(57)【要約】【課題】ＭＡＬＤＩによる質量分析を行う際、１つの試料に２種以上のマトリックスを配することができるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法の提供。【解決手段】ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させることを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。【選択図】図８Ｂ
2020160046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させることを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項２】
前記基材から飛翔させる前記マトリックスが２種以上である、請求項１に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項３】
前記基材から飛翔させる２種以上の前記マトリックスが、前記ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料における、互いに異なる所定位置に配させる、請求項２に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項４】
前記ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に対し、前記基材から前記マトリックスを複数回飛翔させて配させる、請求項１から３のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項５】
前記レーザビームが、光渦レーザビームである、請求項１から４のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項６】
前記レーザビームの照射径が５μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項７】
前記基材の表面に配された前記マトリックスが、層状及びドット状の少なくともいずれかである、請求項１から６のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法に用いるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置であって、
前記基材の表面にレーザビームを照射する照射手段を有することを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置。
【請求項９】
ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料と、前記試料上に所定位置に配された２種以上のマトリックスとを有することを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料。
【請求項１０】
請求項９に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を用いてＭＡＬＤＩ質量分析を行うことを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析方法。
【請求項１１】
ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の位置情報に基づき、
ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる処理をコンピュータに実行させることを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料、ＭＡＬＤＩ質量分析方法、及びＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
質量分析は、対象分子を含む試料をイオン化させ、対象分子由来のイオンを質量電荷比（ｍ／ｚ）により分離検出し、対象分子における化学構造の特定に関する情報を取得できる分析手法である。
【０００３】
質量分析において試料のイオン化は、分析の質を左右するファクターであり、従来から多くの手法が開発されてきた。例えば、ＭＡＬＤＩ（Ｍａｔｒｉｘ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）やＥＳＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｒａｙ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）などが挙げられる。これらの手法は、試料の量が微量であってもイオン化が容易であるため、バイオや医療等の技術分野で用いられている。
【０００４】
ＭＡＬＤＩでは、試料のイオン化を補助するための物質であるマトリックスを試料に付与した箇所にパルスレーザーを照射することにより、マトリックスとともに試料をイオン化させる。
パルスレーザーとしては、紫外領域の波長を用いる場合が多く、マトリックスの光吸収特性に合わせた波長とするのが好ましい。また、マトリックスは、結晶性の有機低分子であり、試料との共結晶又は混合物とする必要があると言われている。この共結晶の均一さや混合の程度が、分析の感度や精度に影響を与えるものと考えられているため、試料に応じたマトリックスが開発されている。
【０００５】
また、これらのマトリックスを試料に付与する方法についても様々な提案がされている。例えば、マトリックスを蒸着させて微結晶を形成し、さらにマトリックス溶液をスプレー噴霧して微結晶上にマトリックス結晶を成長させる質量分析用試料調製方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＭＡＬＤＩによる質量分析を行う際、１つの試料に２種以上のマトリックスを配することができるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段としての本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、ＭＡＬＤＩによる質量分析を行う際、１つの試料に２種以上のマトリックスを配することができるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、粉体形成装置の全体の一例を示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａの液滴形成ユニットにおける液滴形成ヘッドを示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａの液滴形成ユニットのＡ−Ａ’線断面図である。
【図２】図２は、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法で用いることができるレーザビーム照射手段の一例を示す概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置の機能の一例を示すブロック図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、実施例におけるマトリックスプレートＡを示す写真である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施例におけるマトリックスプレートＢを示す写真である。
【図５】図５は、実施例において、試料切片をＩＴＯコートスライドガラス上に載置したときの写真である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施例におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製を示す概略図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施例におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製を示す概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施例におけるＭＡＬＤＩ質量分析の結果として、マトリックスＡを用いたときのスペクトルを示すグラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施例におけるＭＡＬＤＩ質量分析の結果として、マトリックスＢを用いたときのスペクトルを示すグラフである。
