(57)【要約】試料のきわめて微細な部分の分子をイオン化できる。これによりナノメートル・オーダの空間分解能をもつイメージングが可能となる。たとえば，生体組織，細胞，有機材料等を対象試料（適当なマトリックスを薄く塗布したもの，またはマトリックスと混合したものを含む）とする。基板上に試料を塗布し，その試料の表面上にｎｍオーダの金の薄膜を蒸着する（膜厚は１０ｎｍ程度）。波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザ２倍波を照射し，金の薄膜にｎｍオーダの穴を開ける。穴が開いた時点で，出力を下げて，レーザ光をさらに照射する。穴の開いた領域から発生するイオンを質量分析装置に導き，質量分析する。試料基板またはレーザ・ビームを掃引することによって，生体試料等のｎｍオーダでの分子イメージング像を形成することができる。
2009069816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面に金属の薄膜を形成し，
上記金属によって選択的に吸収される波長のレーザ光を上記金属薄膜に照射して上記金属薄膜に穴をあけ，
さらに上記穴を通してレーザ光を照射して上記穴のあいた箇所の上記試料の分子を脱離，イオン化する，
イオン化方法。
【請求項２】
上記金属薄膜に穴があくまではレーザ光の強度を穴があく程度に高く保ち，穴があいた後はレーザ光の強度を穴が拡大しない程度に下げる，請求の範囲第１項に記載のイオン化方法。
【請求項３】
上記金属が金である，請求の範囲第１項または第２項に記載のイオン化方法。
【請求項４】
上記レーザ光が可視光である，請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項５】
照射する上記レーザ光がパルス光である，請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項６】
上記レーザ光照射による試料分子の脱離，イオン化を真空中で行う，請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項７】
上記レーザ光の照射位置を相対的に走査して試料の異なる箇所の分子をイオン化する，請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項８】
請求の範囲第１項から第７項のいずれかのイオン化方法によりイオン化された分子を質量分析装置に導く，質量分析方法。
【請求項９】
表面に金属薄膜が形成された試料を載置する試料台を内蔵する質量分析装置において，
上記金属薄膜によって選択的に吸収される波長のレーザ光を上記試料台上の試料の表面に向けて集光して照射するレーザ光照射光学系と，
レーザ光照射によって試料から脱離，イオン化する分子を質量分析空間に導くイオン導入手段とを備えたことを特徴とする質量分析装置。
【請求項１０】
上記試料台を三次元空間内の少なくとも一方向に変位させるマニュピレータをさらに備えている，請求の範囲第９項に記載の質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はイオン化方法，特に試料（生体組織，細胞，有機材料等）を質量分析するためにイオン化する方法，ならびにこのイオン化方法を利用した質量分析方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織，細胞，有機材料等の試料を質量分析するためにイオン化する技術として，窒素（Ｎ２）レーザ（波長３３７ｎｍ）を使うＭＡＬＤＩ（ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）がある（下記文献を参照）。すなわち，マトリックスと混合した試料にレーザ・ビームを照射し，レーザ・ビームを照射した箇所について試料の分子をイオン化する。イオンは質量分析装置に導かれ，質量分析される。
