(57)【要約】質量分析イメージングに使用されるサンプルプレートにマトリックス物質の膜を形成するためのマトリックス膜形成装置において、溶液管２１及びガス管２２を備えた噴霧ノズル２０と、ガス管２２の基端側に高圧のガスを送給するガス送給手段４０、４１、４２、４６と、マトリックス物質を含む溶液を加圧して溶液管２１の基端側に送給する加圧溶液送給手段４０、４１、４２、４８、３０、３１とを設ける。これにより、溶液管２１の先端付近におけるマトリックス溶液の滞留を防止し、溶液管２１内に結晶塊が形成されることによる噴霧ノズル２０の詰まりを防止することができる。
2019106799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) 管状の流路である溶液管と、前記溶液管に並行する流路であって先端が前記溶液管の先端近傍に位置するガス管と、を備えた噴霧ノズルと、
b) 前記ガス管の基端側に高圧のガスを送給するガス送給手段と、
c) マトリックス支援レーザ脱離イオン化法に用いるマトリックス物質を含む溶液を加圧して前記溶液管の基端側に送給する加圧溶液送給手段と、
を有することを特徴とするマトリックス膜形成装置。
【請求項２】
更に、
d) 前記ガス送給手段による前記ガス管へのガスの送給を停止した状態で前記加圧溶液送給手段による前記溶液の送給を行う、ノズル洗浄モードを実行するよう、前記ガス送給手段及び前記加圧溶液送給手段を制御する制御手段、
を有することを特徴とする請求項１に記載のマトリックス膜形成装置。
【請求項３】
前記加圧溶液送給手段が、
e) 前記溶液が貯留された密閉容器と、
f) 一端が前記溶液管の基端側に接続され、他端が前記密閉容器内の下部に配置された溶液配管と、
g) 前記密閉容器内の上部空間にガスを導入する加圧用ガス導入手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のマトリックス膜形成装置。
【請求項４】
前記ガス送給手段が、
h) 不活性ガスを供給するガス源と、
i) 前記ガス管の基端側と前記ガス源とを繋ぐガス流路と、
を有するものであって、
前記加圧用ガス導入手段が、前記ガス送給手段に設けられた前記ガス源から供給される不活性ガスを前記密閉容器内の上部空間に導入することを特徴とする請求項３に記載のマトリックス膜形成装置。
【請求項５】
前記加圧溶液送給手段が、
j) 前記溶液が収容された溶液容器と、
k) 該溶液容器から前記溶液管の基端側へと至る溶液流路上に介挿された、前記溶液管における流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有する抵抗管と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のマトリックス膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ＝Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization）法を用いた質量分析イメージングを行う際に使用されるサンプルプレートに、マトリックス物質の膜を形成するためのマトリックス膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＡＬＤＩ法は、レーザ光を吸収しにくい試料やタンパク質などレーザ光で損傷を受けやすい試料を分析するために、レーザ光を吸収し易く且つイオン化し易いマトリックス物質を測定対象である試料に予め混合しておき、これにレーザ光を照射することで試料をイオン化する手法である。一般的には、マトリックス物質は溶液としてサンプルに添加され、このマトリックス溶液がサンプルに含まれる測定対象物質を取り込む。そして、乾燥によって溶液中の溶媒が気化し、測定対象物質を含んだ結晶粒が形成される。これにレーザ光を照射すると、測定対象物質、マトリックス物質、及びレーザ光の相互作用によって、測定対象物質をイオン化することができる。ＭＡＬＤＩ法を用いることで分子量の大きな高分子化合物をあまり解離させることなく分析することが可能であり、しかも感度が高く微量分析にも好適であることから、生命科学などの分野で広く利用されている。【０００３】
