特許 6581747 試料支持体、試料支持体の製造方法、及び試料のイオン化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6581747

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】試料支持体、試料支持体の製造方法、及び試料のイオン化方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/62 20060101AFI20190912BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/62 F

【請求項の数】28

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2019-520668(P2019-520668)

(86)(22)【出願日】2019年1月8日

(86)【国際出願番号】JP2019000222

【審査請求日】2019年4月16日

(31)【優先権主張番号】特願2018-21895(P2018-21895)

(32)【優先日】2018年2月9日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100183081

【弁理士】

【氏名又は名称】岡▲崎▼ 大志

(72)【発明者】

【氏名】内藤 康秀

(72)【発明者】

【氏名】大村 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】小谷 政弘

【審査官】 吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１４５７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４３５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２０３２９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料のイオン化用の試料支持体であって、
互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、
少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、
を備え、
前記基板及び前記導電層には、前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面と前記第２表面とに開口する複数の貫通孔が形成されており、
前記第２表面及び前記第３表面の少なくとも一方に、前記第２表面側の面と前記第３表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされている、
試料支持体。

【請求項2】

水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
請求項１に記載の試料支持体。

【請求項3】

水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面と前記貫通孔の前記第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされており、
前記水に対する親和性を向上させる表面処理は、前記第３表面と前記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第３表面と前記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む、
請求項１又は２に記載の試料支持体。

【請求項4】

水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされており、
前記水に対する親和性を向上させる表面処理は、前記第２表面と前記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第２表面と前記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む、
請求項１に記載の試料支持体。

【請求項5】

水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
請求項１又は４に記載の試料支持体。

【請求項6】

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１〜５のいずれか一項に記載の試料支持体。

【請求項7】

前記貫通孔の幅は、１ｎｍ〜７００ｎｍである、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の試料支持体。

【請求項8】

前記導電層の材料は、白金又は金である、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の試料支持体。

【請求項9】

試料のイオン化用の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を備え、
前記第１表面及び前記第２表面の少なくとも一方に、前記第１表面側の面と前記第２表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされており、
前記表面処理は、
水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第１表面側の面の方が高くなるように、前記第１表面と前記貫通孔の前記第１表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第１表面と前記貫通孔の前記第１表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理、又は、
水に対する親和性が前記第１表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理である、試料支持体。

【請求項10】

前記親水性のコーティング層は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成された層である、
請求項３、４又は９に記載の試料支持体。

【請求項11】

前記疎水性のコーティング層は、金属の蒸着により形成された層又は自己組織化単分子膜により形成された層である、
請求項２又は５に記載の試料支持体。

【請求項12】

試料のイオン化用の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表面を有する基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を用意する第１工程であって、前記基板及び前記導電層には、前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面と前記第２表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている、該第１工程と、
前記第２表面及び前記第３表面の少なくとも一方に、前記第２表面側の面と前記第３表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理を行う第２工程と、
を含む、試料支持体の製造方法。

【請求項13】

前記第２工程は、水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面に疎水性のコーティング層を設ける工程を含む、
請求項１２に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項14】

前記第２工程は、水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面と前記貫通孔の前記第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含み、
前記水に対する親和性を向上させる表面処理は、前記第３表面と前記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第３表面と前記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む、
請求項１２又は１３に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項15】

前記第２工程は、水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含み、
前記水に対する親和性を向上させる表面処理は、前記第２表面と前記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第２表面と前記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む、
請求項１２に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項16】

前記第２工程は、水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面に疎水性のコーティング層を設ける工程を含む、
請求項１２又は１５に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項17】

試料のイオン化用の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を用意する第１工程と、
前記基板の第１表面及び前記基板の第２表面の少なくとも一方に、前記第１表面側の面と前記第２表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理を行う第２工程と、
を含み、
前記表面処理は、
水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第１表面側の面の方が高くなるように、前記第１表面と前記貫通孔の前記第１表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第１表面と前記貫通孔の前記第１表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理、又は、
水に対する親和性が前記第１表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理である、試料支持体の製造方法。

【請求項18】

前記第２工程において、前記親水性のコーティング層は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成される、
請求項１４、１５又は１７に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項19】

前記第２工程において、前記疎水性のコーティング層は、金属の蒸着又は自己組織化単分子膜により形成される、
請求項１３又は１６に記載の試料支持体の製造方法。

【請求項20】

互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、前記基板及び前記導電層には、前記第２表面と前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に前記第２表面が対向するように前記載置面に前記試料支持体を載置する第２工程と、
前記第３表面側から前記複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、
前記導電層に電圧を印加しつつ前記第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第４工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記基板の第２表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
試料のイオン化方法。

【請求項21】

前記第３表面と前記貫通孔の前記第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている、
請求項２０に記載の試料のイオン化方法。

【請求項22】

互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、前記基板及び前記導電層には、前記第２表面と前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に前記第２表面が対向するように前記載置面に前記試料支持体を載置する第２工程と、
前記第３表面側から前記複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、
前記導電層に電圧を印加しつつ前記第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第４工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第３表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面と前記貫通孔の前記第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている、
試料のイオン化方法。

【請求項23】

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を備える試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に前記第２表面が対向するように前記載置面に前記試料支持体を載置する第２工程と、
前記第１表面側から前記複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、
前記基板に電圧を印加しつつ前記第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第４工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第２表面側の面よりも前記第１表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
試料のイオン化方法。

【請求項24】

互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、前記基板及び前記導電層には、前記第２表面と前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に載置された試料に前記第２表面が対向するように、前記試料支持体を前記試料上に配置する第２工程と、
前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第３表面側に移動した状態で、前記導電層に電圧を印加しつつ前記第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第３工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている、
試料のイオン化方法。

【請求項25】

水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
請求項２４に記載の試料のイオン化方法。

【請求項26】

互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも前記第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、前記基板及び前記導電層には、前記第２表面と前記導電層の前記基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に載置された試料に前記第２表面が接触するように、前記試料支持体を前記試料上に配置する第２工程と、
前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第３表面側に移動した状態で、前記導電層に電圧を印加しつつ前記第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第３工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第３表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第３表面に疎水性のコーティング層が設けられている、
試料のイオン化方法。

【請求項27】

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を備える試料支持体を用意する第１工程と、
載置部の載置面に載置された試料に前記第２表面が対向するように、前記試料支持体を前記試料上に配置する第２工程と、
前記試料の成分が毛細管現象によって前記複数の貫通孔を介して前記第１表面側に移動した状態で、前記基板に電圧を印加しつつ前記第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料の成分をイオン化する第３工程と、
を含み、
水に対する親和性が前記第１表面側の面よりも前記第２表面側の面の方が高くなるように、前記第２表面と前記貫通孔の前記第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている、
試料のイオン化方法。

