质量分析装置和质量分析方法
阅读：771发布：2020-06-12
专利汇可以提供质量分析装置和质量分析方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 质量 分析装置，其包括：形成抽成 真空 的空间的腔室；支承部，其在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的 基板 和至少在第1表面设置的导电层的试样支承体的第2表面与试样 接触 的状态下，在腔室内的空间里，至少支承试样和试样支承体；激光照射部，其对第1表面照射激光； 电压 施加部，其向导电层施加电压；离子检测部，其在试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态下，在腔室内的空间，通过向导电层施加电压并同时对第1表面照射激光而检测电离出的成分；第1光照射部，其从基板侧对试样照射第1光；和摄像部，其取得由第1光产生的试样的反射光像。，下面是质量分析装置和质量分析方法专利的具体信息内容。
1.一种质量分析装置，其特征在于，包括：
形成抽成真空的空间的腔室；
支承部，其在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板和至少在所述第1表面设置的导电层的试样支承体的所述第2表面与试样接触的状态下，在所述腔室内的空间中，至少支承所述试样和所述试样支承体；
激光照射部，其对所述第1表面照射激光；
电压施加部，其向所述导电层施加电压；
离子检测部，其在所述试样的成分因毛细管现象而通过所述多个贯通孔移动至所述第
1表面侧的状态下，在所述腔室内的空间，通过向所述导电层施加电压并同时对所述第1表面照射所述激光而检测电离出的所述成分；
第1光照射部，其从所述基板侧对所述试样照射第1光；和
摄像部，其取得由所述第1光产生的所述试样的反射光像。
2.如权利要求1所述的质量分析装置，其特征在于：
还包括从所述基板相反侧对所述试样照射第2光的第2光照射部，
所述摄像部取得由所述第2光产生的所述试样的透射光像。
3.如权利要求2所述的质量分析装置，其特征在于：
还包括切换由所述第1光照射部进行的所述第1光的照射或由所述第2光照射部进行的所述第2光的照射的切换部。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的质量分析装置，其特征在于：
所述摄像部能够进行相互不同的多个拍摄放大倍率的拍摄。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的质量分析装置，其特征在于：
所述激光照射部对与所述试样对应的区域扫描所述激光，
所述离子检测部以与所述激光的扫描位置对应的方式检测电离出的所述成分。
6.如权利要求1～4中的任一项所述的质量分析装置，其特征在于：
所述激光照射部对与所述试样对应的区域统一照射所述激光，
所述离子检测部维持所述区域的二维信息并且检测电离出的所述成分。
7.一种质量分析装置，其特征在于，包括：
形成抽成真空的空间的腔室；
支承部，其具有导电性，在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板的试样支承体的所述第2表面与试样接触的状态下，在所述腔室内的空间中，至少支承所述试样和所述试样支承体；
激光照射部，其对所述第1表面照射激光；
电压施加部，其向所述基板施加电压；
离子检测部，其在所述试样的成分因毛细管现象而通过所述多个贯通孔移动至所述第
1表面侧的状态下，在所述腔室内的空间，通过向所述基板施加电压并同时对所述第1表面照射所述激光而检测电离出的所述成分；
第1光照射部，其从所述基板侧对所述试样照射第1光；和
摄像部，其取得由所述第1光产生的所述试样的反射光像。
8.一种质量分析方法，其特征在于，包括：
第1工序，在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板和至少在所述第1表面设置的导电层的试样支承体的所述第2表面与试样接触的状态下，在抽成真空的空间内，至少支承所述试样和所述试样支承体；
第2工序，在所述试样的成分因毛细管现象而通过所述多个贯通孔移动至所述第1表面侧的状态下，向所述导电层施加电压并同时对所述第1表面照射激光；
第3工序，在所述空间里，通过向所述导电层施加电压并同时对所述第1表面照射所述激光而检测电离出的所述成分；和
