特許 7507123 イオン化方法及び質量分析方法

(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】2024-06-19

(45)【発行日】2024-06-27

(54)【発明の名称】イオン化方法及び質量分析方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 49/16 20060101AFI20240620BHJP

   G01N 27/62 20210101ALI20240620BHJP

   G01N 1/04 20060101ALI20240620BHJP

   H01J 49/04 20060101ALI20240620BHJP

   H01J 49/40 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

H01J49/16 400

G01N27/62 V

G01N27/62 G

G01N1/04 H

H01J49/04 180

H01J49/40

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021085961

(22)【出願日】2021-05-21

(65)【公開番号】P2022178863

(43)【公開日】2022-12-02

【審査請求日】2023-11-24

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】000145862

【氏名又は名称】株式会社コーセー

(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】小谷 政弘

(72)【発明者】

【氏名】大村 孝幸

(72)【発明者】

【氏名】菅 駿一

(72)【発明者】

【氏名】畑 毅

(72)【発明者】

【氏名】安田 純子

【審査官】小林 幹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２０５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１０６９６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００４－５３５８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１７１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公開第０２５７６３７４（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ４０／００－４９／４８

Ｇ０１Ｎ ２７／６２

Ｇ０１Ｎ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１表面及び前記第１表面とは反対側の第２表面を有すると共に、前記第１表面から前記第２表面にかけて貫通する複数の貫通孔が設けられた測定領域を有する基板と、前記基板の少なくとも前記測定領域の前記第１表面上において前記貫通孔を塞がないように設けられた導電層と、を有する試料支持体を用意する工程と、
前記基板の前記第１表面又は前記第２表面を人の皮膚上に塗布された試料に対向させた状態で、前記試料支持体を前記皮膚に押し当てることにより、前記測定領域に前記試料を付着させる工程と、
前記測定領域に前記試料を付着させた後に、前記試料支持体を前記皮膚から引き離す工程と、
前記試料支持体を前記皮膚から引き離した後に、前記測定領域に付着した前記試料の成分をイオン化する工程と、を含む、イオン化方法。

【請求項2】

前記イオン化する工程において、前記測定領域の前記第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、前記試料支持体に付着した前記試料の成分をイオン化する、
請求項１に記載のイオン化方法。

【請求項3】

前記試料を付着させる工程において、前記試料の流動性に関する特性に基づいて、前記第１表面及び前記第２表面のいずれを前記試料に対向させるかを決定する、
請求項２に記載のイオン化方法。

【請求項4】

前記試料を付着させる工程において、前記試料の乾燥減量が５％以上である場合に、前記第２表面を前記試料に対向させる面として決定する、
請求項３に記載のイオン化方法。

【請求項5】

前記試料を付着させる工程において、前記試料の乾燥減量が５％未満である場合に、前記第１表面を前記試料に対向させる面として決定する、
請求項３又は４に記載のイオン化方法。

【請求項6】

前記試料を付着させる工程において、前記試料の乾燥減量が５％未満であり、且つ、前記試料が人肌温度での流動性を有さない場合に、前記第１表面を前記試料に対向させる面として決定する、請求項３又は４に記載のイオン化方法。

【請求項7】

前記試料を付着させる工程において前記第１表面が前記試料に対向させる面として用いられる場合には、前記試料支持体を用意する工程において、前記基板の少なくとも前記測定領域の前記第２表面の全体を覆うように前記基板に対して固定される補強基板が更に設けられた前記試料支持体を用意する、
請求項１～６のいずれか一項に記載のイオン化方法。

【請求項8】

前記試料を付着させる工程において前記第２表面が前記試料に対向させる面として用いられる場合には、前記試料支持体を用意する工程において、前記基板の少なくとも前記測定領域の前記第１表面が外部に露出する状態とされた前記試料支持体を用意する、
請求項１～７のいずれか一項に記載のイオン化方法。

【請求項9】

第１表面及び前記第１表面とは反対側の第２表面を有すると共に、前記第１表面から前記第２表面にかけて貫通する複数の貫通孔が設けられた測定領域を有する導電性の基板を有する試料支持体を用意する工程と、
前記基板の前記第１表面又は前記第２表面を人の皮膚上に塗布された試料に対向させた状態で、前記試料支持体を前記皮膚に押し当てることにより、前記測定領域に前記試料を付着させる工程と、
前記測定領域に前記試料を付着させた後に、前記試料支持体を前記皮膚から引き離す工程と、
前記試料支持体を前記皮膚から引き離した後に、前記測定領域に付着した前記試料の成分をイオン化する工程と、を含む、イオン化方法。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載のイオン化方法が含む各工程と、
イオン化された前記成分を検出する工程と、
を含む、質量分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、イオン化方法及び質量分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人の皮膚上に塗布された試料（例えば、薬剤、化粧品等）の成分を分析する手法として、テープストリッピング（例えば、特許文献１参照）が知られている。特許文献１には、試料が塗布された皮膚にテープ（粘着シート）を貼り付け、その後当該テープを皮膚から剥がすことにより、試料の成分を含んだ角質層を採取する手法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１３２０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているテープストリッピングは、試料の成分を吸収した後の角質層の状態を分析するのには適している。しかし、皮膚上に塗布された試料の成分のみを分析したい場合には、テープに含まれる粘着成分、及びテープにより採取された角質層自体の成分が、試料の成分分析時におけるバックグランドノイズとして作用する。このため、皮膚上に塗布された試料の成分のみを分析したい場合には、上記テープストリッピングは適していない。

【0005】

そこで、本開示は、皮膚上に塗布された試料の成分のみを好適に分析することができるイオン化方法及び質量分析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イオン化方法は、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有すると共に、第１表面から第２表面にかけて貫通する複数の貫通孔が設けられた測定領域を有する基板と、基板の少なくとも測定領域の第１表面上において貫通孔を塞がないように設けられた導電層と、を有する試料支持体を用意する工程と、基板の第１表面又は第２表面を人の皮膚上に塗布された試料に対向させた状態で、試料支持体を皮膚に押し当てることにより、測定領域に試料を付着させる工程と、測定領域に試料を付着させた後に、試料支持体を皮膚から引き離す工程と、試料支持体を皮膚から引き離した後に、測定領域に付着した試料の成分をイオン化する工程と、を含む。

【0007】

本開示の一側面に係るイオン化方法によれば、試料を付着させる工程において、試料のみを試料支持体に付着させることができる。このため、例えば粘着成分を含むテープを皮膚に貼り付けることで皮膚上の試料と共に角質層を採取する従来の手法（テープストリッピング）と比較して、試料の成分分析時におけるバックグラウンドノイズを低減できる。より具体的には、従来のテープストリッピングにおけるテープの粘着成分及び角質層のノイズ成分を除去できる。従って、上記イオン化方法によれば、皮膚上に塗布された試料の成分のみを好適に分析することが可能となる。

【0008】

イオン化する工程において、測定領域の第１表面に対してエネルギー線を照射することにより、試料支持体に付着した試料の成分をイオン化してもよい。これにより、試料の成分の位置情報を維持しつつ、試料の成分を高効率でイオン化することができる。

【0009】

試料を付着させる工程において、試料の流動性に関する特性に基づいて、第１表面及び第２表面のいずれを試料に対向させるかを決定してもよい。試料の流動性に関する特性に応じて、基板の適切な面に試料を付着させるようにすることで、試料の成分を好適に採取すると共に、試料の成分を高効率でイオン化することが可能となる。