【図８Ａ】図８Ａは、参考例におけるＭＡＬＤＩ質量分析の結果として、マトリックスＡを用いたときのスペクトルを示すグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、参考例におけるＭＡＬＤＩ質量分析の結果として、マトリックスＢを用いたときのスペクトルを示すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは、一般的なレーザビームにおける波面（等位相面）の一例を示す概略図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、一般的なレーザビームにおける光強度分布の一例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、一般的なレーザビームにおける位相分布の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、光渦レーザビームにおける波面（等位相面）の一例を示す概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、光渦レーザビームにおける光強度分布の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、光渦レーザビームにおける位相分布の一例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、一般的なレーザビームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、光渦レーザビームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、光渦レーザビームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、中心に光強度０の点を有するレーザビームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施例１及び２におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を示す概念図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施例１におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を用いた結果を示す光学顕微鏡写真の２値化画像の一例を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施例３におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を示す概念図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施例３におけるガウスレーザビームを用いたＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を用いた結果を示す光学顕微鏡写真の２値化画像の一例を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、光渦レーザビームを用いて転写した試料の顕微鏡画像の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、ガウスレーザビームを用いて転写した試料の顕微鏡画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法及びＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置）
ＭＡＬＤＩとは、Ｍａｔｒｉｘ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎの略であり、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法といわれている質量分析の一手法である。
このＭＡＬＤＩを用いた質量分析（以下、「ＭＡＬＤＩ質量分析」と称する）では、イオン化を補助するための材料であるマトリックスを試料に付与した箇所にパルスレーザーを照射することで、マトリックスとともに試料をイオン化させて質量分析を行う。
このマトリックスは、試料において分析したい成分に応じて使い分けて用いられる。
【００１１】
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法及びＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置は、試料にマトリックスをスプレーガンで塗布する方法、気相噴霧や蒸着で塗布する方法などの従来の方法では、１つの試料に１種のマトリックスしか配することができないという知見に基づくものである。言い換えると、分析したい成分によって最適なマトリックスが存在するが、従来の方法では、分析したい成分が複数あっても、１つの試料において最適なマトリックスを塗り分けることができないという知見に基づくものである。
なお、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、従来の方法では作業者の技量に依存する場合が多いため、マトリックスの結晶径が不均一になりやすく定量性が低いことから、分析の感度や精度に影響を与えてしまう場合があるという知見に基づくものである。
【００１２】
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、マトリックスが配された側とは反対側の基材の表面にレーザビームを照射することにより、マトリックスを基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる。
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法に用いるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置であって、基材の表面にレーザビームを照射する照射手段を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
これにより、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、試料が１つしかなくても、例えば、タンパク、脂質、ヌクレオチドなどの分析したいターゲットに適したマトリックスをそれぞれの所定位置に配することができる。このため、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、１つの試料に対して分析したいターゲットが複数あっても、分析したいターゲットごとに高感度なイメージング質量分析を行うことができる。
【００１３】
＜マトリックスを表面に配した基材＞
マトリックスを表面に配した基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、以下では、「マトリックスを表面に配した基材」を「マトリックスプレート」と称する。
マトリックスプレートは、マトリックスと、基材とを有する。
【００１４】
＜＜マトリックス＞＞
マトリックスとしては、試料の光分解及び熱分解を抑制し、かつ試料のフラグメンテンテーション（開裂）を抑制することができる材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
