WO2019058767A1 - 質量分析装置及び質量分析方法 - Google Patents

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WO2019058767A1
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light
substrate
laser beam
conductive layer
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PCT/JP2018/028670
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小谷　政弘
孝幸 大村
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浜松ホトニクス株式会社
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    • H01J49/0409—Sample holders or containers
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    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission
    • H01J49/161—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission using photoionisation, e.g. by laser

Definitions

  • the present disclosure relates to a mass spectrometer and a mass spectrometry method.
  • MALDI Matrix-Assisted Laser Desorption / Ionization
  • the mass spectrometer to implement is known (for example, refer to patent documents 1).
  • MALDI is a method of ionizing a sample by adding a low molecular weight organic compound called a matrix that absorbs laser light to the sample and irradiating the sample with the laser light.
  • a visible light image of a sample may be acquired together with an ion image of the sample.
  • a thin film biological sample such as a tissue section is an object of imaging mass spectrometry, but in MALDI, it is necessary to secure conductivity on the surface of a sample to which laser light is irradiated. For this reason, it is difficult to thicken the sample, for example, the thickness of the sample is limited to about 10 ⁇ m.
  • the sample is as thin as about 10 ⁇ m or less in thickness, in imaging mass spectrometry by MALDI, a transmitted light image of the sample is generally obtained as a visible light image of the sample (for example, Patent Document 1).
  • a thick sample can be a target of imaging mass spectrometry.
  • the present disclosure aims to provide a mass spectrometer and a mass spectrometry method that can target thick samples for imaging mass spectrometry.
  • a mass spectrometer comprising: a chamber forming a space to be evacuated; a substrate having a plurality of through holes opened in a first surface and a second surface facing each other; And a support portion for supporting at least the sample and the sample support in a space in the chamber, with the second surface of the sample support comprising the conductive layer provided in In the chamber, in a state in which the component of the sample is moved to the first surface side through the plurality of through holes by the capillary phenomenon by the laser light irradiation unit that irradiates the laser light, the voltage application unit that applies a voltage to the conductive layer, In the space, while the voltage is applied to the conductive layer, the first surface is irradiated with the first light from the substrate side, and the ion detection unit that detects the component ionized by irradiating the first surface with the laser light.
  • the components of the sample are moved to the first surface side through the plurality of through holes by capillary action.
  • positional information of the sample two-dimensional distribution information of molecules constituting the sample
  • the laser beam is irradiated to the first surface of the substrate while a voltage is applied to the conductive layer, so that the component of the sample is ionized while the positional information of the sample is maintained.
  • the sample since a voltage is applied to the conductive layer in a state where the components of the sample move to the first surface side of the substrate, the sample can be thickened without considering the conductivity of the sample itself.
  • the sample is irradiated with the first light from the substrate side, and the reflected light image of the sample by the first light (the image of the sample by the first light transmitted through the conductive layer and the substrate and reflected by the sample) is obtained Therefore, the sample can be made thicker without considering the light transmission and the like in the sample. Being able to thicken the sample is advantageous in securing the signal strength in detecting the ionized component. As described above, according to this mass spectrometer, a thick sample can be used as a target of imaging mass spectrometry.
  • the mass spectrometer further includes a second light irradiation unit that irradiates the sample with the second light from the side opposite to the substrate, and the imaging unit transmits the transmitted light image of the sample by the second light. You may get it. Thereby, depending on the thickness of the sample, not only the reflected light image of the sample but also the transmitted light image of the sample (the image of the sample by the second light transmitted through the sample, the substrate and the conductive layer) can be obtained.
  • the mass spectrometer of one aspect of the present disclosure may further include a switching unit that switches the irradiation of the first light by the first light irradiation unit or the irradiation of the second light by the second light irradiation unit. Thereby, it is possible to select which of the reflected light image and the transmitted light image is to be acquired as the image of the sample, according to the thickness of the sample and the like.
  • the imaging unit may be capable of imaging at a plurality of imaging magnifications different from one another. Thereby, an image of the sample can be acquired at an appropriate imaging magnification.
  • the laser light irradiation unit scans the laser light with respect to the region corresponding to the sample, and the ion detection unit is ionized so as to correspond to the scanning position of the laser light.
  • the component may be detected. Thereby, imaging mass spectrometry can be appropriately performed.
  • the laser light irradiation unit irradiates the region corresponding to the sample with the laser light at one time, and the ion detection unit is ionized while maintaining two-dimensional information of the region. Components may be detected. Thereby, imaging mass spectrometry can be appropriately performed.
  • a mass spectrometer includes a chamber forming a space to be evacuated, and a substrate having conductivity and a plurality of through holes opened on first and second surfaces facing each other. And a support portion for supporting at least the sample and the sample support in a space in the chamber in a state in which the second surface of the sample support comprising the sample contacts the sample, and laser light irradiation for irradiating the first surface with laser light
  • the voltage is applied to the substrate in the space in the chamber in a state in which the components of the sample are moved toward the first surface through the plurality of through holes by capillary action.
  • An ion detection unit that detects a component that is ionized by irradiating a first surface with a laser beam, a first light irradiation unit that irradiates a sample with a first light from a substrate side, and a first light Reflection of the sample And an imaging unit for acquiring an image.
  • the conductive layer can be omitted in the sample support, and the same effect as in the case of using the sample support provided with the conductive layer as described above can be obtained.
  • a mass spectrometry method includes: a substrate including: a substrate having a plurality of through holes opened in a first surface and a second surface facing each other; and a conductive layer provided on at least the first surface With the second surface of the support in contact with the sample, at least a first step of supporting the sample and the sample support in a vacuumed space, and a component of the sample through a plurality of through holes by capillary action.
  • the voltage is applied to the conductive layer while the voltage is applied to the first surface
  • the component ionized by the irradiation of the laser beam is detected, and the first light is irradiated to the sample from the substrate side, and the reflected light image of the sample by the first light is acquired
  • a fourth step the fourth step.
  • the components of the sample are moved to the first surface side through the plurality of through holes by capillary action.
  • positional information of the sample two-dimensional distribution information of molecules constituting the sample
  • the laser beam is irradiated to the first surface of the substrate while a voltage is applied to the conductive layer, so that the component of the sample is ionized while the positional information of the sample is maintained.
  • the sample since a voltage is applied to the conductive layer in a state where the components of the sample move to the first surface side of the substrate, the sample can be thickened without considering the conductivity of the sample itself.
  • the sample can be made thicker without considering the light transmission and the like in the sample. . Being able to thicken the sample is advantageous in securing the signal strength in detecting the ionized component.
  • a thick sample can be made into the object of imaging mass spectrometry.
  • the fourth step may be performed before the third step. This makes it possible to observe the state of the sample before the sample is affected by the laser light irradiation.
  • the fourth step may be performed after the third step. This makes it possible to observe the state of the sample based on the results of imaging mass spectrometry.
  • the first light is irradiated to the sample from the substrate side, and a reflected light image of the sample by the first light is acquired at an imaging magnification higher than that in the fourth step. It may further comprise a process. Thereby, the state of the sample can be observed in more detail.
  • the second and third steps are performed on a partial region extracted from the region corresponding to the sample based on the reflected light image acquired in the fifth step. It may be done. Thereby, a specific part of the sample can be targeted for imaging mass spectrometry.
  • the mass spectrometry method may further include a sixth step in which the sample is irradiated with the second light from the side opposite to the substrate with respect to the sample, and a transmitted light image of the sample by the second light is acquired. .
  • a sixth step in which the sample is irradiated with the second light from the side opposite to the substrate with respect to the sample, and a transmitted light image of the sample by the second light is acquired.
  • the mass spectrometry method is characterized in that the second surface of the sample support includes a substrate having conductivity and having a plurality of through holes opened in the first and second surfaces facing each other.
  • the second surface of the sample support includes a substrate having conductivity and having a plurality of through holes opened in the first and second surfaces facing each other.
  • the laser light is irradiated to the first surface while the voltage is applied to the substrate, and in the space, the laser light is irradiated to the first surface while the voltage is applied to the substrate
  • the conductive layer can be omitted in the sample support, and as described above, the same effect as in the case of using the sample support provided with the conductive layer can be obtained.
  • FIG. 1 is a plan view of a sample support used in a mass spectrometer and a mass spectrometry method of one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the sample support along the line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a substrate of the sample support shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the steps of the mass spectrometry method according to one embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the steps of the mass spectrometry method according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing the steps of the mass spectrometry method according to one embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram of a mass spectrometer of one embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart of a mass spectrometry method according to one embodiment.
  • the sample support 1 includes a substrate 2, a frame 3 and a conductive layer 4.
  • the substrate 2 has a first surface 2a and a second surface 2b facing each other.
  • a plurality of through holes 2 c are formed uniformly (with uniform distribution). Each through hole 2c extends along the thickness direction of the substrate 2 (direction perpendicular to the first surface 2a and the second surface 2b), and is open to the first surface 2a and the second surface 2b. .
  • the substrate 2 is formed in, for example, a rectangular plate shape by an insulating material.