第4工序，从所述基板侧对所述试样照射第1光，取得由所述第1光产生的所述试样的反射光像。
9.如权利要求8所述的质量分析方法，其特征在于：
所述第4工序在所述第3工序之前实施。
10.如权利要求8所述的质量分析方法，其特征在于：
所述第4工序在所述第3工序之后实施。
11.如权利要求8～10中的任一项所述的质量分析方法，其特征在于：
还包括第5工序，从所述基板侧对所述试样照射所述第1光，按比所述第4工序高的拍摄放大倍率取得由所述第1光产生的所述试样的所述反射光像。
12.如权利要求11所述的质量分析方法，其特征在于：
所述第2工序和所述第3工序是对基于在所述第5工序取得的所述反射光像从与所述试样对应的区域抽取的一部分区域进行实施。
13.如权利要求8～12中的任一项所述的质量分析方法，其特征在于：
还包括第6工序，从所述基板相反侧对所述试样照射第2光，取得由所述第2光产生的所述试样的透射光像。
14.一种质量分析方法，其特征在于，包括：
第1工序，在包括具有导电性、形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板的试样支承体的所述第2表面与试样接触的状态下，在抽成真空的空间中，至少支承所述试样和所述试样支承体；
第2工序，在所述试样的成分因毛细管现象而通过所述多个贯通孔移动至所述第1表面侧的状态下，向所述基板施加电压并同时对所述第1表面照射激光；
第3工序，在所述空间里，通过向所述基板施加电压并同时对所述第1表面照射所述激光而检测电离出的所述成分；和
第4工序，从所述基板侧对所述试样照射第1光，取得由所述第1光产生的所述试样的反射光像。
质量分析装置和质量分析方法
技术领域
[0001] 本发明涉及质量分析装置和质量分析方法。
背景技术
[0002] 历来已知有通过检测利用基质辅助激光解吸电离法(MALDI：Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization)电离的试样的成分，实施将构成试样的分子的二维分布图像化的成像质量分析的质量分析装置(例如，参照专利文献1)。MALDI是通过将吸收激光的称为基质的低分子量的有机化合物加入试样中，并对其照射激光而对试样进行电离的方法。在利用MALDI的成像质量分析中，存在与试样的离子像一起取得试样的可见光像的情况。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本专利第4863692号公报
发明内容
[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 在上述那样的质量分析装置中，例如组织切片等薄膜状的生物试样成为成像质量分析的对象，不过在MALDI中，由于需要在照射激光的试样的表面确保导电性，因此例如试样的厚度限制在10μm左右等，难以将试样加厚。另一方面，由于试样厚度为10μm左右以下那样薄，所以在利用MALDI的成像质量分析中，一般都作为试样的可见光像取得试样的透射光像(例如，参照专利文献1)。但是，从检测电离出的试样的成分时的信号强度的确保的观点出发，优选能够以厚的试样为成像质量分析的对象。
[0008] 本发明的目的在于，提供能够以厚的试样为成像质量分析的对象的质量分析装置和质量分析方法。
[0009] 用于解决问题的方式
[0010] 本发明的一个方面的质量分析装置包括：形成抽成真空的空间的腔室；支承部，其在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板和至少在第1表面设置的导电层的试样支承体的第2表面与试样接触的状态下，在腔室内的空间里，至少支承试样和试样支承体；激光照射部，其对第1表面照射激光；电压施加部，其向导电层施加电压；离子检测部，其在试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态下，在腔室内的空间，通过向导电层施加电压并同时对第1表面照射激光而检测电离出的成分；第1光照射部，其从基板侧对试样照射第1光；和摄像部，其取得由第1光产生的试样的反射光像。