【0010】

試料を付着させる工程において、試料の乾燥減量が５％以上である場合に、第２表面を試料に対向させる面として決定してもよい。試料の乾燥減量が５％以上である場合（すなわち、試料が一定以上の液体成分を含み、一定の流動性を有するといえる場合）には、第２表面に試料を付着させることにより、毛細管現象によって試料の成分を第２表面側から第１表面側へと貫通孔を介して移動させることができる。その結果、第１表面を試料の成分のイオン化に適した状態にすることができる。より具体的には、第１表面上に直接試料を付着させる場合と比較して、第１表面のナノ構造（微小凹凸構造）が維持され、凹凸効果による高いイオン化効率が維持される。

【0011】

試料を付着させる工程において、試料の乾燥減量が５％未満である場合に、第１表面を試料に対向させる面として決定してもよい。試料の乾燥減量が５％以上である場合（すなわち、試料に含まれる液体成分量が少なく、上述した毛細管現象による第２表面側から第１表面側への試料の成分の移動があまり期待できない場合）には、試料を第１表面上に直接転写することにより、第１表面上に十分な量の試料を付着させることができる。その結果、第１表面に対するエネルギー線の照射によって試料の成分を適切にイオン化することが可能となる。

【0012】

試料を付着させる工程において、試料の乾燥減量が５％未満であり、且つ、試料が人肌温度での流動性を有さない場合に、第１表面を試料に対向させる面として決定してもよい。試料の乾燥減量が５％未満であっても、人肌温度における流動性を有する試料については、第２表面に試料を付着させ、毛細管現象によって試料の成分を第２表面側から第１表面側に移動させるのが好ましい場合がある。上記のように、乾燥減量が５％未満であるという条件に加えて、試料が人肌温度における流動性を有さないという条件を加味することにより、試料を付着させる面をより適切に決定することが可能となる。

【0013】

試料を付着させる工程において第１表面が試料に対向させる面として用いられる場合には、試料支持体を用意する工程において、基板の少なくとも測定領域の第２表面の全体を覆うように基板に対して固定される補強基板が更に設けられた試料支持体を用意してもよい。上記構成によれば、補強基板によって基板の測定領域を含む部分の強度を高められるため、試料を付着させる工程、及びその後に試料支持体を皮膚から引き離す工程において、試料支持体（基板）の破損を好適に抑制できる。

【0014】

試料を付着させる工程において第２表面が試料に対向させる面として用いられる場合には、試料支持体を用意する工程において、基板の少なくとも測定領域の第１表面が外部に露出する状態とされた試料支持体を用意してもよい。仮に第１表面上を覆う部材が基板に対して固定される場合、第２表面に付着した試料の成分が第１表面側に吸い上げられた際に、第１表面上を覆う部材の表面を伝って測定領域全体に広がってしまうおそれがある。その結果、表面凹凸構造によるイオン化促進効果が失われると共に、試料の位置情報が失われるおそれがある。これに対して、上記のように第１表面が外部に露出する状態とされた試料支持体を用いることにより、このような問題の発生を回避することができる。

【0015】

本開示の他の側面に係るイオン化方法は、第１表面及び第１表面とは反対側の第２表面を有すると共に、第１表面から第２表面にかけて貫通する複数の貫通孔が設けられた測定領域を有する導電性の基板を有する試料支持体を用意する工程と、基板の第１表面又は第２表面を人の皮膚上に塗布された試料に対向させた状態で、試料支持体を皮膚に押し当てることにより、測定領域に試料を付着させる工程と、測定領域に試料を付着させた後に、試料支持体を皮膚から引き離す工程と、試料支持体を皮膚から引き離した後に、測定領域に付着した試料の成分をイオン化する工程と、を含む。

【0016】

本開示の他の側面に係るイオン化方法によれば、導電層が省略された試料支持体を用いて、上述したように導電層を備える試料支持体を用いる場合と同様の効果を得ることができる。

【0017】

本開示の更に他の側面に係る質量分析方法は、上述したイオン化方法が含む各工程と、イオン化された成分を検出する工程と、を含む。

【0018】

本開示の更に他の側面に係る質量分析方法によれば、上述したように、皮膚上に塗布された試料の成分のみを好適に分析することができる。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、皮膚上に塗布された試料の成分のみを好適に分析することができるイオン化方法及び質量分析方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、一実施形態の試料支持体の平面図である。

【図2】図２は、図１のII-II線に沿った試料支持体の概略断面図である。

【図3】図３は、図１のIII-III線に沿った試料支持体の概略断面図である。

【図4】図４は、図１の試料支持体の基板の拡大像を示す図である。

【図5】図５は、試料のタイプ毎の流動性に関する特性及び試料の付着方法を示す表である。

【図6】図６は、図１の試料支持体を用いた吸い上げ方式による質量分析方法の工程の一部を示す図である。

【図7】図７は、図１の試料支持体を用いた転写方式による質量分析方法の工程の一部を示す図である。

【図8】図８は、図１の試料支持体を用いた質量分析方法の工程の一部を示す図である。

【図9】図９は、実施形態に係る質量分析方法及び従来手法の各々のバックグランドノイズの比較結果を示す図である。

【図10】図１０は、変形例に係る試料支持体の平面図である。

【図11】図１１は、図１０のXI-XI線に沿った試料支持体の概略断面図である。

【図12】図１２は、図１０の試料支持体を用いた転写方式による質量分析方法の工程の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。各図において同一又は相当の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、図面においては、一部、実施形態に係る特徴部分を分かり易く説明するために誇張している部分があり、実際の寸法とは異なっている場合がある。

【0022】

［試料支持体の構成］
図１～図４を参照して、質量分析方法（イオン化方法を含む）に用いられる試料支持体の一例（試料支持体１）について説明する。試料支持体１は、試料をイオン化するために用いられるイオン化支援基板である。本実施形態では、試料支持体１は、人の皮膚上（皮膚表面）に塗布される試料のイオン化に用いられる。より具体的には、人の皮膚上に塗布された試料に対して試料支持体１を押し当てることにより、試料支持体１に試料を付着させる。その後、試料が付着された試料支持体１にレーザ光等のエネルギー線を照射することにより、当該試料をイオン化する。試料の例としては、薬剤、化粧品等が挙げられる。

【0023】

図１～図３に示されるように、試料支持体１は、基板２と、フレーム３と、導電性テープ４と、導電層５と、を備えている。図１に示されるように、試料支持体１は、平面視において略矩形状を有している。本実施形態では、試料支持体１の長辺に沿った方向をＸ軸方向と表し、試料支持体１の短辺に沿った方向をＹ軸方向と表し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向（すなわち、試料支持体１の厚さ方向）をＺ軸方向と表す。一例として、試料支持体１のＸ軸方向の長さは３ｃｍ程度であり、Ｙ軸方向の長さは２ｃｍ程度である。

【0024】

基板２は、第１表面２ａと、第１表面２ａとは反対側の第２表面２ｂと、を有している。図３に示されるように、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Ｄ（第１表面２ａ及び第２表面２ｂが互いに対向する方向であり、Ｚ軸方向と一致する方向）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。なお、図２においては、貫通孔２ｃの図示が省略されている。第１表面２ａは、試料支持体１に付着させた試料の成分をイオン化させる工程において、レーザ光等のエネルギー線が照射される面である。

【0025】

基板２は、絶縁性材料によって矩形板状に形成されている。厚さ方向Ｄ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程度である。基板２の厚さは、例えば１μｍ～５０μｍ程度である。一例として、基板２の厚さは、５μｍ～１５μｍである。厚さ方向Ｄ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。

