(57)【要約】  レーザ脱離イオン化法は、互いに対向する第１表面（２ａ）及び第２表面（２ｂ）に開口する複数の貫通孔（２ｃ）が形成された基板（２）と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒（８１）と、を備える試料支持体（１）が用意される第１工程と、試料（Ｓ）が載置部（６）の載置面（６ａ）に載置され、試料に第２表面（２ｂ）が接触するように試料（Ｓ）上に試料支持体（１）が配置される第２工程と、載置部（６）と試料支持体（１）との間に試料（Ｓ）が配置された状態で、導電層に電圧が印加されつつ第１表面（２ａ）に対してレーザ光が照射されることにより、溶媒と混合すると共に第２表面（２ｂ）側から貫通孔（２ｃ）を介して第１表面（２ａ）側に移動した試料（Ｓ）の成分がイオン化される第３工程と、を備える。
2019106961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える試料支持体が用意される第１工程と、  試料が載置部の載置面に載置され、前記試料に前記第２表面が接触するように前記試料上に前記試料支持体が配置される第２工程と、  前記載置部と前記試料支持体との間に前記試料が配置された状態で、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ことにより、前記溶媒と混合すると共に前記第２表面側から前記貫通孔を介して前記第１表面側に移動した前記試料の成分がイオン化される第３工程と、を備える、レーザ脱離イオン化法。
【請求項２】
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と、前記複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える試料支持体が用意される第１工程と、  試料が載置部の載置面に載置され、前記試料に前記第２表面が接触するように前記試料上に前記試料支持体が配置される第２工程と、  前記載置部と前記試料支持体との間に前記試料が配置された状態で、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ことにより、前記溶媒と混合すると共に前記第２表面側から前記貫通孔を介して前記第１表面側に移動した前記試料の成分がイオン化される第３工程と、を備える、レーザ脱離イオン化法。
【請求項３】
前記試料は、乾燥試料である、請求項１又は２に記載のレーザ脱離イオン化法。
【請求項４】
前記溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つである、請求項１〜３の何れか一項に記載のレーザ脱離イオン化法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のレーザ脱離イオン化法の各工程と、  前記第３工程においてイオン化された前記成分が検出される第４工程と、を備える、質量分析方法。
【請求項６】
レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体であって、  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、  前記複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える、試料支持体。
【請求項７】
前記基板は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されている、請求項６に記載の試料支持体。
【請求項８】
前記貫通孔の幅は、１〜７００ｎｍである、請求項６又は７に記載の試料支持体。
【請求項９】
レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体であって、  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と、  前記複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える、試料支持体。
【請求項１０】
前記溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つである、請求項６〜９の何れか一項に記載の試料支持体。
【請求項１１】
レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体を製造する方法であって、  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、少なくとも前記第１表面に導電層が設けられた基板が用意される第１工程と、  真空中で難揮発性を有する溶媒が前記複数の貫通孔に導入される第２工程と、を備える、試料支持体の製造方法。
【請求項１２】
前記第２工程においては、前記溶媒が前記第１表面側又は前記第２表面側から前記複数の貫通孔に対して滴下される、請求項１１に記載の試料支持体の製造方法。
【請求項１３】
前記第２工程においては、前記基板が前記溶媒に浸漬される、請求項１１に記載の試料支持体の製造方法。
【請求項１４】
前記第２工程においては、前記溶媒が加熱されて蒸発した状態で前記複数の貫通孔に導入される、請求項１１に記載の試料支持体の製造方法。
【請求項１５】
レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体を製造する方法であって、  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が用意される第１工程と、  真空中で難揮発性を有する溶媒が前記複数の貫通孔に導入される第２工程と、を備える、試料支持体の製造方法。
【請求項１６】
