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特許7226006レーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、及び、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-13
(45)【発行日】2023-02-21
(54)【発明の名称】レーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、及び、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析法
(51)【国際特許分類】
G01N 27/62 20210101AFI20230214BHJP
H01J 49/10 20060101ALI20230214BHJP
H01J 49/04 20060101ALI20230214BHJP
【ＦＩ】
G01N27/62 G
H01J49/10
H01J49/04
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019058057
(22)【出願日】2019-03-26
(65)【公開番号】P2020159805
(43)【公開日】2020-10-01
【審査請求日】2022-01-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110001047
【氏名又は名称】弁理士法人セントクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村瀬 雅和
(72)【発明者】
【氏名】溝下 倫大
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 有理
(72)【発明者】
【氏名】後藤 康友
【審査官】伊藤 裕美
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－３２７９１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１８５２００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１５１８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５０３５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５２４８１０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２７／６０ － Ｇ０１Ｎ ２７／７０
Ｈ０１Ｊ ４９／００ － Ｈ０１Ｊ ４９／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜を備え、前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有し、かつ、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で１．０～２．０ａｔ％含有されていることを特徴とするレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板。
【請求項2】
前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～６００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有することを特徴とする請求項１に記載のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板。
【請求項3】
前記有機シリカ薄膜が表面にラフネスファクターが１．４以上の凹凸構造を有する薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板。
【請求項4】
前記有機シリカ薄膜が表面に疎水基を有することを特徴とする請求項１～３のうちのいずれか一項に記載のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板。
【請求項5】
レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用基板が、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板であることを特徴とするレーザー脱離／イオン化質量分析法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、並びに、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析法に関する。
【背景技術】
【0002】
質量分析法（ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＭＳ）は、測定対象分子を含む試料（サンプル）をイオン化して測定対象分子由来のイオンを質量電荷比（質量／電荷（ｍ／ｚ））によって分離して検出することにより、その測定対象分子の化学構造に関する情報を得る分析方法である。このような質量分析法（ＭＳ）において、試料のイオン化は分析の可否や得られるスペクトルの質を左右する重要な過程であり、その方法（イオン化法）としては、例えば、レーザー脱離／イオン化法（ｌａｓｅｒ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＬＤＩ）が知られている。そして、近年では、そのようなレーザー脱離／イオン化法（ＬＤＩ）を採用した質量分析法において、その分析の精度をより向上させるために、様々な種類の分析用基板の検討が進められている。
【0003】
例えば、特開２０１４－１１５１８７号公報（特許文献１）においては、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカ多孔体をレーザー脱離／イオン化質量分析用の基板（有機シリカ基板）として利用することが開示されている。また、特開２０１８－１８５２００号公報（特許文献２）においては、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有し、平均細孔径が５～５０ｎｍの細孔を有し、かつ、表面開口率が３３～７０％である有機シリカ多孔膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板が開示されている。このような特許文献１～２に記載のようなレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板は、レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いた場合に、質量分析時にマトリクス化合物を利用しなくても、測定対象分子のシグナルを十分な感度で検出することが可能なものであった。しかしながら、特許文献１～２に記載のような有機シリカ基板であっても、測定対象分子を付着させた領域内の複数の測定点において再現性の高い質量分析を行うといった点においては必ずしも十分なものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１４－１１５１８７号公報
【文献】特開２０１８－１８５２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、質量分析時にマトリクス化合物を利用しなくても測定対象分子のシグナルを十分に高感度に検出することを可能とするとともに、測定対象分子を含む試料を付着させた領域内において複数の測定点に対して質量分析を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性をより高いものとすることができ、各測定点においてより再現性の高い質量分析を行うことを可能とするレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、及び、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析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】
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、レーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板を、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜を備えるものとし、前記レーザー光を吸収可能な有機基を波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有するものとし、かつ、前記有機シリカ薄膜を該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されているものとすることにより、質量分析時にマトリクス化合物を利用しなくても測定対象分子のシグナルを十分に高感度に検出することが可能となるとともに、測定対象分子を含む試料を付着させた領域内において複数の測定点に対して質量分析を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性をより高いものとすることができ、各測定点においてより再現性の高い質量分析を行うことが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板は、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜を備え、前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有し、かつ、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で１．０～２．０ａｔ％含有されていることを特徴とするものである。
【0008】
上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板においては、前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～６００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有することが好ましい。
【0009】
また、上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板においては、前記有機シリカ薄膜が表面にラフネスファクターが１．４以上の凹凸構造を有する薄膜であることが好ましい。
【0010】
さらに、上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板においては、前記有機シリカ薄膜が表面に疎水基を有することが好ましい。
【0011】
また、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法は、レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用基板が、上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板であることを特徴とする方法である。
【0012】
なお、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板によって、上記目的が達成される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（以下、場合により、単に「本発明の有機シリカ基板」と称する。）は、波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有する、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる薄膜を備える。このような有機シリカ薄膜にレーザー光を照射すると、前記薄膜中の前記有機基によりレーザー光が吸収され、その薄膜に吸収されたレーザー光のエネルギーを、基板上に載置（担持）されている測定対象分子に効率よく移動せしめることが可能となり、これにより測定対象分子の脱離／イオン化が可能となる（かかる性能を、以下、場合により「ＬＤＩ支援性能」と称する）。言い換えると、本発明の有機シリカ基板においては、前記有機シリカ薄膜中の有機基が、質量分析時に照射されたレーザー光を吸収し、かかるレーザー光の吸収に伴って生じるエネルギー（例えばレーザー光の吸収により有機基が光励起し、それに伴って生じる熱エネルギー等）を、有機シリカ薄膜の表面に担持されている測定対象分子（分析対象物質）に対して移動させることが可能であるため、効率のよいエネルギー移動を行うことができ、これにより測定対象分子（分析対象物質）の効率的な脱離／イオン化が可能となる。そして、このようなＬＤＩ支援性能により、本発明の有機シリカ基板は、レーザー光のエネルギーをより効率よく利用できるものとなることから、質量分析時に、いわゆるマトリクス支援レーザー脱離／イオン化法（ｍａｔｒｉｘ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ：ＭＡＬＤＩ）に用いられるマトリクス化合物（低分子量の添加物）を利用しなくても、測定対象分子をより効率よく脱離／イオン化することが可能であるものと推察される。
【0013】
また、本発明においては、前記有機シリカ薄膜が、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物をチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有するものとなっている。このようなチタン酸化物は、極性を有しており、分析対象物質の有する極性官能基と相互作用することから、本発明の有機シリカ基板において測定対象分子（例えばポリペプチド等の分析対象物質）の吸着点（吸着部位）として機能する。そして、本発明の有機シリカ基板は、その表面上に特定の濃度（チタン元素比で０．５～４．０ａｔ％）でチタン酸化物が存在することから、その有機シリカ基板の表面上には均一に吸着点が存在することとなる。そのため、本発明の有機シリカ基板は、測定対象分子を担持させた場合にチタン酸化物が存在しない場合と比較して、より均一に測定対象分子を担持させることが可能であるものと推察される。
【0014】
ここで、表面にチタン酸化物を含まない従来の有機シリカ薄膜を有機シリカ基板として利用した場合について、以下、図１を参照しながら検討する。すなわち、先ず、従来の有機シリカ薄膜１０の表面に測定対象分子を含む試料（サンプル）の溶液１１を塗布すると（図１（ａ））、かかる溶液１１の溶媒の蒸発にしたがって溶液中に含まれた試料Ｓが徐々に担持されていき（図１（ｂ））、最終的に溶媒が完全に除去（蒸発）されると、溶液１１中に含まれていた試料Ｓが全て有機シリカ薄膜１０の表面に担持される。このように、溶液１１からの溶媒の除去に伴って有機シリカ薄膜１０の表面に試料Ｓが担持されることとなる。しかしながら、従来の有機シリカ薄膜１０の表面には、測定対象分子（分析対象物質）を含む試料Ｓの吸着が可能となるような部位が必ずしも均一に存在しないため、本発明の有機シリカ基板と比較すると、試料Ｓの担持を必ずしも均一なものとすることができず、溶液１１を塗布した領域内において、試料Ｓの担持量（付着量）が少ないか或いは試料Ｓが担持されていない領域Ｖが発生し易くなってしまうものと考えられる。
【0015】
これに対して、本発明の有機シリカ基板は、その表面上に特定の濃度（チタン元素比で０．５～４．０ａｔ％）でチタン酸化物が存在し、そのチタン酸化物が試料の吸着効果を有するものであることから、その吸着効果に基づいて、基板上に溶液を塗布した際に、溶液に含まれる試料の吸着（基板上への試料の付着）をより均一なものとすることができ、かかる試料の吸着に基づいて、測定対象分子を付着させた領域内において複数の測定点に対して質量分析を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性をより高いものとすることができ、これにより、各測定点において、より再現性の高い質量分析を行うことが可能となるものと本発明者らは推察する。このように、本発明の有機シリカ基板は、前記有機シリカ薄膜の表面上に、分析対象物質に対する吸着部位であるチタン酸化物が上述のような割合で導入されていることから、測定対象分子（分析対象物質）を含む試料の担持（付着）をより高度に均一化することができ、有機シリカ基板上の分析領域内（測定対象分子を含む試料を付着させた領域内）において複数点の測定を行った場合に、いずれの測定点においても測定対象分子（分析対象物質）のシグナルを同程度の強度で検出でき、また、その測定点の位置によらずに再現性よく測定対象分子（分析対象物質）のシグナルを検出することが可能であるものと本発明者らは推察する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、質量分析時にマトリクス化合物を利用しなくても測定対象分子のシグナルを十分に高感度に検出することを可能とするとともに、測定対象分子を含む試料を付着させた領域内において複数の測定点に対して質量分析を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性をより高いものとすることができ、各測定点においてより再現性の高い質量分析を行うことを可能とするレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、及び、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】従来の有機シリカ薄膜に試料の溶液を塗布した場合の実施形態を示す模式図である。
【図2】有機シリカ薄膜（多孔膜）を備える積層体の好適な一実施形態を模式的に示す概略縦断面図である。
【図4】下記式（Ａ）で表される化合物を用いて得られる有機シリカ薄膜（測定用の試料）の紫外／可視吸収スペクトルを示すグラフである。
【図5】実施例２で行った質量分析（実施例１で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図6】実施例２で行った質量分析（実施例１で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図7】実施例２で行った質量分析（実施例１で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、各測定点のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のシグナル強度を１０点の測定点ごとに示すグラフである。
【図8】
比較例２で行った質量分析（比較例１で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、各測定点のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のシグナル強度を１０点の測定点ごとに示すグラフである。
【図9】比較例５で行った質量分析（比較例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、各測定点のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のシグナル強度を１０点の測定点ごとに示すグラフである。
【図10】比較例６で行った質量分析（比較例４で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、各測定点のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のシグナル強度を１０点の測定点ごとに示すグラフである。
【図11】実施例４で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図12】実施例４で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図13】実施例４で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、各測定点のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のシグナル強度を１０点の測定点ごとに示すグラフである。
【図14】実施例５で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図15】実施例６で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図16】実施例６で行った質量分析（実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図17】実施例７で調製した有機シリカ薄膜の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図18】実施例８で行った質量分析（実施例７で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【図19】実施例８で行った質量分析（実施例７で得られた有機シリカ基板を利用した質量分析）の結果として、任意の１点の測定点で得られたマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【0019】
［レーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板］