マトリックスとしては、公知のマトリックスが挙げられ、例えば、１，８−ジアミノナフタレン（１，８−Ｄｉａｍｉｎｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）（１，８−ＤＡＮ）、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（２，５−Ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（以下、「ＤＨＢＡ」と略記する場合がある）、１，８−アントラセンジカルボン酸ジメチルエステル（１，８−Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｅｓｔｅｒ）、ロイコキニザリン（Ｌｅｕｃｏｑｕｉｎｉｚａｒｉｎ）、アントラロビン（Ａｎｔｈｒａｒｏｂｉｎ）、１，５−ジアミノナフタレン（１，５−Ｄｉａｍｉｎｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）（１，５−ＤＡＮ）、６−アザ−２−チオチミン（６−Ａｚａ−２−ｔｈｉｏｔｈｙｍｉｎｅ）、１，５−ジアミノアントラキノン（１，５−Ｄｉａｍｉｎｏａｎｔｈｒａｑｕｉｎｏｎｅ）、１，６−ジアミノピレン（１，６−Ｄｉａｍｉｎｏｐｙｒｅｎｅ）、３，６−ジアミノカルバゾール（３，６−Ｄｉａｍｉｎｏｃａｒｂａｚｏｌｅ）、１，８−アントラセンジカルボン酸（１，８−Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  Ａｃｉｄ）、ノルハルマン（Ｎｏｒｈａｒｍａｎｅ）、１−ピレンプロピルアミンハイドロクロライド（１−Ｐｙｒｅｎｅｐｒｏｐｙｌａｍｉｎｅ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、９−アミノフルオレンハイドロクロライド（９−Ａｍｉｎｏｆｌｕｏｒｅｎｅ  Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、フェルラ酸（Ｆｅｒｕｌｉｃ  ａｃｉｄ）、ジトラノール（Ｄｉｔｈｒａｎｏｌ）、２−（４−ヒドロキシフェニルアゾ）安息香酸（２−（４−Ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌａｚｏ）ｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）（ＨＡＢＡ）、ｔｒａｎｓ−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−メチル−２−プロペニリデン］マロンニトリル（ｔｒａｎｓ−２−［３−（４−ｔｅｒｔ−Ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｉｄｅｎｅ］ｍａｌｏｎｏｎｉｔｒｉｌｅ）（ＤＣＴＢ）、ｔｒａｎｓ−４−フェニル−３−ブテン−２−オン（ｔｒａｎｓ−４−Ｐｈｅｎｙｌ−３−ｂｕｔｅｎ−２−ｏｎｅ）（ＴＰＢＯ）、ｔｒａｎｓ−３−インドールアクリル酸（ｔｒａｎｓ−３−Ｉｎｄｏｌｅａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ）（ＩＡＡ）、１，１０−フェナントロリン（１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、５−ニトロー１，１０−フェナントロリン（５−Ｎｉｔｒｏ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、α−シアノ−４−ヒドロキシケイ皮酸（α−Ｃｙａｎｏ−４−ｈｙｄｒｏｘｙｃｉｎｎａｍｉｃ  ａｃｉｄ）（ＣＨＣＡ）、シナピン酸（Ｓｉｎａｐｉｃ  ａｃｉｄ）（ＳＡ）、２，４，６−トリヒドロキシアセトフェノン（２，４，６−Ｔｒｉｈｙｄｒｏｘｙａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（ＴＨＡＰ）、３−ヒドロキシピコリン酸（３−Ｈｙｄｒｏｘｙｐｉｃｏｌｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）（ＨＰＡ）、アントラニル酸（Ａｎｔｈｒａｎｉｌｉｃ  ａｃｉｄ）、ニコチン酸（Ｎｉｃｏｔｉｎｉｃａｃｉｄ）、３−アミノキノリン（３−Ａｍｉｎｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）、２−ヒドロキシ−５−メトキシ安息香酸（２−Ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）、２，５−ジメト��シ安息香酸（２，５−Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）、４，７−フェナントロリン（４，７−Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、ｐ−クマル酸（ｐ−Ｃｏｕｍａｒｉｃ  ａｃｉｄ）、１−イソキノリノール（１−Ｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌ）、２−ピコリン酸（２−Ｐｉｃｏｌｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）、１−ピレンブタン酸ヒドラジド（１−Ｐｙｒｅｎｅｂｕｔａｎｏｉｃ  ａｃｉｄ，  ｈｙｄｒａｚｉｄｅ）（ＰＢＨ）、１−ピレンブタン酸（１−Ｐｙｒｅｎｅｂｕｔｙｒｉｃ  ａｃｉｄ）（ＰＢＡ）、１−ピレンメチルアミンハイドロクロライド（１−Ｐｙｒｅｎｅｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）（ＰＭＡ）、金、銀、白金（プラチナ）、コバルトなどが挙げられる。これらの中でも、針状に結晶化する性質を有するマトリックスが好ましく、例えば、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢＡ）が好ましい。
【００１５】
このＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法において、基材を含むマトリックスプレートから飛翔させるマトリックスとしては、上記のような多様なマトリックスのうち１種を選択することができるが、２種以上であることが好ましい。
また、基材を含むマトリックスプレートから飛翔させる２種以上のマトリックスとしては、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料において、互いに異なる所定位置に配させることが好ましい。これにより、１つの測定試料において２種以上のマトリックスを塗り分けることができ、１つの測定試料において２種以上のイメージング質量分析を行うことができる点で有利である。
【００１６】
＜＜基材＞＞
基材としては、その形状、構造、大きさ、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００１７】
基材の形状としては、マトリックスを表面に担持し、裏面からレーザビームや光渦レーザビームを照射可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、平板状の基材の形状としては、例えば、スライドガラスなどが挙げられる。
【００１８】
基材の材質としては、レーザビームや光渦レーザビームを透過するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。レーザビームや光渦レーザビームを透過するもののうち、酸化珪素を主成分とする各種ガラスなどの無機材料、透明性の耐熱プラスチック、エラストマーなどの有機材料が、透過率と耐熱性の点で、好ましい。
【００１９】
基材の表面粗さＲａとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、レーザビームや光渦レーザビームの屈折散乱を抑制し、マトリックスに付与するエネルギーを低下させない点で、表面及び裏面のどちらも１μｍ以下であることが好ましい。また、表面粗さＲａが好ましい範囲内であると、試料に付着したマトリックスの平均厚みのばらつきを抑制することができ、所望の量のマトリックスを付着させることができる点で有利である。
表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に従って測定することができ、例えば、共焦点式レーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製）や触針式表面形状測定装置（Ｄｅｋｔａｋ１５０、ブルカー・エイエックスエス株式会社製）を用いて測定することができる。
【００２０】
［マトリックスプレートの作製方法］
マトリックスプレートの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下のような粉体形成装置により結晶化したマトリックスをスライドガラス上に配してマトリックスプレートを作製する方法が挙げられる。
【００２１】
例示するマトリックスプレートを作製する方法としては、まず、溶媒にマトリックスを混合したマトリックス溶液を調製する。
溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＴＦＡ、ＴＦＡ−アセトニトリル、ＴＨＦ、メタノールなどが挙げられる。
次に、調製したマトリックス溶液を図１Ａ〜図１Ｃで示す粉体形成装置１の原料収容器１３に収容する。
【００２２】
図１Ａは、粉体形成装置の全体の一例を示す概略図である。図１Ｂは、図１Ａの液滴形成ユニットにおける液滴形成ヘッドを示す概略図である。図１Ｃは、図１Ａの液滴形成ユニットのＡ−Ａ’線断面図である。
