(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被分析表面から試料を収集する収集機器と、
前記収集機器と前記表面の間に試料収集に望ましい位置関係を得るため、前記収集機器と前記表面を互いに近づけるか遠ざけるかするように動かす手段であって、
前記望ましい位置関係は、前記収集機器が前記表面に対して望ましい位置関係にあるときの、前記収集機器の少なくとも一部分またはその影の初期画像に記録され、
前記収集機器と前記表面の間の所望の距離は、前記初期画像上の水平基準線と前記初期画像の前記収集機器またはその影の間の測定された距離と一致する、手段と、
前記収集機器の少なくとも一部分とその影の画像を取得し、前記取得画像に対応する信号を生成する手段と、
前記取得画像に対応する信号を受け取り、前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の位置関係を決定する手段と、
前記表面と前記収集機器を互いに近づけるか遠ざけることで前記実際の位置関係が前記望ましい位置関係に近づくように、前記収集機器と前記表面の実際の位置関係を前記望ましい位置関係と比較し、前記収集機器と前記表面の前記実際の位置関係と前記望ましい位置関係と差が所定の範囲から外れたとき、前記収集機器と前記表面を互いに近づけるか遠ざけるかの動きを開始する比較手段と、
から構成され、
前記取得画像から前記収集機器と前記表面との前記実際の位置関係を決定する手段は、前記取得画像上の水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器またはその影との距離を計算する手段を含み、
前記取得画像において用いられる前記水平基準線は、所望のターゲット距離を決定するために前記初期画像において用いられる前記水平基準線と一致しており、それにより、前記収集機器と前記表面の間の実際の距離を決定する際に、計算された前記距離を利用することができ、
前記実際の位置関係を決定する手段は、前記取得画像と共に線平均輝度技術を利用して、前記収集機器と前記表面との実際の前記距離を決定するように構成される、
ことを特徴とするサンプリング・システム。
【請求項２】
前記実際の位置関係を決定する前記手段は、前記取得画像の前記水平基準線と、前記線平均輝度が前記取得画像上で測定された最大線平均輝度の所定の割合に最初に達する前記取得画像上の位置との間の距離を測定するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記最大線平均輝度の所定の割合は、約５０パーセントであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記取得画像上の前記水平基準線は、前記取得画像の縁である、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記取得画像上の前記水平基準線と前記収集機器または前記取得画像内のその影との距離を計算する手段は、前記縁と前記収集機器またはその影との前記画素距離を計算し、且つ前記計算した画素距離を前記実際の距離に変換するように構成されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記収集機器によってサンプリングされる前記表面は、実質的にＸ−Ｙ平面内に配置され、Ｚ座標軸方向に前記収集機器から離間されており、前記表面と前記収集機器を互いに近づけ遠ざける手段は、前記表面を前記Ｘ−Ｙ平面内で前記収集機器に対して移動させ、その結果、前記表面に沿ったいくつかの座標位置のどの座標位置も、試料収集のために前記収集機器の近くに位置決めできるようにする手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
表面をサンプリングするための収集機器を含み、かつ前記収集機器と前記表面との間に試料収集のための所望のターゲット距離を有する、分析用の被分析表面をサンプリングするための表面サンプリング・システムは、
前記収集機器と前記表面の間の試料収集に所望のターゲット距離に関する情報を含むコンピュータであって、
前記所望のターゲット距離は、前記収集機器が前記表面から望ましい距離にあるときの、前記収集機器の少なくとも一部分またはその影の初期画像から決定されたものであり、
前記所望のターゲット距離は、前記初期画像上の水平基準線と前記初期画像の前記収集機器またはその影の間の測定された距離と一致する、コンピュータと、
前記コンピュータに接続され、前記コンピュータから受け取ったコマンドに応じて前記表面と前記収集機器を互いに近づけたり遠ざけたりする手段と、
前記収集機器または前記表面に落ちたその影の画像を取得し、前記取得画像に対応する信号を前記コンピュータに送る手段と、
から構成され、
前記コンピュータは、前記取得画像に対応する信号を受け取り、前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の距離を決定する手段を含み、
前記実際の距離を決定する手段は、前記取得画像上の水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器またはその影との間の距離を計算する手段を含み、
前記取得画像上の前記水平基準線は、前記所望のターゲット距離を決定するために前記初期画像において用いられる前記水平基準線と一致しており、それにより、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離を決定する際に、計算された前記距離を利用することができ、
前記コンピュータは、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離を比較し、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離が所定の範囲から外れたときに前記実際の距離が前記ターゲット距離に近づくように前記表面と前記収集機器を互いに近づけたり遠ざけたりする動きを開始する比較手段をさらに含み、
前記実際の距離を決定する手段は、線平均輝度技術を前記取得画像と共に利用し、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離を決定するように構成される、
ことを特徴とする表面サンプリング・システム。
【請求項８】
