有する試料ターゲットの一例を図 3に示す。図 3において、（a)は試料タ 一ゲットの一部分を示す斜視図、（b)は試料保持面の上方から（ (a)にお 、て矢印 A の方向）から見た平面図、（c)は溝形状の断面図（（a)において破線 Bの切断面の断 面図）である。図 3に示す試料ターゲットは、 2方向の溝が垂直に交差している場合の ものであり、このような溝を有する試料ターゲットについては、格子型の試料ターゲット と呼ぶ。ここで、上記凹部 (溝)の間隔とは、図 3 (c)の Cで示す部分の大きさのことを 意味し、上記凹部 (溝)の幅とは、図 3 (c)の Dで示す部分の大きさのことを意味し、上 記凹部 (溝)の深さとは、図 3 (c)の Eで示す部分の大きさのことを意味する。
[0089] 本実施形態の試料ターゲットの凹部の形状は、上述のような溝型や格子型のみに 限定されることはなぐそれ以外の形状であってもよい。その一例として、凹部の形状 が図 4に示すような穴型の形状を挙げることができる。図 4に示す試料ターゲットは、 上記穴が特に円柱状の場合のものであり、このような穴を有する試料ターゲットは、穴 型の試料ターゲットと呼ぶ。図 4において、（a)は試料ターゲットの一部分を示す斜視 図、（b)は試料保持面の上方から（(a)において矢印 Aの方向）から見た平面図、 (c) は溝形状の断面図（（a)において破線 Bの切断面の断面図）である。
[0090] ここで、上記穴の間隔とは、図 4 (c)の Cで示す部分の大きさのことを意味し、上記 穴の幅とは、図 4 (c)の Dで示す部分の大きさのことを意味し、上記穴の深さとは、図 4 (c)の Eで示す部分の大きさのことを意味する。なお、図 4 (c)に示す断面図は、上 記穴の直径を含む部分の断面図である。それゆえ、上記穴の幅とは、円形状の穴の 直径のことを意味し、上記穴の間隔とは、隣接する穴同士が最も接近している箇所の 間隔のことを意味している。
[0091] 上記穴型の試料ターゲットは、図 4に示すような円柱状の穴を有するものだけでなく 、四角柱、三角柱、五角柱、六角柱などのような角柱状の穴を有するものであっても よい。なお、上述の格子型の試料ターゲットは、角柱状の穴を有しているとも言えるた め、穴型の試料ターゲットの一つでもある。
[0092] 上記の溝型、格子型、穴型の各構造を有する試料ターゲットにおいて、その凹部の 壁面は、試料ターゲットの底面に対して垂直であることが好ましいが、多少斜度を有 していても力まわない。また、格子型の試料ターゲットにおいては、方向の異なる各 溝の交わる角度は、図 3に示すような 90度に限定されることはなぐ 90度以外であつ てもよい。また、円柱状の穴型の試料ターゲットにおいて、その穴の横断面の形状は 完全な円形である必要はなぐ楕円型や多少の変形があっても力まわない。また、こ のような構造が試料ターゲットの全ての部分を占める必要はない。 [0093] 以上のように、本実施形態の試料ターゲットの凹部の形状は、様々に変形させるこ とが可能であり、製造時 (試料保持面の微細加工時)の簡便さや製造に要するコスト を考慮して、適宜選択することができる。上述の溝型、格子型、穴型の構造のうちで、 最も容易に形成することができる形状は、溝型の形状である。
[0094] 上記試料ターゲットの材質としては、半導体、金属、合成高分子などの榭脂、セラミ ックスなどを用いればよい。また、上記試料ターゲットとして、上述の各材質を複数種 含んでなる複合体、具体的には、半導体の表面に金属の被膜が施された被覆構造 体、あるいは、榭脂の表面に金属被膜が施された被覆構造体などを採用してもよい。 これらの材質のうち、加工技術が進んでおり、加工が容易であるという理由で半導体 を採用することが好ましい。
[0095] なお、上記半導体としては、例えば、 Si, Ge, SiC, GaP, GaAs, InP, Si Ge (
1— X X 等モルの SiGe以外のものも含む）などが挙げられる。
[0096] また、上記金属としては、例えば、元素周期表の 1A族（Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)、 2A族（Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)、 3A族（Sc, Y)、 4A族（Ti, Zr, Hf)、 5A族（V , Nb, Ta)、 6A族（Cr, Mo, W) , 7A族（Mn, Tc, Re)、 8族（Fe, Ru, Os, Co, R h, Ir, Ni, Pd, Pt)、 IB族（Cu, Ag, Au)、 2B族（Zn, Cd, Hg)、 3B族（Al)、およ びランタノイド系列（La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)、ァクチノイド系列（Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, F m, Md, No, Lr)が挙げられる。
[0097] また、上記合成高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸エステ ル、ポリメタクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリシロキサン、ポリスタノキサン、ポリアミ ド、ポリエステル、ポリア-リン、ポリピロール、ポリチォフェン、ポリウレタン、ポリェチ ルエーテルケトン、ポリ 4ーフッ化工チレンおよびこれらの共重合体や混合物やグラフ トポリマーおよびブロックポリマーが挙げられる。
[0098] また、上記セラミックスとしては、アルミナ（酸ィ匕アルミニウム）、マグネシア、ベリリア、 ジルコユア (酸ィ匕ジルコニウム）、酸ィ匕ウラン、酸ィ匕トリウム、シリカ（石英）、ホルステラ イト、ステアタイト、ワラステナイト、ジノレコン、ムライト、コージライト Zコージエライト、ス ポジュメン、チタン酸アルミニウム、スピネルアパタイト、チタン酸バリウム、フェライト、 ニオブ酸リチウム、窒化ケィ素（シリコンナイトライド）、サイアロン、窒化アルミニウム、 窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケィ素 (シリコンカーバイド)、炭化ホウ素、炭化チタン 、炭化タングステン、ホウ化ランタン、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、硫ィ匕力ドミゥ ム、硫化モリブデン、ケィ化モリブデン、アモルファス炭素、黒鉛、ダイヤモンド、単結 晶サファイアなどが挙げられる。
[0099] 上記の試料ターゲットによれば、レーザー脱離イオン化質量分析を行う場合に、マ トリックス分子を使用することなく試料のイオン化を行うことができる。それに加えて、 上記試料ターゲットは、電解エッチングで作製された従来の DIOS用試料ターゲット と比較して、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造が規 則正しく形成されているため、イオンィ匕性能の安定ィ匕を図ることができる。
[0100] (II)試料ターゲットの製造方法
続 、て、本実施形態の試料ターゲットの製造方法につ 、て説明する。
[0101] 本実施形態に力かる試料ターゲットは、上述のように、ナノメートルないし数十マイク 口メートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えており、 この試料保持面の凹凸構造が、 lnm以上、より好ましくは、 lOnm以上の深さを有す る凹部を規則的に形成した構造を有するものである。それゆえ、この試料ターゲットを 製造するためには、ナノテクノロジーで使用される高精度な微細加工技術が必要とさ れる。