Ｔａｎａｋａ  Ｋ，Ｗａｋｉ  Ｈ，Ｉｄｏ  Ｙ，Ａｋｉｔａ  Ｓ，Ｙｏｓｈｉｄａ  Ｙ，Ｙｏｓｈｉｄａ  Ｔ，Ｍａｔｓｕｏ  Ｔ．“Ｐｒｏｔｅｉｎ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ａｎａｌｙｓｅｓ  ｕｐ  ｔｏ  ｍ／ｚ  １０００００  ｂｙ  Ｌａｓｅｒ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ”，Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（１９８８），ｖｏｌ  ２，ｐａｇｅ  １５１
Ｋａｒａｓ  Ｍ，Ｈｉｌｌｅｎｋａｍｐ  Ｆ．“Ｌａｓｅｒ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｍａｓｓｅｓ  Ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ  １００００  Ｄａｌｔｏｎｓ”，Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（１９８８），ｖｏｌ  ６０，ｐａｇｅ  ２２９９
しかしながら，理論的にも現実的にもレーザ・ビームを絞るには限度があり，ＭＡＬＤＩではミクロン（μｍ）以下の空間分解能を得ることは殆ど不可能である。また，ＭＡＬＤＩは，レーザ照射によりマトリックスがアブレーションを起こす際，多量のマトリックスや試料が気相に飛散するので，試料の損失が大きいという問題がある。
【発明の開示】
【０００３】
この発明の一つの目的は，試料の非常に微細な範囲の分子をイオン化できるようにすることにある。これにより，分子イメージングの空間分解能が高まる。
この発明の他の目的は試料の損失をできるだけ少なくすることにある。
この発明のさらに他の目的は，試料からの分子の脱離，イオン化の効率を高めることにある。
この発明によるイオン化方法は，試料表面に金属の薄膜を形成し，上記金属によって選択的に吸収される波長のレーザ光を上記金属薄膜に照射して上記金属薄膜に穴をあけ，さらに上記穴を通してレーザ光を照射して上記穴のあいた箇所の上記試料の分子を脱離，イオン化するものである。金属によって選択的に吸収される波長のレーザ光とは，試料がほとんど吸収せず（吸収が零ということはあり得ないという意味で「ほとんど」ということにする），金属薄膜のみが主要にそのレーザ光を吸収することを意味する。好ましくは，用いる金属によってプラズモン共鳴吸収を起こす波長のレーザ光がよい。
試料表面に金属の薄膜を形成する。この金属のみが選択的に吸収する波長のレーザ光を金属薄膜に照射することにより，金属薄膜に極めて小さな穴があく。金属薄膜に穴があくと同時に，レーザ光照射による金属のアブレーションで生成した微細な金属微粒子が，穴のあいた範囲内で，試料表面上に散りばめられる。レーザ光の吸収によって金属微粒子の表面に生起しているプラズモンの電場によってそれに接している試料の分子がエネルギーを得て試料から脱離し，イオン化する。
この発明によるとレーザ光照射によって金属薄膜にあけられた穴の範囲内においてのみ試料の分子が脱離，イオン化する。レーザ光強度は，一般にレーザ・ビームの中心ほど高い。特にレーザ光を集光すると，金属の脱離効率がレーザ光の断面において周囲から中心部に向うにつれて非線形的に増大する。この結果，金属薄膜には，まず，レーザ・ビームの径よりも小さな穴がレーザ・ビームの中心部が照射している位置にあく。試料の分子が脱離，イオン化する範囲は穴の大きさによって規定され，この穴はきわめて小さくすることができるから（レーザ光の回折限界によって定まるレーザ・スポット径よりも小さい穴をあけることが可能である），きわめて高い空間分解能のイオン化が可能となる。試料はレーザ光を殆ど吸収しないから試料はレーザ光照射によって殆ど影響を受けない（破壊されない）（殆ど損失しない）。