本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板は、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜を備え、前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有し、かつ、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されていることを特徴とするものである。
本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板は、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜を備え、前記レーザー光を吸収可能な有機基が波長２００～１２００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有し、かつ、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されていることを特徴とするものである。
【0020】
本発明にかかる有機シリカ薄膜は、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる薄膜である。
【0021】
このように、薄膜を構成する有機シリカは、レーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有するものである。このような「レーザー光を吸収可能な有機基」は、波長２００～１２００ｎｍ（より好ましくは２００～６００ｎｍ、更に好ましくは２５０～４５０ｎｍ、特に好ましくは３００～４００ｎｍ）の範囲に吸収極大波長を有する有機基である。このような有機基の吸収極大波長が前記下限未満では、レーザー脱離／イオン化法（ＬＤＩ）に利用した場合において、そのような波長のレーザー光を吸収させると、測定対象物（測定対象分子）とともに、有機シリカ薄膜中の有機基が該光により分解されてしまい、結果的に効率よく質量分析することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、レーザー光を吸収させても、測定対象分子のイオン化に必要な光エネルギーを得ることが困難となる傾向にある。このように、前記有機基が上記波長範囲に吸収極大波長を有することで、質量分析に利用する波長域のレーザー光をより効率よく吸収させることが可能となる。
【0022】
また、前記有機シリカ薄膜が骨格に有する「レーザー光を吸収可能な有機基」としては、例えば、質量分析の際に利用するレーザー光を吸収することが可能な構造部分を有する有機基等が挙げられる。このような有機基としては、その利用するレーザー光の波長にもよるが、レーザー光を吸収することが可能な構造部分として芳香環を有する有機基（例えばトリフェニルアミン、ナフタルイミド、フルオレン、アクリドン、メチルアクリドン、クアテルフェニル、アントラセン等）が挙げられる。このように、前記レーザー光を吸収可能な有機基（波長２００～６００ｎｍの範囲に吸収極大波長を有する有機基）としては、例えば、それぞれ置換基を有していてもよい、トリフェニルアミン、ナフタルイミド、スチリルベンゼン、フルオレン、ジビニルベンゼン、ジビニルピリジン、アクリドン、メチルアクリドン、クアテルフェニル、アントラセン等が挙げられる。
【0023】
さらに、このようなレーザー光を吸収可能な有機基（好ましくは波長２００～６００ｎｍの範囲に吸収極大波長を有する有機基）としては、１０個以上の炭素を含む芳香族有機基であることがより好ましい。このような芳香族有機基によれば、より効率よくレーザー光を吸収することが可能となる。このような芳香族有機基としては、例えば、それぞれ置換基を有していてもよい、トリフェニルアミン、ナフタルイミド、スチリルベンゼン、フルオレン、アクリドン、メチルアクリドン、クアテルフェニル、アントラセン、ピレン、アクリジン、フェニルピリジン、ぺリレン、ペリレンビスイミド、ジフェニルピレン、テトラフェニルピレン、ポルフィリン、フタロシアニン、ジケトピロロピロール、ジチエニルベンゾチアジアゾール等が挙げられる。また、前記有機シリカ薄膜は、有機基として１種の有機基を単独で有するものであっても、あるいは、複数種の有機基を組み合わせて有するものであってもよい。このような有機基の中でも、光照射に対する化学的安定性の観点から、トリフェニルアミン、ナフタルイミド、ピレン、ペリレン、及び、アクリドンのうちの少なくとも１種を含むこと（前記有機基の少なくとも１種がトリフェニルアミン、ナフタルイミド、ピレン、ペリレン、及び、アクリドンのうちの少なくとも１種であること）が好ましい。
【0024】
また、前記有機シリカ薄膜において「有機基を骨格に有する」とは、シリカ薄膜のシリカ骨格を形成するケイ素（Ｓｉ）に、直接又は間接的に（他の元素を介して）結合された前記有機基が存在していることを意味する。なお、このような有機シリカ薄膜としては、シロキサン構造（式：－（Ｓｉ－Ｏ）ｙ－構造）を形成するケイ素原子同士が有機基により架橋された構造（架橋構造）を有することにより、骨格に有機基が導入されていることがより好ましい。
【0025】
また、前記有機シリカ薄膜において、該有機シリカを構成するケイ素及び前記レーザー光を吸収可能な有機基の含有割合は、該有機基の質量に対するケイ素の質量の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）を基準として０．０５～０．５０（より好ましくは０．１０～０．４０、更に好ましくは０．１０～０．３５、特に好ましくは０．１５～０．３５）の範囲にあることが好ましい。このような質量比（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）が前記下限未満では有機シリカ薄膜の架橋密度が低くなり、十分に膜が硬化しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、相対的に有機基の密度が低下することでレーザー光の吸収強度が低下する傾向にあり、更には、凹凸構造（例えば多孔構造）を有する膜を製造しようとする場合に、製膜の段階で架橋度が過度に上昇し、ナノインプリントにより凹凸構造を形成することが困難になる傾向にある。このような質量比の有機シリカ薄膜としては、レーザー光を吸収可能な有機基として波長２００～６００ｎｍの範囲に極大吸収波長を有する有機基を有しかつケイ素及び前記有機基の含有割合が、前記有機基の質量に対するケイ素の質量の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）を基準として０．０５～０．５０（より好ましくは０．１０～０．４０、更に好ましくは０．１０～０．３５、特に好ましくは０．１５～０．３５）の範囲にある有機ケイ素化合物の重合体（縮合体）からなる薄膜を好適に利用することができる。
【0026】
このような有機ケイ素化合物としては、下記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）：
【0027】
【化1】
【0028】
［式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中、Ｘはｍ価の有機基を示し、Ｒ１は、アルコキシ基（好ましくは炭素数１～５のアルコキシ基）、ヒドロキシル基（－ＯＨ）、アリル基（ＣＨ２＝ＣＨ－ＣＨ２－）、エステル基（好ましくは炭素数１～５のエステル基）及びハロゲン原子（塩素原子、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子）からなる群から選択される少なくとも一つを示し、Ｒ２は、アルキル基及び水素原子からなる群から選択される少なくとも一つを示し、ｎ及び（３－ｎ）はそれぞれケイ素原子（Ｓｉ）に結合しているＲ１及びＲ２の数を示し、ｎは１～３の整数を示し、ｍは１～４の整数を示し、式（１－ｉｖ）中のＬは単結合又はエーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基及びウレタン基からなる群から選択されるいずれか１種の２価の有機基を示し、式（１－ｉｖ）中のＹは炭素数１～４のアルキレン基を示す。］
で表され、かつ、ケイ素及び光を吸収可能な有機基の含有割合が、レーザー光を吸収可能な有機基の質量に対するケイ素の質量の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）を基準として０．０５～０．５０の範囲にある有機ケイ素化合物が好ましい。なお、このような一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）で表される化合物中の「レーザー光を吸収可能な有機基」に関して、前記一般式（１－ｉ）で表される化合物においては該式中においてＸで表される基（ｍ価の有機基（結合手は省略））が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、前記一般式（１－ｉｉ）で表される化合物においては、式：
で表され、かつ、ケイ素及び光を吸収可能な有機基の含有割合が、レーザー光を吸収可能な有機基の質量に対するケイ素の質量の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）を基準として０．０５～０．５０の範囲にある有機ケイ素化合物が好ましい。なお、このような一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）で表される化合物中の「レーザー光を吸収可能な有機基」に関して、前記一般式（１－ｉ）で表される化合物においては該式中においてＸで表される基（ｍ価の有機基（結合手は省略））が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、前記一般式（１－ｉｉ）で表される化合物においては、式：
【0029】
【化2】
【0030】
［式（Ｉ）中、Ｘはｍ価の有機基を示し、ｍは１～４の整数を示す（このように、Ｘ及びｍは、一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中のＸ及びｍと同義である）。］
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、また、前記一般式（１－ｉｉｉ）で表される化合物においては、式：
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、また、前記一般式（１－ｉｉｉ）で表される化合物においては、式：
【0031】
【化3】
【0032】
［式（ＩＩ）中、Ｘはｍ価の有機基を示し、ｍは１～４の整数を示す（このように、Ｘ及びｍは、一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中のＸ及びｍと同義である）。］
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、前記一般式（１－ｉｖ）で表される化合物においては、式：
Ｘ－（Ｌ－Ｙ）ｍ－ （ＩＩＩ）
［式（ＩＩＩ）中、Ｘはｍ価の有機基を示し、Ｌは単結合又はエーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基及びウレタン基からなる群から選択されるいずれか１種の２価の有機基を示し、Ｙは炭素数１～４のアルキレン基を示し、ｍは１～４の整数を示す（このように、Ｘ、Ｌ、Ｙ及びｍは、一般式（１－ｉｖ）中のＸ、Ｌ、Ｙ及びｍと同義である）。］
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となる。このように、化合物中のケイ素と結合する基であって式中のＸで示す基を含有する構造部分の有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となる。
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となり、前記一般式（１－ｉｖ）で表される化合物においては、式：
Ｘ－（Ｌ－Ｙ）ｍ－ （ＩＩＩ）
［式（ＩＩＩ）中、Ｘはｍ価の有機基を示し、Ｌは単結合又はエーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基及びウレタン基からなる群から選択されるいずれか１種の２価の有機基を示し、Ｙは炭素数１～４のアルキレン基を示し、ｍは１～４の整数を示す（このように、Ｘ、Ｌ、Ｙ及びｍは、一般式（１－ｉｖ）中のＸ、Ｌ、Ｙ及びｍと同義である）。］
で表される有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となる。このように、化合物中のケイ素と結合する基であって式中のＸで示す基を含有する構造部分の有機基が「レーザー光を吸収可能な有機基」となる。
【0033】
前記有機シリカ薄膜としては、上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）で表され、かつ、ケイ素及び光を吸収可能な有機基の含有割合が、その光を吸収可能な有機基の質量に対するケイ素の質量の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）を基準として０．０５～０．５０の範囲にある有機ケイ素化合物からなる群（以下、該有機ケイ素化合物からなる群を、便宜上、場合により単に「化合物群（Ａ）」と称する）の中から選択される少なくとも１種の有機ケイ素化合物の重合体からなる有機シリカ薄膜が好ましい。このように、前記有機シリカ薄膜としては、前記化合物群（Ａ）の中から選択される１種の有機ケイ素化合物の重合体からなる有機シリカ薄膜が好ましい。
【0034】
このような化合物群（Ａ）の中から選択される少なくとも１種の有機ケイ素化合物の重合体からなる有機シリカ薄膜によれば、いわゆる光捕集アンテナ機能をより効率よく発現させることが可能な傾向にあり、これにより、より効率よく測定対象分子をイオン化することが可能となる傾向にある。なお、ここにいう「光捕集アンテナ機能」とは、光を照射した場合に光エネルギーを吸収して励起したエネルギーを細孔の内部に集約する機能をいい、かかる機能を利用すれば、吸収したレーザー光の光エネルギーを細孔の内部に担持された測定対象分子により効率よく移動させることが可能となる傾向にある。なお、このような「光捕集アンテナ機能」の定義は特開２００８－０８４８３６号公報に記載されている定義と同様である。
【0035】
また、このような化合物群（Ａ）の中から選択される少なくとも１種の有機ケイ素化合物の重合体は、シロキサン構造（式：－（Ｓｉ－Ｏ）ｙ－で表される構造）を形成するケイ素原子同士が有機基により架橋された構造（架橋構造）を有するものとなり、これにより骨格に前記有機基を有する構造のものとなる（いわゆる「架橋型有機シリカ薄膜」となる）。ここで、上記一般式（１－ｉ）で表されかつ式中のＲ１がエトキシ基、ｎが３、ｍが２である有機ケイ素化合物の重合反応を一例として、かかる架橋構造について説明すると、下記一般式（２）：
【0036】
【化4】
【0037】
［式中、Ｘはｍ価の有機基を示し、ｐは繰り返し単位の数に相当する整数を示す。］
で表されるような反応により、重合後に得られる有機シリカ薄膜は、有機基（Ｘ）によりシロキサン構造（式：－（Ｓｉ－Ｏ）ｙ－で表される構造）を形成するケイ素原子が架橋された構造の繰り返し単位を有するものとなる（なお、ｐの数は特に制限されないが、一般的には１０～１０００程度の範囲であることが好ましい。）。なお、このような架橋構造が形成された場合（有機シリカ薄膜が前記架橋型有機シリカ薄膜となる場合）には、これを質量分析に利用した場合、照射レーザー光をより効率よく吸収し、有機シリカ薄膜の細孔内に担持された測定対象分子に対して、より効率良く励起エネルギーを移動できる傾向にある。なお、前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する重合体からなる有機シリカは、その有機シリカ中の前記有機基（Ｘ）の総量（質量）とＳｉの総量（質量）の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）が０．０５～０．５０の範囲の値であることが好ましい。
で表されるような反応により、重合後に得られる有機シリカ薄膜は、有機基（Ｘ）によりシロキサン構造（式：－（Ｓｉ－Ｏ）ｙ－で表される構造）を形成するケイ素原子が架橋された構造の繰り返し単位を有するものとなる（なお、ｐの数は特に制限されないが、一般的には１０～１０００程度の範囲であることが好ましい。）。なお、このような架橋構造が形成された場合（有機シリカ薄膜が前記架橋型有機シリカ薄膜となる場合）には、これを質量分析に利用した場合、照射レーザー光をより効率よく吸収し、有機シリカ薄膜の細孔内に担持された測定対象分子に対して、より効率良く励起エネルギーを移動できる傾向にある。なお、前記一般式（２）で表される繰り返し単位を有する重合体からなる有機シリカは、その有機シリカ中の前記有機基（Ｘ）の総量（質量）とＳｉの総量（質量）の比率（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）が０．０５～０．５０の範囲の値であることが好ましい。
【0038】
また、上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）におけるＲ１としては、縮合反応（重合反応）を制御し易いという観点からアルコキシ基及び／又はヒドロキシル基が好ましい。なお、同一分子中に複数のＲ１が存在する場合、Ｒ１は同一でも異なっていてもよい。このような一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）におけるＲ２として選択され得るアルキル基としては、炭素数１～５のアルキル基が好ましい。なお、同一分子中に複数のＲ２が存在する場合、Ｒ２は同一でも異なっていてもよい。
【0039】
上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）において、式中のｎ及び（３－ｎ）は、それぞれケイ素原子（Ｓｉ）に結合しているＲ１及びＲ２の数を示す。ここにおいて、ｎは１～３の整数を示すが、縮合した後の構造をより安定なものとすることが可能であるという点から、ｎが３であることが特に好ましい。
【0040】
さらに、上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中のｍは、前記有機基（Ｘ）に直接又は間接的に結合しているケイ素原子（Ｓｉ）の数を示す。このようなｍは１～４の整数を示す。このようなｍは、安定なシロキサンネットワークを形成し易いという観点から、２～４（特に好ましくは２～３）であることがより好ましい。
【0041】
また、式（１－ｉｖ）中のＬとしては、高い化学的安定性確保の観点から、単結合又はエーテル基であることがより好ましい。なお、同一分子中に複数のＬが存在する場合、Ｌは同一でも異なっていてもよい。更に、式（１－ｉｖ）中のＹとしては、重合後のケイ素の高密度化と膜の柔軟性の両立の観点から、エチレン基又はプロピレン基であることがより好ましい。なお、同一分子中に複数のＹが存在する場合、Ｙは同一でも異なっていてもよい。
【0042】
また、上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中のＸはｍ価の有機基を示す。また、このようなｍ価の有機基としては、中でも、下記一般式（１０１）～（１１２）：
【0043】
【化5】
【0044】
［上記一般式（１０１）～（１１２）中、記号＊は、該記号を付した結合手が上記式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）中のＸに結合する結合手であることを示す。］
で表される有機基が特に好ましい。なお、このような一般式（１０１）～（１１２）で表される有機基において、有機基の高密度化及び安定固定化の観点から、記号＊で表される結合手は直接ケイ素に結合していることがより好ましい。
で表される有機基が特に好ましい。なお、このような一般式（１０１）～（１１２）で表される有機基において、有機基の高密度化及び安定固定化の観点から、記号＊で表される結合手は直接ケイ素に結合していることがより好ましい。
【0045】
さらに、有機シリカ薄膜が有する「レーザー光を吸収可能な有機基」としては、波長３００～４００ｎｍのレーザー光の吸収能力と高い化学的安定性の観点からは、ナフタルイミド環を構造中に含む有機基であることが好ましく、上記一般式（１０２）～（１０３）で表される有機基（ナフタルイミド環を構造中に含む有機基）のうちのいずれかが特に好ましい。
【0046】
また、このようなレーザー光を吸収可能な有機基を骨格に有する有機シリカからなる有機シリカ薄膜としては、１種の有機基を単独で含有するものであってもよく、あるいは、２種以上の有機基を組み合わせて含有するものであってもよい。なお、２種以上の有機基を組み合わせて含有する有機シリカ薄膜としては、上記一般式（１－ｉ）～（１－ｉｖ）のうちのいずれかで表され且つＸの種類が異なる、複数種の有機ケイ素化合物の重合体等が挙げられる。
【0047】
なお、前述の化合物群（Ａ）の中から選択される少なくとも１種の有機ケイ素化合物の重合体としては、本発明の効果を損なわない範囲（例えば薄膜自体が有機基の質量に対するケイ素の質量の比率などの条件を満たす範囲）で、その重合体を調製する有機ケイ素化合物に、前述の化合物群（Ａ）の中から選択されるもの以外の他の有機ケイ素化合物を含んでいてもよい。このような他の有機ケイ素化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシランといったテトラアルコキシシラン等が挙げられる。
【0048】