更に、近年、ＭＡＬＤＩ質量分析装置を用いて、生体組織切片上の生体分子や代謝物などの２次元分布状況を直接的に可視化する質量分析イメージング（ＭＳイメージング）法が注目されている。質量分析イメージング法では、生体組織切片などの試料上で、特定の質量電荷比を持つイオンの強度分布を表す２次元画像を得ることができる。そこで例えば、癌等の病理組織に特異的な物質の分布状況を調べることで、疾病の拡がり状況を把握する、投薬等の治療効果を確認する、といった、医療分野、創薬分野、生命科学分野などでの様々な応用が期待されている。【０００４】
質量分析イメージング法における試料調製、すなわち試料へのマトリックス物質の添加を行うための一般的手法として、サンプルが貼り付けられたプレートにマトリックス溶液を吹き付けて塗布する方法（以下、これをスプレー法とよぶ）がある（例えば特許文献１を参照）。スプレー法による試料調製を行うためのマトリックス膜形成装置の概略構成を図３に示す。このマトリックス膜形成装置は、サンプルプレートＰが取り付けられる試料ステージ８１が収容されたチャンバ８０と、サンプルプレートＰにマトリックス物質を吹き付けるための噴霧ノズル７０を備えている。噴霧ノズル７０は、噴霧ガスが流通するガス管７２と、マトリックス溶液が流通する溶液管７１とを備えている。これらは、ガス管７２の内部に溶液管７１が挿入された二重管構造となっており、溶液管７１の先端はガス管７２の先端によって囲まれている。更に、溶液管７１の中心にはニードル７３が挿入されており、ニードル７３の先端は溶液管７１の先端から僅かに突出している。溶液管７１の内部はマトリックス溶液で満たされており、その基端側は、マトリックス溶液が収容された溶液容器７５に挿入されている。また、ガス管７２の基端側はガスボンベなどのガス源７４に接続されている。【０００５】
上述のように溶液管７１の先端はガス管７２の先端部によって囲まれているため、ガス源７４から供給される高圧の噴霧ガスがガス管７２の先端から噴出すると、溶液管７１の先端付近が減圧され（ベンチュリー効果）、該先端からマトリックス溶液が引き出される。溶液管７１の先端から引き出されたマトリックス溶液は、噴霧ガスによってせん断されて微小液滴となり、該微小液滴が噴霧ガスの流れに乗ってノズル７０から噴出する。このとき、マトリックス溶液がニードル７３に沿って流れることにより、噴霧ガスによるマトリックス溶液のせん断効率が向上し、前記微小液滴をより微細化することができる。以上により噴霧ノズル７０から噴射されたマトリックス溶液は、噴霧ノズル７０に対向配置された試料ステージ８１上のサンプルプレートＰに付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2016-114400号公報（[0004]）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなマトリックス膜形成装置の噴霧ノズル７０における溶液管７１の先端部の内径は、0.3mm程度と非常に小さく、更に、噴霧ガスの流れによってマトリックス溶液の乾燥が促進されるため、溶液管７１の先端部にはマトリックスの結晶塊が形成されやすい。結晶塊が形成されるとノズル７０が詰まるため、適宜、結晶塊を手で取り除いたり、ノズル７０の先端を溶媒の入ったカップなどに付けて結晶塊を溶解させたりする必要があった。【０００８】
本発明は上記の点に鑑みて成されてものであり、その目的とするところは、質量分析イメージングに使用されるサンプルプレートにマトリックス物質の膜を形成するためのマトリックス膜形成装置において、噴霧ノズルの詰まりを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係るマトリックス膜形成装置は、
