(57)【要約】  本明細書では、１つ以上のサンプルを有する基板を、光エネルギー源でサンプルをイオン化する位置に保持する装置が開示される。装置は、収容表面、背面、および外形輪郭を画定する縁部を有する収容板を備える。１つ以上の収容リップが、収容表面から突き出る。収容表面は、サンプルのイオン化のために基板を位置合わせするために、収容リップにより収容される少なくとも１つの縁部を有する基板の背面を収容する。装置はさらに、基板を保持して位置合わせするための前面フィンガと背面フィンガとを備える、少なくとも１つの基板クリップを有する。前面フィンガは、基板の前縁部を係合して、基板を所定の位置に保持するように、収容板および基板の厚みを横切って延在する。背面フィンガは、収容板の背面を係合する。収容板は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計内の空間と協働して、サンプルをイオン化する位置に保持する。
2007518105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の基板を保持する装置であって、前記各基板が、光エネルギー源でサンプルをイオン化する位置に１つ以上のサンプルを有し、前記各基板が、１つ以上のサンプルを収容する前面と背面とを有し、前記背面が、前記背面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部を有し、前記前面が、前記前面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部を有し、前記各基板が、厚みを有し、前記装置が、
収容板を備え、前記受容板が、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面とを有し、前記各収容表面が、基板の前記背面を収容し、前記各収容表面が、前記基板の少なくとも１つの縁部を収容するために、前記各収容表面から突き出る１つ以上の収容リップを有し、前記装置がさらに、
少なくとも１つの基板クリップを備え、各前記基板クリップが、少なくとも１つの前面フィンガと少なくとも１つの背面フィンガとを有し、前記前面フィンガが、幅、および前記基板および前記収容板の前記厚みを超えて延在する長さを有し、前記背面フィンガが、前記収容板の前記背面上に１つの位置を取るように前面フィンガから延在し、
前記収容板が、前記１つ以上の基板を収容し、前記各基板が、前記複数の収容表面の１つ上にあり、前記光エネルギー源によってサンプルをイオン化する位置に前記基板を位置合わせするために前記１つ以上の収容リップに当接し、前記各基板が、少なくとも１つの基板クリップにより、前記基板の前記前面縁部で係合され、前記少なくとも１つの基板クリップが、さらに前記基板を前記位置に保持するために前記収容板の前記背面を係合する、装置。
【請求項２】
前記各収容表面が、前記収容板の前記少なくとも１つの縁部の一部で形成される少なくとも１つの縁部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、１つの前記基板を収容するために１つの前記収容表面を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記収容板が導電性である、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記収容板が金属である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記基板が半導体である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記基板がシリコンまたはゲルマニウムである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記基板と前記収容板との間が電気接続されている、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
前記収容板が、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計で使用する１つ以上の金属板の空間内で協働するように構成および配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記基板が、シリコン上の脱離／イオン化チップである、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記シリコン上の脱離／イオン化チップが、前記マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計のターゲットのパターンに配置された多孔質半導体領域を有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記収容板が、前記外形輪郭に少なくとも１つのインデントを有し、該インデントが、前記基板クリップが前記インデントを横切る前記外形輪郭の投影内に留まる一方、前記前面フィンガが前記基板の前記前面に接触できる領域を提供する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記基板クリップが、前面フィンガと前記１つ以上の収容リップとの間の前記基板に圧縮力を加えることにより前記基板を保持している、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの収容リップが、基板接触表面を有し、前記基板接触表面が、平坦であり、前記基板接触表面が、前記収容表面に対してある角度を形成している、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記角度は９０°以下である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記角度は７５°から８５°である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記収容リップが、前記収容表面の上方に、前記基板の前記厚みの約２倍の距離で延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記収容板が、前記背面に少なくとも１つのくぼみを有し、前記少なくとも１つのくぼみが、幅、ベース表面、および少なくとも１つの側壁を有し、前記少なくとも１つのくぼみが、前記少なくとも１つの基板クリップの前記背面フィンガを収容するためのものである、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの側壁が、側壁平面を画定し、前記ベース表面が、ベース平面を画定し、ベース平面および側壁平面が、ある角