また、このような有機シリカ薄膜としては、レーザー光が照射される範囲において、より多くの試料分子を、より均質に基板表面に吸着させることが可能となるといった観点から、凹凸構造を有する薄膜であることがより好ましい。また、このような凹凸構造を有する有機シリカ薄膜としては、表面にラフネスファクターが１．４以上（より好ましくは１．７以上、特に好ましくは２．０以上）の凹凸構造を有する薄膜であることが更に好ましい。このようなラフネスファクターが前記下限未満ではレーザー光の吸収量が低下し、それにともないＬＤＩ支援性能も低下する傾向にある。なお、「ラフネスファクター」とは、実表面積／幾何表面積で表される値をいう。このようなラフネスファクターの値は、有機シリカ薄膜の表面形状をＳＥＭやＡＦＭにより測定して、凹凸構造が付与されたことによる表面積増加分を算出し、その値を用いて、平滑面に対する凹凸面の表面積の比を算出することにより求めることができる。
【0049】
また、有機シリカ薄膜が凹凸構造を有する場合、その凹凸構造としては、柱状の空隙部からなる細孔が形成された多孔構造、あるいは、柱状体が配列されたピラーアレイ構造であることが好ましい。なお、ここにいう「柱状」は、略円柱、略多角柱等のいわゆる柱状のものの他、略円錐状、略多角錐状等のような、両端部の大きさ（直径、長さ等）が異なる形状のものも含む概念である。このような凹凸構造は、ナノインプリントにより効率よく製造できる。例えば、ナノインプリントに用いるモールドをピラーアレイ構造を有するものとした場合には、その構造の特性が転写された多孔構造を前記薄膜の凹凸構造とすることができ、反対に、ナノインプリントに用いるモールドを柱状の空隙部からなる細孔が形成された多孔構造を有するものとした場合には、その構造の特性が転写されたピラーアレイ構造を前記薄膜の凹凸構造とすることができる。また、ナノインプリントにより凹凸構造を形成する場合（ナノインプリント転写構造である凹凸構造を形成する場合）、凹凸構造を有するモールドを用いて、その特性の転写や反転を繰り返して凹凸構造を形成してもよい。
【0050】
また、このような凹凸構造としては、凹凸構造の軸方向が該有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向にあるものであることが好ましい。この点について、図面を参照しながら簡単に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0051】
図２は、前記有機シリカ薄膜を備える構造体（多層構造体：積層体）の好適な一実施形態を模式的に示す概略縦断面図である。図２に示す積層体（多層構造体）は、基材１００と、有機シリカ薄膜１０１とを備える（なお、このような基材１００については後述する）。ここで、「凹凸構造の軸方向が該有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向にある」とは、例えば、有機シリカ薄膜１０１の凹凸部分の空隙部（凹部の空間）が柱状の細孔である場合（有機シリカ薄膜１０１が多孔構造を有する場合）、かかる細孔の空間形状（空隙部の形状）の長軸の方向が有機シリカ薄膜１０１の凹凸構造が形成されている側の面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の表面に対して略垂直となっていることをいい、また、有機シリカ薄膜１０１の凹凸部分の凸部が柱状体（ピラー状）である場合（有機シリカ薄膜１０１がピラーアレイ構造を有する場合）、かかる柱状体（ピラー状）の長軸の方向が、有機シリカ薄膜１０１の凹凸構造が形成されている側の面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の表面に対して略垂直となっていることをいう。このように、「凹凸構造の軸方向」とは、凹凸構造が多孔構造の場合には細孔の長軸の方向をいい、また、凹凸構造がピラーアレイ構造の場合には柱状体（ピラー）の長軸の方向をいう。また、ここにいう「長軸」とは、細孔の空隙部の形状又は柱状体の重心部を通る長手方向の軸をいい、柱状体の縦断面図に基づいて求めることができる。
【0052】
ここで、「略垂直」という概念について図３を参酌しながら説明する。図３は、図２に示す領域Ｒの拡大図である。ここで、図２及び図３に示す凹凸部分の空隙部（凹部の空間）が柱状の細孔である場合（凹部が柱状の細孔である多孔構造が形成されている場合）を例にして説明すると、凹凸構造の軸方向が面Ｓ２の表面に対して略垂直な方向にあるとは、有機シリカ薄膜１０１の凹凸構造が形成されている面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の表面に対して、細孔の空間形状（空隙部の柱状の形状）の長軸Ｃ（細孔の長軸Ｃ）がなす角度αが９０°±３０°（より好ましくは９０°±２０°）の範囲にあることをいう。なお、凸部が柱状体（ピラー状）である場合（有機シリカ薄膜１０１がピラーアレイ構造を有する場合）においても、凹凸構造の軸方向が面Ｓ２の表面に対して略垂直な方向にあるとは、有機シリカ薄膜１０１の凹凸構造が形成されている面Ｓ１とは反対側の面Ｓ２の表面に対して、かかる柱状体（ピラー状）の長軸がなす角度が９０°±３０°（より好ましくは９０°±２０°）の範囲にあることをいう。
【0053】
このように、有機シリカ薄膜１０１に形成されている凹凸構造は、その凹凸構造の軸方向が有機シリカ薄膜１０１の面Ｓ２の表面に対して略垂直な方向（９０°±３０°、より好ましくは９０°±２０°）にあることが好ましい（該凹凸構造の軸方向と有機シリカ薄膜１０１の面Ｓ２の表面とのなす角度が略垂直（９０°±３０°、より好ましくは９０°±２０°）となるような方向にあることが好ましい）。なお、有機シリカ薄膜１０１に形成されている凹凸構造の軸方向が前記方向にない場合には、質量分析に利用する場合にレーザ光を照射しても、凹凸の空隙部（細孔の場合には細孔空間）に吸着させた分子を膜外に脱離、気化させることが困難となる傾向にある。なお、図２に示す積層体（多層構造体）の場合、有機シリカ薄膜１０１の面Ｓ２の表面は、平面であり、有機シリカ薄膜１０１が基材１００上に積層されており、かつ、基材１００の表面に対向する面となる。また、凹凸構造の軸方向が有機シリカ薄膜１０１の面Ｓ２の表面に対して略垂直な方向にあるか否かの判断は、以下のようにして行う。すなわち、有機シリカ薄膜の断面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定により求めて、任意の１００点以上の凹凸構造の軸方向をそれぞれ測定して、いずれの凹凸の軸方向も凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直（９０°±３０°、より好ましくは９０°±２０°）となっている場合に、凹凸構造の軸方向が有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向にあるものと判断できる。
【0054】
また、このような有機シリカ薄膜は、凹部が柱状の細孔により形成されてなる凹凸構造を有する多孔膜、又は、凸部が柱状体により形成されかつ該柱状体が配列されてなるピラーアレイからなる凹凸構造を有する薄膜であることが好ましい。すなわち、このような凹凸構造としては、凹部が柱状の細孔により形成されてなる凹凸構造であること、又は、凸部が柱状体により形成されかつ該柱状体が配列されてなるピラーアレイからなる凹凸構造であることが好ましい。
【0055】
このような有機シリカ薄膜の凹凸構造において、凸部の壁面間の距離の平均値は、５～５００ｎｍであることが好ましく、５～２００ｎｍであることがより好ましく、５～１００ｎｍであることが更に好ましい。このような凸部の壁面間の距離の平均値が前記下限未満では凹凸の空隙部（細孔の場合には細孔空間）に分子量の大きな分子を導入して吸着させることが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると凹凸構造の形成による表面積の増加効果を十分に得られない傾向にある。なお、このような凸部の壁面間の距離の平均値は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて凹凸構造を測定し、凹凸構造の断面図（縦断面図）を求めて、該断面図に基づいて、任意の１００点以上の凸部について、該凸部の高さが後述の凸部の平均高さの半分となる位置（なお、壁面間の距離の測定に利用される凸部の高さ位置は、その凸部ごとに、該凸部と最近接の凸部との間の凹部の最下点を、高さの基準（高さが０ｎｍである）とみなして求める）において、該凸部と最近接の凸部との間の壁面間の距離（水平方向の距離）を求めて、その平均を計算することにより求めることができる。なお、このように凸部の高さが後述の凸部の平均高さの半分となる位置における、最近接の凸部間の壁面間距離（水平方向の距離）を凸部間の距離とみなすことで、凸部が、両端部の大きさ（直径、長さ等）が異なる柱状体の形状を有するものであっても、その柱状体間の距離を測定でき、これにより、例えば、凹部に導入する測定対象分子等の種類に応じて、その設計を適宜検討することも可能となる。すなわち、かかる凸部間の壁面間距離は、凹部の空隙部の大きさの指標として利用できる。なお、このような凸部の壁面間の距離は、凹部が柱状の細孔により形成されてなる凹凸構造である場合においては、細孔の直径とみなすことができる。このような観点から、凹部が柱状の細孔により形成されてなる凹凸構造である場合には該細孔の平均細孔直径が、５～５００ｎｍ（より好ましくは５～２００ｎｍ、更に好ましくは５～１００ｎｍ）であることが好ましいといえ、同様に、凸部が柱状体により形成されかつ該柱状体が配列されてなるピラーアレイからなる凹凸構造である場合、凸部の壁面間の距離（ピラー間の距離）の平均値は５～５００ｎｍ（より好ましくは５～２００ｎｍ、更に好ましくは５～１００ｎｍ）であることが好ましいといえる。
【0056】
また、このような有機シリカ薄膜の凹凸構造において、凸部の平均高さ（凹部の平均深さ）は、前記凸部の壁面間の距離の平均値以上であることが好ましく、２０～１５００ｎｍとすることが更に好ましく、５０～５００ｎｍとすることが特に好ましい。なお、凸部の平均高さ（凹部の平均深さ）は、後述の膜の厚みＴと同程度の範囲とすることがより好ましい。このような凸部の平均高さ（凹部の平均深さ）が前記下限未満では凹凸構造の形成による表面積の増加効果を十分に得られない傾向にあり、他方、前記上限を超えると有機シリカ薄膜を質量分析に利用する場合にレーザ光を照射しても、空隙部（細孔の場合には細孔空間内）の深部に吸着された分子を膜外に脱離、気化させることが困難となる傾向にある。なお、ここにいう凸部の平均高さ（凹部の平均深さ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて凹凸構造を測定し、凹凸構造の断面図（縦断面図）を求めて、該断面図に基づいて、任意の１００点以上の凸部に対して、隣接する凹部のうちの最も低い位置にある点（凹部の最下点）と該凸部の頂点の高さの差（垂直方向の距離）を求めて、その平均を計算することで求めることができる。
【0057】
また、このような凹凸構造としては、凹凸の平均ピッチが２０～１０００ｎｍであることが好ましく、２０～５００ｎｍであることがより好ましく、２０～２００ｎｍであることが更に好ましい。このような凹凸の平均ピッチが前記下限未満では高アスペクト比の凹凸構造の製造が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると凹凸構造の形成による表面積の増加効果を十分に得られない傾向にある。このような平均ピッチとしては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて凹凸構造を測定し、凹凸構造の断面図（縦断面図）を求めて、該断面図に基づいて、任意の１００点以上の凸部について、その凸部と最近接の凸部との間において、凸部の頂点（凸部の断面形状が略長方形状等の形状で、凸部の上部が凸部の頂点を含む直線となっている場合（例えば凸部が円柱状で上部が平面である場合）には、その上部の中心点）間の水平方向の距離を測定し、それぞれの測定値の平均として求められる値を採用する。
【0058】
なお、このような有機シリカ薄膜の凹凸構造が、凸部が柱状体により形成されかつ該柱状体が配列されてなるピラーアレイからなる凹凸構造である場合、該柱状体の短軸の平均長さは１０～５００ｎｍであることが好ましく、１０～２００ｎｍであることがより好ましく、１０～１５０ｎｍであることが更に好ましい。このような短軸の平均長さが前記下限未満では高アスペクト比の凹凸構造の製造が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると凹凸構造の形成による表面積の増加効果を十分に得られない傾向にある。このような柱状体の短軸の長さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて凹凸構造を測定し、凹凸構造の断面図（縦断面図）を求めて、該断面図に基づいて、任意の１００点以上の柱状体の短軸の長さを求めて、その平均を計算することにより求めることができる。なお、ここにいう柱状体の短軸とは、柱状体の重心を通り且つ長軸と垂直な軸をいい、柱状体の縦断面図に基づいて求めることができる。
【0059】
また、本発明において、前記有機シリカ薄膜は、該有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されているものである。このようなチタン酸化物の含有量（前述のチタン元素比）が前記下限未満では、試料分子の吸着部位の形成が不十分となり、分析領域内における分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下し、他方、前記上限を超えると有機基によるレーザー光の吸収及びそのようなレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害されることとなる。また、有機基によるレーザー光の吸収及びそのようなレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害されることを十分に抑制しつつ、試料分子の吸着部位をより均一に形成することが可能となることから、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．７～３．０ａｔ％含有されていることがより好ましく、１．０～２．０ａｔ％含有されていることが更に好ましい。
【0060】
なお、本発明において、前記チタン元素比（前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に含有されている前記チタン酸化物の前記チタン元素比［単位：ａｔ％］）は、以下のようにして求められる値を採用する。すなわち、このようなチタン元素比としては、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）によって検出される、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在する全ての元素の含有率（原子比）を求め、測定される全元素の総量に対するチタン元素の含有比（原子比：チタン元素の元素構成比）を求めることで得られる値を採用する。このようなＸＰＳは、物質の最表面から深さ方向に１０ｎｍ程度以内の領域の元素の比率を調べる際に利用することができる方法である。なお、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に含まれる元素（例えば、有機基の種類によっても異なるが、ケイ素、炭素、酸素、窒素、チタン等）の含有率（原子比）は、市販のＸＰＳ装置によって分析できることから（水素は検出不可）、そのような市販のＸＰＳ装置によって測定できる前記領域内に存在する全ての元素（水素を除く全元素）の量（原子量）をそれぞれ求め、その総量に対するチタン元素の比を（原子％：チタン元素の元素構成比）を算出することで求めることができる。なお、測定方法や測定装置の種類、測定条件等は、同様な結果が得られるのであれば、特に制限されないが、測定装置としてＸＰＳ装置（アルバックファイ社製の商品名「PHI 5000 Versaprobe II」）を用いて、下記測定条件を採用することが好ましい。
［Ｘ線光電子分光法の測定条件］
Ｘ線源 ：ＡｌＫα，１４８６．６ｅｖ
光電子取出角 ：４５°
分析領域 ：直径１００μｍの領域
パスエネルギー ：９３．８ｅＶ
エネルギーステップ：０．２ｅＶ。
［Ｘ線光電子分光法の測定条件］
Ｘ線源 ：ＡｌＫα，１４８６．６ｅｖ
光電子取出角 ：４５°
分析領域 ：直径１００μｍの領域
パスエネルギー ：９３．８ｅＶ
エネルギーステップ：０．２ｅＶ。
【0061】
また、本発明においては、前記有機シリカ薄膜が表面に疎水基を有することが好ましい。このような疎水基を有することで、分析対象物質を含む試料溶液を薄膜上に滴下する際に着液面積をより小さくでき、分析対象物質の担持密度をより高めて、ＬＤＩ－ＭＳ時において、分析対象物質のシグナル強度をより向上させることが可能となる。
【0062】
また、このような疎水基としては、疎水性の観点から、脂肪族系の炭素骨格を主骨格とする基（疎水基）であることが好ましい。ここで、「脂肪族系の炭素骨格」とは、脂肪族系炭化水素と同様の炭素骨格構造を有する部分を含み、骨格中に複数の炭素原子（Ｃ）を有している構造（骨格）をいい、脂肪族系炭化水素の炭素原子のみにより形成された骨格であってもよいし、脂肪族系炭化水素の炭素原子とその他の原子（ヘテロ原子）との結合により形成された骨格（脂肪族系炭化水素の炭素の少なくとも一部がヘテロ原子（例えば酸素原子、窒素原子等）で置換されてなるような構造を有する骨格）であってもよい。
【0063】
このような疎水基としては、特に制限されないが、アルキル基、フッ素原子含有基、及び、アルコキシ基からなる群から選択される少なくとも１種の基が好ましい。
【0064】
また、このような疎水基として好適なフッ素原子含有基としては、例えば、フルオロアルキル基、フルオロエーテル基等が挙げられる。ここで、フルオロアルキル基とは、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたアルキル基（水素原子が部分的にフッ素原子に置換されたアルキル基又はパーフルオロアルキル基）を意味する。このようなフルオロアルキル基（水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたアルキル基）の主骨格（炭素骨格）の炭素数（アルキル鎖の炭素数）は３以上（更に好ましくは４以上、特に好ましくは５以上）であることが好ましい。このような炭素数が前記下限未満では十分な疎水性をえることができなくなる傾向にある。このようなフルオロアルキル基としては、例えば、式：ＣＦ３－、ＣＦ３－ＣＨ２－、ＣＦ３－ＣＦ２－、ＣＦ３－ＣＨ２－ＣＨ２－、ＣＦ３－ＣＦ２－ＣＨ２－、ＣＦ３－ＣＦ２－ＣＦ２－、ＣＦ３－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、Ｆ－ＣＨ２－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、ＣＦ２（ＣＦ３）－ＣＨ２－ＣＨ２－で表される基等が挙げられる。
【0065】
また、前記フッ素原子含有基として好適なフルオロエーテル基は、下記一般式（ｉ）：
【0066】
【化6】
【0067】
［式（ｉ）中、Ｒ１０は、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換された２価のアルキレン基（フッ化アルキレン基）を示す。］
で表される構造を有する基をいう。このような式（ｉ）中のＲ１０（水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたアルキレン基（フッ化アルキレン基））としては、下記一般式（ｉｉ）：
－ＣｎＦ２ｎ－ （ｉｉ）
［式（ｉｉ）中、ｎは１～２０（好ましくは１～１０、更に好ましくは１～５、特に好ましくは１～３）の整数を示す。］
で表される２価のパーフルオロアルキレン基がより好ましい。このような式（ｉ）で表される構造として好適なものとしては、例えば、式：－ＣＦ２－Ｏ－、－ＣＦ２－ＣＦ２－Ｏ－、－ＣＦ２－ＣＦ２－ＣＦ２－Ｏ－で表される基等が挙げられる。
で表される構造を有する基をいう。このような式（ｉ）中のＲ１０（水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたアルキレン基（フッ化アルキレン基））としては、下記一般式（ｉｉ）：
－ＣｎＦ２ｎ－ （ｉｉ）
［式（ｉｉ）中、ｎは１～２０（好ましくは１～１０、更に好ましくは１～５、特に好ましくは１～３）の整数を示す。］
で表される２価のパーフルオロアルキレン基がより好ましい。このような式（ｉ）で表される構造として好適なものとしては、例えば、式：－ＣＦ２－Ｏ－、－ＣＦ２－ＣＦ２－Ｏ－、－ＣＦ２－ＣＦ２－ＣＦ２－Ｏ－で表される基等が挙げられる。
【0068】
このような式（ｉ）で表される構造を有するフルオロエーテル基としては、例えば、下記一般式（ｉｉｉ）：
【0069】
【化7】
【0070】
［式（ｉｉｉ）中、Ｒ２０は水素原子、フッ素原子、メチル基、及び、トリフルオロメチル基のうちのいずれかを示し、Ｒ１０は上記一般式（ｉ）中のＲ１０と同義であり、ａは１～２００の整数（繰り返しの数）を示し、Ｒ２１は２価のアルキレン基又は水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換された２価のアルキレン基（フッ化アルキレン基）を示す。］