[0102] ナノテクノロジーで使用される高精度な微細加工技術としては、例えば、産業技術 総合研究所ナノテクノロジー知識研究会編、 日経 BP社発行の「ナノテクノロジーハン ドブック」（2003年)や川合知二著オーム社発行の「ナノテクノロジー入門」に挙げら れている方法方法がある。特に、リソグラフィ一法は、現在 10ナノメートル力も数十マ イク口メートルの微細加工にぉ 、て最も用いられて 、る方法の 1つである。リソグラフィ 一法には、フォトリソグラフィ一法、電子線リソグラフィ一法、イオンビームリソグラフィ 一法、ナノインプリントリソグラフィ一法、デイブペンナノリソグラフィー法がある。これら の各リソグラフィ一法のうち、電子線リソグラフィ一法を用いることが好ましい。電子線リ ソグラフィ一法を用いれば、一般的な光学リソグラフィーのように、書き込み形状の大 きさが光の波長に制限されることがないため、より微細な書き込みを行うことができ、こ れによって、微細な凹凸構造を形成することができる。
[0103] 電子線リソグラフィ一法では、デバイスの設計図をマスクと呼ばれる金属板に焼き付 けて、そのマスクのある部分は光を通し、それ以外の部分は光を通さないというように 加工しておく。そして、加工された設計図に光を当てレンズでその光を絞ると設計図 のパターンが縮小投影される。ここで、あらカゝじめデバイスの基盤となる材料には感 光剤を塗っておき、その基盤に縮小投影すると、そこに設計図のパターンが焼き付け られる。
[0104] 基盤に塗られる感光剤は、レジストと呼ばれる。レジストには、光を当てることで固化 してしまうとか、重合してある溶液に溶けなくなると 、つた光反応を起こす分子が使わ れる。ノターンの焼き付けられた基板の材料を、それを溶かす溶液に入れると、光の 当たったレジストが固まった部分だけが溶け出すことなぐそれ以外のところについて は溶かし出すことが可能となる。このようにして形成されたレジストのパターンを用いて 、さらにエッチングすることで、基板上に微細加工することが可能となる。電子線リソグ ラフィ一法では、一般に電子ビーム描画装置が用いられる。微細構造を作成する精 度は、この電子ビーム描画装置の性能に大きく依存する。
[0105] 以上のように、本実施形態に力かる試料ターゲットを製造する場合、リソグラフィー 技術を用いれば試料保持面にナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微 細な加工を施すことができる。それゆえ、上記リソグラフィー技術は試料ターゲットの 製造方法として非常に有用であると言える。
[0106] そこで、リソグラフィー技術を用いて試料ターゲットを製造する方法も本実施形態の 範囲内に含まれる。本実施形態の試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射 により試料をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノ メートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料 保持面として備えて 、る試料ターゲットの製造方法であって、リソグラフィー技術を用 いて、基板の表面に lnm以上 30 μ m未満、より好ましくは、 lOnm以上 1 μ m未満の 間隔、および、 30 m未満、より好ましくは、： L m未満の幅を有する凹部を規則的 に繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する t 、うものである [0107] つまり、本実施形態に力かる試料ターゲットの製造方法は、リソグラフィー技術を用 いて、基板の表面に lnm以上 30 μ m未満、より好ましくは、 lOnm以上 1 μ m未満の 間隔、および、 30 /ζ πι、より好ましくは、： L m未満の幅を有する凹部を規則的に形 成するという、基板表面の微細加工方法を応用したものである。そして、この方法によ れば、上述の本実施形態に力かる試料ターゲット、つまり、レーザー脱離イオン化質 量分析に適した試料ターゲットを容易かつ高精度に製造することができる。
[0108] 本実施形態の試料ターゲットの製造方法では、上述のような溝型、格子型、穴型な どというように凹部が種々の形状の試料ターゲットを製造することができる。このように 試料保持面がナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの種々の形状に微細 加工された試料ターゲットを製造するための高精度な微細加工技術として、本実施 形態の製造方法では、上述の種々のリソグラフィ一法が利用される。
[0109] そして、本実施形態の製造方法では、上述の種々のリソグラフィ一法の中でもの特 に電子ビーム描画装置を用いて所定の形状に感光剤を塗布した後に、電解エツチン グを行うという電子線リソグラフィ一法を利用することが好ましい。この電子線リソダラ フィ一法を用いれば、一般的な光学リソグラフィーに比べてより微細な書き込みを行う ことができ、これによつて、微細な凹凸構造を形成することができるという効果を得るこ とがでさる。
[0110] また、従来の電解エッチング法のみを用いて作製した DIOS用試料ターゲットは、 図 7に示した断面図のように複雑で不規則な構造をしている。一方、本実施形態の製 造方法によれば、リソグラフィー技術を用いているため、溝型（図 1、 2参照）、格子型（ 図 3参照）、穴型（図 4参照)のような単純で規則的な微細構造を、高精度に高い再現 性で加工することが容易になる。従って、上記の製造方法で作製された試料ターゲッ トにおいては、その凹凸の形状が個々の試料ターゲット間あるいは製造ロット間でば らつくことが少なくなる。つまり、本実施形態の製造方法によれば、得られる試料ター ゲットに安定したイオンィ匕性能を与えることができる。
[0111] (III)本発明の利用（質量分析装置）
続、て、本実施形態の試料ターゲットの利用方法にっ 、て説明する。
[0112] 本実施形態の試料ターゲットは、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分子、金 属錯体などの様々な物質の質量分析を行う場合に測定対象となる試料を載置するた めの言わば試料台として使用することができる。また、上記試料ターゲットは、特にレ 一ザ一脱離イオン化質量分析において用いられた場合に、試料のイオン化を良好に 行うことができるため有用である。
[0113] そこで、上述の本実施形態の試料ターゲットを用いて質量分析を行う質量分析装 置についても本発明の範疇に含まれる。つまり、本発明の質量分析装置は、本実施 形態の試料ターゲットを試料台と ヽぅ構成部品として含むものである。上記試料ター ゲットは、特にレーザー脱離イオンィ匕質量分析装置において用いられた場合に、試 料のイオンィ匕を良好に行うことができる。そのため、本発明の質量分析装置は、より具 体的には、測定対象となる試料にレーザー光を照射することによってイオン化して当 該試料の分子量を測定するレーザー脱離イオンィ匕質量分析装置であることが好まし い。
[0114] 上記レーザー脱離イオンィ匕質量分析装置においては、測定対象となる試料を上述 の試料ターゲット上に載置して使用することによって、当該試料に対してレーザー光 を照射した場合に試料のイオンィ匕を良好に行うことができる。
[0115] 本実施形態に力かる試料ターゲットは、以上のように、ナノメートルないし数十マイク 口メートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備えており、 その凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造構造となっている。