  • the length of one side of the substrate 2 when viewed from the thickness direction of the substrate 2 is, for example, about several cm, and the thickness of the substrate 2 is, for example, about 1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the shape of the through hole 2c when viewed in the thickness direction of the substrate 2 is, for example, substantially circular.
  • the width of the through hole 2c is, for example, about 1 nm to 700 nm.
  • the width of the through hole 2c means the diameter of the through hole 2c when the shape of the through hole 2c when viewed in the thickness direction of the substrate 2 is substantially circular, and the shape is other than substantially circular. In this case, it means the diameter (effective diameter) of the virtual maximum cylinder that fits in the through hole 2c.
  • the frame 3 is provided on the first surface 2 a of the substrate 2. Specifically, the frame 3 is fixed to the first surface 2 a of the substrate 2 by the adhesive layer 5. As a material of the adhesive layer 5, it is preferable to use an adhesive material (for example, low melting point glass, an adhesive for vacuum, etc.) with little emitted gas.
  • the frame 3 has an outer shape substantially the same as that of the substrate 2 when viewed in the thickness direction of the substrate 2.
  • An opening 3 a is formed in the frame 3. A portion of the substrate 2 corresponding to the opening 3a functions as an effective region R for moving the component of the sample to the first surface 2a side by capillary phenomenon described later.
  • the frame 3 is formed in, for example, a rectangular plate shape by an insulating material.
  • the length of one side of the frame 3 when viewed from the thickness direction of the substrate 2 is, for example, about several centimeters, and the thickness of the frame 3 is, for example, 1 mm or less.
  • the shape of the opening 3a in the thickness direction of the substrate 2 is, for example, circular, and the diameter of the opening 3a in that case is, for example, about several mm to several tens of mm.
  • Such a frame 3 facilitates handling of the sample support 1 and suppresses deformation of the substrate 2 caused by temperature change or the like.
  • the conductive layer 4 is provided on the first surface 2 a of the substrate 2.
  • conductive layer 4 is a region of first surface 2a of substrate 2 corresponding to opening 3a of frame 3 (ie, a region corresponding to effective region R), the inner surface of opening 3a, and the substrate in frame 3 It is formed in a line (integrally) on the surface 3 b opposite to 2.
  • the conductive layer 4 covers a portion of the first surface 2 a of the substrate 2 in which the through holes 2 c are not formed. That is, in the effective region R, each through hole 2c is exposed to the opening 3a.
  • the conductive layer 4 is formed of a conductive material. However, as the material of the conductive layer 4, it is preferable to use a metal having a low affinity (reactivity) with the sample and a high conductivity for the reasons described below.
  • the conductive layer 4 is formed of a metal such as Cu (copper) having a high affinity to a sample such as a protein
  • the sample adheres to a sample molecule in a state where a Cu atom is attached in the process of ionization of the sample described later.
  • detection results may shift in mass spectrometry described later. Therefore, as the material of the conductive layer 4, it is preferable to use a metal having a low affinity to the sample.
  • the higher the conductivity of the metal the easier and more stable the application of a constant voltage becomes. Therefore, when the conductive layer 4 is formed of a metal having high conductivity, it is possible to apply a voltage uniformly to the first surface 2 a of the substrate 2 in the effective region R. Also, the higher the conductivity of the metal, the higher the thermal conductivity. Therefore, when the conductive layer 4 is formed of a metal having high conductivity, the energy of the laser beam irradiated to the substrate 2 can be efficiently transmitted to the sample via the conductive layer 4. Therefore, as a material of the conductive layer 4, it is preferable to use a metal with high conductivity.
  • Au gold
  • Pt platinum
  • the conductive layer 4 is formed to a thickness of about 1 nm to 350 nm by, for example, a plating method, an atomic layer deposition (ALD), an evaporation method, a sputtering method, or the like.
  • ALD atomic layer deposition
  • evaporation method evaporation method
  • sputtering method evaporation method
  • a material of the conductive layer 4 for example, Cr (chromium), Ni (nickel), Ti (titanium) or the like may be used.
  • FIG. 3 is a view showing a magnified image of the substrate 2 when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • the black portion is the through hole 2c
  • the white portion is the partition between the through holes 2c.
  • a plurality of through holes 2 c having a substantially constant width are uniformly formed in the substrate 2.
  • the aperture ratio of the through holes 2c in the effective area R (the ratio of all the through holes 2c to the effective area R when viewed from the thickness direction of the substrate 2) is 10 to 80% in practical use, and in particular It is preferably 60 to 80%.
  • the sizes of the plurality of through holes 2c may be uneven, or the plurality of through holes 2c may be partially connected to each other.
  • the substrate 2 shown in FIG. 3 is an alumina porous film formed by anodizing Al (aluminum). Specifically, the substrate 2 can be obtained by anodizing the Al substrate and peeling the oxidized surface portion from the Al substrate.
  • the substrate 2 is made of Ta (tantalum), Nb (niobium), Ti (titanium), Hf (hafnium), Zr (zirconium), Zn (zinc), W (tungsten), Bi (bismuth), Sb (antimony) Or the like may be formed by anodizing a valve metal other than Al, or may be formed by anodizing Si (silicon).
  • FIG. 4 to FIG. 6 the illustration of the through hole 2c, the conductive layer 4 and the adhesive layer 5 in the sample support 1 is omitted.
  • the dimensional ratio and the like of the sample support 1 shown in FIGS. 1 and 2 and the sample support 1 shown in FIGS. 4 to 6 are different.
  • the sample support 1 described above is prepared.
  • the sample support 1 may be prepared by being manufactured by a person who implements the mass spectrometry method, or may be prepared by being obtained from a manufacturer or a seller of the sample support 1 or the like.
  • the sample S is mounted on the mounting surface 6 a of the slide glass 6.
  • the slide glass 6 is a glass substrate on which a transparent conductive film such as an ITO (Indium Tin Oxide) film is formed, and the surface of the transparent conductive film is a mounting surface 6 a.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the member (For example, the board
  • the second surface 2b of the substrate 2 is brought into contact with the sample S, and in this state, as shown in (a) of FIG.
  • the sample support 1 is fixed relative to it. At this time, the sample S is disposed in the effective area R when viewed from the thickness direction of the substrate 2.
  • the sample support 1 is fixed to the slide glass 6 by a conductive tape 7 (for example, a carbon tape or the like).
  • the tape 7 contacts the conductive layer 4 on the first surface 2 a of the substrate 2 and contacts the mounting surface 6 a of the slide glass 6 so that the sample support 1 is attached to the slide glass 6. Fix against.
  • the tape 7 may be a part of the sample support 1 or may be prepared separately from the sample support 1.
  • the tape 7 is a part of the sample support 1 (i.e., when the sample support 1 includes the tape 7), for example, the tape 7 is previously formed on the first surface 2a side at the peripheral portion of the substrate 2 It may be fixed. More specifically, the tape 7 may be fixed on the conductive layer 4 at the periphery of the substrate 2.
  • the sample S is, for example, a thin film biological sample (water-containing sample) such as a tissue section.
  • the component S1 of the sample S has a plurality of through holes 2 c by capillary action. It moves to the 1st surface 2a side of substrate 2 via (refer to Drawing 2).
  • the component S1 moved to the first surface 2a side of the substrate 2 remains on the first surface 2a side by surface tension.
  • a solution for example, an acetonitrile mixed solution
  • the component S1 of the sample S can be moved to the first surface 2a side of the substrate 2 through the plurality of through holes 2c by capillary action.
  • the laser light L is applied to a region of the first surface 2 a of the substrate 2 corresponding to the opening 3 a of the frame 3 (that is, a region corresponding to the effective region R).
  • the laser beam irradiation unit 13 scans the laser beam L in a region corresponding to the effective region R.
  • the component S1 moved to the first surface 2a side of the substrate 2 is ionized,
  • the sample ion S2 (ionized component S1) is released.
  • energy is transmitted from the conductive layer 4 (see FIG. 2) that has absorbed the energy of the laser light L to the component S1 that has moved to the first surface 2a side of the substrate 2, and the component S1 that has obtained the energy is vaporized
  • charge is acquired to form sample ions S2.
  • the released sample ions S2 are drawn into the mass separation unit 152 (see FIG. 7) by the pressure difference between the support 12 and the ion detection unit 15 and the electric field of the ion guide 151 (see FIG. 7).
  • the mass separation unit 152 the sample ions S2 are separated according to their mass.
  • the sample ions S2 separated according to the mass are detected by the ion detector 153 (see FIG. 7).
  • the ion detector 153 detects the sample ion S2 so as to correspond to the scanning position of the laser light L. Thereby, the two-dimensional distribution of the molecules constituting the sample S can be imaged.
  • the mass spectrometer 10 is a scanning mass spectrometer that uses time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS).
  • the mass spectrometer 10 includes a chamber 11, a support 12, a laser beam irradiator 13, a voltage application unit 14, an ion detector 15, and a first light irradiator 16.
  • the second light irradiation unit 17, the imaging unit 18, the control unit (switching unit) 20, the operation unit 21, and the display unit 22 are provided.
  • the configuration around the support 12 of the mass spectrometer 10 shown in FIG. 7 is the same as the configuration around the support 12 of the mass spectrometer 10 shown in FIG. See also 6.