【0026】

貫通孔２ｃの幅は、以下のようにして取得される値である。まず、基板２の第１表面２ａ及び第２表面２ｂのそれぞれの画像を取得する。図４は、基板２の第１表面２ａの一部のＳＥＭ画像の一例を示している。当該ＳＥＭ画像において、黒色の部分は貫通孔２ｃであり、白色の部分は貫通孔２ｃ間の隔壁部である。続いて、取得した第１表面２ａの画像に対して例えば二値化処理を施すことで、測定領域Ｒ１内の複数の第１開口（貫通孔２ｃの第１表面２ａ側の開口）に対応する複数の画素群を抽出し、１画素当たりの大きさに基づいて、第１開口の平均面積を有する円の直径を取得する。同様に、取得した第２表面２ｂの画像に対して例えば二値化処理を施すことで、測定領域Ｒ１内の複数の第２開口（貫通孔２ｃの第２表面２ｂ側の開口）に対応する複数の画素群を抽出し、１画素当たりの大きさに基づいて、第２開口の平均面積を有する円の直径を取得する。そして、第１表面２ａについて取得した円の直径と第２表面２ｂについて取得した円の直径との平均値を貫通孔２ｃの幅として取得する。

【0027】

図４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。図４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。

【0028】

フレーム３は、基板２の第１表面２ａに設けられており、第１表面２ａ側において基板２を支持している。フレーム３は、基板２の第１表面２ａに対向する第１面３ｈと、第１面３ｈとは反対側の第２面３ｇとを有している。本実施形態では、厚さ方向Ｄから見た場合に、フレーム３は、基板２よりも大きい矩形板状に形成されている。

【0029】

フレーム３の略中央部には、フレーム３の厚さ方向（すなわち、厚さ方向Ｄ）に貫通する開口部３ａが形成されている。フレーム３の一の隅部と開口部３ａとの間には、フレーム３の厚さ方向に貫通する開口部３ｂが形成されている。フレーム３のＸ軸方向における縁部３ｃ（すなわち、Ｙ軸方向に沿った縁部）の中央部には、Ｘ軸方向の内側に向かって窪んだ凹部３ｄが設けられている。

【0030】

開口部３ａは、略円形状に形成されている。本実施形態では、開口部３ａは、円の一部（一方向において互いに対向する部分）を弓型に切り欠いた形状を有している。具体的には、開口部３ａは、Ｙ軸方向における両側の縁部がＸ軸方向に平行となるように円の一部を弓型に切り欠いた形状を有している。一例として、開口部３ａのＹ軸方向の幅は、１．５ｃｍ程度である。基板２のうち開口部３ａに対応する部分（すなわち、厚さ方向Ｄから見た場合に開口部３ａと重なる部分）は、試料の測定（イオン化）を行うための測定領域Ｒ１として機能する。すなわち、フレーム３に設けられた開口部３ａによって、測定領域Ｒ１が規定されている。言い換えれば、開口部３ａは、測定領域Ｒ１に対応するように第１面３ｈ及び第２面３ｇに開口している。つまり、フレーム３は、厚さ方向Ｄから見た場合に基板２の測定領域Ｒ１を包囲するように形成されている。

【0031】

開口部３ｂは、開口部３ａよりも小さい円形状に形成されている。一例として、開口部３ｂの直径は、１ｍｍ程度である。基板２のうち開口部３ｂに対応する部分（すなわち、厚さ方向Ｄから見た場合に開口部３ｂと重なる部分）は、キャリブレーション用のキャリブレーション領域Ｒ２として機能する。キャリブレーション領域Ｒ２は、質量校正（マスキャリブレーション）のための領域として用いられ得る。例えば、試料の測定（後述する質量分析方法）を開始する前に、キャリブレーション領域Ｒ２に質量校正用の試料（例えばペプチド等）を配置して測定を実施することにより、マススペクトルの補正を行うことが可能となる。このようなマススペクトルの補正を測定対象試料の測定前に行うことにより、当該測定対象試料を測定した際に当該測定対象試料の正確なマススペクトルを得ることが可能となる。

【0032】

上述したように、基板２には複数の貫通孔２ｃが一様に形成されているため、測定領域Ｒ１及びキャリブレーション領域Ｒ２のいずれも、複数の貫通孔２ｃを含む領域である。測定領域Ｒ１における貫通孔２ｃの開口率（厚さ方向Ｄから見た場合に測定領域Ｒ１に対して貫通孔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。キャリブレーション領域Ｒ２についても測定領域Ｒ１と同様である。

【0033】

フレーム３は、例えば、金属又はセラミックス等である。本実施形態では、フレーム３は、非磁性であり且つ耐酸性を有する材料によって形成されている。このような材料としては、例えば、チタン、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。本実施形態では、フレーム３は、ＳＵＳによって形成されている。試料支持体１の外形は、主にフレーム３によって規定されている。フレーム３のＸ軸方向の長さは３ｃｍ程度であり、フレーム３のＹ軸方向の長さは２ｃｍ程度である。フレーム３の厚さは、例えば３ｍｍ以下である。一例として、フレーム３の厚さは０．２ｍｍである。

【0034】

本実施形態では、図１に示されるように、厚さ方向Ｄから見た場合に、基板２は、フレーム３のＸ軸方向に沿った一対の縁部３ｅの間に収まると共に、フレーム３の一対の凹部３ｄの各々の底部３ｆの間に収まっている。すなわち、厚さ方向Ｄから見た場合に、基板２のうち測定領域Ｒ１及びキャリブレーション領域Ｒ２のみが外部に露出している。つまり、基板２のうち測定領域Ｒ１及びキャリブレーション領域Ｒ２以外の部分は、接着層６によってフレーム３に接合されている。このように基板２がフレーム３に接合されて支持されることにより、試料支持体１のハンドリングが容易になると共に、温度変化等に起因する基板２の変形が抑制される。

【0035】

図３に示されるように、フレーム３は、接着層６によって基板２の第１表面２ａに接合されている。接着層６は、基板２の第１表面２ａとフレーム３の第１面３ｈとの間に形成されており、基板２とフレーム３とを接着している。なお、図２においては、接着層６の図示が省略されている。接着層６は、例えば、放出ガスの少ない接着剤（例えば、低融点ガラス、真空用接着剤等）によって形成され得る。接着層６は、導電性接着剤によって形成されてもよいし、金属ペーストを塗布することによって形成されてもよい。また、接着層６は、ＵＶ硬化性接着剤（光硬化性接着剤）又は無機バインダー等によって形成されてもよい。ＵＶ硬化性接着剤の例として、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。また、無機バインダーの例として、オーデック社製のセラマボンド（登録商標）、東亞合成社製のアロンセラミック（登録商標）等が挙げられる。本実施形態では一例として、接着層６は、ＵＶ硬化性接着剤によって形成されている。

【0036】

導電性テープ４は、試料支持体１を用いた測定を行う際に、試料支持体１を固定するための部材である。本実施形態では、導電性テープ４は、試料支持体１をスライドグラス８の載置面８ａ（図６の（Ｃ）参照）に固定するために用いられる。ただし、試料支持体１が固定される部材はスライドグラス８に限られない。導電性テープ４は、導電性材料によって形成されている。導電性テープ４は、例えば、アルミテープ、カーボンテープ等である。導電性テープ４の厚さは、例えば１００μｍである。

【0037】

導電性テープ４は、フレーム３の第２面３ｇ上に貼り付けられている。本実施形態では、導電性テープ４は、フレーム３のＸ軸方向における両側に設けられている。具体的には、導電性テープ４は、フレーム３のＸ軸方向における一方側（図１の図示左側）に設けられた導電性テープ４１と、フレーム３のＸ軸方向における他方側（図１の図示右側）に設けられた導電性テープ４２と、を有している。