で表される基を好適なものとして例示できる。このような式（ｉｉｉ）中のＲ２０としては、フッ化アルキル基の有する高い疎水性を考慮すると、トリフルオロメチル基又はフッ素原子であることがより好ましい。また、Ｒ２１としての２価のアルキレン基は、式：－ＣｎＨ２ｎ－［式中のｎは整数（より好ましくは１～１０のうちのいずれかの整数、更に好ましくは１～５のうちのいずれかの整数、特に好ましくは１～３のうちのいずれかの整数）を示す。］で表される基である。また、Ｒ２１としての前記２価のフッ化アルキレン基としては、式：－ＣｎＨ２ｎ－で表される基の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたものであればよく、特に制限されないが、例えば、式：－ＣＦ２－、－ＣＦ（ＣＦ３）－、－ＣＨ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨ２－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＦ（ＣＦ３）－ＣＨ２－ＣＨ２－で表される基等が好適なものとして挙げられる。
で表される基を好適なものとして例示できる。このような式（ｉｉｉ）中のＲ２０としては、フッ化アルキル基の有する高い疎水性を考慮すると、トリフルオロメチル基又はフッ素原子であることがより好ましい。また、Ｒ２１としての２価のアルキレン基は、式：－ＣｎＨ２ｎ－［式中のｎは整数（より好ましくは１～１０のうちのいずれかの整数、更に好ましくは１～５のうちのいずれかの整数、特に好ましくは１～３のうちのいずれかの整数）を示す。］で表される基である。また、Ｒ２１としての前記２価のフッ化アルキレン基としては、式：－ＣｎＨ２ｎ－で表される基の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されたものであればよく、特に制限されないが、例えば、式：－ＣＦ２－、－ＣＦ（ＣＦ３）－、－ＣＨ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－、－ＣＦ２－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨ２－ＣＦ２－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＦ（ＣＦ３）－ＣＨ２－ＣＨ２－で表される基等が好適なものとして挙げられる。
【0071】
また、このような疎水基は、それぞれ側鎖を含んでいてもよい。このような側鎖を形成し得る基としては、疎水性の観点からは、アルキル基、フッ化アルキル基、フルオロエーテル基、及び、アルコキシ基からなる群から選択される少なくとも１種の基が好ましい。このような側鎖を含む疎水基としては、例えば、該疎水基の主骨格を形成する脂肪族系の炭素骨格に結合している原子（例えば、水素原子やハロゲン原子）の少なくとも一部が、上記側鎖を形成し得る基（アルキル基、フッ化アルキル基、フルオロエーテル基、及び、アルコキシ基からなる群から選択される少なくとも１種の基）に置換された基等を例示することができる。
【0072】
なお、このような疎水基は、例えば、後述の疎水性材料（前記疎水基を有する疎水性材料）を用いて、有機シリカ薄膜の表面に導入することができ、そのような疎水性材料からなる層を有機シリカ薄膜の表面に形成してもよい。なお、疎水性材料や、その導入方法については、後述する。
【0073】
また、このような有機シリカ薄膜の厚みＴは、２０～２０００ｎｍであることが好ましく、５０～１０００ｎｍであることがより好ましく、１００～５００ｎｍであることが更に好ましい。このような厚みが前記下限未満では、質量分析の基板として利用した場合にレーザー光を十分に吸収できず、測定対象分子の脱離及びイオン化の効率が低下してしまう傾向にあり、他方、前記上限を超えると、質量分析の基板として利用した場合に、レーザー光が薄膜の深部まで到達せず、深部に測定対象分子が吸着されていた場合に、その測定対象分子の脱離及びイオン化の効率が低下する傾向にある。
【0074】
また、本発明の有機シリカ基板は、例えば、図２や図３に示すように、前記有機シリカ薄膜を基材１００上に積層した積層体などの形態としてもよい。このような基材としては、有機シリカ薄膜を支持することが可能なものであればよく、特に制限されないが、例えば、シリコン基材（Ｓｉ基材）、石英基材、ガラス基材、各種金属基材、各種薄膜、等のような、シリカ膜を製造する際に利用することが可能な公知の基材を適宜利用できる。このような基材としては、その形態は特に制限されないが、平板状のものが好ましい。
【0075】
このような本発明の有機シリカ基板の製造するために好適に利用可能な方法としては、特に制限されないが、例えば、レーザー光を吸収可能な有機基を有する前記有機ケイ素化合物（より好ましくは前記化合物群（Ａ）の中から選択される１種の有機ケイ素化合物）を部分的に重合せしめて得られたゾル溶液を用いて、前記基材上に該ゾル溶液の塗膜を形成した後、これを硬化せしめることにより、有機シリカ薄膜を得る第一工程と、前記第一工程により得られた有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランを、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように、接触せしめた後に反応させて、有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成せしめることにより、上記本発明の有機シリカ基板を得る第二工程とを含む方法（以下、このような第一工程及び第二工程を含む方法を、便宜上、単に「方法（Ｉ）」と称する）を採用することができる。なお、前記方法（Ｉ）を採用した場合において、例えば、第一工程において、前記ゾル溶液を用いて塗膜を形成した後、完全に硬化する前に、その塗膜にナノインプリントにより凹凸構造を形成し、その後、硬化せしめることにより、前述の凹凸構造を有する多孔膜（有機シリカ薄膜）を得ることも可能である。また、前記方法（Ｉ）を採用した場合において、例えば、第二工程において、有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランを接触させる際に、疎水性材料も同時に接触させる等することにより、前記チタン酸化物からなる層を、チタン酸化物と；疎水性材料及び／又はその反応物と；を含む層として、得られる有機シリカ薄膜を、表面に疎水基を有するものとすることも可能である。以下、このような方法（Ｉ）について、第一工程と第二工程を分けて簡単に説明する。
【0076】
（第一工程）
このような方法（Ｉ）の第一工程は、レーザー光を吸収可能な有機基を有する前記有機ケイ素化合物（より好ましくは前記化合物群（Ａ）の中から選択される１種の有機ケイ素化合物）を部分的に重合せしめて得られたゾル溶液を用いて、前記基材上に該ゾル溶液の塗膜を形成した後、これを硬化せしめることにより、有機シリカ薄膜を得る工程である。
このような方法（Ｉ）の第一工程は、レーザー光を吸収可能な有機基を有する前記有機ケイ素化合物（より好ましくは前記化合物群（Ａ）の中から選択される１種の有機ケイ素化合物）を部分的に重合せしめて得られたゾル溶液を用いて、前記基材上に該ゾル溶液の塗膜を形成した後、これを硬化せしめることにより、有機シリカ薄膜を得る工程である。
【0077】
このような第一工程に利用するゾル溶液（コロイド溶液）は、前記レーザー光を吸収可能な有機基を有する有機ケイ素化合物を部分的に重合せしめて得られるものである。このようなゾル溶液は、前記有機ケイ素化合物（より好ましくは前記化合物群（Ａ）の中から選択される１種の有機ケイ素化合物）を用いる以外は、シリカ構造体を製造する分野において、いわゆるゾル－ゲル法として知られる公知の方法を採用することにより適宜形成することができる。なお、このようなゾル溶液は、前記有機ケイ素化合物を部分的に加水分解及び縮合反応せしめて得られる部分重合物を含む溶液であることが好ましい。このような溶液に利用する溶媒としては、特に制限されず、いわゆるゾル－ゲル法に用いられる公知の溶媒を適宜利用でき、例えば、メタノール、エタノール、メトキシエタノール、１－プロパノール、２－プロパノール（イソプロパノール）、アセトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、１，４－ジオキサン、アセトニトリル等の有機溶媒が挙げられる。このような溶媒の中でも室温付近での揮発性及び有機化合物の高い溶解性の観点から、メトキシエタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１，４－ジオキサン、テトラヒドロフランが好ましい。
【0078】
また、このようなゾル溶液を調製する際に、前記有機ケイ素化合物を部分的に重合せしめるための諸条件（温度や反応時間）は特に制限されず、用いる有機ケイ素化合物の種類に応じて、例えば、反応温度を０～１００℃程度、反応時間は５分～２４時間程度としてもよい。また、このような部分的な重合を効率よく進行せしめるといった観点からは、酸触媒を利用することが好ましい。このような酸触媒としては、塩酸、硝酸、硫酸といった鉱酸等が挙げられる。
【0079】
このようなゾル溶液を調製するための方法としては、例えば、前記有機ケイ素化合物と前記溶媒と前記酸触媒とを含む溶液を準備し、かかる溶液を室温（２０～２８℃、好ましくは２５℃）で０．５～１２時間程度撹拌することによって、前記有機ケイ素化合物を部分的に重合（部分加水分解および部分重縮合）させて、ゾル溶液を調製する方法を採用してもよい。このように撹拌して反応させる場合において、前記撹拌時間が前記下限未満になると、シリル基の加水分解反応が不十分となり、製膜後の膜の硬化反応が進行し難い傾向にある。
【0080】
なお、前記ゾル溶液には、本発明の効果を損なわない範囲で、前記有機ケイ素化合物以外の他の有機ケイ素化合物（例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシランといったテトラアルコキシシラン等）を更に含有させてもよい。
【0081】
また、ゾル溶液としては、溶媒中の前記有機ケイ素化合物の含有量が０．２～２０質量％であることが好ましく、０．５～７質量％であることがより好ましい。このような有機ケイ素化合物の含有量が前記下限未満では厚みを制御しながら均一膜を製造することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとゾル溶液中において反応を制御することが困難となり、安定なゾル溶液を調製することが困難となる傾向にある。
【0082】
さらに、このようなゾル溶液としては、溶媒中の前記有機ケイ素化合物の含有量が２～２００ｇ／Ｌであることが好ましく、５～１００ｇ／Ｌであることがより好ましい。このような有機ケイ素化合物の含有量が前記下限未満では厚みを制御しながら均一膜を製造することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとゾル溶液中において反応を制御することが困難となり、安定なゾル溶液を調製することが困難となる傾向にある。
【0083】
また、このようなゾル溶液は、前記有機ケイ素化合物を部分的に重合せしめて形成した後、製造時のコンタミネーション防止及びより高い平滑性の確保の観点から、メンブレンフィルター等で濾過した後に製膜に利用することが好ましい。
【0084】
また、上記のゾル溶液から得られる塗膜の形成方法は特に制限されず、ゾル溶液を、型にキャストする方法や各種コーティング方法で基材に塗布する方法が好適に採用される。さらに、このようなコーティング方法としては、公知の方法（例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーターなどを用いて塗布する方法、ディップコーティング、スピンコーティング、スプレーコーティング等といった方法）を適宜採用することができる。
【0085】
また、このようなゾル溶液から得られる膜（未硬化又は半硬化）の厚みとしては、０．１～１００μｍであることが好ましく、０．１～２５μｍであることがより好ましい。このような膜の厚みが前記下限未満では基板全面において膜の厚みを均等に保つことが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると流動や液だれによって膜厚にむらができ易い傾向にある。
【0086】
また、このような塗膜を硬化させる方法としては、用いた有機ケイ素化合物の種類に応じて、その加水分解及び縮合反応が進行するような条件を適宜採用すればよく、その温度や加熱時間等は特に制限されないが、２５～１５０℃程度の温度で１～４８時間程度の時間加熱せしめることが好ましい。このように加熱することで、前記有機ケイ素化合物及び／又は前記有機ケイ素化合物の部分重合物の加水分解及び縮合反応を更に進行せしめることが可能となり、これにより、前記ゾル溶液から得られる塗膜を硬化せしめて前記有機シリカ薄膜を形成することが可能となる。なお、このような硬化工程においては、残留するアルコキシ基の加水分解や薄膜の硬化をより効率よく進行せしめるために、前記塗膜を、上記温度範囲（２５～１５０℃）で加熱しながら１～４８時間程度、塩酸の蒸気に暴露することが好ましい。このような塩酸の蒸気の暴露により、塗膜の表面のみならず、内部における反応促進が可能となり、残留するアルコキシ基の加水分解や薄膜の硬化をより効率よく進行せしめることが可能となると共に、得られる薄膜の表面に水酸基を露出させることも可能となり、第二工程において、かかる水酸基と、チタニアアルコキシドとをより効率よく反応させることや、場合により、疎水性材料を反応させることが可能となる。
【0087】
なお、このような第一工程においては、前述のように、前記ゾル溶液を用いて塗膜を形成した後、硬化する前に、その塗膜にナノインプリントにより凹凸構造を形成し、その後、硬化せしめることにより、得られる有機シリカ薄膜を凹凸構造を有する多孔膜（有機シリカ薄膜）とすることも可能である。このように、第一工程においてナノインプリント工程（ナノインプリントにより凹凸構造を形成して硬化せしめる工程）を採用する場合には、ナノインプリント工程において、溶媒が蒸発することによる構造収縮の影響が最小化するように、前記ゾル溶液から得られる膜を、溶媒が除去されている膜（溶媒を除去する処理を施した膜であっても、揮発性の溶媒を利用して塗布工程において溶媒を揮発（除去）させて得られる膜であってもよい）とすることが好ましい。なお、このようなゾル溶液から得られる塗膜は、そのゾル溶液の溶媒の種類によっては、膜を形成する工程（塗布工程等）において、溶媒がほとんど蒸発（揮発）する場合があり、そのような場合には、特に溶媒を除去する処理を施さなくても、溶媒の蒸発（揮発）による構造収縮の影響を最小化することが可能である。また、ここにいう「ナノインプリント」には、いわゆるナノインプリント法として知られた公知の技術を適宜採用可能であり、微細な凹凸パターンが形成されたモールド（ナノ構造体）を用いて、そのモールドのパターンを転写する方法（ナノインプリント法）を適宜採用することが可能である。
【0088】
このようなナノインプリントに用いるモールドとしては、公知のナノインプリント法に利用可能なモールドを適宜利用することができ、市販品を利用してもよい。また、このようなモールド（ナノ構造体）としては、微細な凹凸パターンが形成されたナノ構造体等、所望の凹凸構造が形成されているものであれば適宜利用することができる。
【0089】
このようなナノインプリントに用いるモールドとしては、形成される有機シリカ薄膜の凹凸構造の軸方向が該有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向となるような、凹凸構造を有するものであることが好ましい。そのようなモールドを用いることで、モールドの凹凸の特性を転写して、凹凸構造の軸方向が薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向となる、凹凸構造を有する有機シリカ薄膜を効率よく製造することが可能となる。例えば、凹凸構造が形成された平板をモールドとして利用する場合、そのモールドの凹凸構造を、凹凸構造の軸方向が該平板の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向となっているものとすることで、該モールドの凹凸パターンを転写させた際に、より効率よく、有機シリカ薄膜に形成される凹凸構造の軸方向を、該有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直な方向とすることが可能である。
【0090】
また、このようなナノインプリントに利用するモールドの凹凸構造は、凸部が柱状体により形成されかつ該柱状体が配列されてなるピラーアレイからなる凹凸構造、又は、凹部が柱状の細孔により形成されてなる凹凸構造であることが好ましい。なお、このようなモールドの凹凸構造は、ナノインプリントによりその凹凸構造の特性を転写（反転）させて有機シリカ薄膜に凹凸構造を形成するために利用するものであることから、その凹凸構造の好適な条件は、前述の有機シリカ薄膜の凹凸構造において説明した各種条件（例えば、平均細孔直径、平均ピッチ等）と同様となる。
【0091】
また、ナノインプリントにより凹凸構造を形成して硬化せしめる方法としては、前記ゾル溶液から得られる膜（ゾル溶液の塗膜（未硬化又は半硬化）、ゾル溶液の塗膜に対して溶媒を除去する処理を施した膜（未硬化又は半硬化）等であってもよい）の表面に、前記モールドに形成されている凹凸の特性が転写（反転）されるように、モールドを乗せた後、該モールドを乗せたままの状態で前記ゾル溶液から得られる膜を加熱して硬化させる方法を採用することが好ましい。なお、このようにして加熱して硬化した薄膜からモールドを除去した後、薄膜中に残留するアルコキシ基の加水分解や薄膜の硬化をより十分に進行させるといった観点から、該薄膜を塩酸の蒸気に暴露してもよい。このようにして、ナノインプリントにより効率よく前記多孔膜を形成することができ、これを前記有機シリカ薄膜として利用することが可能である。
【0092】
（第二工程）
方法（Ｉ）の第二工程は、前記第一工程により得られた有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランを、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように接触せしめた後に反応させて、有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成せしめることにより、上記本発明の有機シリカ基板を得る工程である。
方法（Ｉ）の第二工程は、前記第一工程により得られた有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランを、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように接触せしめた後に反応させて、有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成せしめることにより、上記本発明の有機シリカ基板を得る工程である。
【0093】
このような第二工程に用いるチタンアルコキシドとしては、特に制限されないが、有機シリカ薄膜の表面上に、より効率よくチタン酸化物を含有する層（チタン酸化物を含む表面近傍の領域）を形成せしめることが可能となることから、テトラアルコキシチタンであることが好ましい。また、このようなテトラアルコキシチタンとしては、例えば、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタンを挙げることができ、中でも、有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシドを接触させるために、テトラアルコキシチタンを蒸発させて、その蒸気を接触させる方法を採用する場合、より沸点が低く、かつ加水分解反応性が高いものが望ましいことから、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタンがより好ましく、テトラエトキシチタンが特に好ましい。
【0094】
また、第二工程に用いるテトラアルコキシシランとしては、特に制限されないが、有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシドを接触させるために、テトラアルコキシチタンを蒸発させて、その蒸気を接触させる方法を採用する場合に、より沸点が低くかつ加水分解反応性が高いものが望ましいことから、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシランが好ましく、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシランがより好ましく、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが特に好ましい。
【0095】
また、有機シリカ薄膜の表面上に疎水基を導入する場合（有機シリカ薄膜を、表面に疎水基を有するものとする場合）には、有機シリカ薄膜の表面上に、チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランを接触させる際に、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランとともに、前述の疎水基を有する疎水性材料を有機シリカ薄膜の表面上に接触させることが好ましい。
【0096】
このような疎水性材料としては、前述の疎水基を有するとともに有機シリカのシリカ骨格と共有結合可能な官能基を有する疎水性材料が好ましい。このような有機シリカのシリカ骨格と共有結合可能な官能基としては、特に制限されないが、例えば、下記一般式（ｉｖ）：
Ｍｅ－Ｚ （ｉｖ）
［式（ｉｖ）中、Ｍｅはチタン以外の金属原子を示し、Ｚは加水分解性の置換基を示す。］
で表される構造部分を有する基が挙げられる。
Ｍｅ－Ｚ （ｉｖ）
［式（ｉｖ）中、Ｍｅはチタン以外の金属原子を示し、Ｚは加水分解性の置換基を示す。］
で表される構造部分を有する基が挙げられる。
【0097】
このような式（ｉｖ）中のＭｅとしては、例えば、ケイ素原子等が挙げられる。また、このような加水分解性の置換基としては、特に制限されず、ハロゲン原子、アルコキシ基等が挙げられる。このような加水分解性の置換基に関する式：－Ｚで表される基としては、加水分解反応性及び沸点の制御がより容易となることから、下記一般式（ｖ）：