[0116] それゆえ、本実施形態の試料ターゲットは、従来の DIOS法に用いられる不規則な 凹凸構造を有する試料ターゲットと比較して、その凹凸の形状のバラツキが少ないた め、イオンィ匕性能を安定化させることができる。つまり、本実施形態の試料ターゲット によれば、上述のマトリックスを用いな 、レーザー脱離イオンィ匕質量分析 (DIOS法） をより正確かつ安定して実施することができるという効果を奏する。これによつて、レー ザ一脱離イオン化質量分析にぉ 、て、試料ターゲットの実用性を高めることができる
[0117] そして、本実施形態の試料ターゲットは、レーザー脱離イオン化質量分析法、およ び、その方法を利用した質量分析装置などを用いて試料の質量分析を行う場合に、 試料を載置する試料台として有効に利用することができる。 [0118] また、本実施形態の試料ターゲットの製造方法によれば、リソグラフィー技術を用い て試料ターゲットの試料保持面にナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの 微細な凹凸構造を容易に形成することができる。それゆえ、上述の本実施形態にか 力る試料ターゲット、つまり、レーザー脱離イオンィ匕質量分析に適した試料ターゲット を高精度かつ簡便に製造することができる。
[0119] また、本実施形態の質量分析装置は、上述の試料ターゲットを用いて質量分析を 行うものであるため、測定対象となる試料に対してレーザー光を照射した場合に試料 のイオンィ匕を良好に行うことができる。従って、上記の質量分析装置によれば、得ら れる分析結果の安定性を向上させることができる。
[0120] 以上のように、本発明に係る試料ターゲットは、上記課題を解決するために、レーザ 一光の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用 V、られ、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する 表面を試料保持面として備えて!/、る試料ターゲットであって、上記試料保持面の表 面が金属で被覆されて 、る。
[0121] 上記の構成によれば、マトリックスを用いずに試料のイオンィ匕を可能とするレーザー 脱離イオン化質量分析にお!、て、試料のイオン化の効率性及び安定性を向上できる という効果を奏する。
[0122] また、上記金属は、白金（Pt)および金 (Au)の少なくとも何れかであることが好まし い。
[0123] 上記の構成によれば、マトリックスを用いずに試料のイオンィ匕を可能とするレーザー 脱離イオン化質量分析において、試料をより効率的にイオン化することができ、かつ 、凹凸構造を有する試料保持面の酸化を抑制することができるという効果を奏する。
[0124] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ていることが好ましい。
[0125] また、本発明にかかる試料ターゲットは、上記課題を解決するために、レーザー光 の照射により試料をイオン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いら れ、ナノメートルな 、し数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表 面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、上記試料保持面の凹凸 構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となっているものであってもよい。
[0126] 上記の構成によれば、本発明の試料ターゲットは、従来の DIOS法に用いられる不 規則な凹凸構造を有する試料ターゲットと比較して、その凹凸の形状のバラツキが少 ないため、イオンィ匕性能を安定ィ匕させることができる。つまり、本発明の試料ターゲッ トによれば、上述のマトリックスを用いな 、レーザー脱離イオンィ匕質量分析 (DIOS法 )をより正確かつ安定して実施することができると 、う効果を奏する。
[0127] 上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている 試料ターゲットにおいて、隣接する各凹部の間隔は、 lnm以上 30 /z m未満となって いることが好ましい。隣接する各凹部の間隔が薄すぎる（すなわち、 lnm未満である） 場合、試料ターゲットの構造が弱くなつてしまうという問題が発生する。逆に、隣接す る各凹部の間隔が広すぎる（すなわち、 30 m以上である）場合、イオン化の効率が 低下してしまうという問題が発生する。それゆえ、隣接する各凹部の間隔は、上述の ような範囲内にあることが好ましい。なお、イオン化効率をより向上させるためには、 光のエネルギーを捉える単位面積当たりの効率を上げる必要がある。そこで、隣接す る各凹部の間隔は、 200nm未満であることがより好ましい。
[0128] 上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている 試料ターゲットにおいて、上記凹部の幅は、 lnm以上 30 m未満となっていることが 好ましい。また、本発明の試料ターゲットにおいて、上記凹部の深さは、 lnm以上 30 μ m未満となって!、ることが好まし!、。
[0129] 上記の構成によれば、例えば、 337nmの窒素レーザーなどのような数百 nmォー ダ一の紫外領域のレーザー光のエネルギーを捕えやすぐ良好なイオン化効率を得 ることがでさる。
[0130] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ている試料ターゲットにおいて、上記凹部は溝または穴であってもよい。そして、本発 明の試料ターゲットにおいて、上記凹部が溝である場合、当該凹部の繰返しが、異な る方向に形成された溝同士を交差した構造となっていてもよい。また、本発明の試料 ターゲットにおいて、上記凹部が穴である場合、当該穴が円柱状または角柱状の形 状を有していてもよい。 [0131] また、本発明の試料ターゲットにおける少なくとも試料保持面の材質は半導体であ ることが好ましい。また、本発明の試料ターゲットは、その全体が半導体などの単一の 素材で形成されたものであってもよいが、試料保持面を形成する層と、上記試料保 持面とが異なる材質で構成され試料保持面の土台となる基板とが積層された多層構 造体であってもよい。この場合、例えば、上記試料保持面を半導体で形成し、上記基 板を金属などで形成することができる。さらに、この多層構造体の範疇には、例えば 半導体からなる基板表面上に金属の被膜が施されることによって試料保持面を形成 しているような被覆構造体も含まれる。また、上記試料保持面を構成する半導体は、 シリコンであることが好ましい。
[0132] 上記の構成によれば、マトリックスを用いずに試料のイオンィ匕を可能とするレーザー 脱離イオン化質量分析において、試料のイオン化の効率をさらに向上させることがで きるという効果を奏する。
[0133] 本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射により試料をィォ ン化して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルないし数 十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面として備 えて ヽる試料ターゲットの製造方法であって、上記試料保持面の表面を金属で被覆 する工程を含むことを特徴としている。