図１Ａに示す粉体形成装置１は、主に、液滴形成ユニット１０及び乾燥捕集ユニット３０を含む。液滴形成ユニット１０は、吐出孔によって外部と連通する液噴射領域を有する液室であって所定の条件下のもとで液柱共鳴定在波が発生する液柱共鳴液室内のマトリックス溶液を液滴として吐出孔から噴射する液滴化手段である液滴吐出ヘッド１１を複数配列されている。各液滴吐出ヘッド１１の両側には液滴吐出ヘッド１１から吐出したマトリックス溶液の液滴が乾燥捕集ユニット３０側に流出されるように気流発生手段によって発生する気流が通る気流通路１２が設けられている。また、液滴形成ユニット１０は、マトリックス原料であるマトリックス溶液１４を収容する原料収容器１３と、原料収容器１３に収容されているマトリックス溶液１４を、液供給管１６を通して液滴吐出ヘッド１１内の後述する液共通供給路１７に供給し、更に液戻り管２２を通って原料収容器１３に戻すために液供給管１６内のマトリックス溶液１４を圧送する液循環ポンプ１５とを含む。更に、液滴吐出ヘッド１１は、図１Ｂに示すように、液共通供給路１７及び液柱共鳴液室１８を含む。液柱共鳴液室１８は、長手方向の両端の壁面のうち一方の壁面に設けられた液共通供給路１７と連通されている。また、液柱共鳴液室１８は、両端の壁面と連結する壁面のうち一つの壁面にマトリックス液滴２１を吐出するマトリックス吐出孔１９と、マトリックス吐出孔１９と対向する壁面に設けられ、かつ液柱共鳴定在波を形成するために高周波振動を発生する振動発生手段２０とを有している。なお、振動発生手段２０には、高周波電源が接続されている。
【００２３】
また、図１Ａに示す乾燥捕集ユニット３０は、チャンバ３１及びマトリックス捕集部３２を含んで構成されている。チャンバ３１内では、気流発生手段によって発生する気流と下降気流３３が合流した大きな下降気流が形成されている。液滴形成ユニット１０の液滴吐出ヘッド１１から噴射されたマトリックス液滴２１は、重力よってのみではなく、下降気流３３によっても下方に向けて搬送されるため、噴射されたマトリックス液滴２１が空気抵抗によって減速されることを抑制できる。これにより、マトリックス液滴２１を連続的に噴射したときに、前に噴射されたマトリックス液滴２１が空気抵抗によって減速し、後に噴射されたマトリックス液滴２１が前に噴射されたマトリックス液滴２１に追い付くことで、マトリックス液滴２１どうしが合着して、マトリックス液滴２１の結晶径がばらつくことを防止できる。なお、気流発生手段として、上流部分に送風機を設けて加圧する方法と、マトリックス捕集部３２より吸引して減圧する方法のいずれを採用することもできる。また、マトリックス捕集部３２には、鉛直方向に平行な軸周りに回転するような回転気流を発生させる回転気流発生装置が配置されている。そして、チャンバ３１の下方に配置されている基材２０１に乾燥・結晶化されたマトリックスの粉体が担持される。
【００２４】
このようにして得られたマトリックスの粉体は、結晶径のばらつきが少ないことから再現性の高い分析が可能となる。また、このマトリックスの粉体は、乾燥により溶媒を揮発させているため、溶媒がほぼ含まれていないことから、従来のスプレー噴霧などによる方法のように、試料にマトリックス溶液を塗布してその溶媒により測定試料の生体組織が破壊されることは少ない。さらに、質量分析を行うことで溶媒が揮発することがほぼないため、このマトリックスの粉体を用いることにより医療現場や臨床試験で行うことができ、分析結果をその場で得られる点で有利である。
【００２５】
基材の表面に配されたマトリックスの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層、複数の層状、ドット状などが挙げられる。これらの中でも単層及びドット状の少なくともいずれかであることが好ましい。マトリックスの形状が単層及びドット状の少なくともいずれかであると、マトリックスを基材の表面に配することが容易にできる点で有利である。
【００２６】
［マトリックスプレートにレーザビームを照射する方法（レーザビーム照射手段）］
マトリックスプレートにレーザビームを照射する方法（レーザビーム照射手段）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下のようなレーザビーム照射手段により行われる方法が好ましい。
【００２７】
ここで、図２は、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法で用いることができるレーザビーム照射手段の一例を示す概略図である。
図２において、レーザビーム照射手段１４０は、基材２０１に担持されているマトリックス２０２に、レーザビームＬを照射し、マトリックス２０２をレーザビームＬのエネルギーにより飛翔させ、スライドガラス３０２上の試料切片３０１に付着させる。
【００２８】
レーザビーム照射手段１４０は、レーザ光源１４１と、ビーム径変更手段１４２と、ビーム波長変更手段１４３と、エネルギー調整フィルタ１４４と、ビーム走査手段１４５とを備えている。また、マトリックスプレート２００は、基材２０１と、マトリックス２０２からなり、測定試料３００は、試料切片３０１と、スライドガラス３０２からなる。
【００２９】
レーザ光源１４１は、パルス発振させたレーザビームＬを発生させ、ビーム径変更手段１４２に照射する。
レーザ光源１４１としては、例えば、固体レーザ、気体レーザ、半導体レーザなどが挙げられる。
【００３０】
ビーム径変更手段１４２は、レーザ光源１４１が発生させたレーザビームＬの光路におけるレーザ光源１４１の下流に配置され、レーザビームＬの径を変更する。
ビーム径変更手段１４２としては、例えば、集光レンズなどである。
レーザビームＬのビーム径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。レーザビームＬのビーム径が好ましい範囲内であると、既存のＭＡＬＤＩのビーム径に対応したマトリックスの配置が可能となる点で有利である。
【００３１】
ビーム波長変更手段１４３は、レーザビームＬの光路におけるビーム径変更手段１４２の下流に配置され、レーザビームＬの波長をマトリックス２０２が吸収可能な波長に変更する。
【００３２】
ビーム波長変更手段としては、レーザビームに円偏光を付与することにより、以下の式（１）で表されるトータルの回転モーメントＪＬ，Ｓが、|ＪＬ，Ｓ|≧０となる条件を満たすことができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。ビーム波長変更手段としては、例えば、１／４波長板などが挙げられる。１／４波長板の場合には、光学軸を＋４５°又は−４５°以外に設置して光渦レーザビームに楕円状の円偏光（楕円偏光）を付与してもよいが、光学軸を＋４５°又は−４５°に設置してレーザビームに真円状の円偏光を付与し、上記の条件を満たすことが好ましい。これにより、画像形成装置は、光吸収材を安定的に飛翔させ、飛散を抑制した形状で被付着物に付着させる効果を大きくすることができる。
【００３３】
【数１】
2020160046.tif 000003
ただし、式（１）において、ε０は真空中の誘電率であり、ωは光の角周波数であり、Ｌはトポロジカルチャージであり、Ｉは下記数式（２）で表されるレーザビームの渦次数に対応する軌道角運動量であり、Ｓは円偏光に対するスピン角運動量であり、ｒは円筒座標系の動径である。
【数２】
2020160046.tif 000004
ただし、式（２）において、ω０は光のビームウエストサイズである。
なお、トポロジカルチャージとは、レーザビームの円筒座標系における方位方向の周期的境界条件から現れる量子数を意味する。また、ビームウエストサイズとは、レーザビームにおけるビーム径の最小値を意味する。
【００３４】
Ｌは、波長板における螺旋波面の巻数で決まるパラメータである。Ｓは、波長板における円偏光の向きで決まるパラメータである。なお、Ｌ及びＳはいずれも整数である。また、Ｌ及びＳの符号は、それぞれ螺旋の向き（時計回り、反時計回り）を表す。
なお、レーザビームにおけるトータルの回転モーメントをＪとすると、Ｊ＝Ｌ＋Ｓと表すことができる。
ビーム波長変更手段１４３としては、例えば、ＫＴＰ結晶、ＢＢＯ結晶、ＬＢＯ結晶、ＣＬＢＯ結晶などが挙げられる。
【００３５】
エネルギー調整フィルタ１４４は、レーザビームＬの光路におけるビーム波長変更手段１４３の下流に配置され、レーザビームＬを透過させると、マトリックス２０２を飛翔させるために適正なエネルギーに変更する。エネルギー調整フィルタ１４４としては、例えば、ＮＤフィルタ、ガラス板などが挙げられる。
【００３６】
ビーム走査手段１４５は、レーザビームＬの光路におけるエネルギー調整フィルタ１４４の下流に配置され、反射鏡１４６を備えている。
反射鏡１４６は、反射鏡駆動手段により図２中矢印Ｓで示す走査方向に可動し、レーザビームＬを基材２０１が担持するマトリックス２０２の任意の位置に反射する。