前記溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つである、請求項１１〜１５の何れか一項に記載の試料支持体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本開示は、レーザ脱離イオン化法、質量分析方法、試料支持体、及び試料支持体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、質量分析等を行うために生体試料等の試料をイオン化する手法として、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法（ＭＡＬＤＩ：Matrix-Assisted  Laser  Desorption/Ionization）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。この手法によれば、熱に不安定な物質や高分子量物質を非破壊でイオン化すること（いわゆるソフトイオン化）が可能である。【０００３】  一方、マトリックスを使用せずにイオン化する手法として、表面支援レーザ脱離イオン化法（ＳＡＬＤＩ：Surface-Assisted  Laser  Desorption/Ionization）が知られている（例えば、特許文献２及び３参照）。ＳＡＬＤＩは、表面に微細な凹凸構造を有するイオン化基板に試料を滴下し、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６９５９７８号明細書
【特許文献２】特許第５１２９６２８号公報
【特許文献３】米国特許第６２８８３９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  質量分析においては、イオン化された試料が検出され、その検出結果に基づいて試料の質量分析が実施される。したがって、質量分析においては、イオン化された試料の検出強度（感度）の向上が望まれる。【０００６】  そこで、本開示は、質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができるレーザ脱離イオン化法、質量分析方法、試料支持体、及び試料支持体の製造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】  本開示の一側面のレーザ脱離イオン化法は、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、複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える試料支持体が用意される第１工程と、試料が載置部の載置面に載置され、試料に第２表面が接触するように試料上に試料支持体が配置される第２工程と、載置部と試料支持体との間に試料が配置された状態で、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ことにより、溶媒と混合すると共に第２表面側から貫通孔を介して第１表面側に移動した試料の成分がイオン化される第３工程と、を備える。【０００８】  このレーザ脱離イオン化法では、複数の貫通孔に溶媒が導入された試料支持体が試料上に配置される。試料の成分は、溶媒と混合すると共に第２表面側から各貫通孔を介して第１表面側に移動する。試料の成分は、溶媒と共に第１表面側に留まる。そして、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と、第１表面側に移動した試料の成分にエネルギーが伝達される。これにより、試料の成分がイオン化される。このレーザ脱離イオン化法では、溶媒が真空中で難揮発性を有している。このため、溶媒が真空中で揮発性を有している場合に比べて、溶媒がより確実に第１表面側に留まる。したがって、試料の成分もより確実に第１表面側に留まる。これにより、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たときに、試料の成分がより確実にイオン化される。以上により、このレーザ脱離イオン化法によれば、質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができる。【０００９】  本開示の一側面のレーザ脱離イオン化法は、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と、複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える試料支持体が用意される第１工程と、試料が載置部の載置面に載置され、試料に第２表面が接触するように試料上に試料支持体が配置される第２工程と、載置部と試料支持体との間に試料が配置された状態で、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ことにより、溶媒と混合すると共に第２表面側から貫通孔を介して第１表面側に移動した試料の成分がイオン化される第３工程と、を備える。【００１０】  このレーザ脱離イオン化法によれば、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。【００１１】  本開示の一側面のレーザ脱離イオン化法では、試料は、乾燥試料であってもよい。このレーザ脱離イオン化法では、試料の成分が溶媒と混合すると共に移動するため、試料が乾燥試料であっても、試料の成分をスムーズに移動させることができる。【００１２】  本開示の一側面のレーザ脱離イオン化法では、溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つであってもよい。この場合、真空中で難揮発性を有する溶媒が設けられた試料支持体を用いて、質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができる。【００１３】  本開示の一側面の質量分析方法は、上記レーザ脱離イオン化法の各工程と、第３工程においてイオン化された成分が検出される第４工程と、を備える。【００１４】  この質量分析方法によれば、イオン化された試料の検出強度を向上させることができる。【００１５】  本開示の一側面の試料支持体は、レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体であって、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、複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える。【００１６】  この試料支持体によれば、上述したように質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができる。【００１７】  本開示の一側面の試料支持体では、基板は、バルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されていてもよい。これにより、試料の成分の移動を適切に実現することができる。