a) 管状の流路である溶液管と、前記溶液管に並行する流路であって先端が前記溶液管の先端近傍に位置するガス管と、を備えた噴霧ノズルと、
b) 前記ガス管の基端側に高圧のガスを送給するガス送給手段と、
c) マトリックス支援レーザ脱離イオン化法に用いるマトリックス物質を含む溶液を加圧して前記溶液管の基端側に送給する加圧溶液送給手段と、
を有することを特徴としている。【００１０】
上記構成によれば、マトリックス物質を含む溶液（マトリックス溶液）を噴霧ノズルの溶液管に加圧送液することによって、噴霧ノズルにおけるマトリックス物質の結晶形成が抑制され、ノズルの詰まりを防止することができる。なお、上記本発明において、ガス管の先端が「溶液管の先端近傍に位置する」とは、前記溶液管の先端から流出する溶液を前記ガス管の先端から噴出するガスによってせん断して微小液滴とすることができる程度の距離に、該ガス管の先端が位置していることを意味する。また、前記「高圧のガス」とは絶対圧で大気圧よりも高い圧力のガスを意味する。【００１１】
上記本発明に係るマトリックス膜形成装置は、更に、
d) 前記ガス送給手段による前記ガス管へのガスの送給を停止した状態で前記加圧溶液送給手段による前記溶液の送給を行う、ノズル洗浄モードを実行するよう、前記ガス送給手段及び前記加圧溶液送給手段を制御する制御手段、
を有するものとすることが望ましい。【００１２】
このように、噴霧ノズルへのガスの供給を停止した状態で、該噴霧ノズルにマトリックス溶液を送給する「ノズル洗浄モード」を実行することにより、溶液管の内部や先端部に形成されたマトリックス物質の結晶を、マトリックス溶液に溶解させて除去することができる。これにより、結晶の付着による流路の狭窄を防止して安定した噴霧を実現することができる。【００１３】
なお、前記加圧溶液送給手段としては、例えばシリンジポンプ等を使用することもできるが、ポンプの脈動に起因する導入量の変動を防止するため、加圧溶液送給手段は、マトリックス溶液の液面を加圧することによって加圧送液を行うものとすることが望ましい。【００１４】
すなわち、上記本発明に係るマトリックス膜形成装置は、
前記加圧溶液送給手段が、
前記溶液が貯留された密閉容器と、
一端が前記溶液管の基端側に接続され、他端が前記密閉容器内の下部に配置された溶液配管と、
前記密閉容器内の上部空間にガスを導入する加圧用ガス導入手段と、
を有するものとすることが望ましい。【００１５】
ここで、「上部空間」とは、前記密閉容器の内部におけるマトリックス溶液の液面よりも上方の空間を意味する。【００１６】
また、上記のようにマトリックス溶液の液面をガスで加圧することによってマトリックス溶液の送液を行う場合、液面を加圧するためのガスと噴霧ノズルに供給するガスとを同一のガス源から供給する構成とすることが望ましい。【００１７】
すなわち、本発明に係るマトリックス膜形成装置は、
前記ガス送給手段が、不活性ガスを供給するガス源と、前記ガス管の基端側と前記ガス源とを繋ぐガス流路と、を有するものであって、
前記加圧用ガス導入手段が、前記ガス送給手段に設けられた前記ガス源から供給される不活性ガスを前記密閉容器内の上部空間に導入するものとすることが望ましい。【００１８】
また、本発明に係るマトリックス膜形成装置は、
前記加圧溶液送給手段が、
前記溶液が収容された溶液容器と、
該溶液容器から前記溶液管の基端側へと至る溶液流路上に介挿された、前記溶液管における流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有する抵抗管と、
を有するものとすることが望ましい。【００１９】