好ましい実施態様では，上記金属薄膜に穴があくまではレーザ光の強度を穴があく程度に高く保ち，穴があいた後はレーザ光の強度を穴が拡大しない程度に下げる。高い強度のレーザの照射によって迅速に金属薄膜に穴をあけることができるとともに，穴があいた後はレーザ光強度を下げることにより穴を拡大せずに高い分解能を維持できる。弱いレーザ光を照射することにより，穴の範囲内において試料表面に飛散した金属微粒子の表面のプラズモン電場を増強することができ，試料からの分子の脱離とイオン化を促進してイオン化効率を高めることができる。レーザ光を照射しながら，生成されるイオンをイオン分析装置により観測し，金属薄膜に由来するイオンが弱まり，試料に由来するイオンが現れた時点で金属薄膜に穴があいたと判断することができる。
金属の種類とそれに合致した波長をもつレーザ光との組合せは種々あるが，中でも金属として金を用いると，ＹＡＧレーザ２倍波（波長５３２ｎｍ）を用いて，金の薄膜を効率よくスパッタすることができる。
好ましい実施態様ではレーザ光は可視光である。生体組織，細胞，タンパク，アミノ酸等を含む多くの試料は可視光を吸収しないので，試料が破壊されない。マトリックスを使用しても，マトリックスは可視光線を一般的に吸収しないので，アブレーションを起こさない。試料，マトリックスの種類によっては紫外レーザ光を用いることも可能である。
表面に金属薄膜が形成された試料を大気圧下に置いてレーザ光を照射するか，真空中に置いてレーザ光を照射するか，照射するレーザ光として連続レーザ光を用いるか，パルス状のレーザ光を用いるかは，イオン化された分子を分析する質量分析装置の種類，分析方法等に応じて定めればよい。たとえば，飛行時間質量分析装置を用いる場合にはパルス状レーザ光を用い，試料を真空中に配置してレーザ光を照射する。試料を大気圧下に置いたときには，連続レーザ光を用いることもできる。
上記レーザ光の照射位置を相対的に走査して試料の異なる箇所の分子をイオン化することにより，試料の分子イメージ像（分子分布）を得ることができる。レーザ光の照射位置を固定しておいて，穴を拡大しない程度の強度のレーザ光の照射を続けることにより，試料表面に飛散した金属微粒子が試料分子の脱離により試料内部に沈降していけば，深さ方向の分子分布を得ることも可能である。
この発明は上記のイオン化方法とそれにより生成されたイオンの分析とを実現する質量分析装置を提供している。この装置は，表面に金属薄膜が形成された試料を載置する試料台を内蔵する質量分析装置であり，上記金属薄膜によって選択的に吸収される波長のレーザ光を上記試料台上の試料の表面に向けて集光して照射するレーザ光照射光学系と，レーザ光照射によって試料から脱離，イオン化する分子を質量分析空間に導くイオン導入手段とを備えたことを特徴とする。一実施態様では，質量分析装置の内部は真空に保たれる。
レーザ光照射光学系からのレーザ光照射によりイオン化された分子はただちに質量分析空間に導かれ分析されることになる。
レーザ装置（発振器）を質量分析装置の外部に配置し，質量分析装置の側面に形成された（レーザ光に対して）透明な窓を通してレーザ装置から出射したレーザ光を質量分析装置内部に導いてもよいし，レーザ装置を質量分析装置内に配置してもよい。もっとも典型的には，この質量分析装置は飛行時間質量分析装置である。
一実施態様では，質量分析装置は，上記試料台を三次元空間内の少なくとも一方向に変位させるマニュピレータをさらに備えている。これにより，試料の（一次元，二次元又は三次元）分子イメージ像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
第１図は，この発明の実施例によるイオン化装置を含む質量分析装置の概略構成を示す。
第２図は，基板上の試料の表面に金の薄膜を形成した状態を示す断面図である。
第３図は，レーザ光を照射することにより金の薄膜に穴があけられる様子を示す断面図である。
第４図は，金の薄膜に形成された凹部と穴を示す平面図である。
第５図は，穴があいた範囲において露出した試料表面に飛散した金の微粒子を示す。
第６図は，照射するパルス・レーザ光の強度の変化を示す。
第７ａ図は，試料としてブラジキニンを用いた場合に質量分析装置から得られるマススペクトルを示し，１発目のレーザ・パルスにより得られたものである。