【0038】

導電性テープ４１は、フレーム３のＸ軸方向における中央部よりも一方側（図１の図示左側）において、測定領域Ｒ１及びキャリブレーション領域Ｒ２を覆わないように設けられている。導電性テープ４１には、キャリブレーション領域Ｒ２を露出させるための円形状の開口部４ａが設けられている。図１に示されるように、本実施形態では、導電性テープ４１の縁部は、フレーム３の縁部３ｃ，３ｅ、フレーム３の開口部３ａの縁部、及びフレーム３の開口部３ｂの縁部から若干離間している。一方、導電性テープ４１は、厚さ方向Ｄから見た場合に、フレーム３の凹部３ｄによって形成された空間と重なる位置にも設けられている。すなわち、導電性テープ４１は、厚さ方向Ｄから見てフレーム３と重ならない部分４ｂ（すなわち、凹部３ｄによって形成された空間と重なる部分）を有する。

【0039】

導電性テープ４２は、フレーム３のＸ軸方向における中央部よりも他方側（図１の図示右側）において、測定領域Ｒ１を覆わないように設けられている。図１に示されるように、本実施形態では、導電性テープ４２の縁部は、フレーム３の縁部３ｃ，３ｅ、及びフレーム３の開口部３ａの縁部から若干離間している。一方、導電性テープ４２は、厚さ方向Ｄから見た場合に、フレーム３の凹部３ｄと重なる位置にも設けられている。すなわち、導電性テープ４２は、厚さ方向Ｄから見てフレーム３と重ならない部分４ｂ（すなわち、凹部３ｄによって形成された空間と重なる部分）を有する。

【0040】

導電性テープ４１，４２それぞれの部分４ｂがスライドグラス８の載置面８ａに貼り付けられることにより、試料支持体１がスライドグラス８に固定される（図６の（Ｃ）参照）。

【0041】

導電層５は、基板２の第１表面２ａに設けられている。図３に示されるように、導電層５は、基板２の第１表面２ａのうちフレーム３の開口部３ａに対応する領域（すなわち、測定領域Ｒ１）、開口部３ａの内面、及び開口部３ａの周縁部のフレーム３の第２面３ｇに一続きに（一体的に）形成されている。導電層５は、測定領域Ｒ１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。つまり、導電層５は、各貫通孔２ｃを塞がないように設けられている。従って、測定領域Ｒ１においては、各貫通孔２ｃが開口部３ａに露出している。また、導電層５は、基板２の第１表面２ａのうちフレーム３の開口部３ｂに対応する領域（すなわち、キャリブレーション領域Ｒ２）、開口部３ｂの内面、及び開口部３ｂの周縁部のフレーム３の第２面３ｇにも一続きに（一体的に）形成されている。導電層５は、キャリブレーション領域Ｒ２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。つまり、導電層５は、各貫通孔２ｃを塞がないように設けられている。従って、キャリブレーション領域Ｒ２においても、測定領域Ｒ１と同様に、各貫通孔２ｃが開口部３ｂに露出している。

【0042】

導電層５は、導電性材料によって形成されている。導電層５は、例えば、Ｐｔ（白金）又はＡｕ（金）によって形成されている。導電層５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。

【0043】

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５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５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。

【0044】

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５が形成されていると、測定領域Ｒ１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５が形成されていると、基板２に照射されたレーザ光（エネルギー線）のエネルギーを、導電層５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５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。

【0045】

以上の観点から、導電層５の材料としては、例えば、Ｐｔ、Ａｕ等が用いられることが好ましい。導電層５は、例えば、蒸着又はスパッタリング等によって、厚さ１ｎｍ～３５０ｎｍ程度に形成される。なお、導電層５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。

【0046】

図５は、測定対象の試料のタイプ（分類）とタイプ毎の流動性に関する特性及び試料の付着方法を示す表である。この表に示されるように、人の皮膚上に塗布される試料であって、且つ、試料支持体１を用いてイオン化及び質量分析を行う対象となり得る試料は、粉末、塗膜形成（膜形成前）、塗膜形成（膜形成後）、水剤等の各タイプに分類され得る。「塗膜形成」は、人の皮膚上に塗布されてしばらく放置された後に皮膚上に膜を形成するタイプを表す。「塗膜形成（膜形成前）」は、「塗膜形成」のタイプの試料が皮膚上に塗布された後であって乾燥前（膜が形成される前）の状態のものを表し、「塗膜形成（膜形成後）」は、「塗膜形成」のタイプの試料が皮膚上に塗布された後であって乾燥後（膜が形成された後）の状態のものを表す。なお、「塗膜形成（膜形成後）」の乾燥減量は、スライドガラス上に試料を塗布してから１時間放置し、スライドガラス上に膜が形成されたことが確認された後に測定することにより得られた測定値である。

【0047】

粉末タイプの試料の例として、おしろい、フェイスパウダー等が挙げられる。塗膜形成タイプの試料の例として、リキッドファンデーション（リキッドＦＤ）、日焼止め等が挙げられる。水剤型の例として、ジェル、クリーム、化粧水等が挙げられる。また、上述したタイプ以外の試料（「その他」の試料）の例として、固形状のリップ（口紅）等が挙げられる。なお、リップの乾燥減量は、練り、伸び広げ等を行うことなく、スティック状のまま秤量を行うことによって測定された値である。

【0048】

試料の流動性に関する特性の例としては、人肌温度での流動性及び乾燥減量が挙げられる。人肌温度は、例えば、人の通常時の体温に対応する温度であり、例えば３６℃付近（例えば３５℃～３７℃等）である。人肌温度での流動性の有無は、例えば、肌上又はガラス板上に試料（例えば化粧料）を塗布した後に、指又は化粧用塗布体を用いて塗擦した際に、指又は塗布体が試料を伴いながらスムーズに移動できるか否かに基づいて判断されてもよい。一例として、人肌温度での流動性の有無は、肌上又はガラス板に試料を２ｍｇ／ｃｍ^２となるように塗布し、指で塗擦した際に試料の固まりが残らないように試料を一定の塗膜厚さで塗り広げることができるか否かに基づいて判断されてもよい。乾燥減量は、一般試験法として定められている乾燥減量試験法によって測定され得る。例えば、乾燥減量は、以下の１～５に示される手順によって得られる。
１．はかり瓶を約３０分間乾燥し、その質量を精密に量る。
２．はかり瓶に所定量（例えば、１ｇ）のサンプル（試料）を入れ、厚さ５ｍｍ以下の層になるように広げた後、はかり瓶（サンプルを含む）の質量を精密に量る。
３．はかり瓶（サンプルを含む）を乾燥器に入れ、所定の温度条件（例えば、１０５℃)で乾燥させる。
４．乾燥後、はかり瓶（サンプルを含む）を乾燥器から取り出し、当該はかり瓶の質量を精密に量る。
５．乾燥後におけるサンプルの減少量（乾燥前のサンプルの質量に対する減少割合）を乾燥減量(％)とする。

【0049】

人の皮膚上に塗布された試料を試料支持体１に付着させる方法としては、吸い上げ方式及び転写方式の２通りの手法を用いることができる。図５の表中の「付着方法」は、吸い上げ方式及び転写方式のいずれが適しているかを示す項目である。

【0050】

吸い上げ方式は、試料支持体１の測定領域Ｒ１の第２表面２ｂを試料に対向させて、試料支持体１を人の皮膚上の試料に押し当てることにより、測定領域Ｒ１の第２表面２ｂ上に試料を付着させる手法である。吸い上げ方式では、毛細管現象を利用することにより、測定領域Ｒ１の第２表面２ｂ上に付着した試料の成分を、複数の貫通孔２ｃを介して、第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側へと移動させる。すなわち、吸い上げ方式は、試料の成分を、イオン化のためのエネルギー線が照射されない裏面である第２表面２ｂ側から、エネルギー線が照射される表面である第１表面２ａ側へと吸い上げる手法である。