【００１８】  本開示の一側面の試料支持体では、貫通孔の幅は、１〜７００ｎｍであってもよい。この場合、試料の成分の移動をよりスムーズに行わせることができる。また、上記レーザ脱離イオン化法を用いた質量分析において十分な信号強度を得ることができる。【００１９】  本開示の一側面の試料支持体は、レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体であって、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と、複数の貫通孔に設けられ真空中で難揮発性を有する溶媒と、を備える。【００２０】  この試料支持体によれば、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と同様の効果を得ることができる。【００２１】  本開示の一側面の試料支持体では、溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つであってもよい。この場合、真空中で難揮発性を有する溶媒が設けられた試料支持体を提供することができる。【００２２】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法は、レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体を製造する方法であって、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、少なくとも第１表面に導電層が設けられた基板が用意される第１工程と、真空中で難揮発性���有する溶媒が複数の貫通孔に導入される第２工程と、を備える。【００２３】  この試料支持体の製造方法によれば、上述したように質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができる試料支持体を製造することが可能となる。【００２４】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法では、第２工程においては、溶媒が第１表面側又は第２表面側から複数の貫通孔に対して滴下されてもよい。この場合、溶媒を各貫通孔に容易に導入することができる。【００２５】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法では、第２工程においては、基板が溶媒に浸漬されてもよい。この場合、溶媒を各貫通孔に容易に導入することができる。【００２６】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法では、第２工程においては、溶媒が加熱されて蒸発した状態で複数の貫通孔に導入されてもよい。この場合、溶媒を各貫通孔に容易に導入することができる。【００２７】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法は、レーザ脱離イオン化法において試料を支持する試料支持体を製造する方法であって、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が用意される第１工程と、真空中で難揮発性を有する溶媒が前記複数の貫通孔に導入される第２工程と、を備える。【００２８】  この試料支持体の製造方法によれば、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と同様の効果を得ることができる試料支持体を製造することが可能となる。【００２９】  本開示の一側面の試料支持体の製造方法では、溶媒は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つであってもよい。この場合、真空中で難揮発性を有する溶媒を複数の貫通孔に導入することができる。
【発明の効果】
【００３０】  本開示によれば、質量分析においてイオン化された試料の検出強度を向上させることができるレーザ脱離イオン化法、質量分析方法、試料支持体、及び試料支持体の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、一実施形態の試料支持体の平面図である。
【図２】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】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】図４は、一実施形態の試料支持体の製造方法の工程を示す図である。
【図５】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】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】図７は、一実施形態の質量分析方法の工程を示す図である。
【図８】図８は、試料支持体の変形例の製造方法の工程を示す図である。
【図９】図９は、試料支持体の変形例の製造方法の工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】  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。
【００３３】  最初に、一実施形態の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、溶媒８１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。
【００３４】  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、１ｎｍ〜７００ｎｍ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。各貫通孔２ｃ間のピッチは、１〜１０００ｎｍである。各貫通孔２ｃ間のピッチとは、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、当該各円の中心間距離を意味し、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中心軸間距離を意味する。
【００３５】  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。
【００３６】  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。