第７ｂ図は，試料としてブラジキニンを用いた場合に質量分析装置から得られるマススペクトルを示し，２発目のレーザ・パルスにより得られたものである。
第７ｃ図は，試料としてブラジキニンを用いた場合に質量分析装置から得られるマススペクトルを示し，５発目のレーザ・パルスにより得られたものである。
第７ｄ図は，試料としてブラジキニンを用いた場合に質量分析装置から得られるマススペクトルを示し，１０発目のレーザ・パルスにより得られたものである。
第７ｅ図は，試料としてブラジキニンを用いた場合に質量分析装置から得られるマススペクトルを示し，穴があいた後の弱いレーザ照射により得られたものである。
第８図は，種々の金属の光の吸収特性を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
第１図はこの発明の実施例による分子イメージング像の形成が可能な，イオン化装置を含む質量分析装置の概略構成を示すものである。この質量分析装置は，リフレクトロン型飛行時間質量分析計（装置）である。
質量分析装置２０のハウジング（ケース）内は真空に保たれる。質量分析装置２０内の適所に試料台２１が設けられる。この試料台２１上には後述するように試料が塗布された基板１０が載置されかつ適当な固定具（図示略）により固定される。便宜的に試料台２１の上面をＸＹ平面とし，これに垂直な方向をＺ方向とする。
質量分析装置２０内にはＸＹＺマニュピレータ２６が設けられ，試料台２１をＸＹＺ方向に移動可能に保持する。試料台２１のＸ方向，Ｙ方向，およびＺ方向への変位の駆動源はたとえばピエゾ素子または機械駆動装置など変位を与え得るものであり，ｎｍオーダの分解能でＸ，Ｙ，Ｚ方向への変位を制御できることが望ましい。このようにして，試料台２１はＸ，ＹおよびＺ方向に変位可能に支持される。試料台２１はＸ，Ｙ，Ｚの少なくとも一方向に移動可能にするようにしてもよい。
質量分析装置２０にはさらにレーザ装置（発振器）２２（たとえばＹＡＧレーザ）が設けられている。レーザ装置２２はこの実施例では質量分析装置２０のハウジングの外部に配置され，レーザ装置２２が出射するレーザ光はミラー２３等の光学系により，さらに質量分析装置２０のハウジングの壁面に設けられ，透明（レーザ光に対して透明）な板がはめられた窓２９を通して質量分析装置２０のハウジングの内部に導入される。質量分析装置２０のハウジングの内部において，ミラー２４，レンズ２５等を含む集光光学系によりレーザ光は集光され，その照射方向が試料台２１の方向に向けられる。図示のように斜め上方から試料にレーザ光を照射するものでもよいし，垂直上方からレーザ光を照射するものでもよい。レーザ光の照射方向は任意に調整できるものであることが好ましい。試料台２１がＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能である構成に代えて，または加えて，レーザ光の照射位置を，Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に位置調整自在とするようにしてもよい。レーザ装置２２を質量分析装置２０のハウジング内部に配置することもできる。
後述するように，試料台２１上に載置固定された基板１０上の試料から脱離，イオン化した試料分子は，質量分析装置２０のハウジング内に設けられた引出し（加速）電極３６によって引き出され，かつ加速されて装置２０内の質量分析空間に導かれる。
質量分析装置２０のハウジング内の質量分析空間には，２つの円筒状イオン・ガイド３３，３４と，リフレクタ（電極）３５と，２つの（イオン）検出器３１，３２が設けられている。試料から脱離した分子イオンは第１のイオン・ガイド３３によって第１の検出器３１に導かれ検出される。または，リフレクタ３５に正電位を印加したときには，第１のイオン・ガイド３３によって導かれたイオンはリフレクタ３５によって反射（方向転換）され，第２のイオン・ガイド３４によって第２の検出器３２に導かれ検出される。検出器３１は分解能よりもイオン検出強度を重視するときに用いられ，検出器３２は分解能を重視するときに用いられる。