前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離を決定する手段は、前記水平基準線と、前記水平基準線から前記収集機器またはその前記影に向けて経路を辿ったときに前記線平均輝度が前記取得画像上で測定された前記最大線平均輝度の所定の割合に最初に達する前記取得画像上の位置との間の距離を測定するように構成されることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記取得画像上の前記水平基準線は前記取得画像の縁であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記取得画像上の前記水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器またはその影との間の距離を計算する手段は、前記縁と前記収集機器またはその影との間の画素距離を計算し、前記計算された画素距離を前記実際の距離に変換するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
被分析表面から試料を収集する収集機器と、
前記収集機器と前記表面を互いに近づけたり遠ざけたりして、前記収集機器と前記表面との間に試料収集に望ましい位置関係が存在するように動かす手段と、
前記収集機器の影は前記表面上に落ちるように光ビームを前記収集機器の方に導く光源と、
画像上に落ちた前記収集機器の前記影の少なくとも一部分の画像を取得し、取得画像に対応する信号を生成する手段と、
前記取得画像に対応する信号を受け取り、前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の位置関係を決定する手段と、
前記収集機器と前記表面の前記実際の位置関係を、前記望ましい位置関係と比較し、前記収集機器と前記表面の前記実際の位置関係と前記望ましい位置関係との差が所定の範囲から外れたときに、前記実際の位置関係が前記望ましい位置関係に近づくように前記収集機器と前記表面を互いに近づけたり遠ざけたりする動きを開始する比較手段と、
から構成され、
前記望ましい位置関係は、前記収集機器が前記表面に対して望ましい位置関係にあるときの、前記表面上に落ちた前記収集機器の前記影の少なくとも一部分の初期画像に記録され、
前記収集機器と前記表面の間の所望の距離は、前記初期画像上の水平基準線と前記初期画像の前記収集機器の前記影の少なくとも一部分の間の測定された距離と一致し、
前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の位置関係を決定する手段は、前記取得画像上の水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器の前記影との距離を計算する手段を含み、
前記取得画像上の前記水平基準線は、前記所望の距離を決定するために前記初期画像において用いられる前記水平基準線と一致しており、それにより、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離を決定する際に、計算された前記距離を利用することができ、
前記実際の位置関係を決定する手段は、前記取得画像と共に線平均輝度技術を利用して、前記収集機器と前記表面との実際の前記距離を決定するように構成される、
ことを特徴とするサンプリング・システム。
【請求項１２】
収集機器が被分析表面に対して望ましい位置関係で配置されたとき、分析のために被分析表面から試料を収集する収集機器を準備するステップであって、
前記望ましい位置関係は、前記収集機器が前記表面に対して望ましい位置関係にあるときの、前記収集機器の少なくとも一部分またはその影の初期画像に記録され、
前記収集機器と前記表面の間の所望の距離は、前記初期画像上の水平基準線と前記初期画像の前記収集機器またはその影の間の測定された距離と一致する、ステップと、
前記収集機器と前記表面が互いに近づけるか遠ざけるかすることができるように前記収集機器と前記表面を互いに支持するステップと、
前記収集機器の少なくとも一部分と前記表面に落ちたその影の画像を取得するステップと、
前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の位置関係を決定するステップと、
前記収集機器と前記表面との前記実際の位置関係を前記望ましい位置関係と比較し、前記実際の位置関係と前記望ましい位置関係との差が所定の範囲から外れたときに、前記表面と前記収集機器を互いに近づけるか遠ざける動きを開始するステップと、
から構成され、
前記実際の位置関係を決定するステップは、前記取得画像上の前記水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器またはその影との間の距離をコンピュータによって計算するステップを含み、
前記取得画像において用いられる前記水平基準線は、所望のターゲット距離を決定するために前記初期画像において用いられる前記水平基準線と一致しており、それにより、前記収集機器と前記表面との前記実際の位置関係を決定するステップは、コンピュータにより計算された前記距離を利用することができ、前記実際の位置関係を決定するステップは、線平均輝度技術を前記取得画像と共に利用して前記収集機器と前記表面との実際の距離を決定する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記実際の位置関係を決定するステップは、前記水平基準線と、前記水平基準線から前記収集機器に向けて経路を辿るときに前記線平均輝度が前記取得画像上で測定された前記最大線平均輝度の所定の割合に最初に達する前記取得画像上の位置との距離を測定するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決定するステップで利用される前記取得画像上の前記水平基準線は前記取得画像の縁であり、それにより、前記取得画像上の前記水平基準線からの距離を決定するステップは、前記取得画像の縁と前記取得画像上の前記収集機器またはその影との距離を決定するステップを含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記取得画像上の前記水平基準線と前記収集機器または前記表面に落ちたその影とからの前記距離を計算するステップは、前記取得画像の前記縁と前記収集機器またはその前記影との画素距離を計算し、前記計算された画素距離を前記実際の距離に変換するステップを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記取得し、決定し、比較するステップは、必要に応じて、前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離が前記所望の距離の所定の範囲内になるまで繰り返されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記取得し、決定し、比較するステップは、前記表面の代替位置が前記試料収集のために前記収集機器の近くに位置決めされるように、そしてサンプリング・プロセス中に前記収集機器と前記表面の間の前記実際の距離が前記距離の所定の範囲内に維持されるように、前記表面と前記収集機器を互いに移動させることを前記サンプリング・プロセス中に実行するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