このような抵抗管を設けることにより、噴霧ノズルにおける、結晶の付着による流路の狭窄、ニードルの取り付け具合の違い、又は加工誤差による各部品の相対位置の変動等による流路抵抗の変動による影響を相対的に小さくすることができるため、常に一定量での噴霧が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上の通り、本発明に係るマトリックス膜形成装置によれば、噴霧ノズル内にマトリックス溶液の結晶が形成されることによる噴霧ノズルの詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るマトリックス膜形成装置の要部構成を示す模式図。
【図２】同実施形態におけるノズル洗浄時の動作を示すフローチャート。
【図３】従来のスプレー式のマトリックス膜形成装置の概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るマトリックス膜形成装置の要部構成を示す模式図である。本実施形態に係るマトリックス膜形成装置は、サンプルプレートＰが収容されるチャンバ１０と、サンプルプレートＰにマトリックス溶液（マトリックス物質を含む溶液）をスプレーするための噴霧ノズル２０とを有している。
【００２３】
チャンバ１０の内部にはサンプルプレートＰが取り付けられる試料ステージ１１と、試料ステージ１１を移動させるためのＸＹステージ１２が収容されている。チャンバ１０の壁面の一つには、サンプルプレートＰを出し入れするためのドア（図示略）が設けられており、更に、試料ステージ１１と対向するチャンバ１０の壁面には、噴霧ノズル２０が取り付けられている。また、チャンバ１０のいずれかの壁面には排気口１３が形成されており、排気口１３は図示しないドラフトチャンバに接続されている。
【００２４】
噴霧ノズル２０は、溶液管２１と、溶液管２１と同軸であって外筒として溶液管２１を取り囲むように配設されたガス管２２とを有する二重管構造となっている。溶液管２１は先端部の内径が0.3mm程度であって、その中心には噴霧時に溶液を導くためのニードル２３が挿入されている。溶液管２１及びガス管２２の先端はこれらの管２１、２２の長さ方向においてほぼ同一位置にあり、ニードル２３の先端は溶液管２１の先端から僅かに突出している。
【００２５】
溶液管２１の基端には、溶液供給管３１（本発明における「溶液配管」又は「溶液流路」に相当）の一端が接続され、溶液供給管３１の他端は、マトリックス溶液を収容した密閉容器である溶液容器３０の下部（溶液容器３０の高さ方向の中心よりも下方、望ましくは底面付近）に配置されている。また、溶液供給管３１の中間部には抵抗管３２が介挿されている。抵抗管３２としては、噴霧ノズル２０の溶液管２１の先端部における抵抗値に比べて十分大きな抵抗値を持つもの、例えば、内径0.075mm長さ20mmのキャピラリ管などを使用する。なお、抵抗管３２としては、シリカから成るキャピラリやＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂から成るキャピラリ等を用いることができるが、耐久性を考慮するとＰＥＥＫキャピラリを用いることが望ましい。
【００２６】
ガス管２２の基端には、噴霧用ガス配管４６の一端が接続されており、噴霧用ガス配管４６の他端は、マニホールド（多分岐管）４２及び共通配管４１を介してガス源４０に接続されている。ガス源４０は、例えば、ガスボンベ又はガス発生装置等から成り、大気圧よりも高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を共通配管４１に送出する。ここで、共通配管４１、マニホールド４２、及び噴霧用ガス配管４６が本発明における「ガス流路」に相当する。マニホールド４２は、１つの入口端と３つの出口端を有しており、入口端には先述の共通配管４１が接続され、３つ出口端の一つには先述の噴霧用ガス配管４６が接続されている。マニホールド４２の残り２つの出口端のうちの１つには置換用ガス配管４７の一端が接続され、残りの一つには加圧用ガス配管４８の一端が接続されている。置換用ガス配管４７の他端はチャンバ１０の壁面に位置しており、加圧用ガス配管４８の他端は溶液容器３０内部の天井付近（少なくとも溶液容器３０の高さ方向の中心よりも上方）に位置している。