上記において，レーザ装置２２，ミラー２３，２４，窓２９，レンズ２５等がレーザ光照射（集光）光学系を構成し，電極３６（およびイオン・ガイド３３）が試料から脱離したイオンを質量分析空間に導くイオン導入手段を構成する。これらのレーザ光照射（集光）光学系，イオン導入手段（必要に応じて），試料台２１，マニュピレータ２６等がイオン化装置を構成する。なお，試料（基板１０）を質量分析装置２０内外に搬出入するための装置，部材の図示は省略されている。
イオン化装置の全体を質量分析装置の外部に置き，大気圧空気中（または適当な大気圧程度の不活性ガス中）で試料からの分子の脱離とイオン化を達成することもできる。この場合には，試料が置かれる場所付近の上方に，イオンサンプリング用のキャピラリーをその先端が試料に臨むように配置し，生成された試料イオンをキャピラリーにより質量分析装置内に導く。キャピラリーは，その角度や位置が調整可能に保持されることが望ましい。キャピラリーがイオン導入手段に相当することになる。イオン化装置を質量分析装置と別体としたときにも，イオン化装置内を真空として両装置の内部を連通させる構造としてもよい。
第２図は，ガラス基板上に試料が塗布され，さらに試料の表面に金の薄膜が形成された状態を示している。
分析対象となる試料（ペプチド，たんぱく質，生体組織（片），合成高分子，顔料，ＤＮＡなど）に適した適当なマトリックスを選択して（マトリックスは必ずしも必要ではない。対象試料に依存する），試料と混合する（混合比はマトリックス：試料＝５００：１から１０００：１程度）。マトリックスと混合した試料１１を適当な溶媒に溶解し，またはすりつぶすなどして，ガラス基板１０上に塗布する。対象試料をそのまま基板１０上に載置ないしは塗布してもよいし，試料の上に適当なマトリックスを薄く塗布してもよい。いずれにしても，試料という用語はマトリックスを含むもの，含まないものの両方を含むものとする。
基板１０上に塗布した試料１１を真空室に導き，試料１１の表面に金を蒸着する。蒸着された金の薄膜１２の膜厚は１０ｎｍ程度が最適であるが，対象試料に応じて膜厚を変化させて最適条件に設定することができる。
基板１０上の試料１１の表面に金の薄膜１２を形成したのち，基板１０を質量分析装置２０内の試料台２１上に固定し，レーザ装置２２から試料１１表面の金薄膜１２に向けて５３２ｎｍ可視レーザ・パルス光を照射する（ＹＡＧレーザの２倍波）。一例としてレーザ照射の強度は５０〜１００ｍＪ／ｃｍ２，パルス幅は５ｎｓ，パルス間隔（周波数）は３〜１０Ｈｚ程度である。位置を定めて，レーザ・パルス照射を行うと，最初の５から１０パルス程度で，試料を覆っていた金の薄膜１２がスパッタされて，金薄膜１２にｎｍオーダの穴（第３図，第４図に符号Ｈで示す）があき，下地の試料１１が現れてくる。このレーザ照射過程で金の薄膜が剥がされて，第５図に符号Ａで示すように，直径が約１０ｎｍまたはその前後のサイズの金微粒子が数多く試料表面にスパッタされ点在するようになる。すなわち，第７ａ図に示すように最初は蒸着した金に由来するイオンのみが観測されるが，徐々に試料に由来するイオンが観測され始め，第７ｂ図，第７ｃ図，第７ｄ図に示すようにしだいに金由来のイオンが減少し試料のイオンが増大していく。
より詳しく説明すると，第６図に示すように，最初はレーザ光の強度を金薄膜１２がスパッタされ，穴があく程度に強くしておく。レーザ光強度分布（プロファイル）は第３図に符号Ｄで示すようにほぼガウス分布になっており，レーザ光強度は中心部ほど強いから（特に集光するとその傾向は強くなる），金の薄膜１２には，レーザ照射箇所の中心ほど深くなるような円錐（または楕円錐）状の凹部（凹所）Ｒが形成され，そのほぼ中心部が試料表面に達し穴Ｈがあけられる。したがって，試料１１はわずかに露出する（露出した範囲をＳで示す）。試料が露出する範囲Ｓはレーザ光の波長に関係ないので非常に微細（たとえばレーザ・ビーム径の１０分の１から数１０分の１程度のナノメートル・オーダ）にすることができ，空間分解能を高めることができる。