【請求項28】

前記試料は、乾燥試料であり、
前記第３工程よりも前に、前記載置面に載置された前記試料に対して、前記試料の粘性を低くするための溶液を加える工程を更に含む、
請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の試料のイオン化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、試料支持体、試料支持体の製造方法、及び試料のイオン化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生体試料等の試料の質量分析において、試料をイオン化するための試料支持体が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような試料支持体は、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を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６０９３４９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような質量分析においては、イオン化された試料（試料イオン）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。このような質量分析においては、信号強度（感度）の向上が望まれている。

【0005】

そこで、本開示は、試料イオンの信号強度を向上させることができる試料支持体、当該試料支持体の製造方法、及び当該試料支持体を用いた試料のイオン化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】

【0006】

本開示の一側面に係る試料支持体は、試料のイオン化用の試料支持体であって、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備え、基板及び導電層には、導電層の基板とは反対側の第３表面と第２表面とに開口する複数の貫通孔が形成されており、第２表面及び第３表面の少なくとも一方に、第２表面側の面と第３表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされている。

【0007】

上記試料支持体は、第２表面及び第３表面に開口する複数の貫通孔が形成された基板を備える。例えば、毛細管現象によって基板の複数の貫通孔内に測定対象の試料の成分が進入した状態において、基板の第１表面に対してレーザ光が照射されることにより、導電層を介して当該レーザ光のエネルギーが試料の成分に伝達され、試料の成分がイオン化される。ここで、本発明者らの鋭意研究により、なるべく試料の成分を貫通孔内に留めておくことによってイオン化された試料（試料イオン）の信号強度が増大するという知見が得られた。そこで、上記試料支持体では、導電層の第３表面及び基板の第２表面の少なくとも一方に、水に対する親和性を第２表面側の面と第３表面側の面との間で互いに異ならせるための表面処理がされている。すなわち、第２表面及び第３表面の一方側の面（以下「第１面」）が第２表面及び第３表面の他方側の面（以下「第２面」）よりも水に対する親和性が高い状態が実現されている。これにより、測定対象の試料の成分を、水に対する親和性が比較的高い第１面から貫通孔内に適切に進入させることが可能となる。さらに、水に対する親和性が比較的低い第２面において、貫通孔内に進入した試料の成分の貫通孔内からの流出を抑制することができる。従って、上記試料支持体によれば、試料の成分を貫通孔内に留め易くすることができ、試料イオンの信号強度を向上させることができる。

【0008】

水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、第２表面に疎水性のコーティング層が設けられていてもよい。この場合、第２表面に設けられた疎水性のコーティング層により、貫通孔の第２表面側の開口からの試料の成分の流出を抑制することができる。これにより、例えば、試料支持体の第３表面に対して試料を含む溶液を滴下した場合に、試料の成分を貫通孔の第３表面側の開口から貫通孔内に進入させると共に、第２表面に設けられた疎水性のコーティング層によって当該試料の成分を貫通孔内に適切に留めることが可能となる。従って、上記構成によれば、試料支持体の第３表面に対して試料を含む溶液を滴下する測定方式（以下「滴下方式」ともいう。）において、試料イオンの信号強度を向上させることができる。特に、極低濃度の試料を測定する際において、試料の成分を貫通孔内に適切に留めることにより試料の成分を濃縮させることができ、試料イオンを容易に且つ適切に検出することが可能となる。

【0009】

水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、第３表面と貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされており、水に対する親和性を向上させる表面処理は、第３表面と上記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第３表面と上記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含んでいてもよい。この場合、第３表面及び貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面に水に対する親和性を向上させる表面処理がされていることにより、貫通孔の第３表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進することができる。これにより、滴下方式において試料の成分を貫通孔内に適切に進入させることができ、試料イオンの信号強度を向上させることができる。

【0010】

水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされており、水に対する親和性を向上させる表面処理は、第２表面と上記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第２表面と上記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含んでいてもよい。この場合、第２表面及び貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面に水に対する親和性を向上させる表面処理がされていることにより、貫通孔の第２表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進することができる。これにより、例えば、試料支持体の第２表面が試料に対向するように試料支持体を試料上に配置する測定方式（以下「吸い上げ方式」ともいう。）において、試料の成分を貫通孔内に適切に進入させることができ、試料イオンの信号強度を向上させることができる。

【0011】

水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第３表面に疎水性のコーティング層が設けられていてもよい。この場合、吸い上げ方式において、毛細管現象によって貫通孔内を第２表面側から第３表面側に移動した試料の成分が第３表面に沿って他の貫通孔上へと移動してしまうことを抑制することができる。これにより、第３表面側に移動した試料の元の位置情報（試料を構成する分子の二次元分布情報）が維持され易くなり、イメージング質量分析の精度（解像度）を向上させることが可能となる。

【0012】

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。この場合、バルブ金属又はシリコンの陽極酸化によって得られた基板により、毛細管現象による試料の成分の移動を適切に実現することができる。

【0013】

貫通孔の幅は、１ｎｍ〜７００ｎｍであってもよい。この場合、上述した毛細管現象による試料の成分の移動を適切に実現することができる。

【0014】

導電層の材料は、白金又は金であってもよい。この場合、導電層に一定の電圧を容易に且つ安定して付与することができる。

【0015】

本開示の他の側面に係る試料支持体は、試料のイオン化用の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を備え、第１表面及び第２表面の少なくとも一方に、第１表面側の面と第２表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされており、表面処理は、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第１表面側の面の方が高くなるように、第１表面と貫通孔の第１表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第１表面と貫通孔の第１表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理、又は、水に対する親和性が第１表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理である。

【0016】

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。

【0017】

親水性のコーティング層は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成された層であってもよい。この場合、貫通孔内への試料の成分の流通を促進可能な親水性のコーティング層が適切に実現される。

【0018】

疎水性のコーティング層は、金属の蒸着により形成された層又は自己組織化単分子膜により形成された層であってもよい。この場合、貫通孔内からの試料の成分の流出を抑制可能な疎水性のコーティング層が適切に実現される。

【0019】

本開示の一側面に係る試料支持体の製造方法は、試料のイオン化用の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表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を用意する第１工程であって、基板及び導電層には、導電層の基板とは反対側の第３表面と第２表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている、該第１工程と、第２表面及び第３表面の少なくとも一方に、第２表面側の面と第３表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理を行う第２工程と、を含む。

【0020】

上記製造方法によれば、上述した効果を奏する試料支持体を得ることができる。

【0021】

第２工程は、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、第２表面に疎水性のコーティング層を設ける工程を含んでいてもよい。上記製造方法によれば、貫通孔内に進入した試料の成分が貫通孔の第２表面側の開口から流出することを抑制できる試料支持体、すなわち滴下方式において試料イオンの信号強度を向上させることができる試料支持体を得ることができる。

【0022】

第２工程は、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、第３表面と貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含み、水に対する親和性を向上させる表面処理は、第３表面と上記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第３表面と上記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含んでいてもよい。上記製造方法によれば、貫通孔の第３表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進できる試料支持体、すなわち滴下方式において試料イオンの信号強度を向上させることができる試料支持体を得ることができる。