[0011] 在该质量分析装置中，在被支承的试样支承体的基板，处于试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态。由此，在移动至基板的第1表面侧的试样的成分中，维持了试样的位置信息(构成试样的分子的二维分布信息)。由于在该状态下对导电层施加电压并同时对基板的第1表面照射激光，所以能够维持试样的位置信息并同时电离试样的成分。这样，在试样的成分移动至基板的第1表面侧的状态下对导电层施加电压，因此能够不考虑试样自身的导电性地将试样加厚。而且，由于从基板侧对试样照射第1光，取得由第1光产生的试样的反射光像(由从导电层和基板透射、在试样反射后的第1光产生的试样的像)，所以能够不考虑试样的光透射性等地将试样加厚。能够将试样加厚在确保检测电离出的成分时的信号强度上有利。通过以上说明，根据该质量分析装置，能够以厚的试样为成像质量分析的对象。
[0012] 本发明的一个方面的质量分析装置也可以进一步包括从与基板相反侧对试样照射第2光的第2光照射部，摄像部取得由第2光产生的试样的透射光像。由此，根据试样的厚度等，能够不仅求得试样的反射光像，而且取得试样的透射光像(由从试样、基板和导电层透射的第2光产生的试样的像)。
[0013] 本发明的一个方面的质量分析装置也可以进一步包括切换由第1光照射部进行的第1光的照射或以第2光照射部进行的第2光的照射的切换部。由此，能够根据试样的厚度等选择作为试样的像取得反射光像或透射光像的哪一种像。
[0014] 在本发明的一个方面的质量分析装置中，摄像部还能够进行相互不同的多个拍摄放大倍率的拍摄。由此，能够以适当的拍摄放大倍率取得试样的像。
[0015] 在本发明的一个方面的质量分析装置中，也可以激光照射部对与试样对应的区域扫描激光，离子检测部以与激光的扫描位置对应的方式检测电离出的成分。由此，能够适当地实施成像质量分析。
[0016] 在本发明的一个方面的质量分析装置中，也可以激光照射部对与试样对应的区域统一照射激光，离子检测部维持区域的二维信息并检测电离出的成分。由此，能够适当地实施成像质量分析。
[0017] 本发明的一个方面的质量分析装置包括：形成抽成真空的空间的腔室；支承部，其具有导电性，在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板的试样支承体的第2表面与试样接触的状态下，在腔室内的空间里，至少支承试样和试样支承体；激光照射部，其对第1表面照射激光；电压施加部，其向基板施加电压；离子检测部，其在试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态下，在腔室内的空间，通过向基板施加电压并同时对第1表面照射激光而检测电离出的成分；第1光照射部，其从基板侧对试样照射第1光；和摄像部，其取得由第1光产生的试样的反射光像。
[0018] 根据该质量分析装置，能够在试样支承体省略导电层，并且能够得到与如上述那样使用包括导电层的试样支承体的情况下相同的效果。
[0019] 本发明的一个方面的质量分析方法包括：第1工序，在包括形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板和至少在第1表面设置的导电层的试样支承体的第2表面与试样接触的状态下，在抽成真空的空间里，至少支承试样和试样支承体；第2工序，在试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态下，向导电层施加电压并同时对第1表面照射激光；第3工序，在空间里，通过向导电层施加电压并同时对第
1表面照射激光检测电离出的成分；和第4工序，从基板侧对试样照射第1光，取得由第1光产生的试样的反射光像。
1表面照射激光检测电离出的成分；和第4工序，从基板侧对试样照射第1光，取得由第1光产生的试样的反射光像。
[0020] 在该质量分析方法中，在被支承的试样支承体的基板，处于试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态。由此，在移动至基板的第1表面侧的试样的成分中，维持了试样的位置信息(构成试样的分子的二维分布信息)。由于在该状态下对导电层施加电压并同时对基板的第1表面照射激光，所以能够维持试样的位置信息并同时电离试样的成分。这样，在试样的成分移动至基板的第1表面侧的状态下对导电层施加电压，因此能够不考虑试样自身的导电性地将试样加厚。而且，由于从基板侧对试样照射第1光，取得由第1光产生的试样的反射光像，所以能够不考虑试样的光透射性等地将试样加厚。能够将试样加厚在确保检测电离出的成分时的信号强度上有利。通过以上说明，根据该质量分析装置，能够以厚的试样为成像质量分析的对象。