度を画定している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記角度が４０°から５０°である、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのくぼみが、前記背面フィンガとスライド可能に係合している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのくぼみが、前記収容板の前記少なくとも１つの縁部と交差している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記収容板が、前記外形輪郭に少なくとも１つのインデントを有し、該インデントが、前記基板クリップが前記インデントを横切る前記外形輪郭の投影内に留まる一方、前記前面フィンガが前記基板の前記前面に接触できる領域を提供し、前記インデントが、前記くぼみに中心合わせされ、前記くぼみの前記幅以上の幅を有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記基板クリップが、弾性材料で形成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２５】
前記基板クリップが、金属材料で形成され、前記基板クリップと前記基板との間が電気接続されている、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記基板クリップの前記背面フィンガが、第１の面、第２の面、少なくとも１つの縁部、幅、および前記基板クリップを前記くぼみ内に保持する張力手段を有する、平面部材を備えている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２７】
前記背面フィンガが、前記くぼみに収容されて、前記第１の面が、前記くぼみの前記ベース表面に接して配置されると、前記第２の面が、前記収容板の前記背面の下に引き込まれる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
背面フィンガが、前記少なくとも１つの側壁に係合するための少なくとも１つのばね要素を有する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記ばね要素が、前記背面フィンガの前記縁部から突き出ている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記背面フィンガが、前記側壁に係合するための２つのばね要素を有する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記前面フィンガが、第１の面、第２の面、および先端を有する平面ブレードを備え、前記第１の面が、背面フィンガとある角度を形成している、請求項２４に記載の装置。
【請求項３２】
前記角度が７５°から８５°である、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記クリップが前記基板の前記前縁部に係合すると、前記前面フィンガの前記第１の面が、前記基板を前記収容表面に押し付ける、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記前面フィンガが、前記基板の前記前面に係合するために、前記先端で厚くされる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記収容板が、４つの縁部を備える矩形形状を有し、第１の縁部が、第３の縁部とは反対側にあり、第２の縁部が、第４の縁部とは反対側にあり、前記第２および第４の縁部が、前記第１および第３の縁部に対して直角である、請求項９に記載の装置。
【請求項３６】
前記１つ以上の収容リップが、
前記収容表面の前記第１の縁部に沿って配置された少なくとも１つの第１の収容リップと、
前記収容表面の前記第２の縁部に沿って配置された少なくとも１つの第２の収容リップとを備える、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記第１の収容リップが、基板接触表面を有し、前記基板接触表面が、平坦であり、前記基板接触表面が、前記収容表面に対してある角度を形成している、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記角度が９０°以下である、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記角度が７５°から８５°である、請求項３３に記載の装置。
【請求項４０】
前記収容板が、前記第３の縁部および前記第４の縁部から選択される縁部に少なくとも１つのインデントを有し、該インデントが、前記基板クリップが前記インデントを横切る前記縁部の投影内に留まる一方、前記前面フィンガが前記基板の前記前面に接触できる領域を提供する、請求項３５に記載の装置。
【請求項４１】
１つ以上のサンプルを有する基板を、前記サンプルを光エネルギー源でイオン化する位置に保持する方法であって、前記基板が、１つ以上のサンプルを収容する前面と背面とを有し、前記背面が、前記背面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部を有し、前記前面が、前記前面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部を有し、前記基板が、厚みを有し、前記方法が、
収容板を提供することを含み、前記収容板が、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面とを有し、前記各収容表面が、基板の前記背面を収容するためのものであり、前記各収容表面が、前記各収容表面から突き出る、前記基板の少なくとも１つの縁部を収容するために、前記収容表面から突き出る１つ以上の収容リップを有し、前記方法がさらに、
少なくとも１つの基板クリップを提供することを含み、各基板クリップが、少なくとも１つの前面フィンガと少なくとも１つの背面フィンガとを有し、前記前面フィンガが、幅、および前記基板および前記収容板の厚みを超えて延在する長さを有し、前記背面フィンガが、前記収容板の前記背面上に１つの位置を取るように前面フィンガから延在し、前記方法がさらに、
前記基板を前記収容表面の１つの上に配置することを含み、少なくとも１つの前面縁部が、光エネルギー源によってサンプルをイオン化する位置に前記基板を位置合わせするために、１つ以上の収容リップに当接し、
前記少なくとも１つの基板クリップにより、前記基板を前記位置に保持するために前記基板の前記前面の縁部と前記収容板の前記背面とを係合することを含む、方法。
【請求項４２】