  • the chamber 11 forms a space to be evacuated.
  • the support 12 supports the slide glass 6, the sample support 1, and the sample S in the space in the chamber 11 in a state where the sample S is disposed between the slide glass 6 and the sample support 1.
  • the support 12 is, for example, a stage operable along a plane perpendicular to the thickness direction of the substrate 2.
  • the laser light irradiation unit 13 irradiates the first surface 2 a of the sample support 1 supported by the support unit 12 with the laser light L through the window unit 11 a provided in the chamber 11.
  • the laser light L is, for example, light having a wavelength in the ultraviolet range.
  • the voltage application unit 14 applies a voltage to the conductive layer 4 (see FIG. 2) of the sample support 1 supported by the support 12 via, for example, the mounting surface 6 a of the slide glass 6 and the tape 7.
  • the ion detector 15 is a sample ion S2 (that is, the sample S ionized by irradiating the first surface 2a with the laser beam L while a voltage is applied to the conductive layer 4).
  • the component S1 is detected.
  • the component S1 of the sample S is moved to the first surface 2a through the plurality of through holes 2c by capillary action. It has moved.
  • the control unit 20 causes the support unit 12 to operate, whereby the laser beam irradiation unit 13 scans the laser beam L with respect to the area corresponding to the effective area R (the area corresponding to the sample S).
  • the ion detection unit 15 detects the sample ion S2 so as to correspond to the scanning position of the laser light L. That is, the mass spectrometer 10 is a scanning mass spectrometer.
  • the scanning of the laser light L with respect to the area corresponding to the effective area R can be performed by operating at least one of the support unit 12 and the laser light irradiation unit 13 by the control unit 20.
  • the ion detection unit 15 includes an ion guide 151, a mass separation unit 152, and an ion detector 153.
  • the sample ions S2 discharged into the space in the chamber 11 are drawn into the mass separation unit 152 by the pressure difference between the support 12 side and the ion detection unit 15 side and the electric field of the ion guide 151.
  • the mass separation unit 152 the sample ions S2 are separated according to their mass.
  • the sample ions S2 separated according to the mass are detected by the ion detector 153.
  • the first light irradiator 16 irradiates the sample S supported by the support 12 with the first light L1 from the substrate 2 side through the window 11a.
  • the second light irradiation unit 17 is provided in the support unit 12 and irradiates the sample S supported by the support unit 12 through the slide glass 6 with the second light L 2 from the side opposite to the substrate 2. .
  • the first light L1 and the second light L2 are, for example, visible light.
  • the control unit 20 switches the irradiation of the first light L1 by the first light irradiation unit 16 or the irradiation of the second light L2 by the second light irradiation unit 17.
  • the imaging unit 18 receives a reflected light image of the sample S by the first light L1 (through the conductive layer 4 and the substrate 2 through the window 11b provided in the chamber 11 and reflects the first light L1 reflected by the sample S). Or the transmitted light image of the sample S by the second light L2 (the image of the sample S by the second light L2 transmitted through the sample S, the substrate 2 and the conductive layer 4).
  • the imaging unit 18 can perform imaging at a plurality of imaging magnifications different from one another, for example, by switching a plurality of lens units.
  • the thickness of the substrate 2 is at least about 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, the thickness of the conductive layer 4 is about 1 nm to 350 nm, the width of the through holes 2c is about 1 nm to 700 nm, and the through holes in the effective region R are
  • the aperture ratio of 2c is 10 to 80%, it is possible to acquire a reflected light image of the sample S by the first light L1 and a transmitted light image of the sample S by the second light L2.
  • the control unit 20 controls the operation of each unit of the mass spectrometer 10, and performs imaging mass spectrometry to image the two-dimensional distribution of molecules constituting the sample S based on the detection result of the sample ion S2 by the ion detection unit 15.
  • the control unit 20 is configured as a computer device including a processor, a memory, a storage, a communication device, and the like.
  • the operation unit 21 is an interface for the operator to input instructions and the like.
  • the display unit 22 is a display for displaying a two-dimensional distribution image of molecules constituting the sample S, a reflected light image of the sample S by the first light L1, a transmitted light image of the sample S by the second light L2, and the like.
  • the slide glass 6 in which the sample S is disposed between the slide glass 6 and the sample support 1, the sample support 1 and the sample S are attached to the support 12 by the operator (step S01).
  • the space in the chamber 11 is evacuated, and the space is maintained at a predetermined degree of vacuum (Step S02). That is, in a state where the second surface 2b of the sample support 1 is in contact with the sample S, the sample S and the sample support 1 are supported by the support 12 in the vacuumed space in the chamber 11 (first step ).
  • step S03 it is selected by the operator via the operation unit 21 whether the detection of the sample ion S2 is performed first or the reflected light image of the sample S is acquired first (step S03).
  • the voltage application unit 14 causes the component S1 of the sample S to move toward the first surface 2a via the plurality of through holes 2c by capillary action. While the voltage is applied to the conductive layer 4, the laser beam L is irradiated to the first surface 2 a by the laser beam irradiation unit 13 (step S 04, second step).
  • the ion detector 15 ionizes the sample ion S2 (that is, the first surface 2a is irradiated with the laser light L while a voltage is applied to the conductive layer 4).
  • the component S1) of the obtained sample S is detected, and the imaging mass spectrometry is performed by the control unit 20 based on the detection result (step S05, third step).
  • the first light irradiator 16 irradiates the sample S with the first light L1 from the substrate 2 side, and the imaging unit 18 acquires a reflected light image of the sample S by the first light L1 (step S06, fourth step).
  • whether or not the transmitted light image of the sample S is to be acquired is selected by the operator via the operation unit 21 (step S07).
  • the second light irradiator 17 irradiates the sample S with the second light L2 from the side opposite to the substrate 2, and the imaging unit 18 A transmitted light image of the sample S by the two lights L2 is acquired (step S08, sixth step).
  • the transmitted light image of the sample S is acquired in step S08, or when it is selected that the transmitted light image of the sample S is not acquired in step S07, the mass spectrometry method here is ended.
  • step S03 when it is selected to obtain the reflected light image of the sample S first, the first light irradiator 16 irradiates the sample S with the first light L1 from the substrate 2 side, and the imaging unit 18 Thus, the reflected light image of the sample S by the first light L1 is acquired (step S09, fourth step). Subsequently, whether or not to obtain a transmitted light image of the sample S is selected by the operator via the operation unit 21 (step S10).
  • the second light irradiator 17 irradiates the sample S with the second light L2 from the side opposite to the substrate 2, and the imaging unit 18 A transmitted light image of the sample S by the two lights L2 is acquired (step S11, sixth step).
  • the component S1 of the sample S becomes a plurality of through holes 2c by capillary action.
  • the voltage application unit 14 applies a voltage to the conductive layer 4 while moving to the first surface 2 a side via the laser beam L, the first surface 2 a is irradiated with the laser light L by the laser light irradiation unit 13 ( Step S12, second step).
  • the sample ion S2 is detected by the ion detection unit 15 in the evacuated space 11 of the chamber 11, and the imaging mass spectrometry is performed by the control unit 20 based on the detection result (step S13, third step) .
  • the imaging mass spectrometry is performed by the control unit 20, the mass spectrometry method here is completed.
  • the component S1 of the sample S is a plurality of through holes by capillary action. It is in the state of having moved to the first surface 2a side via 2c. Thereby, in component S1 of sample S which moved to the 1st surface 2a side of substrate 2, position information (two-dimensional distribution information of a molecule which constitutes sample S) of sample S is maintained.
  • the component S1 of the sample S is ionized while the positional information of the sample S is maintained.
  • the sample S is removed without considering the conductivity of the sample S itself. It can be thickened.
  • the sample S is irradiated with the first light L1 from the side of the substrate 2 and a reflected light image of the sample S is obtained by the first light L1, the sample S is not considered in light transmittance and the like.
  • the thick sample S can be made thicker.
  • the sample can be thickened to about 100 ⁇ m. Being able to thicken the sample S is advantageous in securing the signal intensity when detecting the sample ion S2.
  • the thick sample S can be a target of imaging mass spectrometric analysis.
  • a thick sample S for example, a sample having a thickness larger than 10 ⁇ m, which is difficult to measure by the existing mass spectrometer and mass spectrometry method
  • the ion image and visible light image of S can be acquired.
  • the sample S having a thickness on the order of 100 ⁇ m (preferably, measurement by MALDI is A difficult sample S) having a thickness of 20 ⁇ m to 100 ⁇ m can be a measurement target.
  • the imaging unit 18 acquires a transmitted light image of the sample S by the second light L2. It is possible. Thus, depending on the thickness of the sample S, not only the reflected light image of the sample S but also the transmitted light image of the sample S can be obtained.
  • control unit 20 can switch the irradiation of the first light L1 by the first light irradiation unit 16 or the irradiation of the second light L2 by the second light irradiation unit 17. Thereby, it is possible to select which one of the reflected light image and the transmitted light image is to be acquired as the image of the sample S in accordance with the thickness of the sample S and the like.
  • the imaging unit 18 can perform imaging at a plurality of imaging magnifications different from one another. Thereby, an image of the sample S can be acquired at an appropriate imaging magnification.