[0021] 在本发明的一个方面的质量分析方法中，第4工序也可以在第3工序之前实施。由此，能够观察试样因激光的照射而受到某些影响之前的试样的状态。
[0022] 在本发明的一个方面的质量分析方法中，第4工序也可以在第3工序之后实施。由此，能够基于成像质量分析的结果观察试样的状态。
[0023] 本发明的一个方面的质量分析方法也可以还包括从基板侧对试样照射第1光，按比第4工序高的拍摄放大倍率取得由第1光产生的试样的反射光像的第5工序。由此，能够更详细地观察试样的状态。
[0024] 在本发明的一个方面的质量分析方法中，第2工序和第3工序也可以对基于在第5工序取得的反射光像从与试样对应的区域抽取的一部分区域进行实施。由此，能够将试样的特定的部分作为成像质量分析的对象。
[0025] 本发明的一个方面的质量分析方法也可以进一步包括从与基板相反侧对试样照射第2光，取得由第2光产生的试样的透射光像的第6工序。由此，根据试样的厚度等，能够不仅取得试样的反射光像，而且取得试样的透射光像。
[0026] 本发明的一个方面的质量分析方法包括：第1工序，在包括具有导电性、形成有在彼此相对的第1表面和第2表面开口的多个贯通孔的基板的试样支承体的所述第2表面与试样接触的状态下，在抽成真空的空间中，至少支承试样和所述试样支承体；第2工序，在试样的成分因毛细管现象而通过多个贯通孔移动至第1表面侧的状态下，向基板施加电压并同时对第1表面照射激光；第3工序，在空间里，通过向基板施加电压并同时对第1表面照射激光而检测电离出的成分；和第4工序，从基板侧对试样照射第1光，取得由第1光产生的所述试样的反射光像。
[0027] 根据该质量分析装置，能够在试样支承体省略导电层，并且能够得到与如上述那样使用包括导电层的试样支承体的情况下相同的效果。
[0028] 发明的效果
[0030] 图1是一个实施方式的质量分析装置和质量分析方法中使用的试样支承体的平面图。
[0031] 图2是沿图1所示的II-II线的试样支承体的截面图。
[0032] 图3是表示图1所示的试样支承体的基板的放大像的图。
[0033] 图4是表示一个实施方式的质量分析方法的工序的图。
[0034] 图5是表示一个实施方式的质量分析方法的工序的图。
[0035] 图6是表示一个实施方式的质量分析方法的工序的图。
[0036] 图7是一个实施方式的质量分析装置的结构图。
[0037] 图8是一个实施方式的质量分析方法的流程图。
具体实施方式
[0038] 以下，参照对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对各图中相同或相当的部分标注相同的附图标记，省略重复的说明。
[0039] 首先，说明一个实施方式的质量分析装置和质量分析方法中使用的试样支承体。如图1和图2所示，试样支承体1包括基板2、框3和导电层4。基板2具有彼此相对的第1表面2a和第2表面2b。在基板2，同样地(以均匀的分布)形成有多个贯通孔2c。各贯通孔2c沿基板2的厚度方向(与第1表面2a和第2表面2b垂直的方向)延伸，在第1表面2a和第2表面2b形成有开口。
[0040] 基板2例如使用绝缘性材料呈长方形板状形成。从基板2的厚度方向看时的基板2的一个边的长度例如为几cm左右，基板2的厚度例如为1μm～50μm左右。从基板2的厚度方向看时的贯通孔2c的形状例如为大致圆形。贯通孔2c的宽度例如为1nm～700nm左右。贯通孔2c的宽度在从基板2的厚度方向看时的贯通孔2c的形状为大致圆形的情况下是指贯通孔2c的直径，在该形状为大致圆形以外的情况下是指贯通孔2c中容纳的假想的最大圆柱的直径(有效直径)。
[0041] 框3设置在基板2的第1表面2a。具体而言，框3通过粘接层5固定在基板2的第1表面2a。作为粘接层5的材料，优选使用排放气体少的粘接材料(例如低熔点玻璃、真空用粘接剂等)。框3具有从基板2的厚度方向看时与基板2大致相同的外形。在框3形成有开口3a。基板2中与开口3a对应的部分作为用于通过后述的毛细管现象使试样的成分向第1表面2a侧移动的有效区域R发挥作用。
[0042] 框3例如利用绝缘性材料呈长方形板状形成。从基板2的厚度方向看时的框3的一个边的长度例如为几cm左右，框3的厚度例如为1mm以下。从基板2的厚度方向看时的开口3a的形状例如为圆形，这种情况下的开口3a的直径例如为几mm～几十mm左右。通过这样的框3，使得试样支承体1的操作变得容易，并且能够抑制起因于温度变化等的基板2的变形。