【0023】

第２工程は、水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含み、水に対する親和性を向上させる表面処理は、第２表面と上記部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第２表面と上記部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含んでいてもよい。上記製造方法によれば、貫通孔の第２表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進できる試料支持体、すなわち吸い上げ方式において試料イオンの信号強度を向上させることができる試料支持体を得ることができる。

【0024】

第２工程は、水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第３表面に疎水性のコーティング層を設ける工程を含んでいてもよい。上記製造方法によれば、毛細管現象によって貫通孔内を第２表面側から第３表面側に移動した試料の成分が第３表面に沿って他の貫通孔上へと移動してしまうことを抑制できる試料支持体、すなわち吸い上げ方式においてイメージング質量分析の精度を向上させることが可能な試料支持体を得ることができる。

【0025】

本開示の他の側面に係る試料支持体の製造方法は、試料のイオン化用の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を用意する第１工程と、基板の第１表面及び基板の第２表面の少なくとも一方に、第１表面側の面と第２表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理を行う第２工程と、を含み、表面処理は、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第１表面側の面の方が高くなるように、第１表面と貫通孔の第１表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第１表面と貫通孔の第１表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理、又は、水に対する親和性が第１表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに親水性のコーティング層を設けること、及び、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とにエキシマ照射又はプラズマ照射を行うことの少なくとも一方を含む処理である。

【0026】

上記製造方法によれば、導電層を省略することができると共に上述した導電層を備える試料支持体と同様の効果を奏する試料支持体を得ることができる。

【0027】

第２工程において、親水性のコーティング層は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成されてもよい。この場合、親水性のコーティング層を容易に且つ適切に形成することができる。

【0028】

第２工程において、疎水性のコーティング層は、金属の蒸着又は自己組織化単分子膜により形成されてもよい。この場合、疎水性のコーティング層を容易に且つ適切に形成することができる。

【0029】

本開示の第１側面に係る試料のイオン化方法は、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、基板及び導電層には、第２表面と導電層の基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に第２表面が対向するように載置面に試料支持体を載置する第２工程と、第３表面側から複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、導電層に電圧を印加しつつ第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第４工程と、を含み、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、基板の第２表面に疎水性のコーティング層が設けられている。

【0030】

第１側面に係る試料のイオン化方法において、第３表面と貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされていてもよい。

【0031】

第１側面に係る試料のイオン化方法によれば、貫通孔内に進入した試料の成分が貫通孔の第２表面側の開口から流出することを抑制できる試料支持体を用いて滴下方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンを適切に検出することができる。さらに、第３表面及び貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面に水に対する親和性を向上させる表面処理がされている場合には、貫通孔の第３表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進でき、試料イオンの信号強度をより一層効果的に向上させることができる。

【0032】

本開示の第２側面に係る試料のイオン化方法は、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、基板及び導電層には、第２表面と導電層の基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に第２表面が対向するように載置面に試料支持体を載置する第２工程と、第３表面側から複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、導電層に電圧を印加しつつ第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第４工程と、を含み、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第３表面側の面の方が高くなるように、第３表面と貫通孔の第３表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている。

【0033】

第２側面に係る試料のイオン化方法によれば、貫通孔の第３表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進できる試料支持体を用いて滴下方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンを適切に検出することができる。

【0034】

本開示の第３側面に係る試料のイオン化方法は、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を備える試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に第２表面が対向するように載置面に試料支持体を載置する第２工程と、第１表面側から複数の貫通孔に対して試料を含む溶液を滴下する第３工程と、基板に電圧を印加しつつ第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第４工程と、を含み、水に対する親和性が第２表面側の面よりも第１表面側の面の方が高くなるように、第２表面に疎水性のコーティング層が設けられている。

【0035】

第３側面に係る試料のイオン化方法によれば、貫通孔内に進入した試料の成分が貫通孔の第２表面側の開口から流出することを抑制できる試料支持体を用いて滴下方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンを適切に検出することができる。

【0036】

本開示の第４側面に係る試料のイオン化方法は、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、基板及び導電層には、第２表面と導電層の基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に載置された試料に第２表面が対向するように、試料支持体を試料上に配置する第２工程と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第３表面側に移動した状態で、導電層に電圧を印加しつつ第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第３工程と、を含み、水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている。

【0037】

本開示の第４側面に係る試料のイオン化方法において、水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第３表面に疎水性のコーティング層が設けられていてもよい。

【0038】

第４側面に係る試料のイオン化方法によれば、貫通孔の第２表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進できる試料支持体を用いて吸い上げ方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンを適切に検出することができる。さらに、第３表面に疎水性のコーティング層が設けられている場合には、第３表面側に移動した試料の成分が第３表面に沿って他の貫通孔上へと移動してしまうことを抑制できるため、イメージング質量分析の精度を向上させることができる。

【0039】

本開示の第５側面に係る試料のイオン化方法は、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える試料支持体であって、基板及び導電層には、第２表面と導電層の基板とは反対側の第３表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている該試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に載置された試料に第２表面が接触するように、試料支持体を試料上に配置する第２工程と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第３表面側に移動した状態で、導電層に電圧を印加しつつ第３表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第３工程と、を含み、水に対する親和性が第３表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第３表面に疎水性のコーティング層が設けられている。

【0040】

第５側面に係る試料のイオン化方法によれば、第３表面側に移動した試料の成分が第３表面に沿って他の貫通孔上へと移動してしまうことを抑制できる試料支持体を用いて吸い上げ方式によるイオン化を行うことにより、イメージング質量分析の精度を向上させることができる。

【0041】

本開示の第６側面に係る試料のイオン化方法は、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を備える試料支持体を用意する第１工程と、載置部の載置面に載置された試料に第２表面が対向するように、試料支持体を試料上に配置する第２工程と、試料の成分が毛細管現象によって複数の貫通孔を介して第１表面側に移動した状態で、基板に電圧を印加しつつ第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料の成分をイオン化する第３工程と、を含み、水に対する親和性が第１表面側の面よりも第２表面側の面の方が高くなるように、第２表面と貫通孔の第２表面側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている。

【0042】

第６側面に係る試料のイオン化方法によれば、貫通孔の第２表面側の開口から貫通孔内への試料の成分の流通を促進できる試料支持体を用いて吸い上げ方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンを適切に検出することができる。

【0043】

第４側面〜第６側面に係る試料のイオン化方法において、試料は、乾燥試料であり、上記イオン化方法は、第３工程よりも前に、載置面に載置された試料に対して、試料の粘性を低くするための溶液を加える工程を更に含んでいてもよい。この場合、測定対象の試料が乾燥試料である場合において、毛細管現象による当該試料の成分の貫通孔内の移動を促進することができる。その結果、乾燥試料を吸い上げ方式によってイオン化する場合において、試料イオンの信号強度を適切に向上させることができる。

【発明の効果】

【0044】

本開示によれば、試料イオンの信号強度を向上させることができる試料支持体、当該試料支持体の製造方法、及び当該試料支持体を用いた試料のイオン化方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】図１は、第１実施形態に係る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線に沿った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、図１に示される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、図１に示される試料支持体の製造方法の工程を示す図である。