  • the laser beam irradiation unit 13 scans the region corresponding to the sample S with the laser beam L, and the ion detection unit 15 detects the sample ion S2 so as to correspond to the scanning position of the laser beam L. Thereby, imaging mass spectrometry can be appropriately performed.
  • the target region of mass spectrometry can be reliably designated based on the acquired image of the sample S. Further, even if the sample S contracts when the space in the chamber 11 is evacuated, the image of the sample S and the molecule of the sample S can be obtained by acquiring the image of the sample S after the contraction. Accurate matching with the dimensional distribution image can be taken. In addition, in the apparatus (atmospheric pressure MALDI) whose ionization part is atmospheric pressure, it is possible to observe the movement of living microorganisms until just before the irradiation of the laser light L.
  • the apparatus atmospheric pressure MALDI
  • the state of the sample S can be observed based on the result of imaging mass spectrometry.
  • an image of the sample S is acquired while enlarging the magnification without taking out the sample S from the mass spectrometer 10, and a target of mass spectrometry based on the acquired image of the sample S An area can be easily specified. Further, while observing the sample S in the mass spectrometer 10, it is possible to consider the obtained measurement result (during which, the state of the sample S can be maintained in the mass spectrometer 10).
  • the reflected light image of the sample S by the first light L1 or the transmitted light image of the sample S by the second light L2 is an imaging magnification higher than steps S06 and S08. Furthermore, steps S04 and S05 may be performed again on a partial area extracted from the area corresponding to the sample S based on the acquired reflected light image or transmitted light image acquired (fifth step) .
  • the reflected light image of the sample S by the first light L1 or the transmitted light image of the sample S by the second light L2 is further acquired at an imaging magnification higher than steps S09 and S11 (fifth step), the acquired reflection Steps S12 and S13 may be performed again on a partial area extracted from the area corresponding to the sample S based on the light image or the transmitted light image.
  • the state of the sample S can be observed in more detail.
  • a specific part of the sample S can be made a target of imaging mass spectrometry.
  • the conductive layer 4 may not be provided on the second surface 2 b of the substrate 2 and the inner surface of the through hole 2 c as long as the conductive layer 4 is provided on at least the first surface 2 a of the substrate 2. It may be provided on the surface 2 b and the inner surface of the through hole 2 c.
  • the sample support 1 may be fixed to the slide glass 6 by means other than the tape 7 (for example, a means using an adhesive, a fixing tool, etc.).
  • the sample S may be directly mounted on the support 12 of the mass spectrometer 10, and the sample support 1 may be fixed to the support 12. That is, the slide glass 6 may be omitted.
  • the voltage application unit 14 may apply a voltage to the conductive layer 4 without the placement surface 6 a of the slide glass 6 and the tape 7. In that case, the slide glass 6 and the tape 7 may not have conductivity. Also, the substrate 2 may have conductivity, and the voltage application unit 14 may apply a voltage to the substrate 2. According to such a mass spectrometer 10 and the mass spectrometry method implemented in the mass spectrometer 10, the conductive layer 4 can be omitted in the sample support 1, and the sample provided with the conductive layer 4 as described above The same effect as in the case of using the support 1 can be obtained.
  • the reflected light image of the sample S and the transmitted light image of the sample S may be respectively acquired by the imaging units provided separately.
  • the mass spectrometer 10 may not include the second light irradiator 17. That is, the irradiation of the second light L2 to the sample S and the acquisition of the transmitted light image of the sample S by the second light L2 may be omitted.
  • the laser beam irradiation unit 13 collectively irradiates the laser beam L to the area corresponding to the effective area R, and the ion detection unit 15 maintains the two-dimensional information of the area. While, sample ion S2 may be detected. That is, the mass spectrometer 10 may be a projection mass spectrometer. Also in that case, imaging mass spectrometry can be appropriately performed.
  • the mass spectrometer 10 When the mass spectrometer 10 is a projection mass spectrometer, the mass spectrometer 10 has an electrostatic lens instead of the ion guide 151 and the mass separation unit 152.
  • the electrostatic lens is a lens for focusing the sample ion S2 on the ion detector 153.
  • the sample ion S2 is imaged on the ion detector 153 by the electrostatic lens, whereby the position information (two-dimensional distribution) of the sample ion S2 is grasped in the ion detector 153.
  • the application of the sample support 1 is not limited to the ionization of the sample S by the irradiation of the laser light L.
  • the sample support 1 may be used for ionization of the sample S by irradiation of an energy beam (for example, an ion beam, an electron beam or the like) other than the laser beam L.