[0134] 上記の構成によれば、試料ターゲットの試料保持面を金属で被覆することで、マトリ ックスを用いずに試料のイオンィ匕を可能とするレーザー脱離イオンィ匕質量分析にお いて、試料をより効率的かつ安定的にイオンィ匕することができる試料ターゲットを簡便 に製造することができる。
[0135] また、本発明に力かる試料ターゲットの製造方法は、上記試料保持面の表面を金 属で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に lnm以上 30 m未満の間隔、および、 30 m未満の幅を有する凹部を規則的に繰り返し形成す ることによって、当該表面に試料保持面を形成することが好ましい。
[0136] また、本発明にかかる試料ターゲットの製造方法は、レーザー光の照射により試料 をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持するために用いられ、ナノメートルな いし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造を有する表面を試料保持面とし て備えている試料ターゲットの製造方法であって、リソグラフィー技術を用いて、基板 の表面に lnm以上 30 m未満の間隔、および、 30 m未満の幅を有する凹部を規 則的に繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する構成を備 えていてもよい。
[0137] また、上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となつ ている試料ターゲットの製造方法においては、上記リソグラフィー技術として、電子ビ ーム描画装置を用いて上記凹部を形成してもよい。上記リソグラフィー技術のより具 体的な方法としては、例えば、上記電子ビーム描画装置を用いて所定の形状に感光 剤を塗布した後に、エッチングを行って凹部を形成するというものが挙げられる。なお 、エッチングの種類としては、ドライエッチング、ケミカルエッチング、電解エッチング などが挙げられるが、形成される凹部の深さを制御しやすいという理由で、ドライエツ チング、ケミカルエッチングを採用することが好ま 、。
[0138] 本発明に力かる質量分析装置は、上記 、ずれかの試料ターゲットを用いて質量分 析を行うというものである。また、上記質量分析装置は、測定対象となる試料にレーザ 一光を照射することによって、当該試料をイオンィ匕してその分子量を測定するレーザ 一脱離イオン化質量分析装置であることが好まし 、。
[0139] 上記の構成によれば、本発明の質量分析装置は上記試料ターゲットを用いて質量 分析を行うものであるため、試料のイオンィ匕の効率性と安定性とを向上させることがで きる。それゆえ、上記の質量分析装置によれば、分析結果の正確性及び安定性を向 上させることができる。
[0140] 〔実施例〕
本発明について、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限 定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなぐ種々の変更、修 正、および改変を行うことができる。
[0141] 〔実施例 1〕
本実施例では、スパッタリング法を用いて、 DIOS試料ターゲットの試料保持面に、 Ptを 20nmの厚みで蒸着し、試料ターゲットを作製した。この Ptで被覆した試料ター ゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。以下にその手順 および結果を説明する。
[0142] DIOS試料ターゲット（米国、 Mass Consortium社製）に、 TFL— 1000ィオンス ノ ッタリングデバイス（日本電子製)で Ptを 20ナノメートル蒸着した。図 8に、用いた D IOS試料ターゲットの試料保持面における加工状態を走査型電子顕微鏡で断面か ら観察した断面図を示す。図 8に示すように、用いた DIOS試料ターゲットの試料保 持面における凹凸構造では、凹部の形状は一定ではなぐ凹凸構造の隣接する各 凹部又は各凸部の間隔は 150nm程度、凹部の深さは約 100— 200nmであった。
[0143] 次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を 行った。測定対象となる試料として、 lmg/mlの濃度のアンジォテンシン Iの溶液を 用い、試料ターゲットに 0. 2 1滴下し風乾させた。
[0144] 続いて、これらの試料ターゲットを飛行時間型質量分析計 Voyager DE— Pro (ァ プライドバイオシステムズ社製）を用いて、リフレクトロンモードでレーザー脱離イオン 化法による質量分析を行った。 mZzの値が 1297のアンジォテンシン I分子のプロト ン付加のイオンのピーク面積を以下の表 1に示す。なお、表中「レーザーパワー」とは 、 Voyager DE— Proのレーザー強度を示す数値である。
[0145] [表 1] レーザ一パワー ピーク面積 レーザーパワー ピーク面積 実施例 1 2000 287005 一 ― 比較例 1 2000 検出できない 2700 検出できない 比較例 2 2000 検出できない 2700 検出できない 比較例 3 2000 検出できない 2500 9735 比較例 4 2000 8352 ― ― 比較例 5 2000 10792 ― ― 表 1に示すように、本実施例にぉレ、て作製した試料ターゲットを用いた場合では、 上記レーザーパワーが 2000のときに、ピーク面積が 287005であった。この結果より 、 Ptで被覆されている DIOS試料ターゲットでは、アンジォテンシン I分子のイオンを 強く検出できることが確認された。この結果から、本実施例において作製された試料 ターゲットを用いれば、試料のイオンィ匕を良好に行うことができ、正確な質量分析を 実施することができることがわ力つた。
[0146] 〔比較例 1〕
試料ターゲットとして凹凸構造を有しないステンレス製の金属プレートを用いた点、 及び試料保持面を金属で被覆しなカゝつた点以外は、実施例 1と同様の手順で上記 試料についてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行った。その結果、表 1に 示すように、本比較例では、上記試料についてイオンを検出することができな力つた 。また、レーザーパワーを 2700にあげても、上記試料についてイオンを検出すること ができなかった。
[0147] 〔比較例 2〕
試料ターゲットとして凹凸構造を有しないシリコンウェハーを用いた点、及び試料保 持面を金属で被覆しなカゝつた点以外は、実施例 1と同様の手順で上記試料にっ ヽて レーザー脱離イオン化法による質量分析を行った。その結果、表 1に示すように、本 比較例では、上記試料についてイオンを検出することができな力つた。また、レーザ 一パワーを 2700にあげても、上記試料についてイオンを検出することができなかつ た。
[0148] 〔比較例 3〕
試料ターゲットの試料保持面を金属で被覆しなカゝつた点以外は、実施例 1と同様の 手順で上記試料にっ ヽてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行った。その結 果、表 1に示すように、本比較例では、上記試料についてイオンを検出することがで きなかった。また、レーザーパワーを 2500にあげると、上記試料についてのイオンを 検出することはできた力 ピーク面積はわずかに 9735であった。また、レーザーパヮ 一が 2500を超えると DIOS表面の凹凸構造が破壊され、 DIOSターゲットの再利用 が困難になった。
[0149] 〔比較例 4〕