【００３７】  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。
【００３８】  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Ｓ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。
【００３９】  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るおそれがある。その結果、Ｃｕ原子が付着した分だけ、後述する質量分析方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。
【００４０】  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。
【００４１】  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。
【００４２】  溶媒８１は、複数の貫通孔２ｃに設けられている。溶媒８１は、少なくとも実効領域Ｒにおける各貫通孔２ｃ内に設けられている。溶媒８１は、毛細管現象によって各貫通孔２ｃの内壁面に留まっている。複数の貫通孔２ｃは、溶媒８１によって充填されている。溶媒８１は、例えば有機溶剤である。溶媒８１は、真空中で難揮発性を有している。「真空中で難揮発性を有する」とは、真空中で水よりも難揮発性を有することをいう。すなわち、「真空中で難揮発性を有する」とは、真空中で水よりも揮発し難いことをいう。「真空中で難揮発性を有する」とは、真空中での揮発性が真空中での水の揮発性よりも低いことをいう。
【００４３】  大気中において、溶媒８１の揮発性は、水の揮発性よりも低い。真空中において、溶媒８１の揮発性は、水の揮発性よりも低い。大気中において、溶媒８１の揮発性は、アセトンの揮発性よりも低い。真空中において、溶媒８１の揮発性は、アセトンの揮発性よりも低い。大気中において、溶媒８１の揮発性は、アセトニトリルの揮発性よりも低い。真空中において、溶媒８１の揮発性は、アセトニトリルの揮発性よりも低い。大気中において、溶媒８１は、液状であり、流動性を有している。真空中において、溶媒８１は、液状であり、流動性を有している。大気中において、溶媒８１の表面張力は、水の表面張力よりも低い。真空中において、溶媒８１の表面張力は、水の表面張力よりも低い。溶媒８１は、例えばグリセリン（グリセロール）である。
【００４４】  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。
【００４５】  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。
【００４６】  次に、試料支持体１の製造方法について説明する。図４においては、試料支持体１における導電層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。
【００４７】  まず、図４の（ａ）に示されるように、第１表面２ａに導電層４が設けられた基板２がフレーム３に固定された状態で用意される（第１工程）。当該基板２は、レーザ脱離イオン化法及び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、基板２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。
【００４８】  続いて、基板２の複数の貫通孔２ｃに溶媒８１が導入される（第２工程）。具体的には、図４の（ｂ）に示されるように、溶媒８１は、例えばピペット８によって基板２の第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下される。溶媒８１は、実効領域Ｒのほぼ全領域に滴下される。溶媒８１は、基板２の第１表面２ａ側から各貫通孔２ｃを介して第２表面２ｂ側に向かって移動する。各貫通孔２ｃは、溶媒８１によって充填される。溶媒８１は、レーザ脱離イオン化法及び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、溶媒８１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。
【００４９】  次に、試料支持体１を用いたレーザ脱離イオン化法及び質量分析方法について説明する。図５〜図７においては、試料支持体１における導電層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５〜図７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。
【００５０】  まず、図５の（ａ）に示されるように、上述した試料支持体１が用意される（第１工程）。試料支持体１は、レーザ脱離イオン化法及び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。
【００５１】  続いて、図５の（ｂ）に示されるように、質量分析対象となる試料Ｓがスライドグラス（載置部）６の載置面６ａに載置される（第２工程）。スライドグラス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、スライドグラス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６の（ａ）に示されるように、試料Ｓに第２表面２ｂが接触するように試料Ｓ上に試料支持体１が配置される（第２工程）。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。
【００５２】  ここで、試料Ｓは、例えば人の毛髪である。試料Ｓは、乾燥試料である。また、試料Ｓの成分の移動をスムーズにするために、試料Ｓの成分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）を試料Ｓに混ぜてもよい。続いて、図６の（ｂ）に示されるように、試料Ｓに基板２の第２表面２ｂが接触させられた状態で、スライドグラス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、スライドグラス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、スライドグラス６の載置面６ａに接触することにより、試料支持体１をスライドグラス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。なお、図６の（ｂ）及び図７においては、試料支持体１における貫通孔２ｃ及び溶媒８１の図示が省略されている。