収集機器が被分析表面に対して望ましい位置関係で配置された際に、分析を行う被分析表面から試料を収集するための収集機器を準備するステップであって、
前記望ましい位置関係は、前記収集機器が前記表面に対して望ましい位置関係にあるときの、前記収集機器の少なくとも一部分またはその影の初期画像に記録され、
前記収集機器と前記表面の間の所望の距離は、前記初期画像上の水平基準線と前記初期画像の前記収集機器またはその影の間の測定された距離と一致する、ステップと、
前記収集機器と前記表面を互いに近づけたり遠ざけたりできるように、前記収集機器と前記表面を互いに支持するステップと、
前記収集機器の影が前記表面に落ちるように前記収集機器に向けて光ビームを導くステップと、
前記表面に落ちた前記収集機器の前記影の少なくとも一部分の画像を取得するステップと、
前記取得画像から前記収集機器と前記表面との実際の位置関係を決定するステップと、
前記収集機器と前記表面との前記実際の位置関係を前記望ましい位置関係と比較し、前記実際の位置関係と前記望ましい位置関係との差が所定の範囲から外れたときに、前記表面と前記収集機器を互いに近づけるか遠ざける動きを開始するステップと、
から構成され、
前記実際の位置関係を決定するステップは、前記取得画像上の水平基準線と前記取得画像内の前記収集機器の前記影との距離をコンピュータによって計算するステップを含み、
前記取得画像において用いられる前記水平基準線は、所望のターゲット距離を決定するために前記初期画像において用いられる前記水平基準線と一致しており、それにより、前記収集機器と前記表面との前記実際の位置関係を決定するステップは、コンピュータにより計算された前記距離を利用することができ、
前記実際の位置関係を決定するステップは、線平均輝度技術を前記取得画像と共に利用して前記収集機器と前記表面との実際の距離を決定する、
ことを特徴とする被分析表面をサンプリングする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、サンプリング手段および方法に関し、より詳細には後の分析のために被分析表面から試料を得るための手段および方法に関する。
【０００２】
本発明は、米国エネルギー省からＵＴ−Ｂａｔｔｅｌｌｅ，ＬＬＣに認められた契約番号ＤＥ−ＡＣ０５−００ＯＲ２２７２５による政府支援を受けて行われ、政府は本発明に対する特定の権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
本発明が関係するサンプリング収集技術は、分析のために表面の質量（例えば、イオン）を収集する目的で、分析またはサンプリングされる表面の比較的近くに収集機器を位置決めすることを必要とする。そのような収集技術の一例は、脱離エレクトロスプレイイオン化（ＤＥＳＩ）質量分析法と関連して使用されるが、脱離大気圧化学イオン化（ＤＡＰＣＩ）やマトリックス支援レーザ脱離／イオン化（ＭＡＬＤＩ）など、表面からの検体または粒子の収集を必要とする他の技術にも当てはまる。そのようなどの技術でも、最適な収集結果を得るために収集機器が被分析表面から所定（または、所望）の距離に維持され、それにより後で分析されたときに収集結果が誤って解釈される可能性が減少することが望ましい。
【０００４】
さらに、噴霧柱（スプレイ・プルーム）内で試料収集プロセス中にサンプリング表面に試薬を送出する自己吸気式放射器を必要とするいくつかの試料収集プロセスが存在する。そのような放射器（エミッタ）は、一般に、噴霧柱がサンプリング表面に向かって所定（又は、一定）の入射角で導かれるように収集機器に対して所定の位置に固定され、それにより、送出された噴霧柱が、サンプリング表面の所定の位置に当たり、それによりサンプリングされる表面の物質を収集機器の方に移動させることができる。換言すると、放射器と収集機器と被分析表面との間に望ましい空間割り当てが存在し、表面が位置決めされるべき位置（例えば、所定の平面内）に表面が正確に位置決めされないと、満足な収集結果が得られない可能性が高い。
【０００５】
オペレータが、試料収集プロセスの間に試料収集機器と表面との距離を手動調整する必要をなくすために、試料収集プロセス中に収集機器と表面との距離を正確に制御するシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、試料収集機器と機器により分析（又は、サンプリング）される表面との距離を自動的に制御するシステムおよび方法を提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、画像分析技術を利用して試料収集プロセス中に収集機器−表面間距離を制御するシステムおよび方法を提供することである。
【０００８】
さらに、本発明の別の目的は、収集機器−表面間距離がサンプリング手順の間ずっと連続的に監視され、必要に応じて収集機器−表面間距離が最適間隔で維持されるように調整されるシステムおよび方法を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、試料収集プロセスの結果が、後で分析されたときに誤って解釈される可能性が減少するシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、試料に対して所定の角度で向けられた放射器を利用する試料収集操作と共に使用されるときに、試料収集プロセス中に放射器と収集機器と被分析表面間の適切な空間割り当てを維持するのに役立つシステムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、構造が複雑でないにも関わらず動作が有効なシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、被分析表面から試料を収集するためのサンプリング・システムおよび方法にある。
【００１３】
本発明のシステムは、収集機器と表面とを互いに近づけ遠ざけるための手段を含み、収集機器と表面の間には試料収集に望ましい位置関係がある。更に、システムは、収集機器の少なくとも一部分またはその影の画像を取得し且つ取得画像に対応する信号を生成するための手段を含む。また、取得画像に対応する信号を受け取り、取得画像から収集機器と表面との実際の位置関係を決定するための手段が提供される。このシステムは、また、収集機器と表面の実際の位置関係を所望の位置関係と比較し、収集機器と表面の実際の位置関係と所望の位置関係との差が、所定の範囲から外れたときに収集機器と表面を互いに近づけ遠ざける動きを開始し、その結果、表面と収集機器を近づけるか遠ざけることによって、実際の位置関係が、所望の位置関係に近づくようにする比較手段を含む。取得画像から収集機器と表面との実際の位置関係を決定するための手段が、画像上の基準位置と収集機器または画像内のその影との距離を計算し、その結果、収集機器と表面との実際の距離の決定が、計算された距離を利用するようにする手段を含む。