[0043] 导电层4设置在基板2的第1表面2a。具体而言，导电层4在基板2的第1表面2a中与框3的开口3a对应的区域(即，与有效区域R对应的区域)、开口3a的内面和框3的与基板2相反侧的表面3b连续地(一体地)形成。导电层4在有效区域R覆盖基板2的第1表面2a中未形成贯通孔2c的部分。即，在有效区域R，各贯通孔2c向开口3a露出。
[0045] 例如，当使用与蛋白质等试样亲和性高的Cu(铜)等金属形成导电层4时，存在如下问题：在后述的试样的电离的过程中，以在试样分子附着有Cu原子的状态电离试样，与附着Cu原子的量相应地，在后述的质量分析法中检测结果发生偏离。因此，作为导电层4的材料，优选使用与试样的亲和性低的金属。
[0046] 另一方面，越是导电性高的金属越易于容易且稳定地施加固定的电压。因此，当使用导电性高的金属形成导电层4时，能够在有效区域R向基板2的第1表面2a均匀地施加电压。此外，存在越是导电性高的金属热传导性也高的趋势。因此，当使用导电性高的金属形成导电层4时，能够将照射至基板2的激光的能量通过导电层4有效率地传导至试样。因此，作为导电层4的材料，优选使用导电性高的金属。
[0047] 从以上的观点出发，例如优选使用Au(金)、Pt(铂)等作为导电层4的材料。导电层4例如利用电镀法、原子层沉积法(ALD：Atomic Layer Deposition)、蒸镀法、溅射法等，按1nm～350nm左右的厚度形成。另外，作为导电层4的材料，例如也可以使用Cr(铬)，Ni(镍)，Ti(钛)等。
[0048] 图3是表示从基板2的厚度方向看时的基板2的放大像的图。在图3中，黑色的部分为贯通孔2c，白色的部分为贯通孔2c间的间隔壁部。如图3所示，基板2同样地形成有具有大致固定的宽度的多个贯通孔2c。有效区域R的贯通孔2c的开口率(在从基板2的厚度方向看的情况下相对于有效区域R全部贯通孔2c所占的比例)在实用上为10～80％，特别优选为60～80％。多个贯通孔2c的大小也可以相互不一致，还可以多个贯通孔2c部分地彼此相互连结。
[0049] 图3所示的基板2是通过将Al(铝)阳极氧化而形成的氧化铝多孔涂层。具体而言，能够通过对Al基板实施阳极氧化处理，将氧化的表面部分从Al基板剥离，能够得到基板2。另外，基板2也可以通过将Ta(钽)、Nb(铌)、Ti(钛)、Hf(铪)、Zr(锆)、Zn(锌)、W(钨)、Bi(铋)、Sb(锑)等Al以外的阀金属阳极氧化而形成，还可以通过将Si(硅)阳极氧化而形成。
[0050] 接着，说明使用试样支承体1的质量分析方法。在图4～图6中，省略试样支承体1的贯通孔2c、导电层4和粘接层5的图示。此外，在图1和图2所示的试样支承体1和图4～图6所示的试样支承体1中，为了便于图示，尺寸的比例等不同。
[0051] 首先，准备上述的试样支承体1。试样支承体1既可以通过由实施质量分析方法的人制造而准备，也可以从试样支承体1的制造者或售卖者等取得而准备。
[0052] 接着，如图4(a)所示那样，在载玻片6的载置面6a载置试样S。载玻片6是形成有ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)膜等透明导电膜的玻璃基板，透明导电膜的表面为载置面6a。另外，并不限定于载玻片6，也能够使用能够确保导电性的部件(例如由不锈钢等金属材料等构成的基板等)作为载置部。接着，如图4(b)所示那样，使基板2的第2表面2b与试样S接触，在该状态下，如图5(a)所示那样，对载玻片6固定试样支承体1。此时，试样S在从基板2的厚度方向看的情况下配置在有效区域R内。此外，试样支承体1由具有导电性的胶带(带)7(例如，碳胶带等)固定于载玻片6。具体而言，胶带7通过与基板2的第1表面2a上的导电层4接触且与载玻片6的载置面6a接触而将试样支承体1固定于载玻片6。胶带7既可以为试样支承体1的一部分，也可以与试样支承体1分别准备。在胶带7为试样支承体1的一部分的情况下(即，试样支承体1包括胶带7的情况下)，例如，胶带7也可以预先在基板2的周缘部固定在第1表面2a侧。更具体而言，胶带7也可以在基板2的周缘部固定在导电层4上。此处，试样S例如为组织切片等薄膜状的生物试样(含水试样)。