【００５３】  図７の（ａ）に示されるように、各貫通孔２ｃ内の溶媒８１は、各貫通孔２ｃにおいて試料支持体１の第２表面２ｂと接触している試料Ｓと混合する。試料Ｓの成分は、溶媒８１と混合すると共に試料支持体１の第２表面２ｂ側から各貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に向かって移動する。試料Ｓと溶媒８１との混合液８０は、表面張力によって各貫通孔２ｃにおいて試料支持体１の第１表面２ａ側に留まる。
【００５４】  続いて、図７の（ｂ）に示されるように、スライドグラス６と試料支持体１との間に試料Ｓが配置された状態で、スライドグラス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。つまり、試料Ｓは、試料支持体１により支持されている。続いて、スライドグラス６、試料支持体１及び試料Ｓが載置された環境が真空状態とされる。続いて、質量分析装置１０の電圧印加部１４によって、スライドグラス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に電圧が印加される（第３工程）。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（第３工程）。
【００５５】  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。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、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。
【００５６】  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の成分がイオン化され、試料イオンＳ１（イオン化された成分）が放出される（第３工程）。具体的には、導電層４、及び、第１表面２ａ側に留まっている溶媒８１が、レーザ光Ｌのエネルギーを吸収する。このエネルギーによって、溶媒８１は試料Ｓの成分と共に気化する。そして、気化した試料Ｓの成分は、その分子にプロトン又はカチオンが付加されることで、試料イオンＳ１となる。以上の第１工程〜第３工程が、試料支持体１を用いたレーザ脱離イオン化法に相当する。
【００５７】  放出された試料イオンＳ１は、試料支持体１とイオン検出部１５との間に設けられたグランド電極（図示省略）に向かって加速しながら移動する。つまり、試料イオンＳ１は、電圧が印加された導電層４とグランド電極との間に生じた電位差によって、グランド電極に向かって加速しながら移動する。そして、質量分析装置１０のイオン検出部１５によって試料イオンＳ１が検出される（第４工程）。ここでは、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Ｓ１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）を利用する質量分析装置である。以上の第１工程〜第４工程が、試料支持体１を用いた質量分析方法に相当する。
【００５８】  以上説明したように、このレーザ脱離イオン化法では、溶媒８１が設けられた試料支持体１が試料Ｓ上に配置される。試料Ｓの成分は、溶媒８１と混合すると共に第２表面２ｂ側から各貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に移動する。試料Ｓの成分は、溶媒８１と共に第１表面２ａ側に留まる。このように、試料Ｓの成分は、溶媒８１によって複数の貫通孔２ｃを介して第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側に抽出される。そして、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が照射されると、第１表面２ａ側に移動した試料Ｓの成分にエネルギーが伝達される。これにより、試料Ｓの成分がイオン化される。このレーザ脱離イオン化法では、溶媒８１が真空中で難揮発性を有している。このため、溶媒が真空中で揮発性を有している場合に比べて、溶媒８１がより確実に第１表面２ａ側に留まる。したがって、溶媒８１によって抽出される試料Ｓの成分もより確実に第１表面２ａ側に留まる。すなわち、溶媒８１がより長時間に亘って各貫通孔２ｃ内及び第１表面２ａ側に留まり、試料Ｓがより長時間に亘って溶媒８１によって第１表面２ａ側に抽出される。これにより、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が照射されたときに、試料Ｓの成分がより確実にイオン化される。すなわち、溶媒８１及び試料Ｓがより長時間に亘って第１表面２ａ側に留まるため、より長時間に亘って電圧を印加しつつレーザ光Ｌを照射することで、試料Ｓの成分をイオン化することができる。これにより、より多くの試料Ｓの成分をイオン化することができる。以上により、このレーザ脱離イオン化法によれば、質量分析においてイオン化された試料Ｓの検出強度を向上させることができる。すなわち、同じ試料に対して質量分析を行うときに、試料が確実にイオン化されない場合に比べて、質量分析における感度を向上させることができる。
【００５９】  また、このレーザ脱離イオン化法では、試料Ｓが乾燥試料である。このレーザ脱離イオン化法では、試料Ｓの成分が溶媒８１と混合すると共に移動するため、試料Ｓが乾燥試料であっても、試料Ｓの成分をスムーズに移動させることができる。
【００６０】  以上説明したような質量分析方法によれば、イオン化された試料Ｓの検出強度を向上させることができる。
【００６１】  以上説明したような試料支持体１によれば、上述したように質量分析においてイオン化された試料Ｓの検出強度を向上させることができる。
【００６２】  また、試料支持体１では、基板２がバルブ金属又はシリコンを陽極酸化することにより形成されている。これにより、試料Ｓの成分の移動を適切に実現することができる。
【００６３】  また、試料支持体１では、貫通孔２ｃの幅は、１〜７００ｎｍである。この場合、試料Ｓの成分の移動をよりスムーズに行わせることができる。また、上記レーザ脱離イオン化法を用いた質量分析において十分な信号強度を得ることができる。