試料ターゲットとして凹凸構造を有しないステンレス製の金属プレートを用いた点以 外は、実施例 1と同様の手順で上記試料についてレーザー脱離イオンィ匕法による質 量分析を行った。その結果、表 1に示すように、本比較例では、上記試料についてィ オンを検出することはできた力 ピーク面積は 8352とイオン強度は小さ力つた。
[0150] 〔比較例 5〕
試料ターゲットとして凹凸構造を有しないシリコンウェハーを用いた点以外は、実施 例 1と同様の手順で上記試料についてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行 つた。その結果、表 1に示すように、本比較例では、上記試料についてイオンを検出 することはできた力 ピーク面積は 10792とイオン強度は小さ力つた。
[0151] 以上の結果から、本発明にかかる試料ターゲットにおいて、微細な凹凸構造を有す る試料保持面への金属の被覆は、試料をイオン化する上で重要な役割を果たすこと が確認された。
[0152] 〔実施例 2〕
本実施例では、スパッタリング法を用いて、多孔性プラスチック Porexに、 Ptを 20η mの厚みで蒸着し、試料ターゲットを作製した。この Ptで被覆した試料ターゲットを用 いてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行った。以下にその手順および結果 を説明する。
[0153] 米国 POREX TECHNOLOGIES社製多孔性プラスチック Porexに TEL— 1000ィォ ンスパッタリングデバイス (日本電子製)で Ptを 20ナノメートル蒸着した。図 9に示すよ うに、用いた多孔性プラスチックは 800ナノメートル一 5マイクロメートル程度の不規則 な多孔構造であった。
[0154] 次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を 行った。測定対象となる試料として、 lmgZmlの濃度のアンギオテンシン Iの溶液を 用い、試料ターゲットに 0. 5 1滴下し風乾させた。
[0155] 続いて、これらの試料ターゲットを飛行時間型質量分析計 Voyager DE— Pro (ァ プライドバイオシステムズ社製)を用いて、リフレクトロンモードでレーザー脱離イオン ィ匕による質量分析を行った。レーザーパワー 2150で、 mZzの値が 1297のアンギオ ンシン I分子のプロトン付加の強いイオン (ピーク面積 223000)が検出できた。
[0156] 〔比較例 6〕
試料ターゲットの試料保持面を金属で被覆しなカゝつた点以外は、実施例 2と同様の 手順で上記試料にっ ヽてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行ったが、レー ザ一パワーをいくら上げてもイオンは全く得られな力つた。
[0157] 〔実施例 3〕
本実施例では、スパッタリング法を用いて、 No. 400のサンドペーパーで擦って表 面処理したスライドガラスに、 Ptを 20nmの厚みで蒸着し、試料ターゲットを作製した 。この Ptで被覆した試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析 を行った。以下にその手順および結果を説明する。
[0158] 松浪硝子工業製スライドガラスを、 No. 400のサンドペーパーで擦って表面処理し た。その上に TEL— 1000イオンスパッタリングデバイス（日本電子製)で Ptを 20ナノメ 一トル蒸着した。表面は、 100ナノメートル一 2マイクロメートル程度の不規則な多孔 構造であった。
[0159] 次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を 行った。 1ミリグラム Zミリリットルの濃度の非イオン型界面活性剤 TRITON X-100 ( ICNバイオメディカル社製)のテトラヒドロフラン溶液を 0. 5マイクロリットル、試料ター ゲットに滴下し、風乾させた。
[0160] 続いて、試料ターゲットを飛行時間型質量分析計 Voyager DE—Pro (アプライドバ ィォシステムズ社製)を用いて、リフレクトロンモードでレーザー脱離イオン化による質 量分析を行った。レーザーパワー 1600で TRITON X— 100の Na付カ卩の分子ィォ ンが強い強度で検出できた。 mZz625のピーク高さは 30000であった。
[0161] 〔比較例 7〕
試料ターゲットとして試料保持面を金属で被覆しなかった試料ターゲットを用いた 点以外は、実施例 3と同様の手順で上記試料にっ 、てレーザー脱離イオンィ匕法によ る質量分析を行った。試料のイオンィ匕はできた力 レーザーパワーが 2400とかなり 高ぐし力もイオン強度は弱かった。 mZz625のピーク高さは 2000であった。
[0162] 〔比較例 8〕
試料ターゲットとして試料保持面をサンドペーパーによる表面処理をしな力つた試 料ターゲットを用いた点以外は、実施例 3と同様の手順で上記試料にっ 、てレーザ 一脱離イオン化法による質量分析を行ったが、試料に関するイオンは得られなかつ た。 [0163] 〔比較例 9〕
試料ターゲットとして試料保持面をサンドペーパーによる表面処理も金属蒸着もし な力つた試料ターゲットを用いた点以外は、実施例 3と同様の手順で上記試料につ いてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行ったが、試料に関するイオンは得 られなかった。
[0164] 〔実施例 4〕
本実施例では、スパッタリング法を用いて、複数の凹部が規則的に形成された SiO
2 基板の試料保持面に、 Ptを 20nmの厚みで蒸着し、試料ターゲットを作製した。この Ptで被覆した試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行 つた。以下にその手順および結果を説明する。
[0165] 山中セミコンダクタ一製の SiO基板を hexamethyldisilazaneで処理し、その後電子
2
線レジスト ZEP520(日本ゼオン)をスピンコートし、 180°Cでプリベータし、エリオ-ク ス社製電子線描画装置 ELS— 770を用いて電子線露光を行った。 ZED— N50(日本 ゼオン)にて現像、 ZMD-B (日本ゼオン)にてリンスを行い、レジストパターンを作製し た。アルバック製 MB— 02— 5002を用い Niの電子線蒸着をレジストパターン上に行 い、 ZDMAC (日本ゼオン）にてレジストを剥離し、 Niマスクを作製した。その後リアク ティブイオンエッチング (RIE)装置 RIE— lONR(SAMCO)にてドライエッチングを行 い、 SiOパターンを形成した。そのうえに日本電子製 TFL— 1000イオンスパッタリン
2
グデバイスで Ptを 20ナノメートル蒸着した。
[0166] 一片が約 0. 6mmの正方形部分を、凸部分が約 150ナノメートル、凹部分が約 150 ナノメートル、深さが 200ナノメートルの溝構造に加工した試料ターゲットが得られた。 同じものを 12個作成した。
[0167] 1ミリグラム Zミリリットルの濃度の非イオン型界面活性剤 TRITON X-100 (ICN バイオメディカル社製）および平均分子量 700のポリプロピレングリコール (和光純薬 製)のテトラヒドロフラン溶液を 0. 5マイクロリットル、試料ターゲットに滴下し、風乾さ せた。
[0168] 続いて、アプライドバイォシステムズ社製の飛行時間型質量分析計 Voyager DE
Proを用いて、リフレクトロンモードでレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析測定 を行った。