なお、マニホールド４２の３つの出口端にはそれぞれ電磁弁が搭載されている。以下、これらの電磁弁のうち、置換用ガス配管４７が接続された出口端に設けられているものをガス置換用バルブ４３とよび、噴霧用ガス配管４６が接続された出口端に設けられているものを噴霧用バルブ４４とよび、加圧用ガス配管４８が接続された出口端に設けられているものを加圧用バルブ４５とよぶ。上記構成において、ガス源４０、共通配管４１、マニホールド４２、噴霧用バルブ４４、及び噴霧用ガス配管４６が本発明における「ガス送給手段」に相当する。また、ガス源４０、共通配管４１、マニホールド４２、加圧用バルブ４５、及び加圧用ガス配管４８が、本発明における「加圧用ガス導入手段」に相当し、この加圧用ガス導入手段と、溶液容器３０、溶液供給管３１、及び抵抗管３２が協同して本発明における「加圧溶液供給手段」として機能する。
【００２７】
共通配管４１、噴霧用ガス配管４６、及び加圧用ガス配管４８には、それぞれ手動式の圧力調整バルブ５１、５２、５３が設けられている。また、置換用ガス配管４７には、圧力計５４、流量計５５、及び手動式の流量調整バルブ５６が設けられている。
【００２８】
更に、本実施形態に係るマトリックス膜形成装置は、ＸＹステージ１２及び電磁弁４３、４４、４５の動作を制御するための制御部６０を有しており、制御部６０にはユーザが設定や指示を入力するための入力部６１が接続されている。制御部６０の機能は、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータに所定の制御プログラムを実行させることによって実現される。
【００２９】
本実施形態に係るマトリックス膜形成装置による成膜を行う際には、まず、作業担当者（以下、ユーザとよぶ）がチャンバ１０のドアを開き、組織切片等の薄膜状のサンプルを貼り付けたサンプルプレートＰを試料ステージ１１に取り付ける。続いて、ユーザが、チャンバ１０のドアを閉じ、必要に応じて圧力調整バルブ５１、５２、５３の開度を手作業で調節した上で、入力部６１を操作して成膜開始の指示を入力する。なお、本実施形態では、圧力調整バルブ５１、５２、５３を手動式のものとしたが、これらをモータによって駆動されるものとし、ユーザが制御部６０を介して圧力調整バルブ５１、５２、５３の開度を調整できる構成としてもよい。
【００３０】
入力部６１から成膜開始の指示が入力されると、制御部６０は、まずガス置換用バルブ４３に制御信号を送出して該バルブ４３を開放させる。これにより、ガス源４０から供給される不活性ガスがマニホールド４２及び置換用ガス配管４７を経てチャンバ１０に流入するようになり、チャンバ１０内の空気が不活性ガスによって置換されていく。
【００３１】
その後、チャンバ１０内の空気が不活性ガスで完全に置き換えられるのに十分な時間が経過した時点で、制御部６０は加圧用バルブ４５に制御信号を送出して該バルブ４５を開放させる。これにより、ガス源４０からマニホールド４２に供給された不活性ガスが加圧用ガス配管４８にも流入するようになる。その結果、加圧用ガス配管４８の先端から溶液容器３０の上部空間に不活性ガスが導入され、該ガスによって溶液容器３０内のマトリックス溶液の液面が加圧される。これにより、該マトリックス溶液が溶液供給管３１に導入され、抵抗管３２を経て噴霧ノズル２０の溶液管２１から吐出されるようになる。
【００３２】
続いて、制御部６０は噴霧用バルブ４４に制御信号を送出して該バルブ４４を開放させる。これにより、ガス源４０からマニホールド４２に供給された不活性ガスが、更に噴霧用ガス配管４６にも流入するようになる。なお、ここでは加圧用バルブ４５→噴霧用バルブ４４の順に開放するものとしたが、これらのバルブ４４、４５は逆の順で開放してもよいし、同時に開放してもよい。
【００３３】
以上により、噴霧ノズル２０のガス管２２の先端から不活性ガスが噴出されると共に、溶液管２１の先端から流出するマトリックス溶液が該ガスによってせん断されて微小液滴となり、ガスと共に噴霧ノズル２０から噴射される。