前記収容板が、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計で使用する１つ以上の金属板の空間内で協働するように構成および配置され、前記方法がさらに、前記マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計で使用する１つ以上の金属板の空間内に、前記装置を配置することを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記収容板が導電性である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記基板が半導体である、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記収容板が、前記外形輪郭に少なくとも１つのインデントを有し、該インデントが、前記基板クリップが前記インデントを横切る前記外形輪郭の投影内に留まる一方、前記前面フィンガが前記基板の前記前面に接触できる領域を提供する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記収容板の前記背面が、前記基板クリップの前記背面フィンガを収容するための少なくとも１つのくぼみを有し、前記方法がさらに、前記少なくとも１つのくぼみで前記背面フィンガがスライド可能に係合することを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記基板クリップが、金属材料で形成され、前記基板クリップと前記基板との間が電気接続される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記基板クリップの前記背面フィンガが、第１の面、第２の面、少なくとも１つの縁部、幅、および前記基板クリップを前記くぼみ内に保持する張力手段を有する、平面部材を備える、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記背面フィンガを前記くぼみに収容して、前記第１の面が、前記くぼみの前記ベース表面に接触するように配置することをさらに含み、これにより、前記第２の面が、前記収容板の前記背面の下に引き込まれる、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
１つ以上の基板を保持する方法であって、前記各基板が、光エネルギー源でサンプルをイオン化する位置に１つ以上のサンプルを有し、前記各基板が、１つ以上のサンプルを収容する前面と背面とを有し、前記背面が、前記背面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部を有し、前記前面が、前記前面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部を有し、前記基板が、厚みを有し、前記方法が、
収容板を提供することを含み、前記収容板が、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面とを有し、前記各収容表面が、基板の前記背面を収容するためのものであり、前記各収容表面が、前記基板の少なくとも１つの縁部を収容するために前記各収容表面から突き出る１つ以上の収容リップを有し、前記方法がさらに、
少なくとも１つの基板クリップを提供することを含み、各基板クリップが、少なくとも１つの前面フィンガと少なくとも１つの背面フィンガとを有し、前記前面フィンガが、幅、および前記基板および前記収容板の厚みを超えて延在する長さを有し、前記背面フィンガが、前記収容板の前記背面上に１つの位置を取るように前記前面フィンガから延在し、前記方法がさらに、
前記各基板を前記収容表面の１つの上に配置することを含み、少なくとも１つの前面縁部が、光エネルギー源によってサンプルをイオン化する位置に前記基板を位置合わせするために、１つ以上の収容リップに当接することを含み、前記方法がさらに、
前記少なくとも１つの基板クリップにより、前記基板を前記位置に保持するために前記各基板の前記前面の縁部と前記収容板の前記背面とを係合することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年１月１３日に出願された米国特許仮出願第６０／５３６，０４３号の優先権を主張する。これら出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の分野は、質量分析に関し、さらに詳細には、本発明は、分析物の脱離およびイオン化の間に質量分析用の基板を保持する手段を提供することに関する。
【背景技術】
【０００３】
サンプル分子の質量ならびにサンプル分子の断片質量を測定することにより、そのサンプルを特定するために、質量分析法が用いられる。最も簡単な質量分析計は、ガス状の電気的に中性のサンプルを、真空中（通常１０−６トール以下の圧力）に導入する。Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎらの、「有機化合物の分光分析による識別（Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）」、ｐ．７（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．１９６３）。次に、サンプルは電子ビームを通過する。
【０００４】
電子ビームからの高速運動電子が、分析されるサンプルの電子に衝突し、サンプルから１つ以上の電子を放出させる。被検サンプルの分子が電子を失った後、そのサンプルは正味の正電荷を有し、すなわち「イオン化」される。
【０００５】
質量分析法は、イオンの電荷に対する分子の質量の比を測定する。質量は、通常、ダルトンと称される原子質量単位で表わされる。電荷またはイオン化は、通常、電気素量の倍数で表わされる。２つの比は、ｍ／ｚ比の値（質量／電荷の比または質量／イオン化の比）として表わされる。イオンは一般に単一電荷を有するため、ｍ／ｚ比は、一般に、イオン質量、またはそれの分子量（略してＭＷ）である。多くの場合、項ｍ／ｚ、ダルトン単位のサンプル質量（または分子量、略してＭＷ）は、互換可能に使用される。
【０００６】
容易にガス化されない分子は、質量分析法で分析することがより困難である。したがって、質量分析法における多くの最新の発展は、液体または固体サンプルの処理に関する問題に取り組んでいる。分子が基板の「上」にあるとき、サンプルはその基板に吸着される。脱離とは、基板上に吸着された分子が、その基板から取り除かれるプロセスである。表面から分子を取り除くことは、その表面から分子を「脱離」することである。脱離されると、分子は「蒸発され」、ガス状態になる。基本的な質量分析を実施する際に、ガス状サンプルを用いて開始する代わりに、基板上に吸着されたサンプルを用いて脱離質量分析を開始して、そのサンプルを脱離し、それにより、ガス状サンプルを質量分析計に提供する。