[0053] 接着，如图5(b)所示那样，在试样S配置在载玻片6与试样支承体1之间的状态下，试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c(参照图2)向基板2的第1表面2a侧移动。移动到基板2的第1表面2a侧的成分S1因表面张力而驻留于第1表面2a侧。另外，在试样S为干燥试样的情况下，在试样S中加入用于降低试样S的粘性的溶液(例如乙腈混合物等)。由此，能够使试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c向基板2的第1表面2a侧移动。
[0054] 然后，如图6所示那样，在试样S配置在载玻片6与试样支承体1之间的状态下，在质量分析装置10的支承部12(例如，载置台)上载置载玻片6、试样支承体1和试样S。然后，由质量分析装置10的电压施加部14通过载玻片6的载置面6a和胶带7向试样支承体1的导电层4(参照图2)施加电压。接着，由质量分析装置10的激光照射部13通过框3的开口3a对基板2的第1表面2a照射激光L。即，激光L对基板2的第1表面2a中与框3的开口3a对应的区域(即，与有效区域R对应的区域)照射。此处，激光照射部13对与有效区域R对应的区域扫描激光L。
[0055] 这样，通过向导电层4施加电压并同时对基板2的第1表面2a照射激光L，移动至基板2的第1表面2a侧的成分S1被电离，释放试样离子S2(电离出的成分S1)。具体而言，能量从吸收了激光L的能量的导电层4(参照图2)传达到移动至基板2的第1表面2a侧的成分S1，获得能量的成分S1气化并且获得电荷，成为试样离子S2。
[0056] 所释放的试样离子S2因支承部12侧与离子检测部15侧的压力差和离子导向器151(参照图7)的电场而被吸入质量分离部152(参照图7)。在质量分离部152，试样离子S2与质量相应地被分离。与质量相应地分离后的试样离子S2由离子检测器153(参照图7)检测。此处，离子检测器153由与激光L的扫描位置对应的方式检测试样离子S2。由此，能够将构成试样S的分子的二维分布图像化。另外，此处的质量分析装置10是利用飞行时间型质量分析法(TOF-MS：Time-of-Flight Mass Spectrometry)的扫描型质量分析装置。
[0057] 基于以上的试样支承体1的结构和质量分析方法的概要的说明，说明一个实施方式的质量分析装置。如图7所示，质量分析装置10包括腔室11、支承部12、激光照射部13、电压施加部14、离子检测部15、第1光照射部16、第2光照射部17、摄像部18、控制部(切换部)20、操作部21和显示部22。另外，图7所示的质量分析装置10的支承部12周围的结构与图6所示的质量分析装置10的支承部12周围的结构相同，因此，以下不参照仅图7而且还参照图6。
[0058] 腔室11形成被抽成真空的空间。支承部12在试样S配置在载玻片6与试样支承体1之间的状态下，在腔室11内的空间，支承载玻片6、试样支承体1和试样S。支承部12例如是能够沿与基板2的厚度方向垂直的平面动作的载置台。激光照射部13通过设置在腔室11的窗口部11a，对由支承部12支承的试样支承体1的第1表面2a照射激光L。激光L例如为具有紫外频段的波长的光。电压施加部14例如通过载玻片6的载置面6a和胶带7向由支承部12支承的试样支承体1的导电层4(参照图2)施加电压。
[0059] 离子检测部15在腔室11内的空间检测试样离子S2(即，通过对导电层4施加电压并同时对第1表面2a照射激光L而电离的试样S的成分S1)。在对导电层4电压施加并同时对第1表面2a照射激光L时，处于试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c移动至第1表面2a侧的状态。
[0060] 在质量分析装置10，通过控制部20使支承部12动作，由此，激光照射部13对与有效区域R对应的区域(与试样S对应的区域)扫描激光L，离子检测部15与激光L的扫描位置对应的方式检测试样离子S2。即，质量分析装置10是扫描型质量分析装置。另外，对与有效区域R对应的区域的激光L的扫描能够通过由控制部20使支承部12和激光照射部13的至少1个部件动作而实施。
[0061] 离子检测部15具有离子导向器151、质量分离部152和离子检测器153。释放至腔室11内的空间的试样离子S2因支承部12侧与离子检测部15侧的压力差和离子导向器151的电场而被吸入质量分离部152。在质量分离部152，试样离子S2与质量相应地被分离。与质量相应地分离后的试样离子S2由离子检测器153检测。