－ＯＲ３０ （ｖ）
［Ｒ３０は炭素数１～５（更に好ましくは１～３、特に好ましくは１～２）のアルキル基を示す。］
で表されるアルコキシ基がより好ましい。なお、このようなＲ３０の炭素数が前記上限を超えると、加水分解反応性が低下するとともに沸点が高くなってしまい、有機シリカ薄膜の表面に疎水性材料を接触させるために、疎水性材料を蒸発させて、その蒸気を接触させる方法を採用する場合に、処理温度において蒸発量が低下する傾向にある。
－ＯＲ３０ （ｖ）
［Ｒ３０は炭素数１～５（更に好ましくは１～３、特に好ましくは１～２）のアルキル基を示す。］
で表されるアルコキシ基がより好ましい。なお、このようなＲ３０の炭素数が前記上限を超えると、加水分解反応性が低下するとともに沸点が高くなってしまい、有機シリカ薄膜の表面に疎水性材料を接触させるために、疎水性材料を蒸発させて、その蒸気を接触させる方法を採用する場合に、処理温度において蒸発量が低下する傾向にある。
【0098】
なお、このような式：－ＯＲ３０で表されるアルコキシ基が金属原子（Ｍｅ）に結合した構造部分を有することにより、前記有機シリカ薄膜上の水酸基（－ＯＨ）と、容易に加水分解反応させることが可能となり、これにより、前記金属原子（Ｍｅ）を酸素を介して、シリカ骨格を形成するケイ素原子（Ｓｉ）に対して、より効率よく導入することが可能となり（式：Ｍｅ－Ｏ－Ｓｉ（かかる式中のＳｉはシリカ骨格を形成するケイ素原子）で表される構造部分をより効率よく形成することが可能となり）、前記有機シリカ薄膜を形成する有機シリカのシリカ骨格と前記疎水性材料をより効率よく反応（共有結合）させることが可能となる。
【0099】
また、このような有機シリカのシリカ骨格と共有結合可能な官能基としては、前記金属原子（Ｍｅ）がケイ素原子である場合、例えば、下記一般式（ｖｉ）：
－Ｓｉ（Ｚ）３－ｘ（Ｒ３０）ｘ （ｖｉ）
［式（ｖｉ）中、Ｚは式（ｉｖ）中のＺと同義であり（上記式（ｖ）：Ｒ３０Ｏ－で表されるアルコキシ基であることがより好ましい）、Ｒ３０は上記式（ｖ）中のＲ３０と同義であり、ｘは０～２（好ましくは０～１、更に好ましくは０）の整数を示す。］
で表される基が好ましい。
－Ｓｉ（Ｚ）３－ｘ（Ｒ３０）ｘ （ｖｉ）
［式（ｖｉ）中、Ｚは式（ｉｖ）中のＺと同義であり（上記式（ｖ）：Ｒ３０Ｏ－で表されるアルコキシ基であることがより好ましい）、Ｒ３０は上記式（ｖ）中のＲ３０と同義であり、ｘは０～２（好ましくは０～１、更に好ましくは０）の整数を示す。］
で表される基が好ましい。
【0100】
このような有機シリカのシリカ骨格と共有結合可能な官能基を有する疎水性材料としては、前記式（ｉｖ）中の金属原子（Ｍｅ）がケイ素原子である場合、前記式（ｉｖ）中の加水分解性の置換基（Ｚ）の種類に応じて、例えば、トリメトキシ（３，３，３－トリフルオロプロピル）シラン、トリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン、トリエトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－トリデカフルオロオクチル）シラン）等のフッ化アルキルトリアルコキシシラン；トリフルオロプロピルジメチルクロロシラン等のトリフルオロアルキルジアルキルクロロシラン；トリメチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、トリプロピルクロロシラン等のトリアルキルクロロシラン；（プタデカフルオロ－１，１，２，２－テトラヒドロデシル）ジメチルクロロシラン等の疎水基を含有するシラン化合物等を好適なものとして挙げることができる。
【0101】
また、このような疎水性材料としては、例えば、前記疎水基を有する金属アルコキシド、側鎖に前記疎水基を有するとともにシリカ骨格と共有結合可能な官能基を有するシリコーン樹脂、ハロゲン原子含有トリアルキルシラン化合物（クロロトリアルキルシラン、ヨードトリアルキルシラン等）等が好適なものとして挙げられる。また、このような疎水性材料としては、加水分解反応性及び沸点の制御がより容易となるといった観点からは、前記疎水基を有する金属アルコキシドが特に好ましい。このような疎水基を有する金属アルコキシドとしては、前記疎水基を有するアルコキシシラン化合物であることが更に好ましく、シリカ骨格と、より安定した結合形成が可能であることから、下記一般式（ｖｉｉ）：
Ｄ－Ｓｉ（ＯＲ３０）３ （ｖｉｉ）
［式中、Ｒ３０は上記式（ｖ）中のＲ３０と同義であり、Ｄは前記疎水基を示す。］
で表されるアルコキシシラン化合物が特に好ましい。
Ｄ－Ｓｉ（ＯＲ３０）３ （ｖｉｉ）
［式中、Ｒ３０は上記式（ｖ）中のＲ３０と同義であり、Ｄは前記疎水基を示す。］
で表されるアルコキシシラン化合物が特に好ましい。
【0102】
また、第二工程において、前記有機シリカ薄膜の表面に前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触せしめるための方法としては、例えば、チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシラン（更に、必要に応じて前記疎水性材料）を含む溶液を前記有機シリカ薄膜の表面上に塗布する方法（例えば、前記溶液をスプレー等により塗布する方法）、密封可能な容器内に前記有機シリカ薄膜を導入して、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランの蒸気（場合により前記疎水性材料の蒸気を含む）に暴露する方法を適宜採用できる。
【0103】
このように、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめる際に利用する前記チタンアルコキシドの量（使用量）は、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触せしめるといった観点から、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランとの総量に対して、質量比で１５～３０質量％（より好ましくは２０～２５質量％）とすることが好ましい。このようなチタンアルコキシドの使用量が前記下限未満ではチタン酸化物の導入量が不足し、吸着部位を十分に形成することが困難となり、分析領域内において分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えるとチタン酸化物の導入量が増えて、有機基によるレーザー光の吸収やレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害され、これにより質量分析時の分析対象物質のシグナル強度が低下する可能性がある。
【0104】
また、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめる際に利用する前記チタンアルコキシドの量（使用量）は、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触せしめるといった観点から、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランとの総量に対して、金属元素換算（［前記チタンアルコキシド中のチタンの量］／（［前記チタンアルコキシド中のチタンの量］＋［前記テトラアルコキシシラン中のケイ素の量］））で１０～２５ａｔ％（より好ましくは１５～２０ａｔ％）とすることが好ましい。このようなチタンアルコキシドの使用量が前記下限未満ではチタン酸化物の導入量が不足し、吸着部位を十分に形成することが困難となり、分析領域内において分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チタン酸化物の導入量が増えて、有機基によるレーザー光の吸収やレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害され、これにより質量分析時の分析対象物質のシグナル強度が低下する可能性がある。
【0105】
また、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランとともに、前記疎水性材料を用いる場合、前記チタンアルコキシド、前記テトラアルコキシシラン及び前記疎水性材料を前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめる際に利用する前記チタンアルコキシドの量（使用量）は、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように、これらの成分を接触せしめるといった観点から、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランと前記疎水性材料との総量に対して、質量比で１５～３０質量％（より好ましくは２０～２５質量％）とすることが好ましい。このようなチタンアルコキシドの使用量が前記下限未満ではチタン酸化物の導入量が不足し、吸着部位を十分に形成することが困難となり、分析領域内において分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チタン酸化物の導入量が増えて、有機基によるレーザー光の吸収やレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害され、これにより質量分析時の分析対象物質のシグナル強度が低下する可能性がある。
【0106】
また、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランとともに前記疎水性材料を用いる場合において、前記疎水性材料が上記式（ｖｉｉ）で表されるアルコキシシラン化合物である場合、前記チタンアルコキシド、前記テトラアルコキシシラン及び前記疎水性材料を前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめる際に利用する前記チタンアルコキシドの量（使用量）は、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されるように、これらの成分を接触せしめるといった観点から、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランと前記疎水性材料との総量に対して、金属元素換算（［前記チタンアルコキシド中のチタンの量］／（［前記チタンアルコキシド中のチタンの量］＋［前記テトラアルコキシシラン中のケイ素の量］＋［前記疎水性材料中のケイ素の量］））で５～２０ａｔ％（より好ましくは１０～１５ａｔ％）とすることが好ましい。このようなチタンアルコキシドの使用量が前記下限未満ではチタン酸化物の導入量が不足し、吸着部位を十分に形成することが困難となり、分析領域内において分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チタン酸化物の導入量が増えて、有機基によるレーザー光の吸収やレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害され、これにより質量分析時の分析対象物質のシグナル強度が低下する可能性がある。なお、このように、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランとともに前記疎水性材料を用いる場合、前記テトラアルコキシシランの含有量は、前記チタンアルコキシドと前記テトラアルコキシシランと前記疎水性材料との総量に対して、金属元素換算（［前記テトラアルコキシシラン中のケイ素の量］／（［前記チタンアルコキシド中のチタンの量］＋［前記テトラアルコキシシラン中のケイ素の量］＋［前記疎水性材料中のケイ素の量］））で、６０～９０ａｔ％（より好ましくは７０～８０ａｔ％）とすることが好ましい。
【0107】
また、第二工程において、前記有機シリカ薄膜の表面に前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触せしめるための方法として、密封可能な容器内に前記有機シリカ薄膜を導入して、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランの蒸気（場合により前記疎水性材料の蒸気を含む）に暴露する場合、例えば、密封可能な容器内に前記有機シリカ薄膜を導入した後、該密封可能な容器内に、開口部を有する別の容器（例えば小瓶など）内に入れた状態で前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシラン（更に、必要に応じて前記疎水性材料）を導入し（すなわち、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシラン（更に、必要に応じて前記疎水性材料）が添加されている開口部を有する別の容器を、前記有機シリカ薄膜が導入された密封可能な容器内に導入し）、その後、該密封可能な容器を密封した後、加熱して、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランの蒸気（場合により前記疎水性材料の蒸気を含む）に、前記有機シリカ薄膜の表面に暴露する方法（以下、便宜上、場合により、単に「方法（ｉ）」と称する。）を採用することができる。
【0108】
このような有機シリカ薄膜を導入するための密封可能な容器としては、特に制限されず、公知の容器を適宜利用できる。また、このような密封可能な容器の材質等も特に制限されず、例えば、フッ素樹脂（例えば、テフロン（登録商標））製の容器等を適宜利用してもよい。
【0109】
また、上述のような方法（ｉ）を採用する場合においては、前記密封可能な容器内に、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシラン（更に必要に応じて前記疎水性材料）が添加されている開口部を有する別の容器を導入した後に該密封可能な容器を密封する。このような工程に際しては、チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランの加水分解反応及び脱水縮合反応を制御するといった観点から、前記チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシラン（更に必要に応じて前記疎水性材料）が添加されている開口部を有する別の容器を導入する際に、ガス雰囲気を不活性ガス（例えば、アルゴン、窒素等）からなる雰囲気（不活性ガス雰囲気）とすることが好ましい。また、密封可能な容器を密封した後においても、チタンアルコキシド及びテトラアルコキシシランの加水分解反応及び脱水縮合反応を制御するといった観点から、容器内のガス雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
【0110】
また、方法（ｉ）を採用する場合において、前記密封可能な容器を密封した後に加熱する際の条件は、特に制限されないが、不活性ガス雰囲気下、１２０～１８０℃（より好ましくは１４０～１６０℃）の温度条件で０．５～１．５時間（より好ましくは０．８～１．２時間）加熱する条件とすることが好ましい。このような加熱温度及び加熱時間が前記下限未満ではチタン酸化物の導入量が不足し、分析対象物質の吸着部位であるチタン酸化物が十分に形成されないことで、分析領域内において分析対象物質のシグナル強度の均一性が低下するとなる傾向にあり、他方、前記上限を超えるとチタン酸化物の導入量が増えて、有機基によるレーザー光の吸収やレーザー光の吸収により生じたエネルギーの分析対象物質への伝達が阻害され、これにより質量分析時の分析対象物質のシグナル強度が低下する可能性がある。
【0111】
なお、このような方法（ｉ）を採用することで、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランの蒸気（場合により前記疎水性材料の蒸気を含む）に、前記有機シリカ薄膜の表面をより均一に暴露することが可能となる。また、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランの蒸気（場合により前記疎水性材料の蒸気を含む）に、前記有機シリカ薄膜の表面を暴露することで、より均一に、前記有機シリカ薄膜の表面上に前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触させることが可能となる。なお、このような方法（ｉ）を採用して前記有機シリカ薄膜の表面上に前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランの蒸機を接触させることで、前記有機シリカ薄膜の表面の水酸基と、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランとの加水分解反応を進行せしめ、これにより、前記有機シリカ薄膜の表面上に、チタン酸化物を含む層（チタニアとシリカの複合酸化物層、場合により更に前記疎水性材料の反応物を含む層）をより均一に形成することも可能となる。
【0112】
また、このようにしてチタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシラン（更に、必要に応じて前記疎水性材料）を前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめた後においては、これらを反応させることにより、前記有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含む層（チタニアとシリカの複合酸化物層）を形成することが可能となる。このようにして、前記有機シリカ薄膜の表面にチタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランを接触せしめた後に反応させてチタン酸化物を含む層を形成することにより、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物をチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有させることが可能となる。なお、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシラン（更に、必要に応じて前記疎水性材料）を前記有機シリカ薄膜の表面上に接触せしめて反応させる方法としては、特に制限されず、例えば、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランの蒸気を前記有機シリカ薄膜の表面上に接触させた後に、大気中に暴露させ、大気中に含まれる水蒸気と反応させることで加水分解反応及び脱水縮合反応を進行させる方法等が挙げられる。
【0113】
このようにして、前記チタン酸化物を含む層を形成することにより、より効率よく、前記有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内にチタン酸化物がチタン元素比で０．５～４．０ａｔ％含有されたものとすることが可能である。
【0114】
なお、第二工程において、前記チタン酸化物を含む層を、例えば、前記有機シリカ薄膜の表面上で、前記有機シリカ薄膜の表面上の水酸基、前記チタンアルコキシド及び前記テトラアルコキシシランの加水分解反応を進行せしめて形成した場合において、そのチタン酸化物を含む層の表面上に、前記疎水性材料の溶液を塗布して、前記疎水性材料からなる層（疎水層）を別途形成することにより、前記有機シリカ薄膜の表面上に疎水基を導入してもよい。
【0115】
以上、本発明の有機シリカ基板の製造するために好適に利用可能な方法として、前記第一工程及び前記第二工程を含む方法（Ｉ）を説明したが、本発明の有機シリカ基板の製造するために好適に利用可能な方法は、かかる方法（Ｉ）に限定されるものではなく、例えば、前記チタン酸化物を含む層を形成する工程として、液層中でチタン酸化物を含む層を形成する工程を採用して有機シリカ基板を製造する方法等を適宜利用することもできる。
【0116】
以上、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板について説明したが、以下、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法を説明する。
【0117】
［レーザー脱離／イオン化質量分析法］
本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法は、レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用基板が、上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板であることを特徴とする方法である。
本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法は、レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用基板が、上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板であることを特徴とする方法である。
【0118】
このようなレーザー脱離／イオン化質量分析の方法としては、分析用基板として上記本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（以下、場合により、単に「上記本発明の有機シリカ基板」と称する）を用いること以外は特に制限されずに、公知の方法で採用している条件と同様の条件を採用してレーザー脱離／イオン化質量分析する方法を採用できる。
【0119】