【０００７】
生物サンプルの分析に使用される脱離質量分析法は、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化質量分析法（ＭＡＬＤＩ−ＭＳ）である。従来のＭＡＬＤＩにおいては、サンプルは、一般に、固体の紫外線を吸収する結晶有機酸マトリックスに溶解される。液体マトリックス／サンプルは、不活性ベースプレート上に特定のパターンで堆積され、乾燥されてターゲットスポットにできる。パルス状のレーザ放射は、いくつかのサンプル分子をイオン化すると同時に、気化されたマトリックスを有するサンプルを保持するスポットを蒸発させる。システムの処理量を最大にするために、多くのＭＡＬＤＩ機器は、スポットを順番にイオン化するように予め構成される。
【０００８】
ＭＡＬＤＩ−ＭＳは、チャーリング、分裂、または化学分解なしに、非揮発性サンプル（例えば、生物サンプル）の固体相からガス相への直接的な脱離およびイオン化を可能にする。ＭＡＬＤＩ−ＭＳを用いて、例えばポリペプチド、ポリヌクレオチド、プロテイン、ＤＮＡ断片、生物ポリマ、および他の高分子などの物質を分析する。プロトン移動イオン化の開発は、生物分子質量分析法を可能にしてきた。
【０００９】
ＭＡＬＤＩは、厳密には、低分子の分析に限定される。ＭＡＬＤＩマトリックスは、低質量領域と呼ばれる、約７００のｍ／ｚ未満の測定値（使用されるマトリックスに応じて若干変化する）に干渉する。高分子であっても、ＭＡＬＤＩは重大な制限を有する。マトリックスおよびマトリックス断片は、サンプルイオンを有する付加物を生成でき、これは、測定された信号をある範囲の分子量を有するようにすることがある。このような分析からのスペクトルは、大幅に短縮されたピーク高を有する可能性がある。
【００１０】
ＭＡＬＤＩ質量分析計を用いて従来から実施されていたように、サンプルをマトリックスと混合し、その後ベースプレートに吸着させるのと異なり、サンプルを保持する基板を利用して、サンプルを脱離する新しい方法が開発されてきた。サンプルの分析を実行するために、多孔質シリコン基板が、レーザ装備の質量分析計と共に使用される。本明細書において、用語の「ＤＩＯＳ」は、米国特許第５，８８２，４９６号に記載された構造のシリコン上の脱離イオン化を指す。この特許の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。ＤＩＯＳ基板（チップと称される）は、一般に、約３センチメートルから５センチメートルの寸法、および０．５ミリメートルの厚みを有する。一般に１つ以上の化合物が溶解している水溶液の形態であるサンプルは、基板の多孔質シリコン表面上に収容される。レーザイオン化により生成されるイオンの質量および電荷情報の測定に使用されるとき、基板は、質量分析計の入口に近接して配置される。レーザは、放電またはパルス化され、サンプルの一部分をイオン化および蒸発させるが、基板を残す。蒸気、イオン、およびガスは、分析のために質量分析計の入口に引き込まれる。
【００１１】
ＤＩＯＳ法は、生物分子および他の分析に利用する直接レーザ脱離／イオン化技術を有する有益な効果を提供する。ＤＩＯＳ法は、大幅に簡略化されたサンプル調製に関する現在の方法の未達成の要求に対処する。サンプル調製は、マトリックスまたは基板に対する分析物の共有結合の必要性がないため、簡略化される。さらに、基板は、特定サンプルの要求に合わせる必要がなく、ＤＩＯＳ法は、塩および緩衝剤に対する耐性を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
既存のＭＡＬＤＩ分析計においてＤＩＯＳチップを利用するために、薬剤を導入することなく、その機器内に基板を固定する方法を開発する必要がある。好ましくは、チップを繰返して位置決めすることにより、機器を、チップ間で再調整する必要をなくする。さらに、基板上のサンプルの分析が完了したとき、使用済の基板を除去および配置する容易な方法が、有益である。本発明はこれらの要求に対応する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、機器で使用するための１つ以上の基板を保持する装置に関する。詳細には、各基板は、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化質量分析計に結合された光エネルギー源によりイオン化されるように、あるパターンの位置に配置される１つ以上のサンプルを有することができる。各基板は、１つ以上のサンプルを収容するために作用面を提供する前面と、背面と、少なくとも１つの縁部、および厚みを有する。
【００１４】
装置は、収容板と少なくとも１つの基板クリップとから構成される。収容板は、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面を有する。各収容表面は、基板の背面を収容するためのものである。各収容表面は、基板の少なくとも１つの縁部を収容するために、収容表面から突き出る１つ以上の収容リップを有する。
【００１５】
各基板クリップは、少なくとも１つの前面フィンガおよび少なくとも１つの背面フィンガを有する。前面フィンガは、幅、および利用されるときに、収容板上に置かれた基板の厚みを超えて延在するのに十分なだけの長さを有する。背面フィンガは、収容板の背面上に１つの位置を取るように前面フィンガから延在する。
【００１６】
使用されるとき、収容板は、１つ以上の基板を収容する。各基板は、１つ以上の収容リップに当接するいくつかの縁部を有する複数の収容表面の１つの上にあり、基板を光エネルギー源によってサンプルの１つをイオン化する位置に方向付ける。各基板は、少なくとも１つの基板クリップにより、基板の前面縁部に係合される。基板クリップは、さらに、収容板の背面を係合して、基板を所定の位置に保持する。
【００１７】
一実施形態において、各収容表面は、収容板の縁部の一部で形成される少なくとも１つの縁部を有する。好ましい実施形態において、装置が、１つの基板を収容するための１つの収容表面を有する。収容板は導電性であり、さらに、金属であってもよい。一実施形態において、基板は半導体である。半導体は、シリコンまたはゲルマニウムであってもよい。導電性の収容板および半導体基板を用いる場合、基板と収容板との間が電気接続される。
【００１８】
一実施形態において、装置は、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化質量分析計で使用する、１つ以上の金属板の空間内で協働するように構成および配置される。好ましくは、基板は、シリコン上の脱離／イオン化（ＤＩＯＳ）チップである。シリコン上の脱離／イオン化チップは、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計のターゲットに一致するパターンに配置された、多孔質半導体領域を有する。