  • an energy beam for example, an ion beam, an electron beam or the like
  • SYMBOLS 1 ... sample support body 2.

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Abstract

質量分析装置は、真空引きされる空間を形成するチャンバと、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体の第２表面が試料に接触した状態で、チャンバ内の空間において、少なくとも試料及び試料支持体を支持する支持部と、第１表面に対してレーザ光を照射するレーザ光照射部と、導電層に電圧を印加する電圧印加部と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、チャンバ内の空間において、導電層に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射されることによりイオン化された成分を検出するイオン検出部と、試料に対して基板側から第１光を照射する第１光照射部と、第１光による試料の反射光像を取得する撮像部と、を備える。

Description

質量分析装置及び質量分析方法
　本開示は、質量分析装置及び質量分析方法に関する。
　従来、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ：Matrix-Assisted　Laser　Desorption/Ionization）によってイオン化された試料の成分を検出することにより、試料を構成する分子の二次元分布を画像化するイメージング質量分析を実施する質量分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＭＡＬＤＩは、レーザ光を吸収するマトリックスと呼ばれる低分子量の有機化合物を試料に加え、これにレーザ光を照射することにより、試料をイオン化する手法である。ＭＡＬＤＩによるイメージング質量分析においては、試料のイオン像と共に試料の可視光像が取得される場合がある。
特許第４８６３６９２号公報
　上述したような質量分析装置においては、例えば組織切片等の薄膜状の生体試料がイメージング質量分析の対象となるが、ＭＡＬＤＩでは、レーザ光が照射される試料の表面において導電性を確保する必要があるため、例えば試料の厚さが１０μｍ程度に制限される等、試料を厚くすることが困難である。その一方で、厚さが１０μｍ程度以下というように試料が薄いため、ＭＡＬＤＩによるイメージング質量分析においては、試料の可視光像として試料の透過光像が取得されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、イオン化された試料の成分を検出する際における信号強度の確保という観点からは、厚い試料をイメージング質量分析の対象とし得ることが好ましい。
　本開示は、厚い試料をイメージング質量分析の対象とすることができる質量分析装置及び質量分析方法を提供することを目的とする。
　本開示の一側面の質量分析装置は、真空引きされる空間を形成するチャンバと、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体の第２表面が試料に接触した状態で、チャンバ内の空間において、少なくとも試料及び試料支持体を支持する支持部と、第１表面に対してレーザ光を照射するレーザ光照射部と、導電層に電圧を印加する電圧印加部と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、チャンバ内の空間において、導電層に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射されることによりイオン化された成分を検出するイオン検出部と、試料に対して基板側から第１光を照射する第１光照射部と、第１光による試料の反射光像を取得する撮像部と、を備える。
　この質量分析装置では、支持された試料支持体の基板において、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態にある。これにより、基板の第１表面側に移動した試料の成分においては、試料の位置情報（試料を構成する分子の二次元分布情報）が維持されている。この状態で、導電層に電圧が印加されつつ基板の第１表面に対してレーザ光が照射されるため、試料の位置情報が維持されつつ試料の成分がイオン化される。このように、試料の成分が基板の第１表面側に移動した状態で導電層に電圧が印加されるため、試料自体についての導電性を考慮せずに、試料を厚くすることができる。しかも、試料に対して基板側から第１光が照射され、第１光による試料の反射光像（導電層及び基板を透過し、試料で反射された第１光による試料の像）が取得されるため、試料における光透過性等を考慮せずに、試料を厚くすることができる。試料を厚くし得ることは、イオン化された成分を検出する際における信号強度を確保する上で有利である。以上により、この質量分析装置によれば、厚い試料をイメージング質量分析の対象とすることができる。
　本開示の一側面の質量分析装置は、試料に対して基板とは反対側から第２光を照射する第２光照射部を更に備え、撮像部は、第２光による試料の透過光像を取得してもよい。これにより、試料の厚さ等によっては、試料の反射光像だけでなく、試料の透過光像（試料、基板及び導電層を透過した第２光による試料の像）を取得することができる。
　本開示の一側面の質量分析装置は、第１光照射部による第１光の照射又は第２光照射部による第２光の照射を切り替える切替部を更に備えてもよい。これにより、試料の像として反射光像又は透過光像のいずれを取得するかを、試料の厚さ等に応じて選択することができる。
　本開示の一側面の質量分析装置では、撮像部は、互いに異なる複数の撮像倍率での撮像が可能であってもよい。これにより、適切な撮像倍率で試料の像を取得することができる。
　本開示の一側面の質量分析装置では、レーザ光照射部は、試料に対応する領域に対してレーザ光を走査し、イオン検出部は、レーザ光の走査位置に対応するように、イオン化された成分を検出してもよい。これにより、イメージング質量分析を適切に実施することができる。
　本開示の一側面の質量分析装置では、レーザ光照射部は、試料に対応する領域に対してレーザ光を一括で照射し、イオン検出部は、領域の二次元情報を維持しながら、イオン化された成分を検出してもよい。これにより、イメージング質量分析を適切に実施することができる。
　本開示の一側面の質量分析装置は、真空引きされる空間を形成するチャンバと、導電性を有し、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板を備える試料支持体の第２表面が試料に接触した状態で、チャンバ内の空間において、少なくとも試料及び試料支持体を支持する支持部と、第１表面に対してレーザ光を照射するレーザ光照射部と、基板に電圧を印加する電圧印加部と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、チャンバ内の空間において、基板に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射されることによりイオン化された成分を検出するイオン検出部と、試料に対して基板側から第１光を照射する第１光照射部と、第１光による試料の反射光像を取得する撮像部と、を備える。
　この質量分析装置によれば、試料支持体において導電層を省略することができると共に、上述したように導電層を備える試料支持体を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
　本開示の一側面の質量分析方法は、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体の第２表面が試料に接触した状態で、真空引きされた空間において、少なくとも試料及び試料支持体が支持される第１工程と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、導電層に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射される第２工程と、空間において、導電層に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射されることによりイオン化された成分が検出される第３工程と、試料に対して基板側から第１光が照射され、第１光による試料の反射光像が取得される第４工程と、を備える。
　この質量分析方法では、支持された試料支持体の基板において、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態にある。これにより、基板の第１表面側に移動した試料の成分においては、試料の位置情報（試料を構成する分子の二次元分布情報）が維持されている。この状態で、導電層に電圧が印加されつつ基板の第１表面に対してレーザ光が照射されるため、試料の位置情報が維持されつつ試料の成分がイオン化される。このように、試料の成分が基板の第１表面側に移動した状態で導電層に電圧が印加されるため、試料自体についての導電性を考慮せずに、試料を厚くすることができる。しかも、試料に対して基板側から第１光が照射され、第１光による試料の反射光像が取得されるため、試料における光透過性等を考慮せずに、試料を厚くすることができる。試料を厚くし得ることは、イオン化された成分を検出する際における信号強度を確保する上で有利である。以上により、この質量分析方法によれば、厚い試料をイメージング質量分析の対象とすることができる。
　本開示の一側面の質量分析方法では、第４工程は、第３工程の前に実施されてもよい。これにより、レーザ光の照射によって試料が何らかの影響を受ける前における試料の状態を観察することができる。
　本開示の一側面の質量分析方法では、第４工程は、第３工程の後に実施されてもよい。これにより、イメージング質量分析の結果に基づいて試料の状態を観察することができる。
　本開示の一側面の質量分析方法は、試料に対して基板側から第１光が照射され、第４工程よりも高い撮像倍率で、第１光による試料の反射光像が取得される第５工程を更に備えてもよい。これにより、試料の状態をより詳細に観察することができる。
　本開示の一側面の質量分析方法では、第２工程及び第３工程は、第５工程において取得された反射光像に基づいて試料に対応する領域から抽出された一部の領域に対して実施されてもよい。これにより、試料の特定の部分をイメージング質量分析の対象とすることができる。
　本開示の一側面の質量分析方法は、試料に対して基板とは反対側から第２光が照射され、第２光による試料の透過光像が取得される第６工程を更に備えてもよい。これにより、試料の厚さ等によっては、試料の反射光像だけでなく、試料の透過光像を取得することができる。
　本開示の一側面の質量分析方法は、導電性を有し、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板を備える試料支持体の第２表面が試料に接触した状態で、真空引きされた空間において、少なくとも試料及び試料支持体が支持される第１工程と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、基板に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射される第２工程と、空間において、基板に電圧が印加されつつ第１表面に対してレーザ光が照射されることによりイオン化された成分が検出される第３工程と、試料に対して基板側から第１光が照射され、第１光による試料の反射光像が取得される第４工程と、を備える。
　この質量分析方法によれば、試料支持体において導電層を省略することができると共に、上述したように導電層を備える試料支持体を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