【図6】図６は、図１に示される試料支持体の製造方法の工程を示す図である。

【図7】図７は、図１に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。

【図8】図８は、図１に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係る試料支持体の要部拡大断面図である。

【図10】図１０は、図９に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。

【図11】図１１は、図９に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。

【図12】図１２は、図９に示される試料支持体を用いた質量分析方法の工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0046】

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。また、図面に示される各部材（又は部位）の寸法又は寸法の比率は、説明をわかり易くするために、実際の寸法又は寸法の比率とは異なることがある。

【0047】

［第１実施形態に係る試料支持体の構成］
図１及び図２に示されるように、第１実施形態に係る試料支持体１は、基板２と、フレーム３と、導電層４と、を備えている。試料支持体１は、試料のイオン化用の試料支持体である。試料支持体１は、例えば質量分析を行う際に、測定対象の試料の成分をイオン化するために用いられる。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。

【0048】

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、例えば１ｎｍ〜７００ｎｍ程度である。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。

【0049】

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、後述する毛細管現象によって試料の成分を第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。

【0050】

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。

【0051】

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。すなわち、各貫通孔２ｃの導電層４側の開口は、導電層４によって塞がれていない。つまり、各貫通孔２ｃは、導電層４の基板２とは反対側の第３表面４ａと第２表面２ｂとに開口しており、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。

【0052】

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。

【0053】

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、Ｃｕ原子が付着した分だけ、後述する質量分析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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

試料支持体１においては、基板２の第２表面２ｂ及び導電層４の第３表面４ａの少なくとも一方に、第２表面２ｂ側の面と第３表面４ａ側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされている。本実施形態では一例として、第２表面２ｂ側の面の水に対する親和性を基板材料（基板２）よりも低くするための表面処理が第２表面２ｂに対して施されている。また、第３表面４ａ側の面の水に対する親和性を基板材料よりも高くするための表面処理が第３表面４ａに対して施されている。これにより、水に対する親和性が第２表面２ｂ側の面（本実施形態では後述するコーティング層６の表面）よりも第３表面４ａ側の面（本実施形態では後述するコーティング層７の表面）の方が高い構成が実現されている。

【0057】

具体的には、基板２の第２表面２ｂには、疎水性のコーティング層６が設けられている。コーティング層６は、例えば、金属の蒸着により形成された層（金属膜）である。コーティング層６は、導電層４よりも水に対する親和性が低い材料によって形成されている。コーティング層６の材料としては、例えばＡｕ（金）等を用いることができる。或いは、コーティング層６は、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ膜：Self-Assembled Monolayer）により形成された層であってもよい。本実施形態では一例として、コーティング層６は、第２表面２ｂに設けられると共に、各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面（すなわち、貫通孔２ｃ間の隔壁部２ｄの側面の第２表面２ｂ側の一部）にも設けられている。ただし、コーティング層６が後述するような機能を発揮するためには、コーティング層６は、少なくとも第２表面２ｂに設けられていればよく、各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面に設けられていなくてもよい。また、本実施形態では、コーティング層６は、第２表面２ｂの全面に設けられているが、第２表面２ｂのうち実効領域Ｒに対応する領域（基板２の厚み方向から見て実効領域Ｒと重なる領域）にのみ設けられていてもよい。コーティング層６の厚さは、例えば１ｎｍ〜１００ｎｍである。

【0058】

また、導電層４の第３表面４ａには、親水性のコーティング層７が設けられている。コーティング層７は、実効領域Ｒに対応する領域に設けられている。コーティング層７は、各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面（すなわち、隔壁部２ｄの側面の第１表面２ａ側の一部及び導電層４の側部）にも設けられている。コーティング層７は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化亜鉛（ＺｎＯ）の成膜により形成された層である。コーティング層７は、例えば、原子層堆積法によって形成されている。コーティング層７の厚さは、例えば１ｎｍ〜５０ｎｍである。また、コーティング層７のうち各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に沿った部分（すなわち、貫通孔２ｃ内に入り込んだ部分）の幅（基板２の厚さ方向における長さ）は、例えば１ｎｍ〜１０００ｎｍである。

【0059】

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、白色の部分は隔壁部２ｄである。図３に示されるように、基板２には、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。

【0060】

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。例えば、Ａｌ基板に対して陽極酸化処理が施されることにより、Ａｌ基板の表面部分が酸化されると共に、Ａｌ基板の表面部分に複数の細孔（貫通孔２ｃになる予定の部分）が形成される。続いて、酸化された表面部分（陽極酸化皮膜）がＡｌ基板から剥離され、剥離された陽極酸化皮膜に対して上記細孔を拡幅するポアワイドニング処理が施されることにより、上述した基板２が得られる。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。

【0061】

［第１実施形態に係る試料支持体の製造方法］
次に、図２及び図４〜図６を参照して、試料支持体１の製造方法について説明する。図４〜図６の各々は、実効領域Ｒに対応する部分の拡大断面図である。まず、図４に示されるように、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が用意される。基板２は、例えば、上述したようなバルブ金属又はシリコンの陽極酸化によって得られる。

【0062】

続いて、図５に示されるように、基板２及び導電層４（すなわち、基板２の第１表面２ａに導電層４が設けられた構造体）が用意される（第１工程）。本実施形態では、基板２の第１表面２ａに接着層５を介してフレーム３が固定された後に、導電層４が、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に一続きに形成される。

【0063】

続いて、図６に示されるように、基板２の第２表面２ｂ及び導電層４の第３表面４ａの少なくとも一方に、第２表面２ｂ側の面と第３表面４ａ側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理が行われる（第２工程）。本実施形態では、水に対する親和性が第２表面２ｂ側の面よりも第３表面４ａ側の面の方が高くなるように、第２表面２ｂと各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面とに、疎水性のコーティング層６が設けられる。また、第３表面４ａと各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面とに、親水性のコーティング層７が設けられる。以上により、図２に示した試料支持体１が得られる。

【0064】

［第１実施形態に係る試料支持体を用いた試料のイオン化方法］
次に、図７及び図８を参照して、試料支持体１を用いた試料のイオン化方法について説明する。ここでは一例として、試料のイオン化のために照射されるエネルギー線としてレーザ光を用いたレーザ脱離イオン化法（質量分析装置２０による質量分析方法の一部）について説明する。図７及び図８においては、基板２に形成された複数の貫通孔２ｃのうち、実効領域Ｒに対応する貫通孔２ｃのみを模式的に示している。また、試料支持体１における導電層４、接着層５、コーティング層６及びコーティング層７については、図示を省略している。また、図１及び図２に示される試料支持体１と図７及び図８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。