【００１４】
本発明の方法は、本発明のシステムによって実行される段階を含む。詳細には、そのような段階は、収集機器の少なくとも一部分または表面に落ちたその影の画像を取得することと、取得画像から収集機器と表面との実際の位置関係を決定することとを含む。この方法では、実際の位置関係を決定する段階が、画像上の基準位置および収集機器または画像内のその影から距離を計算し、これにより収集機器と表面との実際の位置関係を決定する段階が、計算された距離を利用するようにする段階を含む。次に、収集機器と表面との実際の位置関係が、所望の位置関係と比較され、実際の位置関係と所望の位置関係との差が所定の範囲から外れたときに表面と収集機器が互いに近づけられるか遠ざけられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の特徴が組み込まれたシステム２０の概略図である。
【図２】少し大きな倍率に描かれた図１のシステムの特定の構成要素の斜視図である。
【図３】上の図２から分かるような図１のシステムの被分析表面と様々な構成要素の図である。
【図４ａ−ｄ】毛細管と表面が互いに近づけられるか遠ざけられるときの毛細管の一部分と表面の実際の取得画像と、それに対応する各取得画像の線平均輝度（ＬＡＢ）のプロットの例の図である。
【図５ａ】本発明の方法において利用される画像分析を説明できる理論画像を表す図である。
【図５ｂ】図５ａの理論画像のＺ軸に沿ったＬＡＢの対応プロットである。
【図６】収集機器−表面間距離の関数として取得画像のＬＡＢ（例えば、最大５０パーセント）のプロットである。
【図７ａ−ｂ】収集機器−表面間距離の連続的再最適化において、図１の表面に対する試料収集機器の先端の経路を概略的に示す図である。
【図８ａ】用紙上に事前印刷されたハート形画像の図である。
【図８ｂ】本発明の方法の再最適化段階を利用せずに図８ａのハート形画像を化学的画像形成することによって再現されたハート形画像の図である。
【図８ｃ】本発明の方法の再最適化段階により図８ａのハート形画像を化学的画像形成することにより再現されたハート形画像の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に詳細な図面に移り、最初に図１を検討すると、後の分析のために（サンプリングする表面を具現する）表面２２の少なくとも１箇所（または領域）から試料を得るために本発明の特徴が具現された脱離エレクトロスプレイ（ＤＥＳＩ）システムの一実施形態（全体が２０で示される）の例が概略的に示される。サンプリングされる表面２２は、例えば、質量分析計３２で分析したい試料を有する配列でよいが、システム２０を使用して、関心のあるいくつかの表面のどれもサンプリングすることができる。したがって、本発明の原理を様々に適用することができる。
【００１７】
示した例のシステム２０は、表面２２に位置決めすることができる先端２６で終端する毛細管２３を有するサンプリング・プローブ２４（および関連したＤＥＳＩ放射器２５）の形の収集機器を含む。サンプリング・プロセス中に、例えば、シリンジポンプ３７から放射器２５を介して所定の試薬がサンプリング表面２２に導かれ、試料の質量（例えば、試料のイオン）が、収集試料の分析のために、毛細管２３によって表面２２の残りの部分から真空および／または電界によって取り出される。
【００１８】
図１と図２を参照し、またサンプリング表面２２に沿った任意の箇所から試料を収集できるようにするために、収集管２３は、その先端２６と共に、固定された静止状態で支持され、またサンプリング表面２２は、示されたＸＹ座標軸に沿って（即ち、支持板２７の平面内で）また示されたＺ座標軸に沿って収集管２３に対して動き、収集管２３の先端２６から近づき遠ざかるように、支持板２７上に支持される。示されたシステムの支持板２７は、例えば、分析したい物質量が配置された薄層クロマトグラフィ（ＴＬＣ）板の形をとることができる。したがって、本明細書の説明のため、サンプリング表面２２は、Ｘ−Ｙ平面内で支持板２７によって支持され、Ｚ軸はＸ−Ｙ平面と垂直である。
【００１９】
放射器２５は、毛細管２３に対して所定の位置に固定され、表面２２に対して事前に設定された関係で配置され、それにより、送出されたジェット（気体または液体）が、所定の入射角で表面２２に当たる。したがって、試料収集結果を最適なものにするためには、毛細管２３と放射器２５と表面２２との間に望ましい関係（すなわち、空間的割り当て）が存在することになる。
【００２０】
支持板２７は、それを動かすためのＸＹＺステージ２８（図１）の可動支持アーム３６に支持され取り付けられ、それにより表面２２は、示されたＸ、ＹおよびＺ座標方向に沿って支持される。ＸＹＺステージ２８は、コマンド信号を受け取るための第１の制御コンピュータ３０に接続されたジョイスティック制御ユニット２９に適切に配線され、これにより、システム２０によって行われるサンプリング・プロセス中に、表面２２が収集管先端２６の下でＸ−Ｙ平面内で動かされたときに表面２２または表面２２を横切る任意の所望のレーンに沿った（すなわち、ＸまたはＹ座標経路に沿った）任意の所望の箇所（すなわち、任意の所望のＸ−Ｙ座標位置）から試料を得ることができる。
【００２１】
例えば、図３では、表面２２が、毛細管先端２６の下で割り出し（インデックス）をされ、矢印１８で示された複数のＹ座標レーン（すなわち、経路）に沿って順々に移動されるときに、表面２２から試料を収集するために表面２２の上の所定の位置に配置された放射器２５と毛細管２３の図が示される。収集管２３を表面２２と合わせて位置決めしたい掃引速度やＸ−Ｙ位置の識別などの表面２２と毛細管２３の相対運動の特徴は、例えばコンピュータ・キーボード３１によってコンピュータ３０に入力されてもよく、コンピュータ３０のメモリ３３にあらかじめプログラムされてもよい。
【００２２】
ＸＹＺステージ２８の内部構成要素の説明が必要とは思われないが、ここでは、収集管先端２６に対する支持面２７（および、表面２２）のＸおよびＹ座標位置が、例えば、ＸＹＺステージ２８内部に取り付けられた１対の可逆サーボモータ（図示せず）の適切な動作によって制御され、収集管先端２６に対する支持面２７（および、表面２２）のＺ座標位置が、例えば、ＸＹＺステージ２８の内部に取り付けられた可逆ステップモータ（図示せず）の適切な動作によって制御されるとだけ説明しておく。したがって、ＸおよびＹ座標サーボモータに適切に通電することによって、収集管２３の先端２６を表面２２のＸ−Ｙ座標面内の任意の箇所と合うように位置決めできるように、表面２２を位置決めすることができ、またＺ軸ステッピングモータに適切に通電することによって、表面２２を収集管先端２６に近づけまたは遠ざけることができる。
【００２３】