【0051】

転写方式は、試料支持体１の測定領域Ｒ１の第１表面２ａを試料に対向させて、試料支持体１を人の皮膚上の試料に押し当てることにより、測定領域Ｒ１の第１表面２ａ上（本実施形態では、第１表面２ａ上に形成された導電層５上）に試料を付着（転写）させる手法である。すなわち、転写方式は、イオン化のためのエネルギー線が照射される表面である第１表面２ａに対して、直接試料を付着させる手法である。

【0052】

本発明者らの鋭意研究によって、試料支持体１に試料を付着させる方法について以下の知見が得られた。すなわち、測定対象の試料（人の皮膚上に塗布された試料）が比較的高い流動性を有する試料（以下「湿潤試料」という。）である場合には、転写方式よりも吸い上げ方式が適しており、測定対象の試料が比較的低い流動性を有する試料（以下「乾燥試料」という。）である場合には、吸い上げ方式よりも転写方式が適しているとの知見が得られた。以下、上記知見について詳細に説明する。

【0053】

まず、測定対象の試料が湿潤試料である場合について考える。湿潤試料の例としては、油分、グリセリン等を多く含む試料（例えば、ワックス類、高粘度油等）が挙げられる。また、図５の例では、塗膜形成タイプであって膜形成前の状態の試料、水剤タイプの試料等が、湿潤試料に該当する。仮にこのような湿潤試料に対して転写方式を採用した場合、第１表面２ａ上に転写した試料が第１表面２ａ上をべっとりと覆ってしまい、複数の貫通孔２ｃによって形成された第１表面２ａ側の凹凸構造が損なわれるおそれがある。このため、第１表面２ａに対してエネルギー線を照射するイオン化工程において、表面凹凸構造によるイオン化促進効果が発揮されなくなるおそれがある。また、上記のように、第１表面２ａ上に転写した試料が第１表面２ａを覆うように広がる（移動する）ため、試料の位置情報（２次元位置情報）が失われるおそれがある。このため、試料の位置毎のマススペクトルを解析するイメージング質量分析には適さない。一方で、測定対象の試料が湿潤試料である場合には、測定領域Ｒ１の第２表面２ｂに試料を付着させることで、毛細管現象を利用して、試料の成分を第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側へと複数の貫通孔２ｃを介して好適に移動させることができる。また、試料を第１表面２ａ側に直接付着させる場合と比較して、適量の試料の成分を第１表面２ａ側へと導くことが可能となる。これにより、試料によって第１表面２ａが覆われる度合いを低減することができる。その結果、第１表面２ａ側の表面凹凸構造によるイオン化促進効果を適切に維持することができる。以上により、測定対象の試料が湿潤試料である場合には、転写方式よりも吸い上げ方式の方が適しているといえる。

【0054】

一方、測定対象の試料が乾燥試料である場合について考える。図５の例では、粉末タイプの試料、塗膜形成タイプであって膜形成後の状態の試料（すなわち、人の皮膚上で乾燥した膜状の試料）等が挙げられる。仮にこのような乾燥試料に対して吸い上げ方式を採用した場合、試料の流動性が十分でないことから、第２表面２ｂに付着した試料の成分を、毛細管現象によって第１表面２ａ側へと十分に移動させることができないおそれがある。その結果、イオン化された試料の成分を検出する際において、十分な大きさの信号強度が得られないおそれがある。一方で、測定対象の試料が乾燥試料である場合には、転写方式を採用することにより、第１表面２ａ上に十分な量の試料を転写することが容易となる。また、湿潤試料の場合のように試料が第１表面２ａをべっとりと覆うように広がることもない。以上により、測定対象の試料が乾燥試料である場合には、吸い上げ方式よりも転写方式の方が適しているといえる。

【0055】

本実施形態では、以上の知見に基づいて、吸い上げ方式及び転写方式のいずれを採用するかが決定される。すなわち、試料を試料支持体１に付着させる工程において、測定対象の試料の流動性に関する特性に基づいて、第１表面２ａ及び第２表面２ｂのいずれを試料に対向させるかを決定する。

【0056】

一例として、試料の乾燥減量が５％以上である場合には、第２表面２ｂが、試料に対向させる面として決定されてもよい。すなわち、試料が一定以上の液体成分を含んでおり、一定以上の流動性を有する湿潤試料に該当する場合には、吸い上げ方式が採用されてもよい。図５の例では、塗膜形成（膜形成前）タイプのリキッドＦＤ及び日焼止め、並びに、水剤タイプのジェル、クリーム、及び化粧水が、乾燥減量が５％以上の試料に該当する。このため、これらの試料については、吸い上げ方式が適切な付着方法として設定されている。

【0057】

一方、試料の乾燥減量が５％未満である場合には、第１表面２ａが、試料に対向させる面として決定されてもよい。すなわち、試料が一定以上の液体成分を含んでおらず、一定以上の流動性を有さない乾燥試料に該当する場合には、転写方式が採用されてもよい。図５の例では、粉末タイプのおしろい及びフェイスパウダー、並びに、塗膜形成（膜形成後）タイプのリキッドＦＤ及び日焼止めが、乾燥減量が５％未満の試料に該当する。このため、これらの試料については、転写方式が適切な付着方法として設定されている。

【0058】

なお、試料の乾燥減量が５％未満であっても人肌温度での流動性を有する試料については、例外的に、乾燥減量が５％以上の試料と同様に、吸い上げ方式が採用されてもよい。すなわち、試料の乾燥減量が５％未満であり、且つ、試料が人肌温度での流動性を有さない場合に転写方式が採用され、上記以外の場合には吸い上げ方式が採用されてもよい。図５の例では、乾燥減量が１％であるが人肌温度での流動性を有するリップについては、吸い上げ方式が採用されてもよい。

【0059】

［試料支持体１を用いた質量分析方法（イオン化方法）］
次に、図６～図８を参照して、試料支持体１を用いた質量分析方法（イオン化方法を含む）の一例について説明する。なお、図６～図８においては、貫通孔２ｃ、導電層５、及び接着層６の図示が省略されている。

【0060】

まず、図６を参照して、吸い上げ方式が採用される場合の質量分析方法の一部（試料Ｓが付着した試料支持体１をスライドグラス８に固定するまでの工程）について説明する。まず、上述した試料支持体１を予め用意する。続いて、図６の（Ａ）に示されるように、人の皮膚５０上（皮膚５０の表面）に、試料Ｓを塗布する。皮膚５０は、人体の任意の部位の皮膚である。皮膚５０は、試料Ｓの種類、用法等に応じて決定され得る。例えば、試料Ｓが顔に塗布される薬剤等である場合には、皮膚５０は額の皮膚であってもよい。また、試料Ｓが日焼止めクリーム等の場合には、皮膚５０は腕の皮膚であってもよい。また、試料Ｓの塗布前に、皮膚５０の表面をアルコール等で消毒してもよい。或いは、試料Ｓが化粧品等であり、通常使用時における試料Ｓの状態（すなわち、皮脂と試料Ｓとが混合した状態）を分析したい場合等には、試料Ｓの塗布前に皮膚５０の消毒をあえて行わないようにしてもよい。

【0061】

ここで、試料Ｓは、「乾燥減量が５％以上」又は「人肌温度での流動性を有する」の少なくとも一方の条件に当てはまる湿潤試料である。上述したように、この場合には、基板２の第２表面２ｂが、試料Ｓに対向させる面として決定される。このため、図６の（Ｂ）に示されるように、基板２の第２表面２ｂを人の皮膚５０上に塗布された試料Ｓに対向させた状態で、試料支持体１を皮膚５０に押し当てることにより、測定領域Ｒ１に試料Ｓを付着させる。