【0065】

まず、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。

【0066】

続いて、図７の（ａ）に示されるように、スライドグラス（載置部）８の載置面８ａに第２表面２ｂが対向するように載置面８ａに試料支持体１が載置される（第２工程）。スライドグラス８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８ａとなっている。なお、スライドグラス８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。本実施形態では一例として、試料支持体１は、第２表面２ｂとスライドグラス８の載置面８ａとの間に隙間が設けられるように、導電性のテープ９（例えば、カーボンテープ等）によってスライドグラス８に固定される。当該隙間は、例えば、後述する試料Ｓを含む溶液のうち第２表面２ｂ側から流出した溶液を逃すための領域として機能し得る。すなわち、当該溶液が基板２の第１表面２ａ上（導電層４の第３表面４ａ上）に溢れ出て試料のイオン化を阻害してしまうことを防止する役割を果たす。また、テープ９は、フレーム３の表面３ｂ上の導電層４に接触し、且つ、スライドグラス８の載置面８ａに接触することにより、試料支持体１をスライドグラス８に対して固定する。テープ９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９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９を備える場合）には、例えば、テープ９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。本実施形態では、テープ９は、フレーム３の表面３ｂ上に形成された導電層４上に固定されていてもよい。

【0067】

続いて、図７の（ａ）に示されるように、第３表面４ａ側から複数の貫通孔２ｃ（実効領域Ｒに対応する複数の貫通孔２ｃ）に対して、ピペット１０によって、試料Ｓを含む溶液が滴下される（第３工程）。これにより、図７の（ｂ）に示されるように、試料Ｓを含む溶液が、各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から各貫通孔２ｃ内に進入し、試料Ｓを含む溶液の一部が各貫通孔２ｃ内に留まる。

【0068】

ここで、試料支持体１では、第３表面４ａ及び各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に親水性のコーティング層７（図２及び図６参照）が設けられていることにより、各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から各貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通が促進されている。すなわち、第３表面４ａ上（コーティング層７上）に滴下された試料Ｓを含む溶液が、親水性のコーティング層７を伝って、各貫通孔２ｃの内部に進入し易くなっている。つまり、親水性のコーティング層７は、第３表面４ａ側の溶液を各貫通孔２ｃ内へと適切に導く役割を果たす。これにより、試料Ｓの成分Ｓ１を各貫通孔２ｃ内に適切に進入させることができる。

【0069】

また、試料支持体１では、第２表面２ｂに疎水性のコーティング層６（図２及び図６参照）が設けられていることにより、各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口からの、各貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１の流出が抑制されている。すなわち、疎水性のコーティング層６が設けられていることにより、各貫通孔２ｃ内から第２表面２ｂ側の開口から流出しようとする試料Ｓを含む溶液が、第２表面２ｂに沿って（コーティング層６を伝って）外部に流出し難くなっている。つまり、疎水性のコーティング層６は、各貫通孔２ｃ内の溶液が第２表面２ｂに沿って外部に流出することを妨げる役割を果たす。これにより、各貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１の第２表面２ｂ側からの流出を抑制し、当該成分Ｓ１を各貫通孔２ｃ内に適切に留めることができる。その結果、各貫通孔２ｃ内において、試料Ｓの成分Ｓ１が濃縮させられる。

【0070】

続いて、図８に示されるように、各貫通孔２ｃ内に試料Ｓの成分Ｓ１が留まっている試料支持体１がスライドグラス８に固定された状態で、スライドグラス８、試料支持体１及び試料Ｓが、質量分析装置２０の支持部２１（例えば、ステージ）上に載置される。続いて、質量分析装置２０の電圧印加部２２によって、スライドグラス８の載置面８ａ及びテープ９を介して試料支持体１の導電層４（図２参照）に電圧が印加される。本実施形態では、コーティング層７が設けられていない部分（フレーム３上に設けられた導電層４の部分）において、導電層４とテープ９とが導通している。ただし、フレーム３が設けられない場合等において、導電層４とテープ９とがコーティング層７を介して接触させられてもよい。コーティング層７は、非常に薄い膜であり、導電層４とテープ９との間の導通の大きな妨げとはならないからである。

【0071】

続いて、質量分析装置２０のレーザ光照射部２３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（導電層４の第３表面４ａ）に対してレーザ光Ｌが照射される。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。本実施形態では、レーザ光照射部２３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２１及びレーザ光照射部２３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。

【0072】

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が照射されることにより、基板２の貫通孔２ｃ内（特に第１表面２ａ側）に留まっている試料Ｓの成分Ｓ１がイオン化され、試料イオンＳ２（イオン化された成分Ｓ１）が放出される（第４工程）。具体的には、レーザ光Ｌのエネルギーを吸収した導電層４（図２参照）から、貫通孔２ｃ内に留まっている試料Ｓの成分Ｓ１にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した試料Ｓの成分Ｓ１が気化すると共に電荷を獲得して、試料イオンＳ２となる。以上の第１工程〜第４工程が、試料支持体１を用いた試料Ｓのイオン化方法（ここでは、レーザ脱離イオン化法）に相当する。なお、導電層４の第３表面４ａにはコーティング層７が設けられているが、上述した通り、当該コーティング層７は非常に薄い膜であるため、レーザ光Ｌを導電層４に照射する上で大きな妨げとはならない。

【0073】

放出された試料イオンＳ２は、試料支持体１と質量分析装置２０のイオン検出部２４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Ｓ２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、イオン検出部２４によって試料イオンＳ２が検出される（第５工程）。本実施形態では、質量分析装置２０は、飛行時間型質量分析法（ＴＯＦ−ＭＳ：Time-of-Flight Mass Spectrometry）を利用する走査型質量分析装置である。以上の第１工程〜第５工程が、試料支持体１を用いた質量分析方法に相当する。

【0074】

［第１実施形態の作用効果］
以上述べたように、試料支持体１は、第２表面２ｂ及び第３表面４ａに開口する複数の貫通孔２ｃが形成された基板２を備えている。例えば、毛細管現象によって基板２の複数の貫通孔２ｃ内に測定対象の試料Ｓの成分Ｓ１が進入した状態において、基板２の第１表面２ａ（導電層４の第３表面４ａ）に対してレーザ光が照射されることにより、導電層４を介して当該レーザ光のエネルギーが試料Ｓの成分Ｓ１に伝達され、試料Ｓの成分Ｓ１がイオン化される。ここで、本発明者らの鋭意研究により、なるべく試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に留めておくことによってイオン化された試料（試料イオンＳ２）の信号強度が増大するという知見が得られた。そこで、試料支持体１では、導電層４の第３表面４ａ及び基板２の第２表面２ｂの少なくとも一方に、水に対する親和性を第２表面２ｂ側の面と第３表面４ａ側の面との間で互いに異ならせるための表面処理がされている。すなわち、第２表面２ｂ及び第３表面４ａの一方側の面（本実施形態では第３表面４ａに設けられたコーティング層７の表面）が第２表面２ｂ及び第３表面４ａの他方側の面（本実施形態では第２表面２ｂに設けられたコーティング層６の表面）よりも水に対する親和性が高い状態が実現されている。これにより、測定対象の試料Ｓの成分Ｓ１を、水に対する親和性が比較的高い第３表面４ａ側の面から貫通孔２ｃ内に適切に進入させることが可能となる。さらに、水に対する親和性が比較的低い第２表面２ｂ側の面において、貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１の貫通孔２ｃ内からの流出を抑制することができる。従って、試料支持体１によれば、試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に留め易くすることができ、試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる。