【００３７】
マトリックス２０２は、エネルギー調整フィルタ１４４を経たレーザビームＬを照射され、レーザビームＬの径の範囲におけるエネルギーを受けて飛翔し、試料切片３０１に付着する。
【００３８】
なお、レーザビームＬとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光渦レーザビーム、ガウスレーザビームなどが挙げられる。これらの中でも、そのレーザの特性からマトリックスを飛散させずに試料に転写する条件のロバスト性を向上させることができる点から光渦レーザビームが好ましい。
【００３９】
ここで光渦レーザビームについて説明する。
一般的なレーザビームは、位相が揃っているため、図９Ａに示すように平面状の等位相面（波面）を有している。レーザビームのポインティングベクトルの方向が平面状の等位相面の直交方向であることにより、レーザビームの照射方向と同じ方向となるため、レーザビームが光吸収材に照射された場合には、光吸収材に対して照射方向に力が作用する。しかし、レーザビームの断面における光強度分布が、図９Ｂに示すようにビームの中心が最も強い正規分布（ガウシアン分布）であるため、光吸収材が飛散しやすい。また、位相分布の観察を行うと図９Ｃに示すように位相差がないことが確認される。
これに対し、光渦レーザビームは、図１０Ａに示すように螺旋状の等位相面を有している。光渦レーザビームのポインティングベクトルの方向が螺旋状の等位相面に対して直交方向であるため、光渦レーザビームが光吸収材に照射された場合には、直交方向に力が作用する。このため、図１０Ｂに示すように光強度分布がビームの中央が零となる凹んだドーナツ状の分布となり、光渦レーザビームを照射された光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加される。すると、光渦レーザビームを照射された光吸収材は、光渦レーザビームの照射方向に沿って飛翔し、被付着物に飛散しにくい状態で付着する。また、位相分布の観察を行うと図１０Ｃに示すように位相差が発生していることが確認される。
【００４０】
図１１Ａは、一般的なレーザビームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。図１１Ｂは、光渦レーザビームを光吸収材に照射させたときの一例を示す写真である。
図１１Ａと図１１Ｂとを比較すると、図１１Ａのほうが図１１Ｂよりも光吸収材が飛散していることが確認できる。このことから、光渦レーザビームを照射された光吸収材は、ドーナツ状のエネルギーを放射圧として印加され、光渦レーザビームの照射方向に沿って飛翔し、被付着物に飛散しにくい状態で付着することがわかる。
【００４１】
光渦レーザビームか否かを判別する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前述の位相分布の観察、干渉計測などが挙げられ、干渉計測が一般的である。
干渉計測は、レーザビームプロファイラ（Ｓｐｉｒｉｃｏｎ社製レーザビームプロファイラ、浜松ホトニクス株式会社製レーザビームプロファイラなど）を用いて観察でき、干渉計測した結果の一例を図１２Ａ、図１２Ｂに示す。
図１２Ａは、光渦レーザビームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図であり、図１２Ｂは、中心に光強度０の点を有するレーザビームにおける干渉計測の結果の一例を示す説明図である。
光渦レーザビームを干渉計測すると、図１２Ａに示すように、エネルギー分布がドーナツ状であって、図９Ｃと同様に中心に光強度０の点を持つレーザビームであることが確認できる。
一方、中心に光強度０の点を有する一般的なレーザビームを干渉計測すると、図１２Ｂに示すように、図１２Ａで示した光渦レーザビームの干渉計測と類似しているが、ドーナツ状部のエネルギー分布が一様ではないことから、光渦レーザビームとの差異が確認できる。
【００４２】
レーザビームＬが光渦レーザビームであると、飛翔したマトリックス２０２は、光渦レーザビームにより付与されたジャイロ効果により周辺への飛散を抑制されつつ試料切片３０１に付着する点で有利である。
光渦レーザビームに変換するには、例えば、回折光学素子、マルチモードファイバ、液晶位相変調器などを用いることにより行うことができる。
【００４３】
（ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料）
ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料としては、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料と、試料上に所定位置に配された２種以上のマトリックスとを有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、ＭＡＬＤＩ質量分析する際には、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料は、導電性の基板上に載置する必要がある。
【００４４】
ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料としては、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に対し、基材からマトリックスを複数回飛翔させて配させることができる。基材からマトリックスを複数回飛翔させて配させることができると、マトリックスの量を調整できる点で有利である。
【００４５】
＜試料＞
ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料としては、ＭＡＬＤＩ質量分析で分析できる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、凍結脳組織、動物全身切片、種子、印刷画像などが挙げられる。
【００４６】
（ＭＡＬＤＩ質量分析方法）
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析方法は、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を用いてＭＡＬＤＩ質量分析を行う限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
ＭＡＬＤＩ質量分析方法としては、例えば、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（株式会社ブルカーダルトニクス製）により行うことができる。
【００４７】
（ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラム）
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムは、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の位置情報に基づき、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、マトリックスが配された側とは反対側の基材の表面にレーザビームを照射することにより、マトリックスを基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる処理をコンピュータに実行させる。
【００４８】
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムは、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法を実施するために好適に実行される。
つまり、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムは、ハードウェア資源としてのコンピュータ等を用いることにより、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法を実行できる。また、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムは、一又は複数のコンピュータやサーバの少なくともいずれかによって実行されてもよい。
【００４９】
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムによる処理では、それぞれ異なる種類のマトリックスが配された複数のマトリックスプレートを所定の位置に予め設置し、測定試料を載置したＩＴＯコートスライドガラスを所定の位置に固定した状態で行われる。
【００５０】