また、このようなレーザー脱離／イオン化質量分析の方法としては、例えば、分析用基板として上記本発明の有機シリカ基板を用い、該有機シリカ基板の表面上に、測定対象分子を含む試料を担持せしめた後、該基板上の試料担持部位にレーザー光を照射することにより、前記測定対象分子を脱離／イオン化して質量分析を行う方法を好適な方法として採用することができる。以下、このような本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法として好適に採用することが可能な質量分析法について簡単に説明する。
【0120】
このような方法に用いる試料は、測定対象分子を含むものである。このような測定対象分子としては特に制限されないが、本発明により、より高い検出感度で測定することが可能となることから、生体由来の分子又は生体試料中の分子であることが好ましい。このような生体由来の分子又は生体試料中の分子としては、糖、タンパク質、ペプチド、糖タンパク質、糖ペプチド、核酸、糖脂質等がより好ましく、これらの分子に対しては、本発明の効果をより高度なものとすることが可能となる傾向にある。また、このような測定対象分子としては、天然物から調製されるもの、天然物を化学的又は酵素学的に一部改変して調製されるものの他、化学的又は酵素学的に調製されるものであってもよい。また、生体に含まれる分子の部分構造を有するものや生体に含まれる分子を模倣して作製されたものであってもよい。
【0121】
また、このような試料（測定対象分子を含む試料）は、測定対象分子そのものであってもよいし、あるいは、測定対象分子を含むもの（例えば、生体の組織、細胞、体液や分泌物（例えば、血液、血清、尿、精液、唾液、涙液、汗、糞便等）等）であってもよい。このように、前記試料（測定対象分子を含む試料）としては、直接生体試料を用いてもよい。また、試料の前駆体（測定対象分子の前駆体等）を上記本発明の有機シリカ基板の表面上に担持させた後に酵素処理等を行なって、有機シリカ基板の表面上で測定対象分子を調製してもよい。この場合には、前記試料前駆体を、上記本発明の有機シリカ基板に担持させた後に処理を行なうことで、結果的に試料を有機シリカ基板の表面上に担持することとなる。
【0122】
また、前述の「測定対象分子」としては、上記試料に含有されている分子であって、その化学構造を決定したい分子そのものであってもよく、あるいは、上記試料に含有されている分子であって、その化学構造を決定したい分子を誘導体化した分子（例えば、いわゆる標識分子を化学構造を決定したい分子に結合させることにより得られる質量分析に供される分子）であってもよい。このように、「測定対象分子」は、誘導化していない分子であってもよく、あるいは、標識分子により誘導化した分子であってもよい。なお、誘導化の有無は特に制限されず、利用する有機シリカ薄膜の有機基の種類や、化学構造を決定したい分子の種類等に応じて適宜決定すればよい。このように、化学構造を決定したい分子によっては必ずしも誘導化を行なう必要はない。なお、このような測定対象分子の分子量については特に限定はないが、他の測定方法での正確な測定が困難であり本発明の特徴をより発揮し易いことから、１６０以上であることが好ましく、５００以上であることがより好ましく、１０００以上であることが特に好ましい。
【0123】
また、前記測定対象分子として、化学構造を決定したい分子を誘導体化した分子を利用する場合、その誘導体化は、前記有機基が吸収した光エネルギー（前記有機シリカ薄膜が吸収した光エネルギー）を受容可能にする標識分子、好ましくは、上記有機シリカ薄膜の発光スペクトルとスペクトルの重なりを有する吸収帯を有する標識分子と共有結合させることにより行うことが好ましい。
【0124】
このような標識分子は、有機シリカ薄膜から供与されるエネルギーの受容体としての効果を有するものであれば特に限定されないが、蛍光標識試薬として市販されている分子を利用してもよい。このような標識分子としては、例えば、ピレン誘導体、ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｉｎ誘導体、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ誘導体、シアニン色素、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）、２－アミノアクリドン、６－アミノキノリン等が挙げられる。
【0125】
また、エネルギー供与体である有機シリカ薄膜とエネルギー受容体である標識分子の組合せは、エネルギー移動の効率、有機シリカ薄膜の発光スペクトルと測定対象分子の吸収スペクトルとの重なり、相互作用の強度等の点から適宜決定できる。例えば、有機シリカ薄膜としてトリフェニルアミン基を有する架橋型有機シリカ薄膜を利用する場合は、標識分子として、２－アミノアクリドン等を好適に利用でき、また、有機シリカ薄膜としてメチルアクリドン基を有する架橋型有機シリカ薄膜を利用する場合は、標識分子として、４－Ｆｌｕｏｒｏ－７－ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｚａｎ、４－Ｆｌｕｏｒｏ－７－ｓｕｌｆｏｂｅｎｚｏｆｕｒａｚａｎ、３－Ｃｈｌｏｒｏｃａｒｂｏｎｙｌ－６，７－ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ－１－ｍｅｔｈｙｌ－２（１Ｈ）－ｑｕｉｎｏｘａｌｉｎｏｎｅ等を好適に利用できる。このような標識分子は、対象分子と化学結合し易い官能基を有することが好ましく、誘導体化は別の容器で行ってから使用してもよいし、上記本発明の有機シリカ基板の表面上で行ってもよい。
【0126】
なお、上記本発明の有機シリカ基板を分析用基板として用いることによって測定対象分子をより効率よくイオン化することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、先ず、本発明の有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜に対してレーザー光が照射されると、該膜中の有機基によりレーザー光が吸収される。このようにしてレーザー光を吸収させることで、前記有機シリカ薄膜に吸収された光エネルギーを測定対象分子（エネルギー受容体）に移動させることが可能となる。このように、本発明にかかる有機シリカ薄膜は、レーザー光を照射すると、光エネルギーを測定対象分子（エネルギー受容体）に移動させるエネルギー供与体として作用する。なお、このような有機シリカ薄膜（エネルギー供与体）から測定対象分子（エネルギー受容体）へのエネルギー移動としては、発光を経由しないエネルギー移動（例えば分子間の励起エネルギー移動や電子移動、あるいは、熱エネルギーとしての移動）、及び、発光を経由するエネルギー移動（例えばレーザー光を吸収した有機シリカ薄膜の有機基から発せられた光を測定対象分子が吸収するエネルギー移動（発光再吸収によるエネルギー移動））が考えられる。そして、このようなエネルギー移動により、レーザー光を利用してより効率よく測定対象分子を脱離／イオン化することが可能となるものと本発明者らは推察する。
【0127】
また、本発明においては、このようなエネルギー移動により、レーザー光を利用してより効率よく測定対象分子を脱離／イオン化することを可能とするものであると考えられることから、測定対象分子と有機基は以下の関係を満たすようにして選択することが好ましい。すなわち、前記エネルギー移動（有機シリカ薄膜（エネルギー供与体）から測定対象分子（エネルギー受容体）へのエネルギー移動）がどのようなものであっても、より効率よくエネルギー移動させることが可能となるといった観点からは、上記有機シリカ薄膜中の前記有機基により照射レーザー光を吸収させた後に、該有機シリカ薄膜の有機基から発せられる光のスペクトル（有機基からの発光スペクトル）と、前記測定対象分子の吸収スペクトルとが少なくともある１つの波長において重なるようにして、有機基及び測定対象分子を選択することがより好ましい。このように、前記有機基からの発光スペクトルと前記測定対象分子の吸収スペクトルとが少なくともある１つの波長において重なっている場合には、有機シリカ薄膜が吸収した光エネルギー又は有機シリカ薄膜の励起エネルギーが測定対象分子により効率よく移動する傾向にある。特に、発光を経由してエネルギー移動する場合、上記有機シリカ薄膜が照射レーザー光を吸収して発光するものであり、かつ、該有機シリカ薄膜の発光スペクトル（有機基からの発光スペクトル）と、上記測定対象分子の吸収スペクトルとが、少なくともある１つの波長において重なっていることがより好ましい。このような発光により有機シリカ薄膜から出た光エネルギーが測定対象分子に効率よく移動する傾向にあるためである。
【0128】
また、エネルギー移動の形式がどのようなものであっても（発光を経由する場合であっても、発光を経由しない場合であっても）、上記有機シリカ薄膜の発光スペクトルの短波長端の方が、上記測定対象分子の吸収スペクトルの長波長端より短波長側にあることによって、該有機シリカ薄膜の発光スペクトルと、該測定対象分子の吸収スペクトルとが、少なくともある１つの波長において重なっていることがより好ましい。このような場合には、有機シリカ薄膜が吸収した光エネルギーが、光エネルギー又は励起エネルギーとして測定対象分子に対して、より効率よく移動する傾向にある。
【0129】
このようなレーザー脱離／イオン化質量分析法においては、質量分析に際して、先ず、有機シリカ基板の表面上に、測定対象分子を含む試料を担持せしめる。このような試料の担持方法としては特に制限されないが、例えば、上記有機シリカ基板の表面に対して前記試料を含む溶液を塗布し、溶媒を除去することで試料を載置することにより、上記本発明の有機シリカ基板に対して試料を担持する方法を採用することが好ましい。このような試料を含む溶液に利用する溶媒としては特に制限されないが、試料溶液の蒸発速度や、試料溶液の着液時の濡れ広がり方の点で、より良好な結果が得られることから、水、アセトニトリル、エタノール、アセトン、及び、これらの２種以上の混合溶媒を利用することが好ましい。また、前記試料を含む溶液を塗布する方法は特に制限されないが、生体試料等で極微量のものを扱う必要性がある場合にも好適に応用でき、更に実験操作の簡便性がより高いものとなることから、該溶液を滴下することにより塗布する方法を採用することが好ましい。なお、前述のように、試料前駆体（酵素処理前の分子）を上記本発明の有機シリカ基板に担持した後に酵素処理を行なって、該基板上で測定対象分子（酵素処理物）を調製することにより、結果的に上記本発明の有機シリカ基板の表面上に、測定対象分子（酵素処理物）を含む試料を担持してもよい。このように、上記本発明の有機シリカ基板上に最終的に測定対象分子を含む試料（測定対象分子そのもの、測定対象分子の誘導化物、測定対象分子と標準物質との混合物等）を担持することが可能であれば、試料を担持する方法は特に制限されない。
【0130】
本発明においては、上述のようにして、上記本発明の有機シリカ基板の表面上に測定対象分子を含む試料を担持せしめた後、該膜の試料担持部位にレーザー光を照射することにより、前記測定対象分子を脱離／イオン化して質量分析を行う。
【0131】
このような質量分析に用いるレーザー光源としては、特に制限されず、例えば、窒素レーザー（３３７ｎｍ）、ＹＡＧレーザー３倍波（３５５ｎｍ）、ＮｄＹＡＧレーザー（２５６ｎｍ）、炭酸ガスレーザー（９４００ｎｍ、１０６００ｎｍ）等のレーザー光源が挙げられるが、有機シリカ薄膜が効率的に光を吸収できる波長のレーザー光源であるという観点から、窒素レーザー又はＹＡＧレーザー３倍波のレーザー光源が好ましい。
【0132】
また、前記レーザー光源（例えば窒素レーザーの光源）を用いて、レーザー光を前記有機シリカ基板上の試料担持部位に照射する。このようにしてレーザー光を試料担持部位に照射することで、前記測定対象分子を脱離／イオン化することが可能となる。なお、イオン化のメカニズムは、既に説明した通り、レーザーの照射部位に存在する前記有機基により照射レーザーが吸収され、吸収された光エネルギーが効率よく測定対象分子に移動することにより生じるものであると本発明者らは推察する。なお、レーザー光の照射条件（照射強度、照射時間等）は特に制限されず、測定対象分子に応じて、公知の質量分析の条件の中から最適となる条件を適宜選択して設定すればよい。
【0133】
また、質量分析のためのイオンの分離検出方法は特に限定されず、二重収束法、四重極集束法（四重極（Ｑ）フィルター法）、タンデム型四重極（ＱＱ）法、イオントラップ法、飛行時間（ＴＯＦ）法等を適宜採用でき、これによりイオン化した分子を質量／電荷比（ｍ／ｚ）に従って分離し検出することが可能である。なお、このようなイオンの分離検出には、市販の装置を適宜利用でき、例えば、ブルカー・ダルトニクス社製の質量分析計（商品名「ａｕｔｏｆｌｅｘ」等）、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社製のイオントラップ飛行時間型質量分析計（商品名「ＡＸＩＭＡ－ＱＩＴ等」）等を適宜利用してもよい。このようにして、イオン化された測定対象分子の質量分析を行うことができる。
【0134】
なお、このような本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法は、分析用基板として上記本発明の有機シリカ基板を用いていることから、種々の有機分子や生体分子などの中から選択される測定対象分子を高感度で検出でき、また、表面及びその近傍に存在するチタン酸化物により、より均一に測定対象分子を含む試料を基板上に吸着させて担持することができることから、測定対象分子を含む試料の担持領域内（分析領域内）において複数の測定点に対して分析を行う場合に、その測定点の位置によらず、各測定点において均一性が十分に高いシグナル強度を検出でき（各測定点において同程度の強度のシグナルを測定でき）、測定対象分子を再現性よく検出できることから、測定対象分子に対する再現性の高い質量分析を行うことが可能である。さらに、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析法は、上記本発明の有機シリカ基板を用いていることから、基板中の有機シリカ薄膜が有するＬＤＩ支援性能に由来して、測定時にマトリクス化合物（低分子有機物）を必ずしも利用する必要がないことから、マトリクス由来のピークを検出することなく、マトリクス由来のシグナルが検出される分子領域においても、測定対象分子に由来するピークを高感度で測定することも可能である。
【実施例】
【0135】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0136】
（実施例１）
下記式（Ａ）：
下記式（Ａ）：
【0137】
【化8】
【0138】
［式（Ａ）中、ｉＰｒで表される基はイソプロピル基を示す。］
で表される化合物（７５ｍｇ；該化合物における有機基の質量に対するケイ素の質量（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）の比率：０．１７４［ケイ素の質量割合が１７．４質量％の化合物］、なお、ここにいう「有機基」は、上記式（Ａ）から２つの式：－Ｓｉ（ＯｉＰｒ）３で表される基を除いた残基をいう）を、１．０ｍＬの２－プロパノールに溶解せしめて混合液を得た。次いで、該混合液に２Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸を１０μＬ添加し、室温で６０分間（１時間）撹拌し、ゾル溶液を調製した。次に、得られたゾル溶液をメンブレンフィルターで濾過して不純物を取り除いた後、濾過後のゾル溶液５０μＬを、１ｃｍ角サイズ（縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、スピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することで、前記シリコン基板上に有機シリカ薄膜を形成した。なお、このようにして前記ゾル溶液から得られた膜（有機シリカ薄膜）は、スピンコート時に溶媒の大半（ほとんど）が蒸発（揮発）した。このように製膜時に溶媒の大半が蒸発により除去されるため、塗膜の正確な膜厚を求めることは困難であったが、製膜直後の膜の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察により、膜厚が２００～３５０ｎｍの範囲にあることを確認した。このようにして、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体を得た。
で表される化合物（７５ｍｇ；該化合物における有機基の質量に対するケイ素の質量（［ケイ素の質量］／［有機基の質量］）の比率：０．１７４［ケイ素の質量割合が１７．４質量％の化合物］、なお、ここにいう「有機基」は、上記式（Ａ）から２つの式：－Ｓｉ（ＯｉＰｒ）３で表される基を除いた残基をいう）を、１．０ｍＬの２－プロパノールに溶解せしめて混合液を得た。次いで、該混合液に２Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸を１０μＬ添加し、室温で６０分間（１時間）撹拌し、ゾル溶液を調製した。次に、得られたゾル溶液をメンブレンフィルターで濾過して不純物を取り除いた後、濾過後のゾル溶液５０μＬを、１ｃｍ角サイズ（縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、スピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することで、前記シリコン基板上に有機シリカ薄膜を形成した。なお、このようにして前記ゾル溶液から得られた膜（有機シリカ薄膜）は、スピンコート時に溶媒の大半（ほとんど）が蒸発（揮発）した。このように製膜時に溶媒の大半が蒸発により除去されるため、塗膜の正確な膜厚を求めることは困難であったが、製膜直後の膜の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察により、膜厚が２００～３５０ｎｍの範囲にあることを確認した。このようにして、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体を得た。
【0139】
次に、得られた積層体と、６Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸３００μＬが入った小瓶と、をテフロン（登録商標）製の密閉可能な容器の底面にそれぞれ固定した後、該容器を密封して、８０℃で３時間加熱することにより、該容器内において塩酸の蒸気にシリコン基板（基材）上の有機シリカ薄膜を暴露した。このような塩酸の蒸気の暴露により、残留アルコキシ基の加水分解及び薄膜の硬化を更に進行させることが可能となるとともに有機シリカ薄膜の表面に水酸基を露出させることが可能となる。このようにして塩酸の蒸気に暴露した後の積層体（基材／有機シリカ薄膜の順に積層された積層体）を、テフロン（登録商標）製の別の密閉可能な容器に移した後、ガス雰囲気をアルゴンガス雰囲気として、該容器内の積層体の近傍に、テトラメトキシシラン（別名：オルトケイ酸テトラメチル（Tetramethyl orthosilicate）、略称「TMOS」：１５０μＬ）及びテトラエトキシチタン（別名：オルトチタン酸テトラエチル（Tetraethyl orthotitanate）、略称「TEOTi」：５０μＬ）を入れた小瓶を固定した。次に、アルゴンガス雰囲気下、該密閉可能な容器を密封し、その密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で１時間加熱する処理を施して、前記積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層（TMOS及びTEOTiの反応物からなる層）を形成することにより、表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
【0140】
［実施例１で得られた有機シリカ基板の特性の評価］
〈有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜の有機基の特性について〉
実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜中の有機基の吸収波長を測定するために、以下のようにして測定用試料を形成して、紫外／可視吸収スペクトルを測定した。すなわち、先ず、実施例１と同様にしてゾル溶液を調製し、メンブレンフィルターで濾過した後、かかる濾過後のゾル溶液を石英基板上にスピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することにより、有機シリカ薄膜を形成し、これを測定用の試料とした。
〈有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜の有機基の特性について〉
実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜中の有機基の吸収波長を測定するために、以下のようにして測定用試料を形成して、紫外／可視吸収スペクトルを測定した。すなわち、先ず、実施例１と同様にしてゾル溶液を調製し、メンブレンフィルターで濾過した後、かかる濾過後のゾル溶液を石英基板上にスピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することにより、有機シリカ薄膜を形成し、これを測定用の試料とした。
【0141】
このような測定用の試料の紫外／可視吸収スペクトルを図４に示す。このような測定用の試料の紫外／可視吸収スペクトルの結果（図４）からも明らかなように、実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜（上記式（Ａ）で表される化合物（有機ケイ素化合物）の重合物）中の有機基は２４３ｎｍ、３４４ｎｍ、３５４ｎｍに吸収極大波長を持つことが、その紫外／可視吸収スペクトルから確認され、実施例１で得られた有機シリカ薄膜中の有機基はレーザー光を吸収可能であることが確認された。
【0142】