【0075】

また、水に対する親和性が第２表面２ｂ側の面よりも第３表面４ａ側の面の方が高くなるように、第２表面２ｂに疎水性のコーティング層６が設けられている。当該コーティング層６により、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口からの、貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１の流出を抑制することができる。これにより、例えば、試料支持体１の第３表面４ａに対して試料Ｓを含む溶液を滴下した場合に、試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から貫通孔２ｃ内に進入させると共に、第２表面２ｂに設けられた疎水性のコーティング層６によって当該試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に適切に留めることが可能となる。従って、上記構成によれば、試料支持体１の第３表面４ａに対して試料Ｓを含む溶液を滴下する測定方式（以下「滴下方式」ともいう。）において、試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる。特に、極低濃度（例えば１μｍｏｌ／Ｌ以下の濃度）の試料Ｓを測定する際において、試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に適切に留めることにより試料Ｓの成分Ｓ１を濃縮させることができる。その結果、試料イオンＳ２を容易に且つ適切に検出すること（上述した質量分析における信号検出）が可能となる。

【0076】

また、第３表面４ａと貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている。本実施形態では、第３表面４ａと上記部分の内面とに親水性のコーティング層７が設けられている。当該コーティング層７により、貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進することができる。これにより、滴下方式において試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に適切に進入させることができ、試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる。

【0077】

また、基板２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。この場合、バルブ金属又はシリコンの陽極酸化によって得られた基板２により、毛細管現象による試料Ｓの成分Ｓ１の移動を適切に実現することができる。

【0078】

また、貫通孔２ｃの幅は、１ｎｍ〜７００ｎｍである。この場合、上述した毛細管現象による試料Ｓの成分Ｓ１の移動を適切に実現することができる。

【0079】

また、導電層４の材料は、白金又は金である。この場合、導電層４に一定の電圧を容易に且つ安定して付与することができる。

【0080】

また、親水性のコーティング層７は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成された層である。この場合、貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進可能な親水性のコーティング層７が適切に実現される。

【0081】

また、疎水性のコーティング層６は、金属の蒸着により形成された層又は自己組織化単分子膜により形成された層である。この場合、貫通孔２ｃ内からの試料Ｓの成分Ｓ１の流出を抑制可能な疎水性のコーティング層６が適切に実現される。

【0082】

また、上述した試料支持体１の製造方法によれば、試料支持体１を適切に得ることができる。具体的には、試料支持体１の製造方法における第２工程は、第２表面２ｂに疎水性のコーティング層６を設ける工程を含む。これにより、貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１が貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から流出することを抑制できる試料支持体１、すなわち滴下方式において試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる試料支持体１を得ることができる。また、上記第２工程は、第３表面４ａと貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含む。本実施形態では、当該第２工程は、第３表面４ａと上記部分の内面とに親水性のコーティング層７を設ける工程を含む。これにより、貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進できる試料支持体１を得ることができる。また、上記第２工程において、親水性のコーティング層７は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成される。これにより、親水性のコーティング層７を容易に且つ適切に形成することができる。また、上記第２工程において、疎水性のコーティング層６は、金属の蒸着又は自己組織化単分子膜により形成される。これにより、疎水性のコーティング層６を容易に且つ適切に形成することができる。

【0083】

また、上述した試料支持体１を用いた試料のイオン化方法によれば、貫通孔２ｃ内に進入した試料Ｓの成分Ｓ１が貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から流出することを抑制できる試料支持体１を用いて滴下方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンＳ２を適切に検出することができる。さらに、第３表面４ａ及び貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に水に対する親和性を向上させる表面処理（本実施形態では、コーティング層７の形成）がされていることにより、貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進でき、試料イオンＳ２の信号強度をより一層効果的に向上させることができる。

【0084】

［第１実施形態の変形例］
第１実施形態では、第２表面２ｂ及び第３表面４ａの両方に表面処理（ここではコーティング層６，７の形成）が行われたが、表面処理は第２表面２ｂ及び第３表面４ａの一方にのみ行われてもよい。例えば、貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の開口からの試料Ｓの成分Ｓ１の流入をより促進させる必要がない場合等には、上述したコーティング層７は省略されてもよい。また、例えば、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口からの試料Ｓの成分Ｓ１の流出をより抑制する必要がない場合等には、上述したコーティング層６は省略されてもよい。

【0085】

また、基板２は、導電性を有していてもよく、質量分析方法において基板２に電圧が印加されてもよい。基板２が導電性を有する場合には、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。この場合、上記第１実施形態における「導電層４の第３表面４ａ」は、「第１表面２ａ」と読み替えられる。すなわち、第３表面４ａ及び貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に設けられたコーティング層７は、第１表面２ａ及び貫通孔２ｃの第１表面２ａ側の縁部を含む部分の内面に設けられることになる。

【0086】

［第２実施形態に係る試料支持体の構成］
次に、図９を参照して、第２実施形態に係る試料支持体１Ａについて説明する。試料支持体１Ａは、水に対する親和性が第３表面４ａ側の面よりも第２表面２ｂ側の面の方が高くされている点で、第１実施形態に係る試料支持体１と相違している。具体的には、試料支持体１Ａでは、第２表面２ｂ側の面の水に対する親和性を基板材料よりも高くするための表面処理が第２表面２ｂに対して施されていると共に、第３表面４ａ側の面の水に対する親和性を基板材料よりも低くするための表面処理が第３表面４ａに対して施されている。

【0087】

より具体的には、図９に示されるように、試料支持体１Ａは、基板２の第２表面２ｂ及び各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面に、疎水性のコーティング層６の代わりに親水性のコーティング層７が設けられている点で、試料支持体１と相違する。また、試料支持体１Ａは、導電層４の第３表面４ａ及び各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に、親水性のコーティング層７の代わりに疎水性のコーティング層６が設けられている点で、試料支持体１と相違する。

【0088】

［第２実施形態に係る試料支持体の製造方法］
試料支持体１Ａの製造方法は、上述した試料支持体１の製造方法の第２工程において、水に対する親和性が第３表面４ａ側の面よりも第２表面２ｂ側の面の方が高くなるように、第２表面２ｂ及び第３表面４ａの各々に表面処理を行う点で、上述した試料支持体１の製造方法と相違しており、その他の点については上述した試料支持体１の製造方法と同様である。具体的には、試料支持体１Ａの製造方法では、第２工程において、第２表面２ｂと各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面とに、親水性のコーティング層７が設けられる。また、第３表面４ａと各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面とに、疎水性のコーティング層６が設けられる。以上により、図９に示した試料支持体１Ａが得られる。なお、疎水性のコーティング層６については、第１実施形態に係るコーティング層６と同様に、少なくとも第３表面４ａに設けられればよく、各貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に設けられなくてもよい。