更に図１を参照すると、示された例のシステム２０は、さらに、収集管２３に接続されて分析のために送り込まれた試料を受け入れる質量分析計３２を有し、質量分析計３２は、質量分析計３２の操作と機能を制御するための第２の制御コンピュータ３４と関連付けられる。質量分析計３２としての示されたシステム２０と共に使用するのに適した質量分析計の例は、カナダ国オンタリオのＭＤＳ  ＳＣＩＥＸ  ｏｆ  Ｃｏｎｃｏｒｄから商品名４０００ Ｑｔｒａｐで入手可能である。システム構成要素（質量分析計３２を含む）の種々の動作を制御するために、示されたシステム２０内では２つの別々のコンピュータ３０および３４が利用されるが、システム２０内で実行される全ての動作は、本発明にとって、単一のコンピュータで制御されてもよく、あるいは質量分析計のソフトウェア・パッケージ内にロードされた適切なソフトウエアコンポーネントによって制御されてもよい。この後者の例では、単一ソフトウェア・パッケージは、ＸＹＺステージング、画像分析および質量分析検出を制御することになる。
【００２４】
示されたシステム２０の特徴は、収集管２３の先端２６と表面２２との離間距離（すなわち、示されたＺ座標軸に沿って測った距離）を制御するために全体が４０で示された画像分析手段を含むことである。示されたシステム２０内で、画像分析手段４０は、収集管２３の（少なくとも一部分の）影が表面２２に落ちるように光線を収集管２３の方に導くために、収集管２３の近くに支持されたビーム放射器４３を有する光源４２を含む。
【００２５】
画像分析手段４０で収集された画像のタイプによっては、収集管の影を表面２２の全体に落とすために光線を収集管の方に導く必要がないことを理解されよう。例えば、画像が赤外線検出によって取得される場合、得られた画像は、異なる温度の構成要素を区別し、そのような場合は、収集画像において毛細管の影を取得しなくてもよい。したがって、本発明のより広い対象では、光源４２は必要とは限らない。
【００２６】
更に、試料収集操作の準備とその操作の際に収集管２３の少なくとも一部分と収集管２３によって表面２２に落ちる影の画像を収集するための閉回路カラーカメラ４４が、表面２２の一方の面に支持され、カメラ４４には、それで収集した画像を受け取り表示するためのビデオ（例えば、テレビ）モニタ４６が接続される。モニタ４６は、次に、カメラ４４によって撮影された画像に対応する信号をコンピュータ３０に伝えるために、コンピュータ３０（ビデオ・キャプチャ装置５０によって）に接続される。本明細書でより詳しく説明されるように、そのような収集画像は、収集管２３の先端２６と表面２２との実際の実時間距離を決定するために使用される。
【００２７】
さらに、システム２０は、毛細管２３と表面２２の広角ビューをオペレータに提供するために、ほぼ収集管２３と表面２２の方に向けられかつ第１の制御コンピュータ３０に接続されたレンズ付きウェブカメラ４８を備える。ウェブカメラ４８によって収集された画像は、本発明の一実施形態では試料収集操作の準備で表面２２の毛細管２３に対する最初の位置決めを容易にするために、オペレータが、コンピュータ３０と関連付けられた表示画面（５２で示された）上で見ることができる。
【００２８】
カメラ４４として使用するのに適した閉回路カメラの一例は、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ  Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名Ｐａｎａｓｏｎｉｃ  ＧＰ−ＫＲ２２２で入手可能であり、カメラ４４は、ニューヨーク州フェアポートのＴｈａｌｅｓ  Ｏｐｔｅｍ  Ｉｎｃ．から商品名Ｏｐｔｅｍ  ７０  ＸＬで入手可能なようなズームレンズを備える。ビデオ・キャプチャ装置５０として使用するのに適したビデオ・キャプチャ装置の例は、カリフォルニア州カンプトンのＢｅｌｋｉｎ  Ｃｏｒｐ．から商品名Ｂｅｌｋｉｎ  ＵＳＢ  ＶｉｄｅｏＢｕｓ  ＩＩで入手可能であり、ウェブカメラ４８として使用するのに適したウェブカメラの例は、カリフォルニア州ミルピータスのＷ．Ｃｒｅａｔｉｖｅ  Ｌａｂｓ  Ｉｎｃ．から商品名Ｃｒｅａｔｉｖｅ  Ｎｏｔｅｂｏｏｋ  Ｗｅｂｃａｍで入手可能である。
【００２９】
システム２０とその画像分析手段４０の動作は、画像分析の使用により、システム２０が、収集管２３とサンプリング表面２２との距離の実時間測定を監視し、その後で、必要に応じて、コンピュータ３０とＸＹＺステージ２８によって実際の毛細管−表面間距離の調整を行い、これにより、表面２２に沿った他の箇所又は表面２２を横切る様々なレーンに沿った箇所から試料を収集するために表面２２がＸまたはＹ座標軸に沿って移動された場合でも、サンプリング・プロセス全体にわたって最適又は望ましい毛細管と表面との距離（Ｚ軸に沿って測った）が維持されるというシステム動作の説明によってよりよく理解することができる。
【００３０】
システム２０により実行される試料収集操作の一実施形態の最初に、毛細管２３の先端２６が、試料を収集するのに最適または望ましい毛細管２３と表面２２との距離に対応する所望の毛細管−表面間距離に位置決めされ（操作の準備段階で）、この最適な距離は、（本明細書に述べた分析技術によって）計算されコンピュータ３０のメモリ３３に記憶される。表面２２の毛細管２３とのそのような所望の関係での位置決めは、ＸＹＺステージ２８のジョイスティック制御ユニット２９の適切な（例えば、手動）操作によって達成され、この位置決めは、オペレータが、操作のこの準備段階においてテレビモニタ４６を見ながら視覚的に監視される。表面２２が、毛細管２３との所望の位置関係で位置決めされた後、初期画像が、カメラ４８によって取得され、分析のためにコンピュータ３０に送られる。
【００３１】
そのよう所望の毛細管−表面間距離での毛細管２３の前述の手動準備が、完全自動化された操作でなくてもよいことを理解されよう。例えば、連続的な試料収集操作中にＸＹＺステージ２８の再調整が不要な場合がある。したがって、同様に取り付けられた表面を含む第２またはその後の試料収集操作では、毛細管−表面間距離を最適な状態に繰り返し設定することなく、適切なコマンドをコンピュータ３０に入力して試料収集操作を開始することができる。
【００３２】
前述の操作の準備段階の後でカメラ４８によって取得された初期画像は、毛細管２３の少なくとも一部分、毛細管２３の一部分の影、および表面２２の背景を含む。例えば、図４ａ〜図４ｄでは、毛細管２３と表面２２が互いに様々な距離で配置されたときの毛細管２３の一部分と下にある表面２２の実際の取得画像が示される。図４ａ〜図４ｄの各画像では、毛細管２３の影が表面に落ち（光源４２を毛細管２３に対して適切に位置決めすることにより）、また影が表面２２の影のまわりの領域よりもかなり暗いことが分かる。
【００３３】