　本開示によれば、厚い試料をイメージング質量分析の対象とすることができる質量分析装置及び質量分析方法を提供することができる。
図１は、一実施形態の質量分析装置及び質量分析方法に用いられる試料支持体の平面図である。 図２は、図１に示されるII－II線に沿っての試料支持体の断面図である。 図３は、図１に示される試料支持体の基板の拡大像を示す図である。 図４は、一実施形態の質量分析方法の工程を示す図である。 図５は、一実施形態の質量分析方法の工程を示す図である。 図６は、一実施形態の質量分析方法の工程を示す図である。 図７は、一実施形態の質量分析装置の構成図である。 図８は、一実施形態の質量分析方法のフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　最初に、一実施形態の質量分析装置及び質量分析方法に用いられる試料支持体について説明する。図１及び図２に示されるように、試料支持体１は、基板２と、フレーム３と、導電層４と、を備えている。基板２は、互いに対向する第１表面２ａ及び第２表面２ｂを有している。基板２には、複数の貫通孔２ｃが一様に（均一な分布で）形成されている。各貫通孔２ｃは、基板２の厚さ方向（第１表面２ａ及び第２表面２ｂに垂直な方向）に沿って延在しており、第１表面２ａ及び第２表面２ｂに開口している。
　基板２は、例えば、絶縁性材料によって長方形板状に形成されている。基板２の厚さ方向から見た場合における基板２の一辺の長さは、例えば数ｃｍ程度であり、基板２の厚さは、例えば１μｍ～５０μｍ程度である。基板２の厚さ方向から見た場合における貫通孔２ｃの形状は、例えば略円形である。貫通孔２ｃの幅は、例えば１ｎｍ～７００ｎｍ程度である。貫通孔２ｃの幅とは、基板２の厚さ方向から見た場合における貫通孔２ｃの形状が略円形である場合には、貫通孔２ｃの直径を意味し、当該形状が略円形以外である場合には、貫通孔２ｃに収まる仮想的な最大円柱の直径（有効径）を意味する。
　フレーム３は、基板２の第１表面２ａに設けられている。具体的には、フレーム３は、接着層５によって基板２の第１表面２ａに固定されている。接着層５の材料としては、放出ガスの少ない接着材料（例えば、低融点ガラス、真空用接着剤等）が用いられることが好ましい。フレーム３は、基板２の厚さ方向から見た場合に基板２と略同一の外形を有している。フレーム３には、開口３ａが形成されている。基板２のうち開口３ａに対応する部分は、後述する毛細管現象によって試料の成分を第１表面２ａ側に移動させるための実効領域Ｒとして機能する。
　フレーム３は、例えば、絶縁性材料によって長方形板状に形成されている。基板２の厚さ方向から見た場合におけるフレーム３の一辺の長さは、例えば数ｃｍ程度であり、フレーム３の厚さは、例えば１ｍｍ以下である。基板２の厚さ方向から見た場合における開口３ａの形状は、例えば円形であり、その場合における開口３ａの直径は、例えば数ｍｍ～数十ｍｍ程度である。このようなフレーム３によって、試料支持体１のハンドリングが容易化すると共に、温度変化等に起因する基板２の変形が抑制される。
　導電層４は、基板２の第１表面２ａに設けられている。具体的には、導電層４は、基板２の第１表面２ａのうちフレーム３の開口３ａに対応する領域（すなわち、実効領域Ｒに対応する領域）、開口３ａの内面、及びフレーム３における基板２とは反対側の表面３ｂに一続きに（一体的に）形成されている。導電層４は、実効領域Ｒにおいて、基板２の第１表面２ａのうち貫通孔２ｃが形成されていない部分を覆っている。つまり、実効領域Ｒにおいては、各貫通孔２ｃが開口３ａに露出している。
　導電層４は、導電性材料によって形成されている。ただし、導電層４の材料としては、以下に述べる理由により、試料との親和性（反応性）が低く且つ導電性が高い金属が用いられることが好ましい。
　例えば、タンパク質等の試料と親和性が高いＣｕ（銅）等の金属によって導電層４が形成されていると、後述する試料のイオン化の過程において、試料分子にＣｕ原子が付着した状態で試料がイオン化され、Ｃｕ原子が付着した分だけ、後述する質量分析法において検出結果がずれるおそれがある。したがって、導電層４の材料としては、試料との親和性が低い金属が用いられることが好ましい。
　一方、導電性の高い金属ほど一定の電圧を容易に且つ安定して印加し易くなる。そのため、導電性が高い金属によって導電層４が形成されていると、実効領域Ｒにおいて基板２の第１表面２ａに均一に電圧を印加することが可能となる。また、導電性の高い金属ほど熱伝導性も高い傾向にある。そのため、導電性が高い金属によって導電層４が形成されていると、基板２に照射されたレーザ光のエネルギーを、導電層４を介して試料に効率的に伝えることが可能となる。したがって、導電層４の材料としては、導電性の高い金属が用いられることが好ましい。
　以上の観点から、導電層４の材料としては、例えば、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）等が用いられることが好ましい。導電層４は、例えば、メッキ法、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic　Layer　Deposition）、蒸着法、スパッタ法等によって、厚さ１ｎｍ～３５０ｎｍ程度に形成される。なお、導電層４の材料としては、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）等が用いられてもよい。
　図３は、基板２の厚さ方向から見た場合における基板２の拡大像を示す図である。図３において、黒色の部分は貫通孔２ｃであり、白色の部分は貫通孔２ｃ間の隔壁部である。図３に示されるように、基板２は、略一定の幅を有する複数の貫通孔２ｃが一様に形成されている。実効領域Ｒにおける貫通孔２ｃの開口率（基板２の厚さ方向から見た場合に実効領域Ｒに対して全ての貫通孔２ｃが占める割合）は、実用上は１０～８０％であり、特に６０～８０％であることが好ましい。複数の貫通孔２ｃの大きさは互いに不揃いであってもよいし、部分的に複数の貫通孔２ｃ同士が互いに連結していてもよい。
　図３に示される基板２は、Ａｌ（アルミニウム）を陽極酸化することにより形成されたアルミナポーラス皮膜である。具体的には、Ａｌ基板に対して陽極酸化処理を施し、酸化された表面部分をＡｌ基板から剥離することにより、基板２を得ることができる。なお、基板２は、Ｔａ（タンタル）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔｉ（チタン）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｗ（タングステン）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｓｂ（アンチモン）等のＡｌ以外のバルブ金属を陽極酸化することにより形成されてもよいし、Ｓｉ（シリコン）を陽極酸化することにより形成されてもよい。
　次に、試料支持体１を用いた質量分析方法の概要について説明する。図４～図６においては、試料支持体１における貫通孔２ｃ、導電層４及び接着層５の図示が省略されている。また、図１及び図２に示される試料支持体１と図４～図６に示される試料支持体１とでは、図示の便宜上、寸法の比率等が異なっている。
　まず、上述した試料支持体１が用意される。試料支持体１は、質量分析方法を実施する者によって製造されることで用意されてもよいし、試料支持体１の製造者又は販売者等から取得されることで用意されてもよい。
　続いて、図４の（ａ）に示されるように、試料Ｓがスライドガラス６の載置面６ａに載置される。スライドガラス６は、ＩＴＯ（Indium　Tin　Oxide)膜等の透明導電膜が形成されたガラス基板であり、透明導電膜の表面が載置面６ａとなっている。なお、スライドガラス６に限定されず、導電性を確保し得る部材（例えば、ステンレス等の金属材料等からなる基板等）を載置部として用いることができる。続いて、図４の（ｂ）に示されるように、試料Ｓに基板２の第２表面２ｂが接触させられ、この状態で、図５の（ａ）に示されるように、スライドガラス６に対して試料支持体１が固定される。このとき、試料Ｓは、基板２の厚さ方向から見た場合に実効領域Ｒ内に配置される。また、試料支持体１は、導電性を有するテープ７（例えば、カーボンテープ等）によって、スライドガラス６に対して固定される。具体的には、テープ７は、基板２の第１表面２ａ上の導電層４に接触し、且つ、スライドガラス６の載置面６ａに接触することにより、試料支持体１をスライドガラス６に対して固定する。テープ７は、試料支持体１の一部であってもよいし、試料支持体１とは別に用意されてもよい。テープ７が試料支持体１の一部である場合（すなわち、試料支持体１がテープ７を備える場合）には、例えば、テープ７は、予め、基板２の周縁部において第１表面２ａ側に固定されていてもよい。より具体的には、テープ７は、基板２の周縁部において導電層４上に固定されていてもよい。ここで、試料Ｓは、例えば組織切片等の薄膜状の生体試料（含水試料）である。
　続いて、図５の（ｂ）に示されるように、スライドガラス６と試料支持体１との間に試料Ｓが配置された状態で、試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃ（図２参照）を介して基板２の第１表面２ａ側に移動する。基板２の第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１は、表面張力によって第１表面２ａ側に留まる。なお、試料Ｓが乾燥試料である場合には、試料Ｓの粘性を低くするための溶液（例えばアセトニトリル混合液等）が試料Ｓに加えられる。これにより、毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して基板２の第１表面２ａ側に試料Ｓの成分Ｓ１を移動させることができる。
　続いて、図６に示されるように、スライドガラス６と試料支持体１との間に試料Ｓが配置された状態で、スライドガラス６、試料支持体１及び試料Ｓが、質量分析装置１０の支持部１２（例えば、ステージ）上に載置される。続いて、質量分析装置１０の電圧印加部１４によって、スライドガラス６の載置面６ａ及びテープ７を介して試料支持体１の導電層４（図２参照）に電圧が印加される。続いて、質量分析装置１０のレーザ光照射部１３によって、フレーム３の開口３ａを介して、基板２の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射される。つまり、レーザ光Ｌは、基板２の第１表面２ａのうちフレーム３の開口３ａに対応する領域（すなわち、実効領域Ｒに対応する領域）に対して照射される。ここでは、レーザ光照射部１３は、実効領域Ｒに対応する領域に対してレーザ光Ｌを走査する。
　このように、導電層４に電圧が印加されつつ基板２の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されることにより、基板２の第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１がイオン化され、試料イオンＳ２（イオン化された成分Ｓ１）が放出される。具体的には、レーザ光Ｌのエネルギーを吸収した導電層４（図２参照）から、基板２の第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した成分Ｓ１が気化すると共に電荷を獲得して、試料イオンＳ２となる。
　放出された試料イオンＳ２は、支持部１２側とイオン検出部１５側との圧力差、及びイオンガイド１５１（図７参照）の電場によって、質量分離部１５２（図７参照）に引き込まれる。質量分離部１５２では、試料イオンＳ２が質量に応じて分離される。質量に応じて分離された試料イオンＳ２は、イオン検出器１５３（図７参照）によって検出される。ここでは、イオン検出器１５３は、レーザ光Ｌの走査位置に対応するように、試料イオンＳ２を検出する。これにより、試料Ｓを構成する分子の二次元分布を画像化することができる。なお、ここでの質量分析装置１０は、飛行時間型質量分析法（ＴＯＦ－ＭＳ：Time-of-Flight　Mass　Spectrometry）を利用する走査型質量分析装置である。