【００１９】
一実施形態において、収容板は、外形輪郭に少なくとも１つのインデントを有する。このインデントは、基板クリップがインデントを横切る外形輪郭の投影に留まる一方、前面フィンガが基板の前面に接触できる領域を提供する。基板クリップは、前面フィンガと収容リップとの間の基板に圧縮力を加えることにより、基板を保持する。このようにすると、少なくとも１つの収容リップが、基板接触表面を有する。基板接触表面は、平坦であり、収容表面に対してある角度を形成する。この角度は、９０°以内であり、好ましくは、７５°から８５°である。収容リップは、収容表面の上方に、基板の厚みの約２倍の距離で延在する。
【００２０】
一実施形態において、収容板は、背面に少なくとも１つのくぼみを有する。各くぼみは、幅、ベース表面、および少なくとも１つの側壁を有する。くぼみは、基板クリップの背面フィンガを収容するためのものである。側壁は、側壁平面を画定し、ベース表面は、ベース平面を形成する。ベース平面と側壁平面との交差部は、ある角度を画定する。好ましくは、この角度は、４０°から５０°である。一実施形態において、くぼみは、収容板の縁部と交差する。好ましくは、くぼみは、背面フィンガとスライド可能に係合する。
【００２１】
好ましくは、収容板は、外形輪郭部に、くぼみに中心合わせされた少なくとも１つのインデントを有する。インデントは、基板クリップがインデントを横切る外形輪郭の投影内に留まる一方、前面フィンガが基板の前面に接触できる領域を提供する。くぼみに中心合わせされたインデントは、くぼみの幅以上の幅を有する。この実施形態は、収容板への基板クリップの挿入を容易にする。
【００２２】
基板クリップは、弾性材料で形成される。一実施形態において、基板クリップは、金属材料で形成され、基板クリップと基板との間を電気接続できる。一実施形態において、基板クリップの背面フィンガが、第１の面、第２の面、少なくとも１つの縁部、幅、および基板クリップをくぼみ内に保持する張力手段とを有する、平面部材を備える。背面フィンガが、くぼみに収容されて、第１の面がくぼみのベース表面に接すると、第２の面が、収容板の背面の下に引き込まれる。一実施形態において、背面フィンガは、少なくとも１つの側壁に係合するための少なくとも１つのばね要素を有する。ばね要素は、背面フィンガの縁部から突き出る。一実施形態において、背面フィンガは、側壁に係合するための２つのばね要素を有する。
【００２３】
本装置の一実施形態において、前面フィンガが、第１の面、第２の面、および先端を有する平面ブレードを備える。第１の面は、背面フィンガとある角度を形成する。角度は、７５°から８５°が好ましい。この角度にすると、クリップが基板の前縁部に係合すると、前面フィンガの第１の面が、基板を収容表面に押し付ける。さらに、前面フィンガが、基板の前面にさらに強く係合するために、先端で大きな厚みを有することができる。
【００２４】
一実施形態において、収容板は、４つの縁部を備える矩形形状を有する。第１の縁部は、第３の縁部とは反対側にあり、第２の縁部は、第４の縁部とは反対側にあるる。第２および第４の縁部は、第１および第３の縁部に対して直角である。この実施形態は、収容表面の第１の縁部に沿って配置された少なくとも１つの第１の収容リップと、収容表面の第２の縁部に沿って配置された少なくとも１つの第２の収容リップとを備えて配置された、１つ以上の収容リップを有する。第１の収容リップは、基板接触表面を有する。基板接触表面は、平坦であり、収容表面に対して９０°以内の角度を形成する。好ましくは、角度は、７５°°から８５°である。一実施形態において、収容板が、第３の縁部または第４の縁部のいずれかに少なくとも１つのインデントを有し、これにより、基板クリップがインデントを横切る縁部の投影内に留まる一方、前面フィンガが基板の前面に接触できる領域を提供する。
【００２５】
本装置は、１つ以上のサンプルを有する少なくとも１つの基板を、光エネルギー源でサンプルをイオン化する位置のパターンに保持する方法において使用される。基板は、１つ以上のサンプルを収容する前面、背面、および厚みを有する。背面は、背面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部を有する。前面は、前面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部を有する。
【００２６】
本方法は、収容板と少なくとも１つの基板クリップとを有する装置を設けることを含む。収容板は、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面を有する。収容表面は、基板の背面を収容するためのものである。収容表面は、基板の少なくとも１つの縁部を収容するために、収容表面から突き出る１つ以上の収容リップを有する。各基板クリップは、少なくとも１つの前面フィンガおよび少なくとも１つの背面フィンガを有する。前面フィンガは、幅、および利用されるときに、収容板上に置かれた基板の厚みを超えて延在するのに十分なだけの長さを有する。背面フィンガは、収容板の背面上に１つの位置を取るために前面フィンガから延在する。
【００２７】
次に、本方法は、収容表面上に基板を配置することを含む。基板は、少なくとも１つの前面縁部が１つ以上の収容リップに当接するように配置される。これにより、基板を光エネルギー源によってサンプルをイオン化する位置に方向付ける。次に、基板の前面の縁部が、少なくとも１つの基板クリップにより係合され、基板が所定の位置に保持される。最後に、基板を有する装置は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計において使用するために、１つ以上の金属板の空間内に配置される。
【００２８】
好ましくは、収容板の背面が、基板クリップの背面フィンガを収容するための少なくとも１つのくぼみを有する。次に、本方法はさらに、少なくとも１つのくぼみ内に背面フィンガとスライド可能に係合することを含む。
【００２９】
本発明の他のシステム、方法、特徴、および利点は、当業者には、以下の図面および詳細な記述を検討することにより明らかになるであろう。全てのこのような追加のシステム、方法、特徴、および利点は、本明細書の記述に含まれ、本発明の範囲内にあり、特許請求の範囲により保護されるものとする。
【００３０】