システム２０によって実行される画像分析は、毛細管と表面に落ちた影の１７Ｘ１３画素画像を概略的に示す図５ａを参照して最も理解することができる。図５ａの画像において、Ａと示された領域は、毛細管の画像を表し、Ｂと示されたれ領域は、表面に落ちた毛細管の影の画像を表し、Ｃと示された領域は、示されたＺ座標軸と平行に配列された垂直線Ｌ１およびＬ２によって画定された領域を表し、Ｄと示された領域は、画像の背景（すなわち、周囲の表面）を表す。この場合も、図５ａの画像で、サンプリング毛細管の画像Ａとその影の画像Ｂが、図５ａの画像の残りの部分Ｄより暗いことが分かる。
【００３４】
Ｌ１とＬ２の間の水平線（すなわち、示されたＸ軸と平行な線）に沿った画素の輝度が加算される（図５ａの画像では、すべての列の３つの画素が丸で示されている）。この計算された数は、分析されている図５ａの画像のＺ座標に対する、図５ｂにプロットされた水平線（すなわち、線平均輝度（line average brightness）、すなわちＬＡＢ）の平均輝度を表す。図５ｂにプロットされたＬＡＢは、検査範囲で調べた最も明るいＬＡＢと最も暗いＬＡＢに対して正規化される。
【００３５】
前述のＬＡＢ分析を考慮し、また本明細書に示された分析段階により、毛細管−表面間距離は、線Ｌ１およびＬ２と交差する水平基準線（仮想でもよい）と、ＬＡＢ値が画像上で測った最大ＬＡＢ値の所定の割合（この例では５０パーセント）に最初に達するＺ座標位置との間の画素の距離を測定することにより計算される。換言すると、この例で水平基準線を図５ａの画像の下縁とみなしたとき、測定距離は、図５ａの画像の下縁と、ＬＡＢ値が例えば画像上で測った最大ＬＡＢ値の５０パーセントに最初に達した画像のＺ座標位置との間の画素の距離を最初に測定することによって得られる。この測定された画素値は、次に、図６に示されたような所定の距離／画素値較正曲線を使用して、実際または現実（例えば、μｍ）の距離に変換される。したがって、この画素距離を実際の距離に変換するために、コンピュータ３０のメモリ３３は、取得画像の１画素当たりの実際の離間距離に関連する情報と経験的手段によって収集された情報によって事前にプログラムされる。
【００３６】
自動化ＤＥＳＩ表面サンプリング実験における本出願人の過去の成功から、前述の基準線（例えば、取得画像の下縁）と、ＬＡＢが例えば最大測定値の５０パーセントに最初に達する図５ａの示されたＺ座標方向の位置とからの距離が、毛細管と表面との実際の距離を表すことが実証されている。しかしながら、同じ方針で、本出願人は、５０パーセントの数値（最大ＬＡＢ値の所定の割合として使用されたような）が、本明細書に記載された方法に使用される画像分析技術に不可欠であるとは考えない。例えば、収集画像内で取得された影の縁を示すために、１０〜９０パーセントの割合値を選択してもよい。
【００３７】
この準備段階（すなわち、管−表面間距離がその最適距離に設定されたとき）で毛細管と表面との実際の距離が決定された後で、その距離は、コンピュータ３０に記憶され、目下の目的のために、試料収集プロセス全体にわたって維持したいターゲット毛細管−表面間距離として指定される。換言すると、ターゲット毛細管−表面間距離がコンピュータ３０に記憶された後で、表面２２上の所望の位置または表面２２を横切る所望のレーンに沿った位置から試料を収集するために図１に示されたＸ−Ｙ平面内で表面２２を毛細管２３に対して移動させることによって、サンプリング・プロセスを開始することができる。サンプリング・プロセスにおいて、毛細管と表面に落ちたその影の画像（毛細管２３が様々な距離だけ表面から離間された図４ａ〜図４ｄの画像と同等）が定期的に取得され、各画像が分析されて実際管−表面間距離が決定され、その後で決定された実際管−表面間距離がターゲット管−表面間距離と比較され、必要に応じて、実際管−表面間距離をターゲット管−表面間距離の近くに維持するように調整される。
【００３８】
比較のために、コンピュータ３０（すなわち、そのメモリ３０）にターゲット距離に対する受け入れ可能な距離（すなわち、許容）限度に関する情報が事前にプログラムされることが理解されよう。換言すると、実際の距離がターゲット距離と、そのような許容限度を超える量とは異なると判断された場合は、コマンドがＸＹＺステージ２８に送られて、毛細管２３と表面２２との間のＺ軸方向の調整が行われて、実際の距離がターゲット距離と一致するように（すなわち、許容限度内に）戻される。したがって、そのようにあらかじめ設定された許容限度は、実際管−表面間距離が、表面２２がそれ以上毛細管２３に近づく必要も遠ざかる必要もない所望のターゲット管−表面間距離に十分近づく（例えば、±３μｍ以内）ことができる所定の範囲に対応する。
【００３９】
したがって、試料収集プロセスにおける実際の毛細管−表面間距離の画像分析に基づく制御が、一連の段階からなることが分かる。最初に、システム２０によって行われる画像分析の準備で毛細管−表面間距離の初期設定が必要な場合、オペレータは、表面２２のＺ軸位置を、表面２２が毛細管２３の先端２６の比較的近くに位置決めされ、それにより毛細管先端−表面間距離が試料収集に最適になるまで調整する。この設定手順において、表面２２と毛細管先端２６の相対位置は、ウェブカメラ４８によって得られ表示画面５２に表示された画像を見るオペレータによって視覚的に監視することができる。しかしながら、以前に述べたように、この初期設定段階は、完全自動化された操作では省略することができる。
【００４０】
この準備段階で表面２２が毛細管先端２６と望ましい位置関係に動かされた後で、光ビームが、光源４２から毛細管先端２６の方に導かれ、その結果、毛細管２３の（少なくとも一部分の）影が表面２２に落とされ、オペレータは、コンピュータ３０にそのキーボード３１によって適切なコマンドを入力し、それにより、カメラ４４によって、毛細管先端２６、毛細管先端２６の落ちた影、および表面２２の落ちた影の近く（例えば、周囲）の領域を示す初期画像が得られる。落ちた影と近くの表面２２の良好な画像を得るには、光源４２のビーム放射器４３とカメラ４４が互いに、毛細管先端２６の方に光ビームを導く経路とカメラ４４が毛細管先端２６の方に向けられた経路が直角になるように配置される。
【００４１】
次に、得られたこの初期画像により、画像の分析（以前に述べた）を行い、毛細管２３の影が画像の基準線（例えば、下縁）からどれだけ離れているかが決定される。より具体的には、本発明の分析により、基準線と、ＬＡＢが画像上で測定された最大ＬＡＢの所定の割合（例えば、５０パーセント）に最初に達した画像に沿ったＺ座標位置との間の距離（画素で表した）が測定される。次に、コンピュータ３０は、図６の所定の距離／画素値較正曲線によって表わされたような、取得画像の１画素当たりの実際の離間距離に関連するあらかじめプログラムされた情報によって、測定した画素距離を実際の距離に変換する。
【００４２】