レーザ強度を低下させないままレーザ照射を続けると穴の大きさが大きくなってしまうので，第７ｄ図に示すように，金のイオンが殆どみられなくなり試料に由来するイオンが充分に観測された時点で，第６図に示すようにレーザ光の強度を，金の薄膜のスパッタリングが生じない（穴が拡大しない）程度まで下げる。最終的には第７ｅ図に示すように，弱いレーザ光を照射する毎に，試料の分子イオンが観測される。穴があくまでのレーザ光強度，穴があいた後のレーザ光強度は，金属薄膜の種類，膜厚，試料の種類等に応じて試行錯誤で最適値に定めればよい。目安としては，穴があいた後はレーザ光強度を数分の一ないし数１０分の一程度に下げる。
第７ａ図ないし第７ｅ図は，試料としてブラジキニン（Ｂｒａｄｙｋｉｎｉｎ）（紫外光吸収マトリックス：ＤＨＢ：２，５−ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｌ−ｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄを用いた）を用い，その表面に金の薄膜を蒸着し，その後５３２ｎｍのパルス・レーザ光を照射したときに質量分析によって得られたマススペクトルを示すもので，第７ａ図は１発目のパルス・レーザを照射したとき，第７ｂ図は２発目のパルス・レーザを照射したとき，第７ｃ図は５発目のパルス・レーザを照射したとき，第７ｄ図は１０発目のパルス・レーザを照射したときに得られたもので，これらはいずれも金の薄膜に穴があく程度に強度の強いパルス・レーザ光の場合で，第７ｅ図は上記の１０発のパルス・レーザの照射後，パルス・レーザの強度を，金の薄膜の穴を拡大しない程度に弱めてパルス・レーザを照射したときに得られたものである。図中，Ａｕは金を，Ｍはブラジキニンを，Ｈ＋はプロトンをそれぞれ示す。
上述のようにレーザ光の波長は５３２ｎｍである。一般のマトリックスや試料は５３２ｎｍの波長に吸収帯をもたないので，マトリックスはアブレーションを起こさない。また，マトリックスを用いなくても試料の分子イオンの観測が可能である。金のみが波長５３２ｎｍの光を吸収する。金薄膜に穴があき，試料表面に飛散した金微粒子が５３２ｎｍの光を吸収し，その微粒子の表面にプラズモンが励起される。金と接触しているマトリックスまたは試料分子が金微粒子表面に励起されたプラズモンの電場と相互作用し（プラズモン／ポラリトン），励起されて脱離，イオン化される。マトリックスを使用した場合には試料分子の脱離を促進できる。また，試料分子の分子量が小さい場合であれば，必ずしもマトリックスは必要ではない。マトリックスを使用した場合，マトリックスに取り込まれた試料分子が，マトリックスの脱離，イオン化とともにイオン化されて，試料イオンとして気相に脱離する。マトリックスを使わない場合，金微粒子の近傍の試料分子が直接，脱離，イオン化される。イオンが脱離する領域は，金の薄膜にあいた穴の内部領域に限られる。したがって，イメージングの空間分解能は，穴のサイズで決まる。穴のサイズは，質量分析計でイオンを計測しながら調整できる（第７ａ図〜第７ｄ図参照）。金の薄膜に穴があくまでは，上述のように大きな強度のレーザ光で金薄膜を照射する。穴があくと試料イオンが観測され始める。ここで，レーザ光の出力を下げて，穴のサイズの拡大を抑える。レーザ光強度を下げた状態でレーザを照射すると金微粒子表面のプラズモン電場が増強され，分子イオンが試料から脱離して試料イオンが観測される。レーザ光の波長は可視領域であっても上述のように強度が大きなビームの中心部で金のスパッタリングがより激しく起こり，中心部にｎｍオーダの細孔をあけることが可能である。５３２ｎｍの光は，一般に試料には吸収されず，金のみに吸収されるので，イオンの脱離過程がソフトに行われる。通常のＭＡＬＤＩに比べて生体試料分子の開裂が起こりにくい。したがって，分子を特定する分子イメージング技術に適する。