本発明の多くの態様は、以下の図面を参照することにより、よりよく理解できる。図面中の構成要素は、必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を明瞭に示すことに重点が置かれている。さらに、図面では、同一の参照符号は、複数の図面を通して類似の部品を指す。本発明の上記および他の形態は、添付図面に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明は、機器で使用するための１つ以上の基板を保持する装置に関する。好ましい機器は、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）質量分析計である。この装置は、脱離およびイオン化されるサンプルが、ＭＡＬＤＩ質量分析計で使用される前にマトリックスと混合されて、ベースプレート上に置かれるのと異なり、基板上に直接置かれる場合に使用される。各基板は、サンプルを保持するための１つ以上の位置を有することができる。これらの位置は、ＭＡＬＤＩ機器が、光エネルギー源によって一連のサンプルをイオン化するのに使用するパターンに配置される。この機構を使用して、所定の一連のターゲット位置を順次測定するＭＡＬＤＩ機器において、基板を使用できる。この装置を使用するとき、基板は接着剤を用いることなく、保持および整列され、これにより、調製を簡略化し、質量分析計の真空を維持する。
【００３２】
図１Ａおよび図１Ｂは基板を示す。各基板１０は、１つ以上のサンプル２２を収容する前面１２と、背面１４と、厚み１６とを有する。背面１４は、背面１４に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部１８を有する。前面１２は、前面１２に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部２０を有する。好ましくは、サンプル２２は、前面１２上に、分析計で使用されるパターンに一致するパターンで配置される。図１は、１インチから４インチ（２．５４ｃｍから１０．１６ｃｍ）の直径を有する円形基板を示す。矩形基板の寸法は、長さが２インチから５．２５インチ（５．０８ｃｍから１３．３４ｃｍ）、幅が１インチから３．５インチ（２．５４ｃｍから８．８９ｃｍ）である。図１Ｂは、寸法が約２インチ×１．４５インチ（５．０８ｃｍ×３．６８ｃｍ）の好ましい矩形基板を示す。基板は、一般に、４００μｍから７００μｍの厚みである。
【００３３】
図２Ａおよび図２Ｂに示される装置５は、収容板３０と少なくとも１つの基板クリップ４０とから構成される。収容板３０は、背面３２、厚み３４、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部３６、および少なくとも１つの収容表面３８を備える。各収容表面３８は、基板１０の背面１４を収容するためのものである。各収容表面３８は、基板１０の少なくとも１つの縁部１８、２０を収容するために、収容表面３８から突き出る１つ以上の収容リップ４２を有する。
【００３４】
各基板クリップ４０は、少なくとも１つの前面フィンガ４４と少なくとも１つの背面フィンガ４６とを有する。前面フィンガ４４は、幅、および利用されるときに、収容板３８上に置かれた基板１０の厚みを超えて延在するのに十分なだけの長さを有する。背面フィンガ４６は、収容板３０の背面３２上に１つの位置を取るように前面フィンガ４４から延在する。
【００３５】
使用されるとき、収容板３０は、１つ以上の基板１０を収容する。各基板１０は、１つ以上の収容リップ４２に当接するいくつかの縁部１８、２０を有する複数の収容表面３８の１つの上にあり、基板１０を、光エネルギー源によってサンプルの１つをイオン化する位置に位置合わせする。各基板１０は、少なくとも１つの基板クリップ４０により、基板１０の前面縁部２０で係合される。基板クリップ４０はさらに、収容板３０の背面３２を係合して、基板１０を所定の位置に保持する。基板クリップ４０を取り付けて、収容板の外形輪郭内に保持することを可能にするように、少なくとも１つのインデント５０が縁部３６に切り込まれてよい。当業者には容易に認識できることであるが、外形輪郭は、直線縁部または曲線の円弧で形成される縁部に切り込まれたインデント５０を含むいくつかの形状を取ることができる。
【００３６】
図示されるとおり、各収容表面３８は、収容板３０の縁部３６の一部で形成される少なくとも１つの縁部４８を有する。好ましい実施形態においては、装置１０が、１つの基板１０を収容するための１つの収容表面３８を有する。収容板３０は、導電性であってもよく、さらに、金属であってもよい。金属製収容板３０を磁性にして、従来のベースプレートの特性にさらに一致させることができる。好ましくは、基板１０は半導体である。半導体は、シリコンまたはゲルマニウムであってもよい。導電性の収容板３０および半導体基板１０を用いる場合、基板１０と収容板３０との間を電気接続できる。
【００３７】
図示されるとおり、装置５は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計で使用する１つ以上の金属板の空間内で協働するように、構成および配置される。この実施形態においては、収容板３０に対して基板１０を保持する基板クリップ４０を有する装置５が、一般にベースプレートにより利用される空間にはめ込まれる。装置５および基板１０は、装置５が空間内に置かれたとき、基板１０の前面１２が平面となり、レーザが各ターゲット２２上に集光できるように配置される。収容リップ４２が、基板１０の縁部を基板クリップ４０により係合される収容板３０の縁部３６に近接して置くように配置される限り、装置５は、基板１０が収容表面３８より大幅に小さい場合に使用できる。一実施形態においては、基板１０は、シリコン上の脱離／イオン化（ＤＩＯＳ）チップである。シリコン上の脱離／イオン化チップは、米国特許第６，００４，４５０号（全内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるプロセスで生成され、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計のターゲットのパターンに配置された、多孔質半導体領域を有する。ＤＩＯＳチップを保持する装置が、ＭＡＬＤＩ機器のベースプレートの代わりに取り付けされると、ＤＩＯＳチップのターゲットは、０．５ｍｍから０．１ｍｍ以内に位置合わせされる。これは、レーザがターゲット上に保持されるサンプルを蒸発させるのに十分な精度である。
【００３８】