実際の（および所望の）毛細管−表面間距離が決定された後で、決定された距離が、毛細管先端２６と表面２２間のターゲット距離に対応するように、コンピュータ３０のメモリ３３に記憶される。その後で、試料収集プロセスが開始されたとき、プローブ先端２６と表面２２の連続画像と、より具体的には表面２２に落ちた毛細管先端２６の影が、カメラ４４によって取得または撮影される。そのような取得画像に対応する電気信号は、すぐに第１の制御コンピュータ３０に送られ、そこでそのような画像のうちの選択された画像に画像分析が実行される。本発明のために、語句「取得画像のうちの選択された画像」は、あらかじめ選択され定期的な時間間隔（例えば、０．５秒ごと）で取得された画像を意味し、これらの選択された画像間の分析のための時間間隔は、コンピュータ３０にあらかじめプログラムされてもよくコンピュータ３０で選択されてもよい。
【００４３】
同じように、取得画像のうちの選択された画像から、コンピュータ３０は、画像ごとに、コンピュータ３０にロードされた適切なプログラムによって、Ｚ軸に沿った、またはより具体的にはＺ軸に沿って延在する所定幅の経路に沿った各画像の平均線輝度（ＬＡＢ）のプロットを生成することができる。その後で、これらのＬＡＢプロットを前述のように利用して、毛細管先端２６と表面２２との間の実時間（または実際）の離間距離を決定する。
【００４４】
図４ａ〜図４ｄを再び参照すると、表面２２が毛細管先端２６に近づくときの表面２２の実際の取得画像の例と、それに対応するＬＡＢとＺ軸位置の関係を示すプロットを示す。図４ａに示された画像は、表面２２から比較的遠い距離（すなわち、約２００μｍ）に配置された毛細管２３を、得られたＺ軸と輝度の関係のプロットと共に示し、ここで、ＬＡＢ曲線が、画像内で測定されたＬＡＢの最大値の５０パーセント（ＬＡＢMAXの５０％またはＬＡＢ50%）に最初に達するＺ軸に沿った場所を示す位置（例えば、点線位置）が、画像の下縁から約８４画素離間されている。毛細管先端２６と表面２２の間の距離が小さくなるとき、毛細管２３の影Ｅは、画像の下縁からさらに離れる。例えば、図４ｂの画像は、表面２２から約１００μｍの距離に配置された毛細管２３を示し、この図４ｂではＬＡＢ曲線が最初にＬＡＢMAXの５０％に達する画像内の位置は、画像の下縁から約９２画素であり、図４ｃの画像は、表面２２から約０μｍの距離に配置された毛細管２３を示し、この図４ｃの画像ではＬＡＢ曲線が最初にＬＡＢMAXの５０％に達する画像内の位置は、画像の下縁から約１００画素である。これと比較して、図４ｄに示された画像は、表面２２から約−２００μｍの距離に配置された毛細管２３を示し（図４ｃに示された位置から毛細管２３が曲げられるか上昇することを表す）、この図４ｃの画像ではＬＡＢ曲線が最初にＬＡＢMAXの５０％に達する位置が、画像の下縁から約１１１画素である。
【００４５】
収集試料の分析に関する限り、表面２２から収集管２３によって収集された試料は、質量分析計３２に送られ、そこで当該技術分野で既知の方法で分析される。必要に応じて、質量分析計３２の操作を制御するために、表示画面３８とキーボード３９を有する第２の制御コンピュータ３４（図１）を質量分析計３２に接続することができる。換言すると、キーボード３９を使用して、コンピュータ３４にコマンドを入力し、それにより質量分析計３２の動作とデータ収集を制御することができる。
【００４６】
一般に、システム２０により実行される試料収集動作において、表面２２は、毛細管２３に対してＸ−Ｙ平面内で移動され、これにより、表面２２がプローブ２４の下で動くときに毛細管２３の先端２６が表面２２をサンプリングする。このために、例えば、コンピュータ３０は、代替位置で試料を得るための代替位置（または箇所）を毛細管先端２６による試料収集位置に位置決めできるようにＸ−Ｙ平面内で表面２２を割り出すか、表面２２を横切る特定のレーン（図３の経路１８など）に沿って毛細管２３で表面２２をサンプリングするようにＸまたはＹ座標軸に沿って表面２２を移動させるように、あらかじめプログラムされてもよい。
【００４７】
図７ａと図７ｂに関して、試料収集動作の際に表面２２が毛細管先端２６の下を通るときの表面２２と毛細管先端２６との位置関係と、毛細管−表面位置の再最適化の際の毛細管先端２６の動きを概略的に示す。（図７ａと図７ｂの両方で、表面２２は、例示のために毛細管の縦軸に対して誇張された角度で示される。）
より具体的には、図７ａ内で、表面２２と毛細管２３は互いに、試料収集プロセスで試料が表面２２のレーンから試料が収集されるように、矢印６２で示された負の（−）Ｘ座標方向に動かされ、図７ｂ内で、表面２２と毛細管２３は互いに、試料収集プロセスで試料が表面２２のレーンから収集されるように、矢印６３で示された正の（＋）Ｘ座標方向に動かされる。
【００４８】
一方、図７ａと図７ｂに示された点線６４および６６は、表面２２と毛細管先端２６間に試料収集に最適または望ましい距離を維持するために、毛細管先端２６を位置決めしなければならない外側境界またはあらかじめ設定された限度を示す。例えば、毛細管２６と表面２２との距離を試料収集の最適条件に対応する距離に維持するために、毛細管先端２６は、（Ｚ軸に沿って）線６４よりも表面２２に近づいてはならず、また毛細管先端２６を表面２２から線６６より遠ざけてはならない。実際には、（Ｚ軸に沿って測定されたような）あらかじめ設定された限度間の離間距離が、互いから約６μｍなどの数マイクロメートル以内でよく、これにより、あらかじめ設定された限度（点線６４および６６に対応する）はそれぞれ、表面２２が毛細管先端２６に対して最適に調整された関係のターゲット距離から約３μｍに離間される。したがって、システム２０によって実行される試料収集操作では、定期的に離間された間隔で画像が取得され、前述の画像分析技術によって、毛細管先端２６と表面２２との実際の距離が決定される。
【００４９】
次に、決定された実際の距離は、コンピュータ３０で動作している適切なソフトウェア７０（図１）によって、毛細管先端２６と表面２２との所望のターゲット距離と比較され、このターゲット距離は、規定された限度線６４および６６（図７ａまたは図７ｂ）によって定められる。実際の毛細管−表面間距離が、規定された限度線６４および６６内にあると判定された場合は、Ｚ軸に沿った表面２２と毛細管先端２６の相対的な動きまたは調整は不要である。しかしながら、実際の毛細管−表面間距離が、規定された限度線６４および６６上またはその外にあると判定された場合は、実際の毛細管−表面間距離を限度線６４および６６に対応する規定された限度内に戻すために、表面２２と毛細管先端２６との相対位置の調整が必要である。したがって、図７ａに示されたような試料収集操作では、毛細管２３が表面２２に対して負（−）Ｘ座標軸の方向に移動されるときにＺ軸方向の表面２２とプローブ２４の頻繁な調整を行わなければならず、表面２６に対して毛細管先端２６が辿る経路は、階段状経路６８によって示すことができる。
【００５０】
これと比較し、図７ｂに示された試料収集操作では、毛細管２３が表面２２に対して正（＋）Ｘ座標軸に沿って移動されるときにＺ軸方向の表面２２と毛細管２６の頻繁な調整を行わなければならず、表面２２に対して毛細管先端２６が辿る経路は、階段状経路６９によって示すことができる。