本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムによる処理は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示すようなＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置により実行することができる。
【００５１】
図３Ａは、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置のハードウェアの一例を示すブロック図である。
図３Ａに示すように、このＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置１００は、マウス１１０と、ＣＰＵ１２０と、ディスプレイ１３０と、レーザビーム照射手段１４０と、プレート交換機構１５０と、記憶手段１６０とを有する。ＣＰＵ１２０は、各部と接続されている。
【００５２】
マウス１１０は、後述する入力部１１０ａにより「マトリックスの種類」と「レーザビームを照射する測定試料の位置」の情報を対応させた照射データをユーザから受け付ける。また、マウス１１０は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置１００に対する他の入力を受け付ける。
【００５３】
ＣＰＵ１２０は、プロセッサの一種であり、種々の制御や演算を行う処理装置である。ＣＰＵ１２０は、記憶手段１６０などが記憶するファームウェアなどを実行することにより、種々の機能を実現する。ＣＰＵ１２０は、後述する制御部１２０ａに対応する。
【００５４】
ディスプレイ１３０は、後述する出力部１３０ａにより各種指示を受け付ける画面を表示する。
【００５５】
レーザビーム照射手段１４０は、例えば、図２で示したレーザビーム照射手段と同様であり、後述する出力部１３０ａにより、レーザビームをマトリックスプレートの所定の位置に照射することができる。
【００５６】
プレート交換機構１５０は、後述するプレート交換部１５０ａにより、装置内に格納されている各種のマトリックスが配されているマトリックスプレートを交換する機構である。
【００５７】
記憶手段１６０は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置１００を動作させる各種プログラムなどを記憶している。
【００５８】
図３Ｂは、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置の機能の一例を示すブロック図である。
図３Ｂに示すように、このＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置１００は、入力部１１０ａと、制御部１２０ａと、出力部１３０ａと、照射部１４０ａと、プレート交換部１５０ａと、記憶部１６０ａとを有する。制御部１２０ａは、各部と接続されている。
【００５９】
入力部１１０ａは、制御部１２０ａの指示に従い、「マトリックスの種類」と「レーザビームを照射する測定試料の位置」の情報を対応させた照射データを、マウス１１０によりユーザから受け付ける。
照射データの受け付けは、例えば、ＩＴＯコートスライドガラス上に載置した測定試料を撮像した画像上に、マトリックスの種類と照射位置を入力するようにしてもよい。
なお、入力部１１０ａは、ユーザからの他の入力を受け付ける。
【００６０】
制御部１２０ａは、入力部１１０ａで受け付けた照射データを記憶部１６０ａに格納する。また、制御部１２０ａは、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置１００全体の動作を制御する。
【００６１】
出力部１３０ａは、制御部１２０ａの指示に従い、ディスプレイ１３０に各種指示を受け付ける画面を表示する。
【００６２】
照射部１４０ａは、制御部１２０ａの指示に従い、レーザビーム照射手段１４０を動作させ、プレート交換部１５０ａにより配置されたマトリックスプレートにレーザビームを照射させることができる。
【００６３】
プレート交換部１５０ａは、照射データに基づいた制御部１２０ａの指示に従い、マトリックスプレートを交換する。マトリックスプレートは、装置内に複数格納されており、それぞれ異なる種類のマトリックスの粉体がプレート上に配されており、プレート交換機構１５０により交換される。
【００６４】
記憶部１６０ａは、制御部１２０ａの指示に従い、入力部１１０ａで受け付けた照射データや各種プログラムなどを記憶手段１６０に記憶させる。
【００６５】
図３Ｃは、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
ステップＳ１０１では、入力部１１０ａは、「マトリックスの種類」と「レーザビームを照射する測定試料の位置」の情報を対応させた照射データを、マウス１１０によりユーザから受け付けると、処理をＳ１０２に移行する。
【００６７】
ステップＳ１０２では、制御部１２０ａは、照射データに基づいてレーザビーム照射手段１４０の照射位置を移動させると、処理をＳ１０３に移行する。
【００６８】
ステップＳ１０３では、照射部１４０ａは、レーザビーム照射手段１４０により、マトリックスプレートに配されているマトリックスを照射し、マトリックスを試料切片に配すると、処理をＳ１０４に移行する。
【００６９】
ステップＳ１０４では、制御部１２０ａは、照射データの内容が全て完了したか否かを判定する。制御部１２０ａは、照射データの内容が全て完了したと判定すると本処理を終了し、照射データの内容が全て完了していないと判定すると、処理をＳ１０５に移行する。
【００７０】
ステップＳ１０５では、制御部１２０ａは、照射データに基づき、マトリックスプレートの交換が必要か否かを判定する。制御部１２０ａは、マトリックスプレートの交換が必要であると判定すると処理をＳ１０６に移行し、マトリックスプレートの交換が必要でないと判定すると処理をＳ１０２に戻す。
【００７１】
ステップＳ１０６では、交換部１２０は、マトリックスプレートの交換を行うと、処理をＳ１０２に戻す。
【００７２】
このように、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムは、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の位置情報に基づき、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、マトリックスが配された側とは反対側の基材の表面にレーザビームを照射することにより、マトリックスを基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる処理をコンピュータに実行させる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
以下では、図２に示したレーザビーム照射手段１４０により、パルス発振させた光渦レーザビームを２種のマトリックスＡ及びＢにそれぞれ照射して、１つの試料切片に２種のマトリックスのドットを配するようにした実施例及び参考例について説明する。
【００７４】
（実施例１）
［マトリックス溶液の調製］
まず、０．１容積％ＴＦＡ（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）と０．１容積％ＴＦＡ−アセトニトリル（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）を等量混合して溶媒とし、シナピン酸（Ｓｉｎａｐｉｃ  ａｃｉｄ、マトリックスＡ）の飽和溶液をマトリックス溶液Ａとして調製した。
次に、ＴＨＦ（東京化成工業株式会社製）を溶媒としたジトラノール（Ｄｉｔｈｒａｎｏｌ、マトリックスＢ）１０ｍｇ／ｍＬをマトリックス溶液Ｂとして調製した。
【００７５】
［２種のマトリックスプレートの作製］
調製したマトリックス溶液Ａを、図１Ａ〜図１Ｃで示した粉体形成技術を用いて１次平均粒子径１００μｍのマトリックスＡの粉体を形成し、基材としてのスライドガラス（Ｓ２４４１、スーパーフロスト  ホワイト、松浪硝子工業株式会社製）の表面に平均厚みが１００μｍになるようにマトリックスＡの粉体層を形成し、図４Ａの写真に示したマトリックスプレートＡを作製した。
マトリックス溶液Ａをマトリックス溶液Ｂに代えた以外はマトリックスプレートＡと同様に、１次平均粒子径２０μｍのマトリックスＢの粉体を形成し、基材としてのスライドガラス（Ｓ２４４１、スーパーフロスト  ホワイト、松浪硝子工業株式会社製）の表面に平均厚みが１００μｍになるようにマトリックスＢの粉体層を形成し、図４Ｂの写真に示したマトリックスプレートＢを作製した。
【００７６】