図３Ａから図３Ｄに図示されるとおり、収容板は、基本的に矩形の収容板１３０を形成する矩形の外形輪郭を有することができる。収容板は、当該収容板が保持する基板よりわずかに大きい。２インチ×１．４５インチ（５．１ｃｍ×３．７ｃｍ）の寸法を有する矩形基板については、収容板は、約２．１６５インチ×１．６１４インチ（５．５ｃｍ×４．１ｃｍ）となる。図示された収容板は、厚みが約０．０６±０．００５インチ（約０．１５±０．０１３ｃｍ）であり、収容表面は、収容表面の上に約０．０２±０．００５インチ（０．０５１±０．０１３ｃｍ）延在する。収容板１３０は、外形輪郭に１つのインデント１５０を有する。このインデント１５０は、基板の下に延在するのに十分な深さであり、基板クリップ４０がインデント１５０を横切る外形輪郭の投影内に留まる一方、前面フィンガ４４が基板１０の前面１２に接触できる領域を提供する。基板クリップ４０は、前面フィンガ４４と１つ以上の収容リップ１４２との間の基板に圧縮力を加えることにより、基板を保持する（図示せず）。これを達成するために、少なくとも１つの収容リップ１４２’が、基板接触表面１５２を有する。基板接触表面１５２は、平坦であり、収容表面１３８に対してある角度１５４を形成する。この角度１５４は、９０°以内であり、好ましくは、７５°から８５°である。この角度１５４により、基板が基板接触表面１５２と圧縮接触しているとき、傾斜した接触表面１５２により基板が収容表面１３８に保持されるのに十分なオーバハングを提供する。収容リップ１４２は、収容表面１３８の上方に、基板の厚みの約２倍の距離で延在する。
【００３９】
図示されるとおり、収容板１３０は、背面１３２に１つのくぼみ１６０を有する。くぼみ１６０は、幅１６２、ベース表面１６４、および少なくとも１つの側壁１６６を有する。くぼみ１６０は、基板クリップ４０の背面フィンガ４６を収容するためのものである。幅は、背面フィンガ４６を収容し、張力機構を圧縮するのに十分である。側壁１６６は、側壁平面を画定する。ベース表面は、収容板１３０の本体に、収容板の厚みの約半分まで切り込まれる。図では、くぼみの深さは、０．０３０±０．００５インチ（０．０７６±０．０１３ｃｍ）である。くぼんだベース表面１６４は、ベース平面を画定する。ベース平面と側壁平面との交差部は、ある角度１６８を画定する。この角度１６８は、４０°から５０°である。くぼみ１６０は、収容板１３０の縁部１３６と交差し、背面フィンガ４６とスライド可能に係合する。
【００４０】
収容板１３０は、外形輪郭部に、くぼみ１６０に中心合わせされた１つのインデント１５０を有する。インデント１５０は、基板クリップ４０がインデント１５０を横切る外形輪郭の投影内に留まる一方、前面フィンガ４４が基板１０の前面１２に接触できる領域を提供する。くぼみ１６０に中心合わせされたインデント１５０は、くぼみの幅１６２それ以上の幅１７０を有する。この構成は、収容板１３０への基板クリップ４０の挿入を容易にする。上記の寸法が、ある機器に適用できることは、当業者には認識されるであろう。しかし、収容表面、インデント、およびくぼみのこの構成は、別のサイズおよび直線縁部または曲線の円弧で形成される外形輪郭にも適用できる。
【００４１】
基板クリップ４０は、弾性材料で形成される。一実施形態においては、基板クリップ４０は、金属材料で形成され、基板クリップ４０と基板１０との間を電気接続される。図４Ａおよび図４Ｂに示されるとおり、基板クリップ４０の背面フィンガ４６が、第１の面８２、第２の面８４、少なくとも１つの縁部８６、幅８８、および基板クリップ４０をくぼみ１６０内に保持する張力手段９０とを有する、平面部材８０を備える。基板クリップ４０は、くぼみ１６２の厚みの約１／３から１／２の厚みを有する。図示されるとおり、フィンガ４０の厚みは０．０１±０．００３インチ（０．０２５±０．００８ｃｍ）である。背面フィンガ４６がくぼみ１６０に収容されて、第１の面８２が、くぼみ１６０のベース表面１６４に接触するように配置されると、第２の面８４が、収容板１３０の背面１３２の下に引き込まれる。したがって、装置１０５を取り付けるとき、基板クリップ４０は、背面１３２の係合を妨害しない。一実施形態においては、背面フィンガ４６は、少なくとも１つの側壁１６６に係合するための少なくとも１つのばね要素９０’を有する。ばね要素９０’は、背面フィンガ４６の縁部８０から突き出る。好ましい実施形態においては、背面フィンガ４６は、側壁１６６に係合するための２つのばね要素９０、９０’を有する。
【００４２】
前面フィンガ４４は、第１の面９４、第２の面９６、および先端９８を有する平面ブレード９２を備える。第１の面９４は、背面フィンガ４６とある角度９９を形成する。角度９９は、７５°から８５°が好ましい。この角度にすると、クリップ４０が基板１０の前縁部１４に係合すると、前面フィンガ４４の第１の面８４が、基板１０を収容表面１３８に押し付ける。さらに、前面フィンガ４４が、基板１０の前面１２にさらに強く係合するために、先端９９でより大きな厚み（図示せず）であり得る。
【００４３】
次に図５を参照すると、収容板２３０は、４つの縁部を備える矩形形状を有し、矩形の基板２１０を収容するように構成される。第１の縁部２３１は、第３の縁部２３３とは反対側にあり、第２の縁部２３５は、第４の縁部２３７とは反対側にある。第２および第４の縁部２３５、２３７は、第１および第３の縁部２３１、２３３に対して直角である。この実施形態は、収容表面２３８の第１の縁部２３１に沿って配置された少なくとも１つの第１の収容リップ２４２と、収容表面２３８の第２の縁部２３５に沿って配置された少なくとも１つの第２の収容リップ２４２’とを備えて配置された、１つ以上の収容リップ２４２、２４２’を有する。第１の収容リップ２４２は、基板接触表面２５２を有する。基板接触表面２５２は、平坦であり、収容表面２３８に対して９０°以内の角度を形成する。一実施形態においては、角度は、７５°から８５°である。このように、第１の収容リップ２４２は、基板２１０を押し付けるオーバハングを備えることにより、基板接触表面２５２との接触が切り離されるのを防止する。収容板２３０は、第３の縁部２３３または第４の縁部２３７のいずれかに、少なくとも１つのインデント２５０を有する。インデント２５０は、基板クリップ２４０がインデント２５０を横切る縁部の投影内に留まる一方、前面フィンガ２４４が基板２１０の前面２１２に接触できる領域を提供する。図５に示されるとおり、基板２１０は、収容表面２３８により支持される。基板２１０の１つの縁部が、基板接触表面２５２に接触しており、したがって、第１の収容リップ２４２上のオーバハングの下にある。基板を位置合わせするために、第２の縁部が、第２の収容リップ２４２’に整列される。基板２１０は、インデント２５０にまたがっている。図では、基板クリップ２４０がくぼみ（図示せず）に挿入され、基板２１０の外側縁部２１３に接触していることを示す。基板クリップは、基板２１０を押し付けて基板接触表面２５２に接触させ、かつ基板２１０を押し付けて収容表面２３８に接触させる。
【００４４】
装置２０５は、作用表面上に１つ以上のサンプル（図示せず）を有する基板２１０を、光エネルギー源でサンプルをイオン化するのを容易にする位置のパターンに保持する方法において使用される。サンプルは、基板２１０の前面２１２上に置かれる。基板は、背面および厚みを有する。背面は、背面に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の背面縁部を有する。前面２１２は、前面２１２に沿って長さおよび幅を画定する１つ以上の前面縁部を有する。