　以上の試料支持体１の構成及び質量分析方法の概要の説明を踏まえて、一実施形態の質量分析装置について説明する。図７に示されるように、質量分析装置１０は、チャンバ１１と、支持部１２と、レーザ光照射部１３と、電圧印加部１４と、イオン検出部１５と、第１光照射部１６と、第２光照射部１７と、撮像部１８と、制御部（切替部）２０と、操作部２１と、表示部２２と、を備えている。なお、図７に示される質量分析装置１０の支持部１２周りの構成は、図６に示される質量分析装置１０の支持部１２周りの構成と同様であるため、以下、図７だけでなく図６も参照する。
　チャンバ１１は、真空引きされる空間を形成する。支持部１２は、スライドガラス６と試料支持体１との間に試料Ｓが配置された状態で、チャンバ１１内の空間において、スライドガラス６、試料支持体１及び試料Ｓを支持する。支持部１２は、例えば、基板２の厚さ方向に垂直な平面に沿って動作可能なステージである。レーザ光照射部１３は、チャンバ１１に設けられた窓部１１ａを介して、支持部１２に支持された試料支持体１の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌは、例えば、紫外域の波長を有する光である。電圧印加部１４は、支持部１２に支持された試料支持体１の導電層４（図２参照）に、例えばスライドガラス６の載置面６ａ及びテープ７を介して、電圧を印加する。
　イオン検出部１５は、チャンバ１１内の空間において、試料イオンＳ２（すなわち、導電層４に電圧が印加されつつ第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されることによりイオン化された試料Ｓの成分Ｓ１）を検出する。導電層４に電圧が印加されつつ第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射される際には、試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動した状態にある。
　質量分析装置１０では、制御部２０によって支持部１２が動作させられることにより、レーザ光照射部１３が、実効領域Ｒに対応する領域（試料Ｓに対応する領域）に対してレーザ光Ｌを走査し、イオン検出部１５が、レーザ光Ｌの走査位置に対応するように、試料イオンＳ２を検出する。つまり、質量分析装置１０は、走査型質量分析装置である。なお、実効領域Ｒに対応する領域に対するレーザ光Ｌの走査は、制御部２０によって支持部１２及びレーザ光照射部１３の少なくとも１つが動作させられることにより、実施可能である。
　イオン検出部１５は、イオンガイド１５１と、質量分離部１５２と、イオン検出器１５３と、を有している。チャンバ１１内の空間に放出された試料イオンＳ２は、支持部１２側とイオン検出部１５側との圧力差、及びイオンガイド１５１の電場によって、質量分離部１５２に引き込まれる。質量分離部１５２では、試料イオンＳ２が質量に応じて分離される。質量に応じて分離された試料イオンＳ２は、イオン検出器１５３によって検出される。
　第１光照射部１６は、窓部１１ａを介して、支持部１２に支持された試料Ｓに対して基板２側から第１光Ｌ１を照射する。第２光照射部１７は、支持部１２に設けられており、スライドガラス６を介して、支持部１２に支持された試料Ｓに対して基板２とは反対側から第２光Ｌ２を照射する。第１光Ｌ１及び第２光Ｌ２は、例えば可視光である。第１光照射部１６による第１光Ｌ１の照射又は第２光照射部１７による第２光Ｌ２の照射は、制御部２０によって切り替えられる。撮像部１８は、チャンバ１１に設けられた窓部１１ｂを介して、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像（導電層４及び基板２を透過し、試料Ｓで反射された第１光Ｌ１による試料Ｓの像）又は第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像（試料Ｓ、基板２及び導電層４を透過した第２光Ｌ２による試料Ｓの像）を取得する。撮像部１８は、例えば複数のレンズユニットを切り替えることにより、互いに異なる複数の撮像倍率での撮像が可能である。なお、少なくとも、基板２の厚さが１μｍ～５０μｍ程度であり、導電層４の厚さが１ｎｍ～３５０ｎｍ程度であり、貫通孔２ｃの幅が１ｎｍ～７００ｎｍ程度であり、実効領域Ｒにおける貫通孔２ｃの開口率が１０～８０％であれば、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像及び第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像を取得することが可能である。
　制御部２０は、質量分析装置１０の各部の動作を制御すると共に、イオン検出部１５による試料イオンＳ２の検出結果に基づいて、試料Ｓを構成する分子の二次元分布を画像化するイメージング質量分析を実施する。制御部２０は、プロセッサ、メモリ、ストレージ及び通信デバイス等を含むコンピュータ装置として構成されている。操作部２１は、オペレータが指示等を入力するためのインタフェースである。表示部２２は、試料Ｓを構成する分子の二次元分布像、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像、第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像等を表示するディスプレイである。
　次に、上述した質量分析装置１０において実施される一実施形態の質量分析方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。まず、オペレータによって、スライドガラス６と試料支持体１との間に試料Ｓが配置された状態にあるスライドガラス６、試料支持体１及び試料Ｓが支持部１２に取り付けられる（ステップＳ０１）。その状態で、チャンバ１１内の空間が真空引きされ、当該空間が所定の真空度に維持される（ステップＳ０２）。つまり、試料支持体１の第２表面２ｂが試料Ｓに接触した状態で、真空引きされたチャンバ１１内の空間において、支持部１２によって試料Ｓ及び試料支持体１が支持される（第１工程）。
　続いて、オペレータによって、試料イオンＳ２の検出を先に実施するか、試料Ｓの反射光像を先に取得するかが、操作部２１を介して選択される（ステップＳ０３）。試料イオンＳ２の検出を先に実施することが選択された場合、試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動した状態で、電圧印加部１４によって導電層４に電圧が印加されつつ、レーザ光照射部１３によって第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射される（ステップＳ０４、第２工程）。そして、真空引きされたチャンバ１１内の空間において、イオン検出部１５によって試料イオンＳ２（すなわち、導電層４に電圧が印加されつつ第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されることによりイオン化された試料Ｓの成分Ｓ１）が検出され、制御部２０によって当該検出結果に基づいてイメージング質量分析が実施される（ステップＳ０５、第３工程）。
　続いて、第１光照射部１６によって、試料Ｓに対して基板２側から第１光Ｌ１が照射され、撮像部１８によって、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像が取得される（ステップＳ０６、第４工程）。続いて、オペレータによって、試料Ｓの透過光像を取得するか否かが、操作部２１を介して選択される（ステップＳ０７）。試料Ｓの透過光像を取得することが選択された場合、第２光照射部１７によって、試料Ｓに対して基板２とは反対側から第２光Ｌ２が照射され、撮像部１８によって、第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像が取得される（ステップＳ０８、第６工程）。ステップＳ０８において試料Ｓの透過光像が取得されると、或いは、ステップＳ０７において試料Ｓの透過光像を取得しないことが選択されると、ここでの質量分析方法が終了となる。
　ステップＳ０３において、試料Ｓの反射光像を先に取得することが選択された場合、第１光照射部１６によって、試料Ｓに対して基板２側から第１光Ｌ１が照射され、撮像部１８によって、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像が取得される（ステップＳ０９、第４工程）。続いて、オペレータによって、試料Ｓの透過光像を取得するか否かが、操作部２１を介して選択される（ステップＳ１０）。試料Ｓの透過光像を取得することが選択された場合、第２光照射部１７によって、試料Ｓに対して基板２とは反対側から第２光Ｌ２が照射され、撮像部１８によって、第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像が取得される（ステップＳ１１、第６工程）。
　ステップＳ１１において試料Ｓの透過光像が取得されると、或いは、ステップＳ１０において試料Ｓの透過光像を取得しないことが選択されると、試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動した状態で、電圧印加部１４によって導電層４に電圧が印加されつつ、レーザ光照射部１３によって第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射される（ステップＳ１２、第２工程）。そして、真空引きされたチャンバ１１内の空間において、イオン検出部１５によって試料イオンＳ２が検出され、制御部２０によって当該検出結果に基づいてイメージング質量分析が実施される（ステップＳ１３、第３工程）。制御部２０によってイメージング質量分析が実施されると、ここでの質量分析方法が終了となる。
　以上説明したように、質量分析装置１０、及び質量分析装置１０において実施される質量分析方法では、支持された試料支持体１の基板２において、試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動した状態にある。これにより、基板２の第１表面２ａ側に移動した試料Ｓの成分Ｓ１においては、試料Ｓの位置情報（試料Ｓを構成する分子の二次元分布情報）が維持されている。この状態で、導電層４に電圧が印加されつつ基板２の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されるため、試料Ｓの位置情報が維持されつつ試料Ｓの成分Ｓ１がイオン化される。このように、試料Ｓの成分Ｓ１が基板２の第１表面２ａ側に移動した状態で導電層４に電圧が印加されるため、試料Ｓ自体についての導電性を考慮せずに、試料Ｓを厚くすることができる。しかも、試料Ｓに対して基板２側から第１光Ｌ１が照射され、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像が取得されるため、試料Ｓにおける光透過性等を考慮せずに、試料Ｓを厚くすることができる。本実施形態では、例えば１００μｍ程度にまで試料を厚くすることができる。試料Ｓを厚くし得ることは、試料イオンＳ２を検出する際における信号強度を確保する上で有利である。以上により、質量分析装置１０、及び質量分析装置１０において実施される質量分析方法によれば、厚い試料Ｓをイメージング質量分析の対象とすることができる。質量分析装置１０、及び質量分析装置１０において実施される質量分析方法によれば、既存の質量分析装置及び質量分析方法では測定が困難な厚い試料Ｓ（例えば、１０μｍよりも大きい厚さを有する試料Ｓ）のイオン像及び可視光像を取得することができる。質量分析装置１０、及び質量分析装置１０において実施される質量分析方法によれば、試料支持体１が破損しない限り、百μｍオーダーの厚さを有する試料Ｓ（好適には、ＭＡＬＤＩでの測定が難しい、厚さ２０μｍ～１００μｍの試料Ｓ）を測定対象とすることができる。
　また、第２光照射部１７が、試料Ｓに対して基板２とは反対側から第２光Ｌ２を照射した場合、撮像部１８は、第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像を取得することが可能である。これにより、試料Ｓの厚さ等によっては、試料Ｓの反射光像だけでなく、試料Ｓの透過光像を取得することができる。