【0089】

［第２実施形態に係る試料支持体を用いた試料のイオン化方法］
次に、図１０〜図１２を参照して、試料支持体１Ａを用いた試料のイオン化方法（ここではレーザ脱離イオン化法（質量分析装置２０による質量分析方法の一部））について説明する。図１０〜図１２においては、試料支持体１Ａにおける貫通孔２ｃ、導電層４、接着層５、コーティング層６及びコーティング層７の図示が省略されている。また、図９に示される試料支持体１Ａと図１０〜図１２に示される試料支持体１Ａとでは、図示の便宜上、寸法の比率等が異なっている。

【0090】

まず、上述した試料支持体１Ａが用意される（第１工程）。試料支持体１Ａ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１Ａ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。

【0091】

続いて、図１０の（ａ）に示されるように、試料Ｓがスライドグラス８の載置面８ａに載置される。続いて、図１０の（ｂ）に示されるように、試料Ｓに基板２の第２表面２ｂが対向するように、試料支持体１Ａが試料Ｓ上に配置される（第２工程）。すなわち、コーティング層７が試料Ｓの表面（上面）に接触するように、試料支持体１Ａが配置される。この状態で、図１１の（ａ）に示されるように、スライドグラス８に対して試料支持体１Ａが固定される。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。また、試料支持体１Ａは、テープ９によって、スライドグラス８に対して固定される。ここで、試料Ｓは、例えば組織切片等の薄膜状の生体試料（含水試料）である。

【0092】

続いて、図１１の（ｂ）に示されるように、スライドグラス８と試料支持体１Ａとの間に試料Ｓが配置された状態で、試料Ｓの成分Ｓ１が、毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃ（図９参照）を介して基板２の第１表面２ａ側（導電層４の第３表面４ａ側）に移動する。基板２の第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１は、表面張力によって第１表面２ａ側に留まる。なお、試料Ｓが乾燥試料である場合には、試料Ｓの粘性を低くするための溶液（例えばアセトニトリル、メタノール、アセトン等の有機溶媒）が試料Ｓに加えられる。これにより、毛細管現象によって複数の貫通孔２ｃを介して基板２の第１表面２ａ側に試料Ｓの成分Ｓ１を移動させることができる。

【0093】

ここで、試料支持体１Ａでは、第２表面２ｂ及び各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面に親水性のコーティング層７（図９参照）が設けられていることにより、各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から各貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通が促進されている。すなわち、試料Ｓの成分Ｓ１が、親水性のコーティング層７を伝って、各貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から各貫通孔２ｃ内に進入し易くなっている。つまり、親水性のコーティング層７は、第２表面２ｂ側の試料Ｓの成分Ｓ１を各貫通孔２ｃ内へと適切に導く役割を果たす。これにより、試料Ｓの成分Ｓ１を各貫通孔２ｃ内に適切に進入させることができる。

【0094】

また、試料支持体１Ａでは、第３表面４ａに疎水性のコーティング層６（図９参照）が設けられていることにより、毛細管現象によって貫通孔２ｃ内を第２表面２ｂ側から第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの成分Ｓ１が第３表面４ａに沿って（コーティング層６を伝って）他の貫通孔２ｃ（チャネル）上へと移動してしまうことを抑制することができる。これにより、第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの元の位置情報（試料Ｓを構成する分子の二次元分布情報）が維持され易くなり、イメージング質量分析の精度（解像度、画像分解能）を向上させることが可能となる。

【0095】

続いて、図１２に示されるように、各貫通孔２ｃ内に試料Ｓの成分Ｓ１が留まっている試料支持体１Ａがスライドグラス８に固定された状態で、スライドグラス８、試料支持体１Ａ及び試料Ｓが、質量分析装置２０の支持部２１上に載置される。続いて、質量分析装置２０の電圧印加部２２によって、スライドグラス８の載置面８ａ及びテープ９を介して試料支持体１Ａの導電層４（図９参照）に電圧が印加される。本実施形態では、コーティング層６が設けられていない部分（フレーム３上に設けられた導電層４の部分）において、導電層４とテープ９とが導通している。ただし、試料支持体１Ａにおいてフレーム３が省略される場合等において、導電層４とテープ９とがコーティング層６を介して接触させられてもよい。コーティング層６は非常に薄い膜であり、導電層４とテープ９との間の導通の大きな妨げとはならないからである。

【0096】

続いて、質量分析装置２０のレーザ光照射部２３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（導電層４の第３表面４ａ）に対してレーザ光Ｌが照射される。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。本実施形態では、レーザ光照射部２３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２１及びレーザ光照射部２３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。

【0097】

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が照射されることにより、基板２の貫通孔２ｃ内（特に第１表面２ａ側）に留まっている試料Ｓの成分Ｓ１がイオン化され、試料イオンＳ２（イオン化された成分Ｓ１）が放出される（第３工程）。具体的には、レーザ光Ｌのエネルギーを吸収した導電層４（図９参照）から、貫通孔２ｃ内に留まっている試料Ｓの成分Ｓ１にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した試料Ｓの成分Ｓ１が気化すると共に電荷を獲得して、試料イオンＳ２となる。以上の第１工程〜第４工程が、試料支持体１Ａを用いた試料Ｓのイオン化方法（ここでは、レーザ脱離イオン化法）に相当する。なお、導電層４の第３表面４ａにはコーティング層６が設けられているが、上述した通り、当該コーティング層６は非常に薄い膜であり、レーザ光Ｌを導電層４に照射する上で大きな妨げとはならない。

【0098】

放出された試料イオンＳ２は、試料支持体１Ａと質量分析装置２０のイオン検出部２４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Ｓ２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、イオン検出部２４によって試料イオンＳ２が検出される（第５工程）。本実施形態では、質量分析装置２０は、飛行時間型質量分析法（ＴＯＦ−ＭＳ：Time-of-Flight Mass Spectrometry）を利用する走査型質量分析装置である。以上の第１工程〜第５工程が、試料支持体１Ａを用いた質量分析方法に相当する。

【0099】

［第２実施形態の作用効果］
以上述べたように、試料支持体１Ａでは、第２表面２ｂと貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理がされている。本実施形態では、第２表面２ｂと上記部分の内面とに親水性のコーティング層７が設けられている。当該コーティング層７により、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進することができる。これにより、試料支持体１Ａの第２表面２ｂが試料Ｓに対向するように試料支持体１Ａを試料Ｓ上に配置する測定方式（以下「吸い上げ方式」ともいう。）において、試料Ｓの成分Ｓ１を貫通孔２ｃ内に適切に進入させることができ、試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる。

【0100】

また、第３表面４ａに疎水性のコーティング層６が設けられている。当該コーティング層６により、吸い上げ方式において、毛細管現象によって貫通孔２ｃ内を第２表面２ｂ側から第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの成分Ｓ１が第３表面４ａに沿って他の貫通孔２ｃ上へと移動してしまうことを抑制することができる。これにより、第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの元の位置情報が維持され易くなり、イメージング質量分析の精度を向上させることが可能となる。