【００３４】
マトリックス物質の噴霧が開始されると、続いて制御部６０はＸＹステージ１２に制御信号を送出する。これにより、ＸＹステージ１２は、サンプルプレートＰの全面に均等にマトリックス溶液が噴霧されるように試料ステージ１１を移動させる。
【００３５】
その後、サンプルプレートＰの全面にマトリックス溶液が噴霧された時点で、制御部６０は、ＸＹステージ１２を停止させ、更に、ガス置換用バルブ４３、噴霧用バルブ４４、及び加圧用バルブ４５を閉鎖させてチャンバ１０内のガス置換とマトリックス物質の噴霧を停止させる。以上により、サンプルプレートＰへのマトリックス物質の噴霧が完了すると、ユーザはチャンバ１０のドアを開けてサンプルプレートＰを取り出す。その後、引き続き別のサンプルプレートＰへの成膜を行う場合には、新たなサンプルプレートＰを試料ステージ１１にセットして上記の作業を繰り返し実行する。
【００３６】
上記のように本実施形態に係るマトリックス膜形成装置では、マトリックス溶液を加圧送液することにより、溶液管２１の先端付近におけるマトリックス溶液の滞留を防止し、結晶塊の形成による噴霧ノズル２０の詰まりを防止することができる。また、溶液容器３０から溶液管２１の基端側へと至る溶液流路上に、溶液管２１における流路抵抗よりも大きな流路抵抗を有する抵抗管３２を介挿したことにより、該溶液流路全体の流路抵抗に占める、溶液管２１の流路抵抗の割合を小さくすることができる。その結果、結晶の付着による流路の狭窄、ニードルの取り付け具合の違い、又は加工誤差による各部品の相対位置の変動等によって溶液管２１の流路抵抗が変動した場合でも、噴霧量に大きな変化が生じるのを防止することができる。
【００３７】
なお、上記のような加圧送液を行う場合でも、噴霧を続ける内に、溶液管２１内にマトリックス溶液の結晶が付着して噴霧量が変動する場合があるため、以下の方法により、適宜、噴霧ノズル２０の洗浄を行うことが望ましい。
【００３８】
図２は、本実施形態に係るマトリックス膜形成装置のノズル洗浄時における動作を示すフローチャートである。なお、以下のように、噴霧ノズル２０に対してガスの供給を行わずに、マトリックス溶液のみを供給する動作モードが、本発明における「洗浄モード」に相当する。
【００３９】
ユーザが入力部６１を操作して噴霧ノズル２０の洗浄を指示すると、その旨が制御部６０に入力される（ステップＳ１１でＹｅｓ）。ノズル洗浄の指示を受けた制御部６０は、まず、現在、噴霧ノズル２０によるマトリックス物質の噴霧が実行されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００４０】
噴霧の実行中であった場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）は、噴霧用バルブ４４を閉鎖させて噴霧ノズル２０へのガスの供給を停止する（ステップＳ１３）。これにより、噴霧ノズル２０にはマトリックス溶液のみが供給されている状態となるため、該マトリックス溶液はガスによるせん断を受けることなく溶液管２１の先端から流れ出る。このとき、該マトリックス溶液によって噴霧ノズル２０先端に存在するマトリックス物質の結晶が溶かされて除去される。噴霧ガスの供給停止から予め定められた時間ｔが経過すると（ステップＳ１４でＹｅｓ）、制御部６０は、噴霧用バルブ４４を開いて噴霧ガスの供給を再開させる（ステップＳ１５）。なお、このように噴霧の実行途中にノズル洗浄を行う場合には、予めＸＹステージ１２を駆動してチャンバ１０内のサンプルプレートＰを噴霧ノズル２０の正面から待避させておくことが望ましい。
【００４１】
一方、ノズル洗浄の指示を受けた時点でマトリックス物質の噴霧を行っていなかった場合（ステップＳ１２でＮｏ）、制御部６０は、加圧用バルブ４５を開いて噴霧ノズル２０へのマトリックス溶液の送液を開始させる（ステップＳ１６）。このとき、噴霧ノズル２０にはガスが供給されていないため、上記同様に、溶液管２１に導入されたマトリックス溶液はガスによるせん断を受けることなくマトリックス物質の結晶を溶かしながら溶液管２１の先端より流出する。その後、予め定められた時間ｔが経過すると（ステップＳ１７でＹｅｓ）、制御部６０は、加圧用バルブ４５を閉じて噴霧ノズル２０へのマトリックス溶液の送液を停止させる（ステップＳ１８）。