[0169] 本実施例において用いた試料ターゲットでは、 TRITON X— 100およびポリプロピ レングリコールの試料イオンが強く検出できた。また、 TRITON X— 100の mZz62 5のピーク高さの平均値及び標準偏差は、平均値 20000、標準偏差 2300であり、ス ベクトルの再現性が良 、ことが確認された。
[0170] 〔実施例 5〕
本実施例では、電子線リソグラフィ一法を用いてシリコンウェハー上に微細な凹凸 構造を形成し、試料ターゲットを作製した。さらに本実施例では、その試料ターゲット を用いてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行った。以下にその手順および 結果を説明する。
[0171] 三菱住友シリコン製の抵抗率が 0. 008—0. 02 Ω cmのシリコンウェハー上に、住 友化学製のレジスト (NEB22)を塗布し、 日本電子製電子ビーム描画装 g[BX-500 0SIにより電子線を照射した後に、シプレー社製の MFCD— 26で処理しレジストの微 細構造を作製した。続いて、 ULVAC社製の NLDエッチング装置 NLD— 800を用い て、ドライエッチング法でエッチングし、シリコンウェハー上に微細構造を形成した。
[0172] 上記の手順によって、一辺が約 0. 6mmの正方形部分を、凸部分の幅（すなわち、 凹部分の間隔）が約 150nm、凹部分の幅が約 170nmであり、溝（凹部分)の深さが 約 150nmの溝構造に加工した試料ターゲットが得られた。このような試料ターゲット は 12個作製された。ここで得られた試料ターゲットの表面構造を、 日本電子製走査 型電子顕微衝 SM-5310を用いて観察したところ、図 1に示すような溝構造が確認 された。
[0173] 次に、得られた試料ターゲットを用いてレーザー脱離イオン化法による質量分析を 行った。ここでは、測定対象となる試料として、 lmgZmlの濃度の非イオン型界面活 性剤 TRITON X— 100 (ICNバイオメディカル社製）、および、平均分子量 700のポ リプロピレングリコール (和光純薬製)のテトラヒドロフラン溶液を用いた。各試料を上 記の方法で作製した試料ターゲットにそれぞれ 0. 5 1ずつ滴下し、風乾させた。
[0174] 続いて、これらの試料ターゲットを飛行時間型質量分析計 Voyager DE— Pro (ァ プライドバイオシステムズ社製)を用いて、リフレクトロンモードでレーザー脱離イオン 化法による質量分析を行った。
[0175] その結果、本実施例において作製した 12個の試料ターゲットの全てにおいて、 TR ITON X— 100およびポリプロピレングリコールの両方の試料のイオンを強く検出で きることが確認された。なお、今回の質量分析によって得られた TRITON X— 100 のマススペクトルを図 5に示し、ポリプロピレングリコールのマススペクトルを図 6に示 す。この結果から、本実施例において作製された試料ターゲットを用いれば、試料の イオン化を良好に行うことができ、正確な質量分析を実施することができることがわか つた o
[0176] 〔比較例 10〕
一方、比較例 10として図 7に示す従来の DIOS用試料ターゲットを用いて、実施例 5と同様の手順で上記各試料についてレーザー脱離イオンィ匕法による質量分析を行 つた o
[0177] なお、 DIOS用試料ターゲットは、上記文献 6を参考にして作製した。具体的には、 三菱住友シリコン製の抵抗率が 0. 008—0. 02 Ω cmのシリコンウェハーを用い、電 解エッチング法により作製した。 46%フッ化水素酸 (和光純薬製)とエタノール (和光 純薬製)の等量混合液を電解液として用い、 250Wの白熱灯を 15cmの距離力も照 射しながら、電流密度を 8mAZcm2、エッチングの時間を 2分としてエッチングを行 つた。エッチング後、この DIOS用試料ターゲットをエタノールで洗浄した。作製した 試料ターゲットはエタノール中で保存した。同じ条件で 12個の DIOS用試料ターゲッ トを作製した。 日本電子製操作型電子顕微衝 SM— 6700Fを用いて測定した表面 構造を図 7に示す。
[0178] その結果、比較例 10では、作製した 12個の試料ターゲットの全てにおいて、実施 例 5と同様に、 TRITON X— 100およびポリプロピレングリコールの両方の試料のィ オンを強く検出できることが確認された。しかし、実施例 5の試料ターゲットと比較例 1 0の試料ターゲットにおいて、 TRITON X— 100の mZz625のイオンのピーク高さ の平均値及び標準偏差を比較したところ、実施例 5では平均値 15000、標準偏差 2 000であるのに対し、比較例 10では平均値 15100、標準偏差 6500であり、イオン強 度にほとんど差がないにもかかわらず、比較例 10に比べて、実施例 5の方がスぺタト ルの再現性が良いことが確認された。この結果から、本実施例の試料ターゲットは、 比較例 10の試料ターゲットに比べて、得られる分析結果の安定性を向上させること ができると言える。
[0179] 〔比較例 11〕
試料ターゲットとして微細な凹凸構造を有して 、な 、金属プレートの試料ターゲット を用いた点以外は、実施例 5と同様の手順で上記試料につ ヽてレーザー脱離イオン 化法による質量分析を行ったが、試料に関するイオンを検出することができな力 た
[0180] 〔比較例 12〕
試料ターゲットとして微細な凹凸構造を有して 、な 、シリコンウェハーの試料ターゲ ットを用いた点以外は、実施例 5と同様の手順で上記試料についてレーザー脱離ィ オンィ匕法による質量分析を行ったが、試料に関するイオンを検出することができなか つた o
[0181] 以上の結果から、本発明にかかる試料ターゲットにおいて、その試料保持面に形成 された微細で規則的な凹凸構造は、試料をイオンィ匕する上で重要な役割を果たすこ とが確認された。
[0182] 本発明は上述した実施形態および実施例に限定されるものではなぐ請求項に示 した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更し た技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に 含まれる。
産業上の利用の可能性
[0183] 本発明の試料ターゲットによれば、レーザー脱離イオンィ匕質量分析法において、マ トリックスを用いることなくイオンィ匕することが可能であるとともに、 DIOS法で用いられ ていた従来の試料ターゲットと比較して試料のイオンィ匕効率の向上及び安定したィ オンィ匕を実現することが可能である。
[0184] レーザー脱離イオンィ匕質量分析法は、生体高分子や内分泌撹乱物質、合成高分 子、金属錯体などの質量分析法として、現在幅広い分野で活用されている。本発明 の試料ターゲットは、このレーザー脱離イオン化質量分析をより正確かつ安定して実 施するために有効な材料であるため、本発明の利用可能性は高 、と言える。

Claims

請求の範囲
[I] レーザー光の照射により試料をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持する ために用いられ、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造 を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、
上記試料保持面の表面が金属で被覆されていることを特徴とする試料ターゲット。
[2] 上記金属が、白金 (Pt)および金 (Au)の少なくとも何れかであることを特徴とする請 求項 1に記載の試料ターゲット。