【0101】

また、上述した試料支持体１Ａの製造方法によれば、試料支持体１Ａを適切に得ることができる。具体的には、試料支持体１Ａの製造方法における第２工程は、第２表面２ｂと貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の縁部を含む部分の内面とに水に対する親和性を向上させる表面処理を行う工程を含む。本実施形態では、当該第２工程は、第２表面２ｂと上記部分の内面とに親水性のコーティング層７を設ける工程を含む。これにより、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進できる試料支持体１Ａ、すなわち吸い上げ方式において試料イオンＳ２の信号強度を向上させることができる試料支持体１Ａを適切に得ることができる。また、上記第２工程は、第３表面４ａに疎水性のコーティング層６を設ける工程を含む。これにより、毛細管現象によって貫通孔２ｃ内を第２表面２ｂ側から第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの成分Ｓ１が第３表面４ａに沿って他の貫通孔２ｃ上へと移動してしまうことを抑制できる試料支持体１Ａを得ることができる。また、上記第２工程において、親水性のコーティング層７は、酸化チタン又は酸化亜鉛の成膜により形成される。これにより、親水性のコーティング層７を容易に且つ適切に形成することができる。また、上記第２工程において、疎水性のコーティング層６は、金属の蒸着又は自己組織化単分子膜により形成される。これにより、疎水性のコーティング層６を容易に且つ適切に形成することができる。

【0102】

また、上述した試料支持体１Ａを用いた試料のイオン化方法によれば、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口から貫通孔２ｃ内への試料Ｓの成分Ｓ１の流通を促進できる試料支持体１Ａを用いて吸い上げ方式によるイオン化を行うことにより、試料イオンＳ２を適切に検出することができる。さらに、第３表面４ａに疎水性のコーティング層６が設けられていることにより、第３表面４ａ側に移動した試料Ｓの成分Ｓ１が第３表面４ａに沿って他の貫通孔２ｃ上へと移動してしまうことを抑制できるため、イメージング質量分析の精度を向上させることができる。

【0103】

また、試料Ｓが乾燥試料である場合には、上記第３工程よりも前に、載置面８ａに載置された試料Ｓに対して、試料Ｓの粘性を低くするための溶液（例えばアセトニトリル、メタノール、アセトン等の有機溶媒）が加えられる。これにより、測定対象の試料Ｓが乾燥試料である場合において、毛細管現象による当該試料Ｓの成分Ｓ１の貫通孔２ｃ内の移動を促進することができる。その結果、乾燥試料を吸い上げ方式によってイオン化する場合において、試料イオンＳ２の信号強度を適切に向上させることができる。

【0104】

［第２実施形態の変形例］
第２実施形態では、第２表面２ｂ及び第３表面４ａの両方に表面処理（ここではコーティング層７，６の形成）が行われたが、表面処理は第２表面２ｂ及び第３表面４ａの一方にのみ行われてもよい。例えば、イメージング質量分析を実施しない場合（第３表面４ａ上での試料Ｓの成分Ｓ１の移動を防ぐ必要がない場合）等には、上述したコーティング層６は省略されてもよい。また、例えば、貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口からの試料Ｓの成分Ｓ１の流入をより促進させる必要がない場合等には、上述したコーティング層７は省略されてもよい。

【0105】

また、基板２は、導電性を有していてもよく、質量分析方法において基板２に電圧が印加されてもよい。基板２が導電性を有する場合には、試料支持体１Ａにおいて導電層４を省略することができると共に、上述した導電層４を備える試料支持体１Ａを用いる場合と同様の効果を得ることができる。この場合、上記第２実施形態における「導電層４の第３表面４ａ」は、「第１表面２ａ」に読み替えられる。すなわち、第３表面４ａ及び貫通孔２ｃの第３表面４ａ側の縁部を含む部分の内面に設けられたコーティング層６は、第１表面２ａ及び貫通孔２ｃの第１表面２ａ側の縁部を含む部分の内面に設けられることになる。

【0106】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

【0107】

例えば、上記実施形態では、水に対する親和性を向上させる表面処理として、親水性のコーティング層７を設ける処理を例示したが、水に対する親和性を向上させる表面処理は、当該処理に限定されない。例えば、水に対する親和性を向上させる表面処理として、親水性のコーティング層を設ける代わりに（又は親水性のコーティング層を設ける処理と併用して）、エキシマ照射又はプラズマ照射を行う処理が実行されてもよい。同様に、上記実施形態では、水に対する親和性を低減させる表面処理として、疎水性のコーティング層６を設ける処理を例示したが、水に対する親和性を低減させる表面処理は、当該処理に限定されない。例えば、水に対する親和性を低減させる表面処理として、疎水性のコーティング層を設ける代わりに（又は疎水性のコーティング層を設ける処理と併用して）、イオンミリング等のドライエッチングにより表面の粗さを変える処理（粗化処理等）が実行されてもよい。

【0108】

また、導電層４は、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し、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、上述した試料支持体１，１Ａを用いた試料のイオン化方法においては、テープ９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８に対して試料支持体１，１Ａが固定されてもよい。

【0109】

また、質量分析装置２０においては、レーザ光照射部２３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２４が、当該領域の二次元情報を維持しながら、試料イオンＳ２を検出してもよい。つまり、質量分析装置２０は、投影型質量分析装置であってもよい。また、上述した試料のイオン化法は、試料Ｓを構成する分子の質量分析（イメージング質量分析を含む）だけでなく、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。

【0110】

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。

【0111】

また、上述した実施形態では、基板２に１つの実効領域Ｒが設けられていたが、基板２に複数の実効領域Ｒが設けられていてもよい。また、複数の貫通孔２ｃは、実効領域Ｒのみに形成されている必要はなく、上述した実施形態のように、例えば、基板２の全体に形成されていてもよい。つまり、複数の貫通孔２ｃは、少なくとも実効領域Ｒに形成されていればよい。また、上述した実施形態では、１つの実効領域Ｒに１つの試料Ｓが対応するように試料Ｓが配置されたが、１つの実効領域Ｒに複数の試料Ｓが対応するように試料Ｓが配置されてもよい。

【符号の説明】

【0112】

１，１Ａ…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、４ａ…第３表面、６…コーティング層（親水性のコーティング層）、７…コーティング層（疎水性のコーティング層）、８…スライドグラス（載置部）、８ａ…載置面、Ｌ…レーザ光（エネルギー線）、Ｓ…試料、Ｓ１…成分、Ｓ２…試料イオン。

【要約】

試料支持体は、互いに対向する第１表面及び第２表面を有する基板と、少なくとも第１表面に設けられた導電層と、を備える。基板及び導電層には、導電層の基板とは反対側の第３表面と第２表面とに開口する複数の貫通孔が形成されている。第２表面及び第３表面の少なくとも一方に、第２表面側の面と第３表面側の面との間で水に対する親和性を互いに異ならせるための表面処理がされている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】