【００４２】
なお、ここでは予め定められた時間ｔが経過した時点でノズル洗浄を終了するものとしたが、これに代えて、ユーザがノズル洗浄の終了を指示した時点（すなわち、入力部６１から制御部６０に洗浄終了指示が入力された時点）でノズル洗浄を終了するものとしてもよい。また、洗浄を開始してから予め定められた量のマトリックス溶液を送液した時点でノズル洗浄を終了するものとしてもよい。この場合は、例えば、溶液容器３０に供給される不活性ガスの圧力、並びに抵抗管３２の長さ及び径等の情報に基づいて制御部６０が洗浄開始時点からの送液量（すなわち噴霧されたマトリックス溶液の量）を算出する。また更に、上記のようなユーザからの指示に応じてノズル洗浄を開始する構成に加えて又は代えて、マトリックス物質の噴霧開始から所定時間が経過した時点、又は前回洗浄を行ってから予め定められた量のマトリックス溶液を送液した時点で、ノズル洗浄を開始する構成としてもよい。後者の場合は、上記同様に溶液供給管３１に流量計を設けるなどして制御部６０で送液量を算出できるようにする。
【００４３】
以上、本発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、上記実施形態では、本発明に係るマトリックス膜形成装置を、スプレー法によるマトリックス物質の噴霧を行うものとしたが、本発明は、これに限らず、エレクトロスプレーデポジション（ＥＳＤ）法によるマトリックス物質の噴霧を行う装置（特許文献１を参照）などにも適用可能である。なお、ＥＳＤ法は、溶液管に直流電圧を印加し、これによって形成される電場によって溶液管内のマトリックス溶液を帯電させた上でガスによる噴射を行うものであるが、スプレー法と同様に、溶液管及び溶液管に並行しその先端が溶液管の先端近傍に位置するガス管を備えた噴霧ノズルを使用するものであるため、上記同様にして本発明を適用することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、ＸＹステージ１２によってサンプルプレートＰを移動させる構成としたが、これに代えて、噴霧ノズル２０をサンプルプレートＰと平行な面内で移動させる構成としてもよい。
【００４５】
更に、上記実施形態では溶液容器３０内のマトリックス溶液の液面を、ガス源４０から供給されたガスで加圧することによって送液を行うものとしたが、その他の方法、例えばシリンジポンプによってマトリックス溶液の加圧送液を行う構成とすることもできる。
【００４６】
また更に、本発明に係るマトリックス膜形成装置は、前記溶液管へのマトリックス溶液の供給を、常に加圧送液によって行う構成とするほか、加圧送液による溶液供給とベンチュリー効果による（すなわち加圧を行わない）溶液供給とを切り換えて実行できる構成としてもよい。この場合、例えば溶液容器３０の蓋を開閉することによって溶液容器３０を密閉状態と大気開放状態の間で切り替える機構を設け、マトリックス溶液の噴霧時には溶液容器を大気開放すると共に加圧用バルブ４５を閉鎖することでベンチュリー効果による溶液供給を行い、洗浄モードの実行時には溶液容器３０を密閉状態とすると共に加圧用バルブ４５を開放することで加圧送液を行う、といったことが可能となる。
【実施例】
【００４７】
以下、マトリックス溶液の加圧送液及び噴霧ノズルの洗浄による効果を確認するために行った試験について説明する。【００４８】