[3] 上記試料保持面の凹凸構造は、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている ことを特徴とする請求項 1または 2に記載の試料ターゲット。
[4] レーザー光の照射により試料をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持する ために用いられ、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造 を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットであって、
上記試料保持面の凹凸構造が、複数の凹部を規則的に形成した構造となっている ことを特徴とする試料ターゲット。
[5] 隣接する各凹部の間隔は、 lnm以上 30 /z m未満となっていることを特徴とする請 求項 3または 4に記載の試料ターゲット。
[6] 上記凹部の幅は、 lnm以上 30 μ m未満となって 、ることを特徴とする請求項 3な ヽ し 5の何れか 1項に記載の試料ターゲット。
[7] 上記凹部の深さは、 lnm以上 30 m未満となっていることを特徴とする請求項 3な
V、し 6の何れ力 1項に記載の試料ターゲット。
[8] 上記凹部は溝または穴であることを特徴とする請求項 3な 、し 7の何れか 1項に記 載の試料ターゲット。
[9] 上記凹部が溝である場合、当該凹部の繰返しが、異なる方向に形成された溝同士 を交差した構造となっていることを特徴とする請求項 8に記載の試料ターゲット。
[10] 上記凹部が穴である場合、当該穴が円柱状または角柱状の形状を有していること を特徴とする請求項 8に記載の試料ターゲット。
[II] 上記試料ターゲットにおける少なくとも試料保持面の材質は半導体であることを特 徴とする請求項 1ないし 10の何れか 1項に記載の試料ターゲット。
[12] 上記半導体がシリコンであることを特徴とする請求項 11に記載の試料ターゲット。
[13] レーザー光の照射により試料をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持する ために用いられ、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造 を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットの製造方法であって、 上記試料保持面の表面を金属で被覆する工程を含むことを特徴とする試料ターゲ ットの製造方法。
[14] 上記試料保持面の表面を金属で被覆する工程の前に、リソグラフィー技術を用い て、基板の表面に lnm以上 30 μ m未満の間隔、および、 30 μ m未満の幅を有する 凹部を規則的に繰り返し形成することによって、当該表面に試料保持面を形成する ことを特徴とする請求項 13に記載の試料ターゲットの製造方法。
[15] レーザー光の照射により試料をイオンィ匕して質量分析するときに、試料を保持する ために用いられ、ナノメートルないし数十マイクロメートルオーダーの微細な凹凸構造 を有する表面を試料保持面として備えている試料ターゲットの製造方法であって、 リソグラフィー技術を用いて、基板の表面に lnm以上 30 m未満の間隔、および、 30 m未満の幅を有する凹部を規則的に繰り返し形成することによって、当該表面 に試料保持面を形成することを特徴とする試料ターゲットの製造方法。
[16] 上記リソグラフィー技術として、電子ビーム描画装置を用いて上記凹部を形成する ことを特徴とする請求項 14または 15に記載の試料ターゲットの製造方法。
[17] 請求項 1一 12のいずれか 1項に記載の試料ターゲットを用いることを特徴とする質 量分析装置。
[18] 測定対象となる試料にレーザー光を照射することによって、当該試料をイオン化し てその分子量を測定するレーザー脱離イオンィ匕質量分析装置であることを特徴とす る請求項 17に記載の質量分析装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225394A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Tokyo Metropolitan Univ レーザー脱離イオン化法
JP2007263600A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Shimadzu Corp 試料ターゲット
JP2008041648A (ja) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc 質量分析用基板及び質量分析用基板の製造方法
JP2008290227A (ja) * 2007-03-26 2008-12-04 Ricoh Co Ltd 微小構造体
JP2009236489A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置
JP4885142B2 (ja) * 2005-10-20 2012-02-29 独立行政法人科学技術振興機構 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置
US8663772B2 (en) 2007-03-19 2014-03-04 Ricoh Company, Ltd. Minute structure and information recording medium
CN111684275A (zh) * 2018-02-09 2020-09-18 浜松光子学株式会社 试样支撑体、电离法以及质量分析方法
JP7404195B2 (ja) 2020-09-04 2023-12-25 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1879214B1 (en) * 2006-07-11 2011-10-12 Canon Kabushiki Kaisha Substrate for mass spectrometry, and method for manufacturing substrate for mass spectrometry
US8106351B2 (en) * 2008-08-08 2012-01-31 Quest Diagnostics Investments Incorporated Mass spectrometry assay for plasma-renin
US7834313B2 (en) * 2008-08-08 2010-11-16 Quest Diagnostics Investments Incorporated Mass spectrometry assay for plasma-renin
WO2011004308A1 (en) * 2009-07-09 2011-01-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Surface coating for laser desorption ionization mass spectrometry of molecules
CN101866804B (zh) * 2010-04-14 2012-05-16 北京富纳特创新科技有限公司 透射电镜微栅
RU2449261C1 (ru) * 2011-02-08 2012-04-27 Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОСНОВНЫХ И ПРИМЕСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ ИЗ ТИТАНАТА ДИСПРОЗИЯ (Dy2O3·TiO2) ГАФНАТА ДИСПРОЗИЯ (nDy2O3·mHfO2) И ИХ СМЕСЕЙ