［試料切片の作製］
まず、試料としての凍結マウス脳組織（コスモバイオ株式会社から購入）をエッペンチューブに入れてマルチビーズショッカー（ＭＢ２０００、安井器機株式会社製）で破砕用ビーズを入れて粉砕し、その後、液体窒素でエッペンチューブ全体を−１９６℃で冷却して再度粉砕した。
次に、エッペンチューブ内の破砕用ビーズを専用マグネットで取り除き、常温で融解した後に卓上遠心機（ＭＣＦ−２３６０、株式会社ＬＭＳ製）でスピンダウンし、液体窒素内で３時間静置して完全に再凍結させた。再凍結させた試料をクライオミクロトームにより切断して平均厚み１０μｍの試料切片を作製し、ＩＴＯコートスライドガラス（ＭＡＳコート無、１００Ω、松浪硝子工業株式会社製）上に図５で示すように載置した。
【００７７】
［レーザビーム照射手段の準備］
レーザビーム照射手段は、図２に示したレーザビーム照射手段１４０を用いた。
具体的には、レーザビーム源（ＹＡＧ）は、ＹＡＧ結晶を励起させてレーザ発振させるＹＡＧレーザを用いた。このレーザビーム源を用いて、発生させたレーザビームにおける波長を１，０６４ｎｍ、ビーム径を１．２５ｍｍ×１．２３ｍｍ、パルス幅を２ナノ秒、パルス周波数を２０Ｈｚとした１パルスのレーザビームを発生させた。発生させた１パルスのレーザビームを、ビーム径変更部材としての集光レンズ（シグマ光機社製、ＹＡＧレーザ集光レンズ）に照射して、マトリックスに照射させたときのビーム径を８０μｍ×８０μｍであるようにした。前記ビーム径変更部材を経た前記レーザビームを、前記ビーム波長変更素子として用いたＬＢＯ結晶（ＣＥＳＴＥＣ社製）に照射して、前記波長が１,０６４ｎｍから５３２ｎｍに変更した後、さらにＬＢＯ結晶で１,０６４ｎｍのレーザビームと５３２ｎｍのレーザビームを使って、和周波数発生を行う波長変更手段を用いて３５５ｎｍのレーザビームに変更した。次に、前記波長変更手段で変更したレーザビームを、螺旋位相板（ルミネックス社製、Ｖｏｒｔｅｘフェイズプレート）に通過させて光渦レーザビームに変換させた。次に、螺旋位相板により変換させた光渦レーザビームを、螺旋位相板の下流に配置されている１／４波長板（ＱＷＰ；株式会社光学技研製）に通過させた。このとき、式（１）で表されるトータルの回転モーメントＪが２であるように、螺旋位相板と１／４波長板の光学軸を＋４５°に設定した。変換させた光渦レーザビームを、エネルギー調整フィルタ（シグマ光機株式会社製、ＮＤフィルタ）に通過させることにより、マトリックスに照射させたときのレーザ出力を調整し、５０μＪ／ドットとした。
【００７８】
［ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の作製］
まず、マトリックスプレートＡに表面に形成したマトリックスＡの粉体層をＩＴＯコートスライドガラス上の試料切片と対向させ、マトリックスプレートＡの裏面からレーザビーム照射手段により光渦レーザビームを垂直に照射できるように設置した。なお、試料切片とマトリックスＡの粉体層との間隙を５００μｍとした。
【００７９】
次に、図６Ａに示すように、マトリックスプレートＡの裏面から光渦レーザビームを垂直に照射して、マトリックスＡの粉体をマトリックスプレートＡから飛翔させて試料切片の所定位置に配させた。
続いて、マトリックスプレートＡからマトリックスプレートＢに交換した後、図６Ｂに示すように、マトリックスプレートＢの裏面から光渦レーザビームを垂直に照射して、マトリックスＢの粉体をマトリックスプレートＢから飛翔させ、マトリックスＡが配されていない試料切片の所定位置に配させた。このように、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を作製した。図１３Ａは、実施例１における光渦レーザビームを用いたＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を示す概念図である。また、図１３Ｂは、実施例１におけるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を用いた結果を示す光学顕微鏡写真の２値化画像の一例を示す図である。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、光渦レーザビームを用いた場合には、マトリックスＢをほぼ照射範囲と同等の範囲の面積で転写することができた。
【００８０】
［ＭＡＬＤＩ質量分析］
２種のマトリックスの粉体を配したＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（株式会社ブルカーダルトニクス製）を用いてＭＡＬＤＩ質量分析を行った。
ＭＡＬＤＩ質量分析は、正イオン検出モードで、検出する質量電荷比（ｍ／ｚ）の範囲を２５０〜６００とし、直径約１ｍｍのスポット内部に縦２０点×横２０点のデータ点を作成し取得したスペクトルを平均化した。
ＭＡＬＤＩ質量分析の結果として、マトリックスＡ（シナピン酸）を用いたスペクトルを図７Ａに、マトリックスＢ（ジトラノール）を用いたスペクトルを図７Ｂに示す。
【００８１】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、同一のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料において、マトリックスの種類による検出成分が異なる結果を得られた。従来のスプレー噴霧や蒸着などによるマトリックスの塗布方法では、１つの試料切片で１種のマトリックスしか用いることができないため、このような結果を得ることができない。また、ジトラノールによる検出強度は、シナピン酸による検出強度の６０倍程度あり、同一試料で一つのマトリックスを使用する場合、シナピン酸による検出は困難である。
【００８２】
（実施例２）
実施例１において、使用するレーザビーム源の波長を５３２ｎｍに変更し、和周波数発生を行う波長変更手段を用いて３５５ｎｍのレーザビームに変更した以外は、実施例１と同様にして、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の作製を行った。
その結果、実施例１における装置において、前記レーザビーム波長変更素子として用いたＬＢＯ結晶（ＣＥＳＴＥＣ社製）により前記レーザビームの波長を１,０６４ｎｍから５３２ｎｍに変更する機構を省略し、実施例１と同様に試料の作製を行うことができた。
【００８３】
（実施例３）
実施例１において、螺旋位相板（ルミネックス社製、Ｖｏｒｔｅｘフェイズプレート）に通過させずにガウスレーザビームを用いた以外は、実施例１と同様にしてＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の作製を行った。
【００８４】
図１４Ａは、実施例３におけるガウスレーザビームを用いたＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法示す概念図である。また、図１４Ｂは、実施例３におけるガウスレーザビームを用いたＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製方法を用いた結果を示す光学顕微鏡写真の２値化画像の一例を示す図である。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、ガウスレーザビームを用いた場合においても、問題なくＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を作製することができた。
【００８５】
なお、図１５Ａに示すように、光渦レーザビームを用いた場合には、図１５Ｂに示すガウスレーザビームを用いた場合に比べて、飛び散りを抑制してマトリックスを狙いの箇所に転写することに優れていることが分かった。そのため、転写するマトリックスの間隔を狭くし、多種のマトリックスを高密度で転写することができる。
【００８６】
（参考例）
実施例１において、同一の試料切片ではなく別個の試料切片にそれぞれマトリックスプレートＡ及びＢを用いてそれぞれＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を作製した以外は、実施例１と同様にして、ＭＡＬＤＩ質量分析を行い、マトリックスＡ（シナピン酸）を用いたスペクトルを図８Ａに示し、マトリックスＢ（ジトラノール）を用いたスペクトルを図８Ｂに示す。
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、実施例の図７Ａ及び図７Ｂと同様の結果が得られた。つまり、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析方法では、１つの試料切片に２種以上のマトリックスを配することができるため、試料が１つしか存在せず、かつ２種以上のマトリックスでＭＡＬＤＩ質量分析を行いたい場合であっても、各マトリックスによるＭＡＬＤＩ質量分析結果をそれぞれ得ることができる。