【0062】

続いて、試料支持体１の測定領域Ｒ１（ここでは、基板２の第２表面２ｂ）に試料Ｓを付着させた後に、試料支持体１を皮膚５０から引き離す。試料支持体１が試料Ｓを介して皮膚５０に張り付いている場合には、試料支持体１を皮膚５０から剥離する。

【0063】

続いて、図６の（Ｃ）に示されるように、試料支持体１をスライドグラス８に固定する。より具体的には、試料支持体１の第２表面２ｂがスライドグラス８の載置面８ａに対向するように、試料支持体１をスライドグラス８の載置面８ａ上に載置する。試料支持体１の導電性テープ４の部分４ｂが載置面８ａに貼り付けられることにより、試料支持体１がスライドグラス８に固定される。これにより、試料Ｓが付着した試料支持体１とスライドグラス８とが一体化された測定プレートＭＰが得られる。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。

【0064】

図６の（Ｃ）に示されるように、試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程（図６の（Ｂ）参照）において測定領域Ｒ１の第２表面２ｂに付着した試料Ｓの成分Ｓ１は、毛細管現象によって、基板２の第２表面２ｂ側から複数の貫通孔２ｃ（図３参照）を介して基板２の第１表面２ａ側に向けて移動する。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。

【0065】

なお、図６の（Ｂ）では、試料支持体１の導電性テープ４の部分４ｂが皮膚５０に当接しているが、試料支持体１を皮膚５０に押し当てる際に、導電性テープ４の粘着面を皮膚５０に貼付してしまうと、試料支持体１を皮膚５０から引き離す際に、導電性テープ４の粘着面の粘着力が失われるおそれがある。その結果、試料支持体１をスライドグラス８に適切に固定できなくなるおそれがある。従って、試料支持体１を皮膚５０に押し当てる際には、導電性テープ４の粘着面を覆うカバー部材（例えば、保護フィルム）が設けられていてもよい。この場合、試料支持体１をスライドグラス８上に固定する際に、導電性テープ４の粘着面からカバー部材を取り外せばよい。

【0066】

転写方式が採用される場合には、上述した試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程（図６の（Ｂ）参照）の代わりに、以下の工程が実施される。すなわち、試料Ｓが、「乾燥減量が５％未満」且つ「人肌温度での流動性を有さない」の両方の条件に当てはまる乾燥試料である場合、基板２の第１表面２ａが、試料Ｓに対向させる面として決定される。この場合、図７に示されるように、基板２の第１表面２ａを人の皮膚５０上に塗布された試料Ｓに対向させた状態で、試料支持体１を皮膚５０に押し当てることにより、測定領域Ｒ１に試料Ｓを付着させる。

【0067】

次に、図８を参照して、測定プレートＭＰ（図６の（Ｃ）参照）が得られた後の工程について説明する。図８に示されるように、測定プレートＭＰは、質量分析装置１０の支持部１２上に載置される。

【0068】

質量分析装置１０は、支持部１２と、試料ステージ１８と、カメラ１６と、照射部１３と、電圧印加部１４と、イオン検出部１５と、制御部１７と、を備えている。測定プレートＭＰは、支持部１２上に載置される。支持部１２は、試料ステージ１８上に載置される。照射部１３は、試料支持体１の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌ等のエネルギー線を照射する。電圧印加部１４は、試料支持体１の第１表面２ａに対して電圧を印加する。イオン検出部１５は、イオン化された試料Ｓの成分（試料イオンＳ２）を検出する。カメラ１６は、照射部１３によるレーザ光Ｌの照射位置を含むカメラ画像を取得する装置である。カメラ１６は、例えば、照射部１３に付随する小型のＣＣＤカメラである。

【0069】

制御部１７は、試料ステージ１８、カメラ１６、照射部１３、電圧印加部１４、イオン検出部１５の動作を制御する。制御部１７は、例えば、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ等）、及びメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等）等を備えるコンピュータ装置である。

【0070】

図８に示されるように、電圧印加部１４によって、スライドグラス８の載置面８ａ及び導電性テープ４を介して試料支持体１の導電層５（図２参照）に電圧が印加される。続いて、制御部１７が、カメラ１６により取得された画像に基づいて、照射部１３を動作させる。具体的には、制御部１７は、レーザ照射範囲（例えば、測定領域Ｒ１のうち、カメラ１６により取得された画像に基づいて特定された試料Ｓが存在する領域）内の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されるように照射部１３を動作させる。

【0071】

一例として、制御部１７は、試料ステージ１８を移動させると共に、照射部１３によるレーザ光Ｌの照射動作（照射タイミング等）を制御する。すなわち、制御部１７は、試料ステージ１８が所定間隔移動したことを確認した後に、照射部１３にレーザ光Ｌの照射を実行させる。例えば、制御部１７は、レーザ照射範囲内をラスタスキャンするように試料ステージ１８の移動（走査）と照射部１３によるレーザ光Ｌの照射とを繰り返す。なお、第１表面２ａに対する照射位置の変更は、試料ステージ１８ではなく照射部１３を移動させることによって行われてもよいし、試料ステージ１８及び照射部１３の両方を移動させることによって行われてもよい。

【0072】

このように、導電層５に電圧が印加されつつレーザ照射範囲内の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌが照射されることにより、第１表面２ａ側に移動した成分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。具体的には、レーザ光Ｌのエネルギーを吸収した導電層５から、基板２の第１表面２ａ側に移動した成分Ｓ１にエネルギーが伝達され、エネルギーを獲得した成分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。以上の各工程が、試料支持体１を用いた試料Ｓのイオン化方法（ここでは一例として、質量分析方法の一部としてのレーザ脱離イオン化法）に相当する。

【0073】

放出された試料イオンＳ２は、試料支持体１とイオン検出部１５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５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１５によって試料イオンＳ２が検出される。

【0074】

イオン検出部１５による試料イオンＳ２の検出結果は、レーザ光Ｌの照射位置に関連付けられる。具体的には、イオン検出部１５は、レーザ照射範囲内の各位置について個別に試料イオンＳ２を検出する。これにより、試料Ｓの質量分布を示す分布画像（ＭＳマッピングデータ）が取得される。さらに、試料Ｓを構成する分子の二次元分布を画像化することができる。すなわち、イメージング質量分析を行うことができる。なお、ここでの質量分析装置１０は、飛行時間型質量分析法（ＴＯＦ－ＭＳ：Time-of-Flight Mass Spectrometry）を利用する質量分析装置である。

【0075】

［試料支持体１を用いた質量分析方法（イオン化方法を含む）の作用効果］
以上説明した試料支持体１を用いたイオン化方法及び質量分析方法によれば、試料Ｓを付着させる工程（図６の（Ｂ）又は図７参照）において、試料Ｓのみを試料支持体１に付着させることができる。このため、例えば粘着成分を含むテープを皮膚に貼り付けることで皮膚上の試料と共に角質層を採取する従来の手法（テープストリッピング）と比較して、試料Ｓの成分分析時におけるバックグラウンドノイズを低減できる。より具体的には、従来のテープストリッピングにおけるテープの粘着成分及び角質層のノイズ成分を除去できる。従って、上記イオン化方法によれば、皮膚５０上に塗布された試料Ｓの成分Ｓ１のみを好適に分析することが可能となる。