〈有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜のＸＰＳ分析〉
実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜に関して、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、該薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在する成分を検出し、測定された全元素（Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃ、Ｎ、Ｏ）の総量に対するチタン（Ｔｉ）の含有比率（原子％：ａｔ％)を求めることにより、有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在するチタン酸化物の量を求めた。なお、測定された全元素（Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃ、Ｎ、Ｏ）の総量に対するチタン（Ｔｉ）の含有比率は、ＸＰＳで観測されたＴｉのスペクトルの結合エネルギーがチタンの化学結合状態として酸化物を示す値であったことから、そのままチタン酸化物の含有量であるものとみなした。また、測定に際しては、測定装置としてＸＰＳ装置（アルバックファイ社製の商品名「PHI 5000 Versaprobe II」）を用いて、下記測定条件を採用した。
［Ｘ線光電子分光法の測定条件］
Ｘ線源 ：ＡｌＫα，１４８６．６ｅｖ
光電子取出角 ：４５°
分析領域 ：直径１００μｍの領域
パスエネルギー ：９３．８ｅＶ
エネルギーステップ：０．２ｅＶ。
実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜に関して、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、該薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在する成分を検出し、測定された全元素（Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃ、Ｎ、Ｏ）の総量に対するチタン（Ｔｉ）の含有比率（原子％：ａｔ％)を求めることにより、有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在するチタン酸化物の量を求めた。なお、測定された全元素（Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃ、Ｎ、Ｏ）の総量に対するチタン（Ｔｉ）の含有比率は、ＸＰＳで観測されたＴｉのスペクトルの結合エネルギーがチタンの化学結合状態として酸化物を示す値であったことから、そのままチタン酸化物の含有量であるものとみなした。また、測定に際しては、測定装置としてＸＰＳ装置（アルバックファイ社製の商品名「PHI 5000 Versaprobe II」）を用いて、下記測定条件を採用した。
［Ｘ線光電子分光法の測定条件］
Ｘ線源 ：ＡｌＫα，１４８６．６ｅｖ
光電子取出角 ：４５°
分析領域 ：直径１００μｍの領域
パスエネルギー ：９３．８ｅＶ
エネルギーステップ：０．２ｅＶ。
【0143】
このようなＸＰＳ測定の結果、実施例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜は、該薄膜の表面から深さ方向１０ｎｍの範囲にチタン酸化物がチタン元素比で１．８ａｔ％含まれていることが確認された。
【0144】
（比較例１）
塩酸の蒸気に暴露した後の積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成する際に、密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で１時間加熱する処理を施す代わりに、密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で２時間加熱する処理を施した以外（チタン酸化物を含有する層を形成する際の加熱処理時間を１時間から２時間に変更した以外）は、実施例１と同様にして、表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
塩酸の蒸気に暴露した後の積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成する際に、密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で１時間加熱する処理を施す代わりに、密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で２時間加熱する処理を施した以外（チタン酸化物を含有する層を形成する際の加熱処理時間を１時間から２時間に変更した以外）は、実施例１と同様にして、表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
【0145】
なお、実施例１で得られた有機シリカ基板の特性の評価を行う際に行った「有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜のＸＰＳ分析」と同様の方法を採用して、比較例１で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜の表面から深さ方向１０ｎｍの範囲に存在するチタン酸化物の量を測定したところ、該薄膜の表面から深さ方向１０ｎｍの範囲にチタン酸化物がチタン元素比で２．８ａｔ％含まれていることが確認された。なお、比較例１で形成した有機シリカ薄膜は、上記式（Ａ）で表される化合物を用いて形成されたものであることを考慮すれば、実施例１で形成した有機シリカ薄膜と同様にレーザー光を吸収可能な有機基を有すること（その薄膜中の有機基が２４３ｎｍ、３４４ｎｍ、３５４ｎｍに吸収極大波長を持つこと）は明らかである。
【0146】
（実施例２）
レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用の基板として、実施例１で得られた有機シリカ基板を利用し、以下のようにして、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）を行った。
レーザー脱離／イオン化質量分析法に用いる分析用の基板として、実施例１で得られた有機シリカ基板を利用し、以下のようにして、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）を行った。
【0147】
すなわち、先ず、測定対象分子としてアンジオテンシンＩを選択し、アンジオテンシンＩを、溶媒としての０．１質量％トリフルオロ酢酸水溶液（０．１質量％の濃度でトリフルオロ酢酸を水に溶解させた水溶液）中に溶解して、濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのアンジオテンシンＩの溶液（Ａ）を得た。次に、前記溶液（Ａ）を、実施例１で得られた有機シリカ基板の前記有機シリカ薄膜の表面上に１．０μＬ滴下することにより塗布した。次いで、前記溶液（Ａ）を塗布した後の有機シリカ基板を自然乾燥させて、該基板の前記有機シリカ薄膜の表面上にアンジオテンシンＩ（試料）を担持した。次いで、アンジオテンシンＩを担持した領域（溶液を塗布した箇所）内において、任意に選択した異なる１０点の領域（直径１００μｍの円形の１０点の異なる領域）をそれぞれ測定点として、各測定点に対して、分析装置としてブルカー・ダルトニクス社製の質量分析計（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ装置、商品名「Ａｕｔｏｆｌｅｘ」）を用いて、それぞれ、Ｎ２レーザー（波長：３３７ｎｍ）を照射し、リフレクトロンモードで質量分析を行った。なお、分析時には、測定点ごとに、Ｎ２レーザーはレーザー強度３０％の条件で１０回積算照射し（Ｎ２レーザーを測定点ごとに計１０ショットずつ照射し）、スペクトルを積算することによりマススペクトルを求めた。
【0148】
このような質量分析の結果として、任意の１箇所の測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフを図５及び図６に示す。また、１０点の異なる測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度を図７に示す。なお、図７中の測定点８のＬＤＩ－ＭＳスペクトルが図５及び６に示すものである。このような図５～６に示す結果から、実施例１で得られた有機シリカ基板を利用した場合には、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）により、アンジオテンシンＩ（Angiotensin I）に相当するシグナル（ｍ／ｚ＝１２９６．２）が同位体パターンを伴って明確に確認できることが分かり、また、図７に示す結果からいずれの測定点においても同程度のシグナル強度が確認できることが分かった。
【0149】
（比較例２）
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、比較例１で得られた有機シリカ基板を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、比較例１で得られた有機シリカ基板を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
【0150】
このような質量分析の結果として、１０点の異なる測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度を図８に示す。図８に示す結果から、比較例１で得られた有機シリカ基板を利用した場合には、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）により、いずれの測定点においても同程度のシグナル強度が確認できることが分かった。
【0151】
（比較例３）
実施例１で調製した濾過後のゾル溶液と同様のものを調製し、１ｃｍ角サイズ（縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、実施例１と同様の条件でスピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することで、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜を形成し、得られた積層体（シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体）をそのまま、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板とした（実施例１で採用している方法において得られる、塩酸の蒸気に暴露する前の積層体と同様のものを、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板とした）。
実施例１で調製した濾過後のゾル溶液と同様のものを調製し、１ｃｍ角サイズ（縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、実施例１と同様の条件でスピンコート（回転数：１５００ｒｐｍ、継続時間：１０秒）することで、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜を形成し、得られた積層体（シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体）をそのまま、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板とした（実施例１で採用している方法において得られる、塩酸の蒸気に暴露する前の積層体と同様のものを、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板とした）。
【0152】
（比較例４）
比較例３で採用している方法と同様にして積層体を得た後、該積層体と、６Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸３００μＬが入った小瓶と、をテフロン（登録商標）製の密閉可能な容器の底面にそれぞれ固定した後、該容器を密封して、８０℃で３時間加熱することにより、該容器内において塩酸の蒸気にシリコン基板（基材）上の有機シリカ薄膜を暴露し、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体からなる、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板を得た。
比較例３で採用している方法と同様にして積層体を得た後、該積層体と、６Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸３００μＬが入った小瓶と、をテフロン（登録商標）製の密閉可能な容器の底面にそれぞれ固定した後、該容器を密封して、８０℃で３時間加熱することにより、該容器内において塩酸の蒸気にシリコン基板（基材）上の有機シリカ薄膜を暴露し、シリコン基板（基材）上に有機シリカ薄膜が積層された積層体からなる、比較のためのレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板を得た。
【0153】
（比較例５～６）
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、比較例３で得られた有機シリカ基板及び比較例４で得られた有機シリカ基板をそれぞれ利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、比較例３で得られた有機シリカ基板及び比較例４で得られた有機シリカ基板をそれぞれ利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
【0154】
このような１０点の測定点に対するレーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）の結果として、比較例３で得られた有機シリカ基板を用いた場合（比較例５）の各測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度を示すグラフを図９に示し、比較例４で得られた有機シリカ基板を用いた場合（比較例６）の各測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度を示すグラフを図１０に示す。図９及び図１０に示す結果から、比較例３～４で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）を行った場合に、実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を利用した場合と比較すると、測定点ごとにシグナル強度のばらつきの点で必ずしも十分なものではないことが分かった。
【0155】
［実施例１、比較例１及び比較例３～４で得られた有機シリカ基板を用いた質量分析の結果（実施例２、比較例２及び比較例５～６の質量分析の結果）について］
実施例１、比較例１及び比較例３～４で得られた有機シリカ基板をそれぞれ用いた質量分析の結果（任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）の質量分析の結果（図７～１０））から（実施例２、比較例２及び比較例５～６の質量分析の結果から）、各有機シリカ基板を用いた場合の１０点の測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度の平均値及びその標準偏差を求め、表１に示す。
実施例１、比較例１及び比較例３～４で得られた有機シリカ基板をそれぞれ用いた質量分析の結果（任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）の質量分析の結果（図７～１０））から（実施例２、比較例２及び比較例５～６の質量分析の結果から）、各有機シリカ基板を用いた場合の１０点の測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度の平均値及びその標準偏差を求め、表１に示す。
【0156】
【表1】
【0157】
表１に示す結果からも明らかなように、表面から深さ方向１０ｎｍの範囲に所定量のチタン酸化物を含んだ有機シリカ薄膜を備える実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、比較例３～４で得られた有機シリカ基板（その基板が備える有機シリカ薄膜にチタン酸化物は導入されていない）を用いた場合と対比して、１０点の測定点に対してレーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の平均値がより高い値となっており、実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、より高感度の測定が可能であることが分かった。また、表１に示す結果からも明らかなように、実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、比較例３～４で得られた有機シリカ基板を用いた場合と対比して、１０点の測定点に対してレーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の標準偏差が小さな値となることが分かった。このような表１に示す結果と図７～１０に示す結果とから、表面から深さ方向１０ｎｍの範囲に所定量のチタン酸化物を含んだ有機シリカ薄膜を備える実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、測定点ごとのシグナル強度のばらつきがより抑制されて、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性がより高いものとなることが分かった。
【0158】
このような結果から、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）の分析用基板として、表面から深さ方向１０ｎｍの範囲に所定量のチタン酸化物を含んだ有機シリカ薄膜を備える実施例１及び比較例１で得られた有機シリカ基板を用いた場合には、複数の測定点において同条件で測定をした場合に、各測定点においてマススペクトルのシグナル強度の均一性がより高くなり、より再現性の高い質量分析を行うことが可能であることが分かった。
【0159】
（実施例３）
塩酸の蒸気に暴露した後の積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成する際に、テトラメトキシシラン（TMOS：１５０μＬ）及びテトラエトキシチタン（TEOTi：５０μＬ）を入れた小瓶を用いる代わりに、テトラメトキシシラン（TMOS：１５０μＬ）、テトラプロポキシチタン（Tetrapropyl orthotitanate：TPOTi：５０μＬ）、及び、疎水性材料としてのトリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン（Trimethoxy(1H,1H,2H,2H-nonafluorohexyl)silan：長鎖のフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ－９）：２５μＬ）を入れた小瓶を用いた以外は、実施例１と同様にして、表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
塩酸の蒸気に暴露した後の積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層を形成する際に、テトラメトキシシラン（TMOS：１５０μＬ）及びテトラエトキシチタン（TEOTi：５０μＬ）を入れた小瓶を用いる代わりに、テトラメトキシシラン（TMOS：１５０μＬ）、テトラプロポキシチタン（Tetrapropyl orthotitanate：TPOTi：５０μＬ）、及び、疎水性材料としてのトリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン（Trimethoxy(1H,1H,2H,2H-nonafluorohexyl)silan：長鎖のフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ－９）：２５μＬ）を入れた小瓶を用いた以外は、実施例１と同様にして、表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
【0160】
なお、実施例１で得られた有機シリカ基板の特性の評価を行う際に行った「有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜のＸＰＳ分析」と同様の方法を採用して、実施例３で得られた有機シリカ基板が備える有機シリカ薄膜の表面から深さ方向１０ｎｍの範囲に存在するチタン酸化物の量を測定したところ、該薄膜の表面から深さ方向１０ｎｍの範囲にチタン酸化物がチタン元素比で１．１ａｔ％含まれていることが確認された。なお、実施例３で形成した有機シリカ薄膜は、上記式（Ａ）で表される化合物を用いて形成されたものであることを考慮すれば、実施例１で形成した有機シリカ薄膜と同様にレーザー光を吸収可能な有機基を有すること（その薄膜中の有機基が２４３ｎｍ、３４４ｎｍ、３５４ｎｍに吸収極大波長を持つこと）は明らかである。また、チタン酸化物を含有する層を形成する際に疎水性材料（トリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン）を利用していることから、実施例３で形成した有機シリカ薄膜の表面には、かかる疎水性材料に由来して、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル基（疎水基）が導入されていることは明らかである。