【００６４】  以上説明したような試料支持体１の製造方法によれば、上述したように質量分析においてイオン化された試料Ｓの検出強度を向上させることができる試料支持体１を製造することが可能となる。
【００６５】  また、試料支持体１の製造方法では、第２工程において、溶媒８１が第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下される。この場合、溶媒８１を各貫通孔２ｃに容易に導入することができる。
【００６６】  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が、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。また、導電層４は、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、スライドグラス６に対して固定されてもよい。
【００６７】  また、試料支持体１では、基板２が導電性を有していてもよく、上述したレーザ脱離イオン化法及び質量分析方法の第３工程において、基板２に電圧が印加されてもよい。その場合、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。
【００６８】  また、試料Ｓが人の毛髪である例を示したが、試料Ｓは、様々なものであってもよい。また、試料Ｓが乾燥試料である例を示したが、試料Ｓは含水試料であってもよい。
【００６９】  また、溶媒８１がグリセリンである例を示したが、溶媒８１は、真空中で難揮発性を有している溶媒であればよい。例えば、溶媒８１は、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ニトロベンジルアルコール、ニトロフェニルオクチルエーテル、チオグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、流動パラフィン、スルホラン、ジチオトレイトール、ジチオトレイトールとチオグリセロールとの混合物、ジチオトレイトールとニトロベンジルアルコールとの混合物、及びジチオトレイトールとジチオエリスリトールとの混合物から選択される少なくとも一つであってもよい。これらを溶媒８１として設けられた試料支持体１を用いた場合にも、質量分析においてイオン化された試料Ｓの検出強度を向上させることができる。
【００７０】  また、上述した試料支持体１の製造方法の第２工程において、溶媒８１が第１表面２ａ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下される例を示したが、溶媒８１は、第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに対して滴下されてもよい。また、溶媒８１は、例えばエアブラシ等によって、試料支持体１の第１表面２ａ側又は第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃに対して略均一な量塗布されてもよい。また、図８に示されるように、試料支持体１の製造方法の第２工程において、導電層４が設けられた基板２がフレーム３に固定された状態で、例えば容器１６に収容された溶媒８１に浸漬されてもよい。いずれの場合でも、溶媒８１を各貫通孔２ｃに容易に導入することができる。
【００７１】  また、試料支持体１の製造方法の第２工程において、溶媒８１が加熱されて蒸発した状態で複数の貫通孔２ｃに導入されてもよい。具体的には、図９に示されるように、溶媒８１が加熱装置２０によって加熱される。加熱装置２０は、加熱板２１と、熱源２２と、を備えている。加熱板２１の材質は、例えば伝熱性がよい金属である。加熱板２１は、載置面２１ａと、加熱面２１ｂと、を含んでいる。熱源２２は、例えばバーナである。
【００７２】  まず、溶媒８１が用意されて、加熱板２１の載置面２１ａに載置される。続いて、加熱板２１の加熱面２１ｂが熱源２２によって加熱される。熱源２２の熱は、加熱板２１を介して溶媒８１に伝わる。溶媒８１は、例えば３００℃程度まで加熱されて蒸発する。続いて、導電層４が設けられた基板２がフレーム３に固定された状態で、実効領域Ｒが溶媒８１の上方に位置するように配置される。これにより、蒸発した溶媒８１が複数の貫通孔２ｃに導入される。蒸発した状態で複数の貫通孔２ｃに導入された溶媒８１は、常温に冷却されることで各貫通孔２ｃ内を満たし、基板２と接触することによって各貫通孔２ｃ内に留まる。この場合も、溶媒８１を各貫通孔２ｃに容易に導入することができる。
【００７３】  また、上述したレーザ脱離イオン化法及び質量分析方法の第３工程においては、スライドグラス６の載置面６ａ及びテープ７を介さずに導電層４に電圧が印加されてもよい。その場合、スライドグラス６及びテープ７は、導電性を有していなくてもよい。
【００７４】  また、質量分析装置１０において、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Ｓ１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。
【００７５】  また、上述したレーザ脱離イオン化法は、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だけでなく、試料Ｓのマススペクトルの測定、又は、イオンモビリティ測定等の他の測定・実験にも利用することができる。
【００７６】  また、基板２の厚さ方向から見た場合におけるフレーム３の開口３ａの形状が円形である例を示したが、開口３ａは様々な形状を呈していてもよい。フレーム３の開口３ａの形状は、例えば矩形であってもよい。
【００７７】  また、試料Ｓがスライドグラス６に載置される例を示したが、試料Ｓは、直接質量分析装置１０の支持部１２に載置されてもよい。この際、質量分析装置１０の支持部１２がスライドグラス６に相当する。
【００７８】  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。
【符号の説明】
【００７９】  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、６…スライドグラス（載置部）、６ａ…載置面、８１…溶媒、Ｌ…レーザ光、Ｓ…試料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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