まず、図３に示したような従来のマトリックス膜形成装置を使用し、加圧送液を行わない場合に連続噴霧できるマトリックス溶液の量を調べた。なお、噴霧ノズル２０としては、内径が0.3mm、先端開口の面積が0.012mm2の溶液管２１を備えたものを使用し、マトリックス溶液として、30mg/mLの2, 5-ジヒドロキシ安息香酸 (2, 5-dihydroxybenzoic acid; DHB) 溶液を使用した。また、ガス源４０として窒素ジェネレータを有し、ガス源４０とガス管２２を繋ぐ配管における噴霧中のガス圧が0.1MPaとなるよう、該配管上に設けられた圧力調節バルブ（図示略）を調整した。上記条件下で、マトリックス溶液の連続噴霧を行い、噴霧ノズル２０が完全に詰まった時点におけるマトリックス物質の噴霧量を確認した。【００４９】
上記実験を５回行った結果を以下の表１に示す（なお、500μLまで噴霧できた場合は「詰まりなし」とした）。
【表１】
2019106799.tif 000003
【００５０】
以上より、マトリックス溶液を300μL噴霧すると噴霧ノズルが完全に詰まる場合があることが確認された。【００５１】
続いて、図１に示したような本発明に係るマトリックス膜形成装置を使用し、マトリックス溶液の加圧送液を行うと共に、5分おきにノズル洗浄を実行した場合における噴霧性能を評価した。【００５２】
噴霧ノズル２０としては、内径が0.3mm、先端開口の面積が0.014mm2の溶液管２１を備えたものを使用し、マトリックス溶液として、30mg/mLの2, 5-ジヒドロキシ安息香酸 (2, 5-dihydroxybenzoic acid; DHB) 溶液を使用した。また、ガス源４０として窒素ジェネレータを有し、噴霧用バルブ４４の解放時における噴霧用ガス配管４６内のガス圧が0.1MPaとなるよう圧力調節バルブ５２を調整し、加圧用バルブ４５の解放時における加圧用ガス配管４８内のガス圧が0.16MPaとなるよう圧力調節バルブ５３を調整した。噴霧に際しては、予めガス源４０で発生する乾燥窒素を流量25L/minでチャンバ１０内に1分間導入することによってチャンバ１０内のガスを置換し、噴霧の実行中においても上記乾燥窒素のチャンバ１０への導入を継続した。【００５３】
上記条件下で、マトリックス物質の噴霧を行い、5分ごとに噴霧量の確認（溶液容器３０内のマトリックス溶液量の減少量の確認）と、噴霧ノズル２０の洗浄を行った。なお、ノズル洗浄は，加圧用ガス配管４８内におけるガス圧を0.16MPaとしたまま、噴霧用バルブ４４を閉鎖して噴霧用ガス配管４６内におけるガス圧を0.1MPaとし、その状態を10秒間維持することによって行った。１回の実験で、上記のような５分間の噴霧、噴霧量の確認、及びノズル洗浄を６回繰り返した。【００５４】
上記の実験を３回行って得られた、マトリックス溶液の使用量を以下の表２に示す。
【表２】
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【００５５】
上記結果から最大値・最小値・平均値を求め、噴霧量がどの程度ばらつくかを計算した結果を以下の表３に示す。
【表３】
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【００５６】
以上の通り、本発明に係るマトリックス膜形成装置によれば、噴霧量の合計が1000uLを超えてもノズルの詰まりが発生せず、更に、5分毎の噴霧量変動±5%以内で噴霧が可能であることが判明した。
【符号の説明】
【００５７】
１０、８０…チャンバ
１１、８１…試料ステージ
１２…ＸＹステージ
１３…排気口
２０、７０…噴霧ノズル
２１、７１…溶液管
２２、７２…ガス管
２３、７３…ニードル
３０、７５…溶液容器
３１…溶液供給管
３２…抵抗管
４０、７４…ガス源
４１…共通配管
４２…マニホールド
４３…ガス置換用バルブ
４４…噴霧用バルブ
４５…加圧用バルブ
４６…噴霧用ガス配管
４７…置換用ガス配管
４８…加圧用ガス配管
５１、５２、５３…圧力調節バルブ
６０…制御部
６１…入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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