　また、制御部２０は、第１光照射部１６による第１光Ｌ１の照射又は第２光照射部１７による第２光Ｌ２の照射を切り替えることが可能である。これにより、試料Ｓの像として反射光像又は透過光像のいずれを取得するかを、試料Ｓの厚さ等に応じて選択することができる。
　また、撮像部１８は、互いに異なる複数の撮像倍率での撮像が可能である。これにより、適切な撮像倍率で試料Ｓの像を取得することができる。
　また、レーザ光照射部１３は、試料Ｓに対応する領域に対してレーザ光Ｌを走査し、イオン検出部１５は、レーザ光Ｌの走査位置に対応するように、試料イオンＳ２を検出する。これにより、イメージング質量分析を適切に実施することができる。
　また、試料Ｓの像の取得が、試料イオンＳ２の検出の前に実施された場合、レーザ光Ｌの照射によって試料Ｓが何らかの影響を受ける前における試料Ｓの状態を観察することができる。また、取得した試料Ｓの像に基づいて質量分析の対象領域を確実に指定することができる。また、チャンバ１１内の空間が真空引きされた際に試料Ｓが収縮したとしても、収縮後の試料Ｓの像を取得することにより、当該試料Ｓの像と、試料Ｓを構成する分子の二次元分布像との正確なマッチングをとることができる。なお、イオン化部が大気圧の装置（大気圧ＭＡＬＤＩ）においては、生きた微生物の動きをレーザ光Ｌの照射直前まで観察することができる。
　また、試料Ｓの像の取得が、試料イオンＳ２の検出の後に実施された場合、イメージング質量分析の結果に基づいて試料Ｓの状態を観察することができる。また、更に詳細な分析を行いたい場合に、試料Ｓを質量分析装置１０から取り出すことなく、倍率を拡大しながら試料Ｓの像の取得し、取得した試料Ｓの像に基づいて質量分析の対象領域を容易に指定することができる。また、質量分析装置１０内の試料Ｓを観察しながら、得られた測定結果の考察を行うことができる（その間、質量分析装置１０内において試料Ｓの状態を維持することができる）。
　なお、質量分析装置１０において実施される質量分析方法では、ステップＳ０６，Ｓ０８よりも高い撮像倍率で、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像又は第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像が更に取得され（第５工程）、取得された反射光像又は透過光像に基づいて試料Ｓに対応する領域から抽出された一部の領域に対してステップＳ０４，Ｓ０５が再度実施されてもよい。また、ステップＳ０９，Ｓ１１よりも高い撮像倍率で、第１光Ｌ１による試料Ｓの反射光像又は第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像が更に取得され（第５工程）、取得された反射光像又は透過光像に基づいて試料Ｓに対応する領域から抽出された一部の領域に対してステップＳ１２，Ｓ１３が再度実施されてもよい。試料Ｓの反射光像又は透過光像を高い撮像倍率で取得することで、試料Ｓの状態をより詳細に観察することができる。また、試料Ｓに対応する領域から抽出された一部の領域に対して試料イオンＳ２の検出を実施することで、試料Ｓの特定の部分をイメージング質量分析の対象とすることができる。
　本開示は、上述した実施形態に限定されない。例えば、導電層４は、少なくとも基板２の第１表面２ａに設けられていれば、基板２の第２表面２ｂ及び貫通孔２ｃの内面に設けられていなくてもよいし、基板２の第２表面２ｂ及び貫通孔２ｃの内面に設けられていてもよい。また、試料支持体１は、テープ７以外の手段（例えば、接着剤、固定具等を用いる手段）で、スライドガラス６に対して固定されてもよい。また、質量分析装置１０の支持部１２上に試料Ｓが直接載置され、試料支持体１が支持部１２に対して固定されてもよい。つまり、スライドガラス６は、省略されてもよい。
　また、電圧印加部１４は、スライドガラス６の載置面６ａ及びテープ７を介さずに導電層４に電圧を印加してもよい。その場合、スライドガラス６及びテープ７は、導電性を有していなくてもよい。また、基板２が導電性を有していてもよく、電圧印加部１４が基板２に電圧を印加してもよい。そのような質量分析装置１０、及び質量分析装置１０において実施される質量分析方法によれば、試料支持体１において導電層４を省略することができると共に、上述したように導電層４を備える試料支持体１を用いる場合と同様の効果を得ることができる。
　また、質量分析装置１０においては、試料Ｓの反射光像と試料Ｓの透過光像とが、別々に設けられた撮像部でそれぞれ取得されてもよい。また、質量分析装置１０は、第２光照射部１７を備えていなくてもよい。つまり、試料Ｓに対する第２光Ｌ２の照射、及び第２光Ｌ２による試料Ｓの透過光像の取得は、省略されてもよい。また、質量分析装置１０においては、レーザ光照射部１３が、実効領域Ｒに対応する領域に対してレーザ光Ｌを一括で照射し、イオン検出部１５が、当該領域の二次元情報を維持しながら、試料イオンＳ２を検出してもよい。つまり、質量分析装置１０は、投影型質量分析装置であってもよい。その場合にも、イメージング質量分析を適切に実施することができる。
　なお、質量分析装置１０が投影型質量分析装置である場合、質量分析装置１０は、イオンガイド１５１及び質量分離部１５２の代わりに、静電レンズを有している。静電レンズは、試料イオンＳ２をイオン検出器１５３に結像させるためのレンズである。静電レンズによって試料イオンＳ２がイオン検出器１５３に結像されることにより、イオン検出器１５３において、試料イオンＳ２の位置情報（二次元分布）が把握される。
　また、試料支持体１の用途は、レーザ光Ｌの照射による試料Ｓのイオン化に限定されない。試料支持体１は、レーザ光Ｌ以外のエネルギー線（例えば、イオンビーム、電子線等）の照射による試料Ｓのイオン化に用いられてもよい。
　１…試料支持体、２…基板、２ａ…第１表面、２ｂ…第２表面、２ｃ…貫通孔、４…導電層、１０…質量分析装置、１１…チャンバ、１２…支持部、１３…レーザ光照射部、１４…電圧印加部、１５…イオン検出部、１６…第１光照射部、１７…第２光照射部、１８…撮像部、２０…制御部（切替部）、Ｌ１…第１光、Ｌ２…第２光、Ｓ…試料。

Claims (14)

  1. 　真空引きされる空間を形成するチャンバと、
    　互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体の前記第２表面が試料に接触した状態で、前記チャンバ内の空間において、少なくとも前記試料及び前記試料支持体を支持する支持部と、
    　前記第１表面に対してレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
    　前記導電層に電圧を印加する電圧印加部と、
    　前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第１表面側に移動した状態で、前記チャンバ内の空間において、前記導電層に電圧が印加されつつ前記第１表面に対して前記レーザ光が照射されることによりイオン化された前記成分を検出するイオン検出部と、
    　前記試料に対して前記基板側から第１光を照射する第１光照射部と、
    　前記第１光による前記試料の反射光像を取得する撮像部と、を備える、質量分析装置。
  2. 　前記試料に対して前記基板とは反対側から第２光を照射する第２光照射部を更に備え、
    　前記撮像部は、前記第２光による前記試料の透過光像を取得する、請求項１に記載の質量分析装置。
  3. 　前記第１光照射部による前記第１光の照射又は前記第２光照射部による前記第２光の照射を切り替える切替部を更に備える、請求項２に記載の質量分析装置。
  4. 　前記撮像部は、互いに異なる複数の撮像倍率での撮像が可能である、請求項１～３のいずれか一項に記載の質量分析装置。
  5. 　前記レーザ光照射部は、前記試料に対応する領域に対して前記レーザ光を走査し、
    　前記イオン検出部は、前記レーザ光の走査位置に対応するように、イオン化された前記成分を検出する、請求項１～４のいずれか一項に記載の質量分析装置。
  6. 　前記レーザ光照射部は、前記試料に対応する領域に対して前記レーザ光を一括で照射し、
    　前記イオン検出部は、前記領域の二次元情報を維持しながら、イオン化された前記成分を検出する、請求項１～４のいずれか一項に記載の質量分析装置。
  7. 　真空引きされる空間を形成するチャンバと、
    　導電性を有し、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板を備える試料支持体の前記第２表面が試料に接触した状態で、前記チャンバ内の空間において、少なくとも前記試料及び前記試料支持体を支持する支持部と、
    　前記第１表面に対してレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
    　前記基板に電圧を印加する電圧印加部と、
    　前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第１表面側に移動した状態で、前記チャンバ内の空間において、前記基板に電圧が印加されつつ前記第１表面に対して前記レーザ光が照射されることによりイオン化された前記成分を検出するイオン検出部と、
    　前記試料に対して前記基板側から第１光を照射する第１光照射部と、
    　前記第１光による前記試料の反射光像を取得する撮像部と、を備える、質量分析装置。
  8. 　互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体の前記第２表面が試料に接触した状態で、真空引きされた空間において、少なくとも前記試料及び前記試料支持体が支持される第１工程と、
    　前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第１表面側に移動した状態で、前記導電層に電圧が印加されつつ前記第１表面に対してレーザ光が照射される第２工程と、
    　前記空間において、前記導電層に電圧が印加されつつ前記第１表面に対して前記レーザ光が照射されることによりイオン化された前記成分が検出される第３工程と、
    　前記試料に対して前記基板側から第１光が照射され、前記第１光による前記試料の反射光像が取得される第４工程と、を備える、質量分析方法。
  9. 　前記第４工程は、前記第３工程の前に実施される、請求項８に記載の質量分析方法。
  10. 　前記第４工程は、前記第３工程の後に実施される、請求項８に記載の質量分析方法。
  11. 　前記試料に対して前記基板側から前記第１光が照射され、前記第４工程よりも高い撮像倍率で、前記第１光による前記試料の前記反射光像が取得される第５工程を更に備える、請求項８～１０のいずれか一項に記載の質量分析方法。
  12. 　前記第２工程及び前記第３工程は、前記第５工程において取得された前記反射光像に基づいて前記試料に対応する領域から抽出された一部の領域に対して実施される、請求項１１に記載の質量分析方法。
  13. 　前記試料に対して前記基板とは反対側から第２光が照射され、前記第２光による前記試料の透過光像が取得される第６工程を更に備える、請求項８～１２のいずれか一項に記載の質量分析方法。
  14. 　導電性を有し、互いに対向する第１表面及び第２表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板を備える試料支持体の前記第２表面が試料に接触した状態で、真空引きされた空間において、少なくとも前記試料及び前記試料支持体が支持される第１工程と、
    　前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第１表面側に移動した状態で、前記基板に電圧が印加されつつ前記第１表面に対してレーザ光が照射される第２工程と、
    　前記空間において、前記基板に電圧が印加されつつ前記第１表面に対して前記レーザ光が照射されることによりイオン化された前記成分が検出される第３工程と、
    　前記試料に対して前記基板側から第１光が照射され、前記第１光による前記試料の反射光像が取得される第４工程と、を備える、質量分析方法。
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