このように，このイオン化方法は，生体組織や細胞など，実試料に直接適用することが原理的に可能である。すなわち，実試料に金をコーティングし，これにレーザ光を照射し，ｎｍオーダの穴をあけて，イオンを観測するものである。レーザ・ビーム光を掃引して，試料のｎｍオーダ空間分解能をもつイメージング像を得ることができる。レーザ光強度の調節により，深さ方向の情報も得ることができる。すなわち，レーザ光強度の微調整により，分子レベルで試料を削りながらイオンを観測することもできる。イメージング像は，マニュピレータ２６のＸ，Ｙ方向駆動により，またはレーザ光をＸＹ方向に移動させることにより，レーザ・ビームの照射位置を掃引することで得られる。
従来のＭＡＬＤＩと比べると，このイオン化方法によると脱離，イオン化される領域が，金薄膜に開けられた穴内部領域のみに限られるので，ナノメートルの空間分解能イメージングが具現化される。５３２ｎｍは緑色の可視光である。通常のマトリックスや試料は可視光線を吸収しないので（透明），波長５３２ｎｍの光を照射してもマトリックスや試料はほとんど影響を受けず，そのままの状態を保つ。いわば，非破壊分析を実現している。また，ナノメートル・オーダの空間分析能をもつイメージング技術が実現できる。
第８図は種々の金属の光の吸収特性を示すものである。銀（Ａｇ）は４００ｎｍ付近に光の吸収のピークを有する。金（Ａｕ）は５１０〜５３５ｎｍ付近で光の吸収が最大を示す。銅（Ｃｕ）は６００ｎｍ以下の波長において光を吸収する。このように，試料に蒸着する金属に対応する光を吸収する波長（または波長帯）があるので，それに合致した波長の光を発振するレーザ装置を用いればよい。たとえば，ＹＡＧレーザ２倍波（波長５３２ｎｍ）を用いる場合には，金または銅を用いることができる。特に，吸収率がピークを示す領域ではプラズモン共鳴が起きやすいので，ピークを示す波長に合致する，またはその付近の波長をもつレーザ光を用いるとよい。
【図１】
2009069816.tif 000003
【図２】
2009069816.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009069816.tif 000008
【図７ａ】
2009069816.tif 000009
【図７ｂ】
2009069816.tif 000010
【図７ｃ】
2009069816.tif 000011
【図７ｄ】
2009069816.tif 000012
【図７ｅ】
2009069816.tif 000013
【図８】
2009069816.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面に金属の薄膜を形成し，
上記金属によって選択的に吸収される波長のレーザ光を，その強度を上記金属薄膜に穴があく程度に高く保って，上記金属薄膜に照射して上記金属薄膜に穴をあけ，
上記金属薄膜に穴があいた後はレーザ光の強度を穴が拡大しない程度に下げて，上記穴を通してレーザ光を照射して上記穴のあいた箇所の上記試料の分子を脱離，イオン化する，
イオン化方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
上記金属が金である，請求の範囲第１項に記載のイオン化方法。
【請求項４】
上記レーザ光が可視光である，請求の範囲第１項または第３項に記載のイオン化方法。
【請求項５】
照射する上記レーザ光がパルス光である，請求の範囲第１項および第３項から第４項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項６】
上記レーザ光照射による試料分子の脱離，イオン化を真空中で行う，請求の範囲第１項および第３項から第５項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項７】
上記レーザ光の照射位置を相対的に走査して試料の異なる箇所の分子をイオン化する，請求の範囲第１項および第３項から第６項のいずれか一項に記載のイオン化方法。
【請求項８】
請求の範囲第１項および第３項から第７項のいずれか一項に記載のイオン化方法によりイオン化された分子を質量分析装置に導く，質量分析方法。
【国際調査報告】
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