CN106796198B (zh) * 2015-09-03 2020-06-30 浜松光子学株式会社 试样支撑体和试样支撑体的制造方法
CN110736784B (zh) 2015-09-03 2022-04-22 浜松光子学株式会社 表面辅助激光解吸电离法、质量分析方法和质量分析装置
CN108267500A (zh) * 2018-01-03 2018-07-10 北京毅新博创生物科技有限公司 质谱基片靶托用于biomark检测生物样品的用途
EP3751266A4 (en) 2018-02-09 2022-02-09 Hamamatsu Photonics K.K. SAMPLE HOLDER

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6288390B1 (en) * 1999-03-09 2001-09-11 Scripps Research Institute Desorption/ionization of analytes from porous light-absorbing semiconductor
JP2001318217A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Japan Science & Technology Corp 有効屈折率法を用いたブレーズド位相型回折光学素子及びその製造方法
WO2003054915A1 (en) 2001-12-11 2003-07-03 Astrazeneca Ab Target plate for mass spectometers and use thereof
WO2003054543A2 (en) 2001-12-21 2003-07-03 Sense Proteomic Limited Probe for mass spectrometry
JP2004184137A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Nec Corp 質量分析用チップおよびこれを用いたレーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析装置、質量分析システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2257295B (en) * 1991-06-21 1994-11-16 Finnigan Mat Ltd Sample holder for use in a mass spectrometer
JPH08189917A (ja) * 1995-01-11 1996-07-23 Hitachi Ltd 質量分析装置
WO1999000657A1 (en) * 1997-06-26 1999-01-07 Perseptive Biosystems, Inc. High density sample holder for analysis of biological samples
US7105809B2 (en) * 2002-11-18 2006-09-12 3M Innovative Properties Company Microstructured polymeric substrate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6288390B1 (en) * 1999-03-09 2001-09-11 Scripps Research Institute Desorption/ionization of analytes from porous light-absorbing semiconductor
JP2001318217A (ja) * 2000-05-08 2001-11-16 Japan Science & Technology Corp 有効屈折率法を用いたブレーズド位相型回折光学素子及びその製造方法
WO2003054915A1 (en) 2001-12-11 2003-07-03 Astrazeneca Ab Target plate for mass spectometers and use thereof
WO2003054543A2 (en) 2001-12-21 2003-07-03 Sense Proteomic Limited Probe for mass spectrometry
JP2004184137A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Nec Corp 質量分析用チップおよびこれを用いたレーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析装置、質量分析システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1726944A4

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4885142B2 (ja) * 2005-10-20 2012-02-29 独立行政法人科学技術振興機構 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置
US8237114B2 (en) 2005-10-20 2012-08-07 Japan Science & Technology Agency Sample target used in mass spectrometry, method for producing the same, and mass spectrometer using the sample target
JP2007225394A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Tokyo Metropolitan Univ レーザー脱離イオン化法
JP2007263600A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Shimadzu Corp 試料ターゲット
JP2008041648A (ja) * 2006-07-11 2008-02-21 Canon Inc 質量分析用基板及び質量分析用基板の製造方法
US8663772B2 (en) 2007-03-19 2014-03-04 Ricoh Company, Ltd. Minute structure and information recording medium
US9165590B2 (en) 2007-03-19 2015-10-20 Ricoh Company, Ltd. Minute structure and information recording medium
JP2008290227A (ja) * 2007-03-26 2008-12-04 Ricoh Co Ltd 微小構造体
JP2009236489A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 質量分析法に用いられる試料ターゲットおよびその製造方法、並びに当該試料ターゲットを用いた質量分析装置
CN111684275A (zh) * 2018-02-09 2020-09-18 浜松光子学株式会社 试样支撑体、电离法以及质量分析方法
JP7404195B2 (ja) 2020-09-04 2023-12-25 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法

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