【００５１】
したがって、以上のことから、表面サンプリング・プロセスにおいて毛細管−表面間距離を制御するためのシステム２０およびそれに関連した方法が述べられた。これに関連して、システム２０は、画像分析を使用する試料収集機器−表面間距離の実時間再最適化の構築を自動化する。画像分析は、毛細管２３の先端２６の近くの領域の方に向けられたレンズを有するビデオカメラ４４から静止画像を定期的に取得することと、その後で取得画像を分析して実際の毛細管−表面間距離を決定することを含む。この実際の毛細管−表面距離を決定し、次に実際の毛細管−表面間距離を、例えば手順の準備段階で確立することができる実際の毛細管−表面間距離に対応するターゲット毛細管−表面間距離と比較することによって、システム２０は、必要に応じて、離間された毛細管−表面間距離をＺ座標軸の方向に調整することによって、試料収集手順において毛細管−表面間距離を自動的かつ連続的に再最適化することができる。必要に応じて、表面２２をＸ−Ｙ平面に沿って（かつ毛細管２３に対して）動かして、表面２２上の等しい間隔または個別化された間隔の複数の平行レーンに沿って毛細管２３によって試料を自動収集することができる。前述のシステム２０により、試料を一定の走査速度または個別化された（即ち、様々な）走査速度で収集することができる。
【００５２】
試料収集プロセス全体にわたって毛細管−表面間距離を制御するためのシステム２０および関連した方法によって提供される基本利点は、試料収集プロセスにおける毛細管−表面間距離（すなわち、Ｚ座標軸方向の）の操作介入および手動制御を不要にすることと関係する。したがって、システム２０により行われる試料収集操作の精度は、試料収集プロセスを監視するために必要なオペレータの技術によって限定されない。さらに、システム２０は、また、毛細管２３によって収集された試料の精度に直接影響を及ぼす利点を有する。例えば、試料収集プロセス全体にわたって最適または望ましい毛細管−表面距離が維持されるので、表面２２が不正確にサンプリングされ、その結果により分析されるときに収集された試料が誤って解釈される可能性が実質的に減少する。
【００５３】
前述のシステム２０およびプロセスは、互いに望ましい空間的関係（すなわち、割り当て）で位置決めされるように設計されたノズルチップを有する放射器２５などの部品を使用する試料収集機器においてさらなる利点を提供する。例えば、試料収集操作においてノズルチップとサンプリング表面が一般に互いに一定関係で配置された試料収集システムでは、ノズルチップ−表面間距離が変化がすると、それに対応する大きさだけサンプリング毛細管−表面間距離が変化することになる。しかしながら、本発明のシステム２０およびプロセスは、試料収集プロセスにおいて望ましい毛細管−表面距離を維持するのに役立つので、システム２０およびプロセスは、放射器と収集管とサンプリング表面の間に望ましい空間的関係を維持するのにも役立つ。
【００５４】
本出願人は、本明細書に記載したシステムおよび方法を使用してイメージング用途を改善することができると判断し、そのような改善を実験によって立証した。例えば、２つの実験において、本出願人は、化学的画像化によって、本発明の原理により図８ａに示されたハート形画像を再現することを試みた。これに関連して、図８ａのハート形画像（領域が約１８ｍｍ×１４．５ｍｍの寸法の）は、プリンタ紙にその原理染料としてローダミンＢを含む赤インクで事前印刷され、また事前印刷用紙が、ＸＹＺステージに取り付けられ、毛細管先端２６が位置決めされる平面（すなわち、Ｘ−Ｙ平面）に対して意図的に傾斜された。より具体的には、ハート形画像を含む用紙は、Ｘ−Ｙ平面（すなわち、真の水平面）に対して１．３５度の角度で配置された。換言すると、これらの実験のために、図８ａに示されたような事前印刷用紙の左側は、用紙の右側より約４００μｍ低かった。
【００５５】
毛細管２３と放射器２５を図８ａの事前印刷用紙の表面の近くに位置決めし、通常試料収集のために表面を走査するのと同じように用紙を走査することによって、インク成分の抽出イオン電流画像を得ることができる。換言すると、図８ａの用紙を化学的画像形成するために図８ａの事前印刷用紙が毛細管２３と放射器２５によって走査されるとき、検出インクのイオン電流信号の強さを示す相当画像が、ＤＥＳＩ−ＭＳイメージングによって再生される。
【００５６】
第１の実験では、事前印刷用紙のハート形画像は、毛細管２３が位置決めされた用紙上の位置に対して毛細管２３が配置される距離を最適化することなく化学的画像形成された（１００μｍ／秒の走査速度で）。換言すると、この第１の実験では、ＸＹＺステージを調整して、事前印刷用紙をＺ軸に沿って動かして毛細管−用紙間距離を調整することをしなかった。この第１の実験の抽出イオン電流画像は図８ｂに示され、図８ａのハート形画像の左側部分が、図８ｂではあまりよく再現されていないことが分かり、したがって、図８ａの事前印刷された用紙の左側部分が走査されたときに検出されたインク信号の強度が比較的低かったことを示す。
【００５７】
第２の実験では、本発明の方法の画像分析段階によって収集管−表面間距離が所定の位置に調整され、その結果、事前印刷用紙が試料収集操作において化学的画像形成されるときに毛細管−事前印刷用紙間距離が最適化される。この第２の実験で再現されたハート形画像が、図に８ｃ示され、再現された画像（図８ｃ）の全体が均質であり、また図８ａに示された画像と実質的に同じであることが分かり、したがって、図８ａの事前印刷用紙のハート形画像全体の検出インク信号の強度が、走査プロセス全体にわたって強い（かつ比較的一定である）ことを示す。
【００５８】
本発明の精神から逸脱することなく前述の実施形態に多数の修正および置換を行うことができることを理解されよう。例えば、前述の実施形態では、毛細管２３が固定された静止状態で示され、表面２２が、所望の箇所または現像レーンを毛細管２３と合うように位置決めするためにＸ，ＹまたはＺ座標方向のいずれに沿って毛細管２３に対して動かされるように示し説明したが、本発明の幅広い態様による代替実施形態は、固定された静止状態で支持された表面と、Ｘ、ＹまたはＺ座標方向のいずれかに沿って表面に対して移動可能なプローブとを含むことができる。したがって、前述の実施形態は、限定としてではなく例示のためのものである。
【符号の説明】
【００５９】
２０…システム、２２…表面、２３…毛細管、２４…サンプリング・プローブ、２５…放射器、２６…先端、２７…支持板、２８…ＸＹＺステージ、２９…ジョイスティック制御ユニット、３０…制御コンピュータ、３２…質量分析計、３６…可動支持アーム、３７…シリンジポンプ、４０…画像分析手段、４３…ビーム放射器、４２…光源、４４…カメラ、４６…モニタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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