【0076】

図９を参照して、上記効果について補足する。図９の（Ａ）～（Ｃ）の各グラフにおいて、横軸は質量電荷比（m/z）を示し、縦軸は信号強度（a.u.）を示している。

【0077】

図９の（Ａ）は、比較例１のマススペクトルを示す。比較例１では、従来公知のテープストリッピングにおいて利用されるテープに対して以下の処理を実行することにより、マススペクトルを得た。すなわち、テープストリッピングを行う前の状態のテープ（すなわち、未使用状態のテープ）に対して、「５０／５０ ＭｅＯＨ／Ｈ_２０」を２ｍＬ加えて約１５分間の超音波処理を用いて抽出したものをサンプルとし、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ：Electrospray Ionization）を用いた質量分析を行うことにより、図９の（Ａ）に示されるマススペクトルを得た。分析対象とされたテープは、Ｄ－Ｓｑｕａｍｅ（登録商標）である。

【0078】

図９の（Ｂ）は、比較例２のマススペクトルを示す。比較例２では、テープストリッピングを行った後の上記テープに対して、図９の（Ａ）について説明した上記処理を実行することによりマススペクトルを得た。なお、上記のテープストリッピングは、試料が塗布されていない状態の人の皮膚にテープの粘着面を３０秒間押し当て、その後テープを皮膚から剥がす操作である。

【0079】

図９の（Ｃ）は、実施例のマススペクトルを示す。実施例では、試料支持体１に対して以下の処理を実行することによりマススペクトルを得た。すなわち、基板２の第１表面２ａを試料が塗布されていない状態の人の皮膚に３０秒間押し当てた。その後、試料支持体１から基板２の測定領域Ｒ１の部分のみを採取した。続いて、採取された基板２に「５０／５０ ＭｅＯＨ／Ｈ_２０」を２ｍＬ加えて約１５分間の超音波処理を用いて抽出したものをサンプルとし、エレクトロスプレーイオン化法（ＥＳＩ：Electrospray Ionization）を用いた質量分析を行うことにより、図９の（Ｃ）に示されるマススペクトルを得た。

【0080】

比較例１、比較例２、及び実施例のいずれにおいても、測定対象の試料Ｓが含まれていない。すなわち、比較例１、比較例２、及び実施例の各グラフの各ピーク値は、実際に試料Ｓの質量分析を行う際にバックグラウンドノイズとして作用する成分を示している。図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、比較例１においては、最大で３５００程度の比較的大きい信号強度のノイズ成分が検出された。これは、テープストリッピングに用いられるテープの粘着成分に起因するノイズと考えられる。また、比較例２においては、最大で１８０００程度の非常に大きい信号強度のノイズ成分が検出された。これは、テープの粘着成分に加えてテープストリッピングにより採取された角質層に起因するノイズと考えられる。一方、図９の（Ｃ）に示されるように、実施例においては、せいぜい数百程度のノイズ成分しか検出されていない。この結果から、試料支持体１を用いて人の皮膚上の試料を採取することによって、従来のテープストリッピングにより試料を採取する場合よりも、バックグラウンドノイズを格段に低減できることが確認された。

【0081】

また、試料支持体１を用いたイオン化方法（質量分析方法）によれば、従来のテープストリッピングと比較して、以下のような効果も奏される。テープストリッピングでは湿潤試料を適切に採取することが困難であるのに対して、試料支持体１を用いることにより湿潤試料を適切に採取することができる。上述した通り、湿潤試料の採取には、上述した吸い上げ方式（図６の（Ｂ）参照）が適している。また、試料支持体１には、第１表面２ａ上に予め導電層５が形成されている。このため、試料支持体１に試料Ｓを付着させた後（エネルギー線の照射によるイオン化を行う前）に試料支持体１に導電性を付与するための処理を別途行う必要がない。また、試料支持体１の基板２は非常に薄く、複数の貫通孔２ｃが設けられているため、測定領域Ｒ１に試料Ｓを付着させる際に、基板２を挟んで試料Ｓが配置される側とは反対側から、試料Ｓの位置を容易に確認することができる。例えば、測定領域Ｒ１の第２表面２ｂに試料Ｓを付着させる場合、測定領域Ｒ１の第１表面２ａ側から、測定領域Ｒ１を介して試料Ｓを透かし見ることができる。

【0082】

試料Ｓをイオン化する工程において、測定領域Ｒ１の第１表面２ａに対してレーザ光Ｌ（エネルギー線）を照射することにより、試料支持体１に付着した試料Ｓの成分Ｓ１がイオン化されてもよい。これにより、試料Ｓの成分Ｓ１の位置情報を維持しつつ、試料Ｓの成分Ｓ１を高効率でイオン化することができる。

【0083】

試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程において、試料Ｓの流動性に関する特性に基づいて、第１表面２ａ及び第２表面２ｂのいずれを試料Ｓに対向させるかが決定されてもよい。すなわち、試料Ｓの流動性に関する特性に基づいて、吸い上げ方式及び転写方式のいずれを用いるかが決定されてもよい。上記構成によれば、試料Ｓの流動性に関する特性に応じて、基板２の適切な面に試料Ｓを付着させるようにすることで、試料Ｓの成分Ｓ１を好適に採取すると共に、試料Ｓの成分Ｓ１を高効率でイオン化することが可能となる。

【0084】

試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程において、試料Ｓの乾燥減量が５％以上である場合に、第２表面２ｂが試料Ｓに対向させる面として決定されてもよい。すなわち、吸い上げ方式が採用されてもよい。このように、試料Ｓの乾燥減量が５％以上である場合（すなわち、試料Ｓが一定以上の液体成分を含み、一定の流動性を有するといえる場合）には、第２表面２ｂに試料Ｓを付着させることにより、毛細管現象によって試料Ｓの成分Ｓ１を第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側へと貫通孔２ｃを介して移動させることができる。その結果、第１表面２ａを試料Ｓの成分Ｓ１のイオン化に適した状態にすることができる。より具体的には、第１表面２ａ上に直接試料Ｓを付着させる場合（すなわち、転写方式）と比較して、第１表面２ａのナノ構造（微小凹凸構造）が維持され、凹凸効果による高いイオン化効率が維持される。

【0085】

試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程において、試料Ｓの乾燥減量が５％未満である場合に、第１表面２ａが試料Ｓに対向させる面として決定されてもよい。すなわち、転写方式が採用されてもよい。このように、試料Ｓの乾燥減量が５％以上である場合（すなわち、試料Ｓに含まれる液体成分量が少なく、上述した毛細管現象による第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側への試料Ｓの成分Ｓ１の移動があまり期待できない場合）には、試料Ｓを第１表面２ａ上に直接転写することにより、第１表面２ａ上に十分な量の試料Ｓを付着させることができる。その結果、第１表面２ａに対するエネルギー線の照射によって試料Ｓの成分Ｓ１を適切にイオン化することが可能となる。

【0086】

試料支持体１に試料Ｓを付着させる工程において、試料Ｓの乾燥減量が５％未満であり、且つ、試料Ｓが人肌温度での流動性を有さない場合に、第１表面２ａが試料Ｓに対向させる面として決定されてもよい。すなわち、転写方式が採用されてもよい。試料Ｓの乾燥減量が５％未満であっても、人肌温度における流動性を有する試料Ｓについては、第２表面２ｂに試料Ｓを付着させ、毛細管現象によって試料Ｓの成分Ｓ１を第２表面２ｂ側から第１表面２ａ側に移動させるのが好ましい場合がある。従って、上記のように、乾燥減量が５％未満であるという条件に加えて、試料Ｓが人肌温度における流動性を有さないという条件を加味することにより、試料Ｓを付着させる面をより適切に決定することが可能となる。