【0161】
（実施例４）
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
【0162】
このような質量分析の結果として、任意の１箇所の測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフを図１１及び図１２に示し、また、１０点の異なる測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のシグナル強度を図１３に示す。図１１及び図１２に示す結果から、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合には、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）により、アンジオテンシンＩ（Angiotensin I）に相当するシグナル（ｍ／ｚ＝１２９６．２）が同位体パターンを伴って明確に確認できることが分かった。このように、図１１及び図１２に示す結果から、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合には、十分に高感度な測定が可能であることが分かった。また、図１３に示す結果から、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合には、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）により、１０点の異なる測定点のいずれの位置においても同程度のシグナル強度が確認できることが分かった。なお、実施例３で得られた有機シリカ基板を利用したレーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）の結果から１０点の異なる測定点のシグナル強度の平均値及びその標準偏差を求めたところ、シグナル強度の平均値は２４０８．９であり、かつ、シグナル強度の標準偏差は６９．３であった。このような結果と比較例５～６の測定結果（表１参照）とから、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）に実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合、測定点ごとのシグナル強度のばらつきがより抑制されて、各測定点においてマススペクトルのシグナル強度の均一性がより高く、より再現性の高い質量分析を行うことが可能であることが分かった。
【0163】
（実施例５）
濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのアンジオテンシンＩの溶液（Ａ）を用いる代わりに、平均分子量が約１０００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコールジメチルエーテル（Polyethylene glycol dimethyl ether：略称「ＰＥＧＤＭＥ」）を０．１質量％トリフルオロ酢酸水溶液に溶解して得られた、濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのポリエチレングリコールジメチルエーテルの溶液（Ｂ）を用い、任意に選択した１０点の測定点に対して測定を行う代わりに、任意の１点の測定点に対して測定を行った以外は、実施例４と同様にして、ＰＥＧＤＭＥを担持した領域（溶液を塗布した箇所）内の任意の測定点に対して質量分析を行った。
濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのアンジオテンシンＩの溶液（Ａ）を用いる代わりに、平均分子量が約１０００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコールジメチルエーテル（Polyethylene glycol dimethyl ether：略称「ＰＥＧＤＭＥ」）を０．１質量％トリフルオロ酢酸水溶液に溶解して得られた、濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのポリエチレングリコールジメチルエーテルの溶液（Ｂ）を用い、任意に選択した１０点の測定点に対して測定を行う代わりに、任意の１点の測定点に対して測定を行った以外は、実施例４と同様にして、ＰＥＧＤＭＥを担持した領域（溶液を塗布した箇所）内の任意の測定点に対して質量分析を行った。
【0164】
このような質量分析の結果として、任意の１箇所の測定点のポリエチレングリコールジメチルエーテル（平均分子量：約１０００ｇ／ｍｏｌ）のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフを図１４に示す。図１４に示す結果からも明らかなように、得られたマススペクトルにおいて、ポリエチレングリコールジメチルエーテルのシグナル（ｍ／ｚ＝１０８１．２）が明瞭に確認された。このような結果から、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）に実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合（実施例５）においては、ポリエチレングリコールジメチルエーテルに対して十分に高感度な分析を行うことが可能であることが分かった。
【0165】
（実施例６）
濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのアンジオテンシンＩの溶液（Ａ）を用いる代わりに、サブスタンスＰ（Substance P：Ｐ物質）を０．１質量％トリフルオロ酢酸水溶液に溶解して得られた、濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのサブスタンスＰの溶液（Ｃ）を用いた以外は、実施例４と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのアンジオテンシンＩの溶液（Ａ）を用いる代わりに、サブスタンスＰ（Substance P：Ｐ物質）を０．１質量％トリフルオロ酢酸水溶液に溶解して得られた、濃度が１．０ｐｍｏｌ／μＬのサブスタンスＰの溶液（Ｃ）を用いた以外は、実施例４と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
【0166】
このような質量分析の結果として、任意の１箇所の測定点のサブスタンスＰ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１３４６．７Ｄａ）のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフを図１５及び１６に示す。図１５及び図１６に示す結果からも明らかなように、得られたマススペクトルにおいて、サブスタンスＰのシグナル（ｍ／ｚ＝１３４７．０）が同位体パターンを伴って明瞭に確認された。このような結果から、レーザー脱離／イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）に実施例３で得られた有機シリカ基板を利用した場合（実施例６）においては、サブスタンスＰに対しても十分に高感度な分析を行うことが可能であることが分かった。なお、このような質量分析（実施例６）において、１０点の異なる測定点のマススペクトルのシグナル強度は、ほぼ同等程度であり、シグナル強度の平均値は２３１５．６であり、かつ、シグナル強度の標準偏差が１１６．５であったことから、各測定点においてマススペクトルのシグナル強度の均一性が十分に高く、十分に再現性の高い質量分析を行うことが可能であることが分かった。
【0167】
（実施例７）
上記式（Ａ）で表される化合物（１８０ｍｇ）を、２．０ｍＬの１－プロパノールに溶解せしめて混合液を得た。次いで、該混合液に２Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸を２４μＬ添加し、室温で６０分間（１時間）撹拌し、ゾル溶液を調製した。次に、得られたゾル溶液をメンブレンフィルターで濾過して不純物を取り除いた後、濾過後のゾル溶液を、２ｃｍ角サイズ（縦２０ｍｍ、横２０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、スピンコート（回転数：１４００ｒｐｍ、継続時間：４秒）することで、前記シリコン基板上に有機シリカ薄膜（膜厚：２００～３５０ｎｍの範囲）を形成した。次いで、前述のようにしてシリコン基板上にスピンコートにより薄膜を形成した直後に、ポリエチレンテレフタレート製のナノモールド（綜研化学製の商品名「ＦｌｅＦｉｍｏ」、ナノピラーアレイ、ピッチ２５０ｎｍ、ピラー直径１５０ｎｍ、ピラー高さ２５０ｎｍ）を、該薄膜の表面上に素早く載せて、平板プレス機を用いて１．４トン（ｔｏｎ）の条件で２時間加圧した。その後、前記ナノモールドを除去して、基材上に凹凸構造を有する有機シリカ薄膜が積層された積層体を得た。
上記式（Ａ）で表される化合物（１８０ｍｇ）を、２．０ｍＬの１－プロパノールに溶解せしめて混合液を得た。次いで、該混合液に２Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸を２４μＬ添加し、室温で６０分間（１時間）撹拌し、ゾル溶液を調製した。次に、得られたゾル溶液をメンブレンフィルターで濾過して不純物を取り除いた後、濾過後のゾル溶液を、２ｃｍ角サイズ（縦２０ｍｍ、横２０ｍｍの大きさ）のシリコン基板上に滴下し、スピンコート（回転数：１４００ｒｐｍ、継続時間：４秒）することで、前記シリコン基板上に有機シリカ薄膜（膜厚：２００～３５０ｎｍの範囲）を形成した。次いで、前述のようにしてシリコン基板上にスピンコートにより薄膜を形成した直後に、ポリエチレンテレフタレート製のナノモールド（綜研化学製の商品名「ＦｌｅＦｉｍｏ」、ナノピラーアレイ、ピッチ２５０ｎｍ、ピラー直径１５０ｎｍ、ピラー高さ２５０ｎｍ）を、該薄膜の表面上に素早く載せて、平板プレス機を用いて１．４トン（ｔｏｎ）の条件で２時間加圧した。その後、前記ナノモールドを除去して、基材上に凹凸構造を有する有機シリカ薄膜が積層された積層体を得た。
【0168】
次に、得られた積層体と、６Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の塩酸３００μＬが入った小瓶と、をテフロン（登録商標）製の密閉可能な容器の底面にそれぞれ固定した後、該容器を密封して、８０℃で３時間加熱することにより、該容器内において塩酸の蒸気にシリコン基板（基材）上の凹凸構造を有する有機シリカ薄膜を暴露した。このような塩酸の蒸気の暴露により、残留アルコキシ基の加水分解及び薄膜の硬化を更に進行させることが可能となるとともに有機シリカ薄膜の表面に水酸基を露出させることが可能となる。このようにして、塩酸の蒸気に暴露した後の積層体（基材／凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の順に積層された積層体）を得た。このようにして塩酸の蒸気に暴露した後の積層体（基材／凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の順に積層された積層体）を、テフロン（登録商標）製の別の密閉可能な容器に移した後、ガス雰囲気をアルゴンガス雰囲気として、該容器内の積層体の近傍に、テテトラメトキシシラン（TMOS：１５０μＬ）、テトラプロポキシチタン（TPOTi：５０μＬ）、及び、疎水性材料としてのトリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン（２５μＬ）を各々入れた小瓶を固定した。次に、アルゴンガス雰囲気下、該密閉可能な容器を密封し、その密封した容器内において、アルゴンガス雰囲気下、１５０℃で１時間加熱する処理を施して、前記積層体の有機シリカ薄膜の表面上にチタン酸化物を含有する層（TMOS、TEOTi及び疎水性材料の反応物からなる層）を形成することにより、表面近傍にチタン酸化物が導入された凹凸構造を有する有機シリカ薄膜を備えるレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板（表面近傍にチタン酸化物が導入された、凹凸構造を有する有機シリカ薄膜が基材上に積層された積層体）を得た。
【0169】
なお、実施例７で採用している基板の製造方法からも明らかなように、凹凸構造を有する有機シリカ薄膜が積層された積層体を利用している以外は、基本的に、実施例３で採用している条件と同様の条件で、有機シリカ薄膜の表面近傍にチタン酸化物を導入していることから、得られた有機シリカ基板（実施例７）においては、有機シリカ薄膜の表面から深さ方向に１０ｎｍまでの範囲の領域内に存在するチタン酸化物の量が、実施例３で得られた有機シリカ基板とほぼ同等となることは明らかである。また、実施例７で形成した有機シリカ薄膜は、上記式（Ａ）で表される化合物を用いて形成されたものであることを考慮すれば、実施例１で形成した有機シリカ薄膜と同様にレーザー光を吸収可能な有機基を有すること（その薄膜中の有機基が２４３ｎｍ、３４４ｎｍ、３５４ｎｍに吸収極大波長を持つこと）は明らかである。また、チタン酸化物を含有する層を形成する際に疎水性材料（トリメトキシ（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル）シラン）を利用していることから、実施例７で形成した有機シリカ薄膜の表面には、かかる疎水性材料に由来して、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ノナフルオロヘキシル基（疎水基）が導入されていることは明らかである。
【0170】
［実施例７で調製した有機シリカ薄膜の表面の凹凸構造について］
〈凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の顕微鏡による測定〉
上述のような凹凸構造を有する有機シリカ薄膜（多孔質有機シリカ薄膜）の製造時に、前記ナノモールドを除去した後の凹凸構造を有する有機シリカ薄膜（６ｍｏｌ／Ｌの塩酸の蒸気に曝露する前の薄膜）の表面形状を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。なお、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）としては、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡（商品名「ＳＵ３５００」）を用い、また、原子間力顕微鏡としては、測定装置として走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ／ＡＦＭ：日立ハイテクサイエンス製の商品名「ＮａｎｏＮａｖｉ Ｅ－ｓｗｅｅｐ」）を利用した。
〈凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の顕微鏡による測定〉
上述のような凹凸構造を有する有機シリカ薄膜（多孔質有機シリカ薄膜）の製造時に、前記ナノモールドを除去した後の凹凸構造を有する有機シリカ薄膜（６ｍｏｌ／Ｌの塩酸の蒸気に曝露する前の薄膜）の表面形状を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及び原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定した。なお、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）としては、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡（商品名「ＳＵ３５００」）を用い、また、原子間力顕微鏡としては、測定装置として走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ／ＡＦＭ：日立ハイテクサイエンス製の商品名「ＮａｎｏＮａｖｉ Ｅ－ｓｗｅｅｐ」）を利用した。
【0171】
このような測定の結果として、実施例７で調製した有機シリカ薄膜の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図１７に示す。図１７に示すＳＥＭ像からも明らかように、実施例７で調製した有機シリカ薄膜には、ナノモールドの構造が転写された規則的なナノ多孔質構造（細孔構造）が形成されていることが分かった。
【0172】
また、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による測定に際しては、測定箇所を変えて複数箇所について測定を行って、各測定箇所においてそれぞれ断面図（縦断面図）を求めた。そして、このようなＡＦＭ測定により得られた複数の断面図から、任意の１００点の凹凸構造の軸方向（細孔の長軸の方向）を測定したところ、測定した凹凸構造の軸方向はいずれも、有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して９０°±３０°の範囲内の角度となっており、凹凸構造の軸方向は有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている面とは反対側の面の表面に対して略垂直に配向していることが確認された。また、このようなＡＦＭ測定により得られる断面図から、任意の１００点の凸部について、その凸部ごとに、後述の平均高さの半分の高さの位置における最近接の凸部との間の壁面間距離（水平方向の距離）を測定して、その平均を求め、凸部の壁面間の距離の平均値（細孔の平均細孔直径）を測定したところ、有機シリカ薄膜の凹凸構造の凸部の壁面間の距離の平均値（細孔の平均細孔直径）は１４０ｎｍであることが確認された。また、有機シリカ薄膜のＡＦＭ測定により得られる断面図から、任意の１００点の凹凸構造に関して凸部の平均高さ（細孔（凹部）の平均深さ）を求めたところ、凸部の高さ（凹部の深さ）の平均値は２００ｎｍであることが分かった。また、任意の１００点以上の凸部について、その凸部と最近接の凸部との間において、凸部の頂点間の水平方向の距離を測定して、凹凸の平均ピッチを求めたところ、凹凸の平均ピッチは２６０ｎｍであった。更に、上気凹凸構造が付与されたことによる表面積の増加分を算出し、この値を用いて平滑面に対する凹凸面の表面積の比を算出することにより前記有機シリカ薄膜の表面のラフネスファクターを測定したところ、かかる薄膜表面の凹凸構造のラフネスファクターは２．５であった。
【0173】
（実施例８）
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、実施例７で得られた有機シリカ基板（凹凸構造を有する有機シリカ薄膜を備える基板）を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
実施例１で得られた有機シリカ基板を利用する代わりに、実施例７で得られた有機シリカ基板（凹凸構造を有する有機シリカ薄膜を備える基板）を利用した以外は、実施例２と同様にして、任意に選択した異なる１０点の領域（１０点の測定点）に対して、それぞれ質量分析を行った。
【0174】
このような質量分析の結果として、任意の１箇所の測定点のアンジオテンシンＩ（モノアイソトピック質量（Ｍｏｎｏｉｓｏｔｏｐｉｃ ｍａｓｓ）：１２９５．６Ｄａ）のマススペクトル（ＬＤＩ－ＭＳスペクトル）のグラフを図１８及び図１９に示す。図１８及び図１９に示す結果からも明らかなように、得られたマススペクトルにおいて、アンジオテンシンＩ（Angiotensin I）に相当するシグナル（ｍ／ｚ＝１２９６．２）が同位体パターンを伴って明瞭に確認され、十分に高感度な分析を行うことが可能であることが分かった。なお、このような質量分析（実施例８）において、１０点の異なる測定点のマススペクトルのシグナル強度は、ほぼ同等程度であり、シグナル強度の平均値は９７６．１であり、かつ、シグナル強度の標準偏差が２７６．２であった。
【産業上の利用可能性】
【0175】
以上説明したように、本発明によれば、質量分析時にマトリクス化合物を利用しなくても測定対象分子のシグナルを十分に高感度に検出することを可能とするとともに、測定対象分子を含む試料を付着させた領域内において複数の測定点に対して質量分析を行った場合に、得られるマススペクトルのシグナル強度の均一性をより高いものとすることができ、各測定点においてより再現性の高い質量分析を行うことを可能とするレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板、及び、それを用いたレーザー脱離／イオン化質量分析法を提供することが可能となる。したがって、本発明のレーザー脱離／イオン化質量分析用の有機シリカ基板は、レーザー脱離／イオン化法（ＬＤＩ）に利用するための分析用基板として特に有用である。
【符号の説明】
【0176】
１０…チタン酸化物を含まない従来の有機シリカ薄膜、１１…測定対象分子を含む試料（サンプル）の溶液、Ｓ…試料、Ｖ…試料が担持されていない領域、１０１…有機シリカ薄膜、Ｓ１…凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の凹凸構造が形成されている側の面、Ｓ２…面Ｓ１と反対側の面（凹凸構造が形成されていない側の面）、Ｃ…凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の細孔の空間形状（空隙部の柱状の形状）の長軸、α…面Ｓ２と細孔の空間形状の長軸Ｃとがなす角度、Ｔ…凹凸構造を有する有機シリカ薄膜の厚み。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