【００８７】
このように、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、１つの試料に２種以上のマトリックスを配することができることから、試料が１つしかなくても、例えば、タンパク、脂質、ヌクレオチドなどの分析したいターゲットをそれぞれ高感度で測定できる。このため、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、１つの試料に対して分析したいターゲットが複数あっても、分析したいターゲットごとに高感度なイメージング質量分析を行うことができる。これにより、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、ドラッグデリバリーの分析などにも好適に活用することができる。
【００８８】
以上説明したように、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、マトリックスが配された側とは反対側の基材の表面にレーザビームを照射することにより、マトリックスを基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる。これにより、本発明のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法は、ＭＡＬＤＩによる質量分析を行う際、１つの試料に２種以上のマトリックスを配することができる。
【００８９】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させることを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜２＞  前記基材から飛翔させる前記マトリックスが２種以上である、前記＜１＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜３＞  前記基材から飛翔させる２種以上の前記マトリックスが、前記ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料における、互いに異なる所定位置に配させる、前記＜２＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜４＞  前記ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に対し、前記基材から前記マトリックスを複数回飛翔させて配させる、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜５＞  前記レーザビームが、光渦レーザビームである、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜６＞  前記レーザビームの照射径が５μｍ以上１００μｍ以下である、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜７＞  前記基材の表面に配された前記マトリックスが、層状及びドット状の少なくともいずれかである、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法である。
＜８＞  前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法に用いるＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置であって、
前記基材の表面にレーザビームを照射する照射手段を有することを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置である。
＜９＞  ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料と、前記試料上に所定位置に配された２種以上のマトリックスとを有することを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料である。
＜１０＞  前記＜９＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料を用いてＭＡＬＤＩ質量分析を行うことを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析方法である。
＜１１＞  ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の位置情報に基づき、
ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料の調製に用いるマトリックスを表面に配した基材における、前記マトリックスが配された側とは反対側の前記基材の表面にレーザビームを照射することにより、前記マトリックスを前記基材から飛翔させ、ＭＡＬＤＩ質量分析対象の試料の所定位置に配させる処理をコンピュータに実行させることを特徴とするＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムである。
【００９０】
前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製方法、前記＜８＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置、前記＜９＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料、前記＜１０＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析方法、及び前記＜１１＞に記載のＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製プログラムによれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００  ＭＡＬＤＩ質量分析用測定試料調製装置
１４０  レーザビーム照射手段
２００  マトリックスプレート
２０１  基材
２０２  マトリックス
３０１  試料切片（試料）
Ｌ  レーザビーム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２０１４−２０６３８９号公報
【図１Ａ】
2020160046.tif 000005
【図１Ｂ】
2020160046.tif 000006
【図１Ｃ】
2020160046.tif 000007
【図２】
2020160046.tif 000008
【図３Ａ】
2020160046.tif 000009
【図３Ｂ】
2020160046.tif 000010
【図３Ｃ】
2020160046.tif 000011
【図４Ａ】
2020160046.tif 000012
【図４Ｂ】
2020160046.tif 000013
【図５】
2020160046.tif 000014
【図６Ａ】
2020160046.tif 000015
【図６Ｂ】
2020160046.tif 000016
【図７Ａ】
2020160046.tif 000017
【図７Ｂ】
2020160046.tif 000018
【図８Ａ】
2020160046.tif 000019
【図８Ｂ】
2020160046.tif 000020
【図９Ａ】
2020160046.tif 000021
【図９Ｂ】
2020160046.tif 000022
【図９Ｃ】
2020160046.tif 000023
【図１０Ａ】
2020160046.tif 000024
【図１０Ｂ】
2020160046.tif 000025
【図１０Ｃ】
2020160046.tif 000026
【図１１Ａ】
2020160046.tif 000027
【図１１Ｂ】
2020160046.tif 000028
【図１２Ａ】
2020160046.tif 000029
【図１２Ｂ】
2020160046.tif 000030
【図１３Ａ】
2020160046.tif 000031
【図１３Ｂ】
2020160046.tif 000032
【図１４Ａ】
2020160046.tif 000033
【図１４Ｂ】
2020160046.tif 000034
【図１５Ａ】
2020160046.tif 000035
【図１５Ｂ】
2020160046.tif 000036