【0087】

[変形例]
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限られない。各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。

【0088】

例えば、転写方式により人の皮膚上の乾燥試料を試料支持体に付着させる場合、試料支持体の測定領域Ｒ１に十分な量の試料を転写するために、比較的大きい力で試料支持体を乾燥試料に対して押し当てる必要が生じる場合がある。一方、試料支持体の基板２は非常に薄い。このため、試料支持体を皮膚上の乾燥試料に対して押し当てる力が強すぎた場合、基板２（測定領域Ｒ１部分）が破損するおそれがある。そこで、転写方式により試料支持体に試料を付着させる場合には、図１０及び図１１に示される変形例に係る試料支持体１Ａが用いられてもよい。

【0089】

図１０及び図１１に示されるように、試料支持体１Ａは、試料支持体１を予めスライドグラス８（補強基板）と一体化させた構造を有している。例えば、試料支持体１とスライドグラス８とは、両面テープを介して互いに接合されることで一体化されてもよい。本実施形態では一例として、試料支持体１Ａは、上述した測定プレートＭＰと同様の構造を有している。試料支持体１Ａにおいて、スライドグラス８は、基板２の少なくとも測定領域Ｒ１の第２表面２ｂの全体を覆うように、基板２に対して固定されている。一例として、スライドグラス８は、厚さ方向Ｄ（Ｚ軸方向）から見て、フレーム３の外形よりも大きい矩形状を有している。すなわち、厚さ方向Ｄから見て、上述した試料支持体１を構成する全ての要素（基板２、フレーム３、及び導電性テープ４等）が、スライドグラス８内に収まっている。すなわち、スライドグラス８は、測定領域Ｒ１だけでなく、基板２の全体を覆っている。試料支持体１Ａでは、このようなスライドグラス８があてがわれることにより、基板２が補強されている。なお、試料支持体１Ａの補強基板としては、スライドグラス８以外の基板が用いられてもよい。

【0090】

図１２は、転写方式により試料支持体１Ａに試料Ｓを付着させる工程を示す図である。図１２に示されるように、予め補強基板としてのスライドグラス８が設けられた試料支持体１Ａを用いることにより、試料支持体１Ａに試料Ｓを付着させる工程における試料支持体１Ａ（特に基板２）の破損を効果的に抑制することができる。より具体的には、補強基板としてのスライドグラス８によって基板２の測定領域Ｒ１を含む部分の強度を高められるため、転写方式により試料Ｓを付着させる工程、及びその後に試料支持体１Ａを皮膚５０から引き離す工程において、試料支持体（基板）の破損を好適に抑制できる。

【0091】

一方、図６の（Ｂ）に示されるように、試料Ｓを付着させる工程において第２表面２ｂが試料Ｓに対向させる面として用いられる場合（すなわち、吸い上げ方式が採用される場合）には、基板２の少なくとも測定領域Ｒ１の第１表面２ａが外部に露出する状態とされた試料支持体１を用いるのが好ましい。試料支持体１では、基板２の第１表面２ａ側のフレーム３に厚さ方向Ｄから見て測定領域Ｒ１を包囲するような開口部３ａが設けられることにより、上記の露出構造が実現されている。ここで、吸い上げ方式によって基板２の第２表面２ｂを試料Ｓに押し当てる際に、仮に、測定領域Ｒ１を補強するために測定領域Ｒ１の第１表面２ａ側に補強用の基板を設ける場合について考える。この場合、第２表面２ｂに付着した試料Ｓの成分Ｓ１が毛細管現象によって貫通孔２ｃを介して第１表面２ａ側に吸い上げられた際に、第１表面２ａ上を覆う補強用の基板の表面を伝って測定領域Ｒ１の全体に広がってしまうおそれがある。その結果、表面凹凸構造によるイオン化促進効果が失われると共に、試料Ｓの位置情報が失われるおそれがある。また、吸い上げ方式の対象となる試料Ｓは一定以上の流動性を有するため、本来、第２表面２ｂに試料Ｓを付着させるために試料支持体１を皮膚５０上の試料Ｓに対してそれほど強く押し当てる必要はない。しかし、補強用の基板があることによって、作業者が試料支持体１を皮膚５０上の試料Ｓに対して必要以上に強く押し当てる可能性が高くなる。その結果、必要量以上の試料Ｓが第２表面２ｂに付着して毛細管現象によって第１表面２ａ側に移動することにより、上述した問題が顕著になるおそれがある。また、イオン化工程において、第１表面２ａに対してエネルギー線を照射する必要があるため、試料Ｓを付着させる工程において基板２の第１表面２ａ側に取り付けていた補強用の基板を、イオン化工程の前に取り外す手間が生じる。一方、測定領域Ｒ１の第１表面２ａが外部に露出する状態とされた試料支持体１を用いて吸い上げ方式による試料Ｓの付着処理を行うことにより、上述したような問題の発生を回避することができる。

【0092】

上記実施形態では、フレーム３に設けられた１つの開口部３ａによって１つの測定領域Ｒ１が規定されていたが、試料支持体には複数の測定領域Ｒ１が設けられてもよい。

【0093】

基板２に設けられる導電層５は、少なくとも第１表面２ａに設けられていればよい。従って、導電層５は、第１表面２ａに加えて、例えば、第２表面２ｂにも設けられてもよいし、各貫通孔２ｃの内面の全体又は一部にも設けられてもよい。

【0094】

基板２は、導電性を有していてもよい。例えば、基板２は、半導体等の導電性材料によって形成されていてもよい。この場合、基板２の第１表面２ａ側に電圧を印加するための導電層５は省略されてもよい。ただし、基板２が導電性を有する場合であっても、基板２の第１表面２ａ側に好適に電圧を印加するために、導電層５が設けられてもよい。

【0095】

試料支持体を用いた質量分析方法において、電圧印加部１４によって電圧が印加される対象は、載置面８ａに限られない。例えば、電圧は、フレーム３又は導電層５に直接印加されてもよい。

【0096】

試料支持体を用いた質量分析方法において、質量分析装置１０は、走査型の質量分析装置であってもよいし、投影型の質量分析装置であってもよい。走査型の場合、照射部１３による１回のレーザ光Ｌの照射毎に、レーザ光Ｌのスポット径に対応する大きさの１画素の信号が取得される。つまり、１画素毎にレーザ光Ｌの走査（照射位置の変更）及び照射が行われる。一方、投影型の場合、照射部１３による１回のレーザ光Ｌの照射毎に、レーザ光Ｌのスポット径に対応する画像（複数の画素）の信号が取得される。投影型の場合においてレーザ光Ｌのスポット径に測定領域Ｒ１の全体が含まれる場合には、１回のレーザ光Ｌの照射によってイメージング質量分析を行うことができる。なお、投影型の場合においてレーザ光Ｌのスポット径に測定領域Ｒ１の全体が含まれない場合には、走査型と同様にレーザ光Ｌの走査及び照射を行うことにより、測定領域Ｒ１全体の信号を取得することができる。また、上述したイオン化方法は、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。

【0097】

試料支持体の用途は、レーザ光Ｌの照射による試料のイオン化に限定されない。試料支持体は、レーザ光、イオンビーム、電子線等のエネルギー線の照射による試料のイオン化に用いることができる。上述したイオン化方法及び質量分析方法では、このようなエネルギー線の照射によって試料をイオン化することができる。

【符号の説明】

【0098】

１，１Ａ…試料支持体、２…基板、２ａ…第１表面、２ｂ…第２表面、２ｃ…貫通孔、３…フレーム、４…導電性テープ、５…導電層、８…スライドグラス（補強基板）、Ｒ１…測定領域、Ｓ…試料。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】