【００４５】
本方法は、収容板２３０と少なくとも１つの基板クリップ２４０とを有する装置２０５を提供することを含む。収容板２３０は、背面、厚み、外形輪郭を画定する少なくとも１つの縁部、および少なくとも１つの収容表面２３８を有する。収容表面２３８は、基板２１０の背面を収容するためのものである。収容表面２３８は、基板２１０の少なくとも１つの縁部を収容するために、収容表面２３８から突き出る１つ以上の収容リップ２４２を有する。各基板クリップ２４０は、少なくとも１つの前面フィンガおよび少なくとも１つの背面フィンガを有する。前面フィンガは、幅、および利用されるときに、収容板２３０上に置かれた基板２１０の厚みをまさに超えて延在するのに十分なだけの長さを有する。背面フィンガは、収容板２３０の背面上に１つの位置を取るように前面フィンガから延在する。
【００４６】
次に、本方法は、収容表面２３８上に基板２１０を配置することを含む。基板２１０は、少なくとも１つの前面縁部が、１つ以上の収容リップ２４２に当接するように配置される。これにより、基板２１０を、光エネルギー源によってサンプルをイオン化する位置に方向付ける。次に、基板２１０の前面２１２の縁部２１３を、少なくとも１つの基板クリップ２４０により係合して、基板２１０を、少なくとも１つの収容リップ２４２に接触させ、および収容表面２３８に接触させて保持する。最後に、基板２１０を有する装置２０５が、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計において使用するために、１つ以上の金属板の空間内に配置される。
【００４７】
好ましい方法においては、収容板２３０の背面は、基板クリップ２４０の背面フィンガを収容するための少なくとも１つのくぼみを有する。次に、本方法はさらに、背面フィンガを少なくとも１つのくぼみ内にスライド可能に係合することを含む。
【００４８】
図では収容板を表わすのに矩形形状を用いてきたが、別の形状も利用できることは明らかである。図では、背面および収容表面に対して平坦な表面を有する収容板を示す。収容板の背面が、周囲空間の表面に一致する別の外形輪郭を有してもよい。同様に、収容表面は、基板の背面を補足する外形輪郭を有してもよい。周囲空間、収容板表面、および基板の背面の外形輪郭の組み合わせが、結果的に、基板の前面を平坦にし、レーザ源に向けさせる。
【００４９】
（例）
当業者であれば、通常の実験だけで、本明細書に記載される、特定の手順、実施形態、特許請求の範囲、および例に対する多くの均等物を認識し、または確認できるであろう。このような均等物も、本発明の範囲内にあり、本発明の特許請求の範囲に包含されるものとする。本出願全体を通して引用されたすべての参照資料、交付済の特許、および公表特許出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明の装置の利点は、以下の例により説明される。
【００５０】
図５に示される構造に広く適合する基板ホルダーは、ＤＩＯＳチップに対して作製された。サンプルは、チップの多孔質箇所上に置かれ、乾燥を可能にされた。チップは、収容表面上にすべり込まされ、２つの収容リップに接触させて配置された。前面フィンガが基板の縁部に接触するまで、基板クリップを、くぼみに挿入された背面フィンガに取り付けた。これにより、このアセンブリが、収容板の縁部によって保持されることができるようになった。アセンブリをほぼ水平に維持すると、チップは移動しなかった。アセンブリは、収容リップを用いて収容板の縁部、または基板クリップを用いて収容板の縁部のいずれかによって、チップを移動せずに下方に方向付けられることができた。アセンブリを、チップに接触する収容リップも基板クリップも持たない収容板の縁部を用いて保持した場合、チップは、十分な力を加えると、収容表面から移動させられることができる。アセンブリは、２秒以内にＭＡＬＤＩ機器に挿入する準備がなされた。特殊な機器または特殊な処理手順を使用する必要はなかった。装置を適切な清浄状態中で組み立てると、チップを固定した後に、追加の清浄化工程は必要としなかった。
【００５１】
１つのＤＩＯＳチップ上で全試験を実施後、基板ホルダーは、再使用のために直ちに準備された。基板クリップを引っ込めることにより、基板を清浄な収容表面から解放する。次に、取り付けられる新しいＤＩＯＳチップを配置できる。本発明の装置により、ＭＡＬＤＩ質量分析計のターゲット空洞内への基板の一貫した配置を提供する。基板間で質量分析計を再調整するする必要がなくなる。当業者であれば、上述の実施形態に基づき、本発明の別の特徴および利点を認識するであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲に示すものを除いて、個々に図示し、説明してきた内容に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１Ａ】円形基板の斜視図である。
【図１Ｂ】矩形基板の斜視図である。
【図２Ａ】収容板の一実施形態の平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの収容板の側面図である。
【図３Ａ】収容板の一実施形態の平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの実施形態の、線ｂ−ｂに沿った側面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの収容板の、線ｃ−ｃに沿った側面図である。
【図３Ｄ】図３Ｃの詳細図である。
【図４Ａ】基板クリップの実施形態の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂの基板クリップの側面図である。
【図５】基板を保持する装置の実施形態の平面図である。
【図１Ａ】
2007518105.tif 000003
【図１Ｂ】
2007518105.tif 000004
【図２Ａ】
2007518105.tif 000005
【図２Ｂ】
2007518105.tif 000006
【図３Ａ】
2007518105.tif 000007
【図３Ｂ】
2007518105.tif 000008
【図３Ｃ】
2007518105.tif 000009
【図３Ｄ】
2007518105.tif 000010
【図４Ａ】
2007518105.tif 000011
【図４Ｂ】
2007518105.tif 000012
【図５】
2007518105.tif 000013
【国際調査報告】
2007518105.tif 000014
2007518105.tif 000015