[0062] 第1光照射部16从基板2侧通过窗口部11a对由支承部12支承的试样S照射第1光L1。第2光照射部17设置在支承部12，从基板2相反侧通过载玻片6对由支承部12支承的试样S照射第2光L2。第1光L1和第2光L2例如是可见光。第1光照射部16进行的第1光L1的照射或第2光照射部17进行的第2光L2的照射由控制部20切换。摄像部18通过设置在腔室11的窗口部11b取得由第1光L1产生的试样S的反射光像(由从导电层4和基板2透射、在试样S反射后的第1光L1产生的试样S的像)或由第2光L2产生的试样S的透射光像(由从试样S、基板2和导电层4透射后的第2光L2产生的试样S的像)。摄像部18例如能够通过切换多个透镜单元而进行相互不同的多个拍摄放大倍率的拍摄。另外，至少在基板2的厚度为1μm～50μm左右，导电层4的厚度为1nm～350nm左右，贯通孔2c的宽度为1nm～700nm左右，有效区域R的贯通孔2c的开口率为10～80％时，能够取得由第1光L1产生的试样S的反射光像和由第2光L2产生的试样S的透射光像。
[0063] 控制部20控制质量分析装置10的各部的动作，并且基于离子检测部15的试样离子S2的检测结果，实施将构成试样S的分子的二维分布图像化的成像质量分析。控制部20作为包括处理器、存储器、储存器和通信器件等的计算机装置构成。操作部21是用于操作员输入指示等界面。显示部22是显示构成试样S的分子的二维分布图像、由第1光L1产生的试样S的反射光像、由第2光L2产生的试样S的透射光像等的显示器。
[0064] 接着，参照图8的流程图说明在上述的质量分析装置10实施的一个实施方式的质量分析方法。首先，由操作员在支承部12安装处于在载玻片6与试样支承体1之间配置有试样S的状态的载玻片6、试样支承体1和试样S(步骤S01)。在该状态下，腔室11内的空间被抽成真空，该空间维持在规定的真空度(步骤S02)。即，在试样支承体1的第2表面2b与试样S接触的状态相，在被抽成真空的腔室11内的空间里，由支承部12支承试样S和试样支承体1(第1工序)。
[0065] 接着，由操作员通过操作部21选择先实施试样离子S2的检测或者先取得试样S的反射光像(步骤S03)。在选择先实施试样离子S2的检测的情况下，在试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c移动至第1表面2a侧的状态下，由电压施加部14对导电层4施加电压，并且由激光照射部13对第1表面2a照射激光L(步骤S04，第2工序)。然后，在被抽成真空的腔室11内的空间里，由离子检测部15检测试样离子S2(即，因对导电层4施加电压并且对第1表面2a照射激光L而被电离的试样S的成分S1)，由控制部20基于该检测结果实施成像质量分析(步骤S05，第3工序)。
[0066] 接着，由第1光照射部16从基板2侧对试样S照射第1光L1，由摄像部18取得由第1光L1产生的试样S的反射光像(步骤S06，第4工序)。然后，由操作员通过操作部21选择是否取得试样S的透射光像(步骤S07)。在选择取得试样S的透射光像的情况下，由第2光照射部17从基板2相反侧对试样S照射第2光L2，由摄像部18取得由第2光L2产生的试样S的透射光像(步骤S08，第6工序)。当在步骤S08取得试样S的透射光像时，或者在步骤S07选择不取得试样S的透射光像时，此处的质量分析方法结束。
[0067] 在步骤S03选择先取得试样S的反射光像的情况下，由第1光照射部16从基板2侧对试样S照射第1光L1，由摄像部18取得由第1光L1产生的试样S的反射光像(步骤S09，第4工序)。然后，由操作员通过操作部21选择是否取得试样S的透射光像(步骤S10)。在选择取得试样S的透射光像的情况下，由第2光照射部17从基板2相反侧对试样S照射第2光L2，由摄像部18取得由第2光L2产生的试样S的透射光像(步骤S11，第6工序)。
[0068] 当在步骤S11取得试样S的透射光像，或者在步骤S10选择不取得试样S的透射光像时，在试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c移动至第1表面2a侧的状态下，由电压施加部14对导电层4施加电压，并且由激光照射部13对第1表面2a照射激光L(步骤S12，第2工序)。然后，在被抽成真空的腔室11内的空间里，由离子检测部15检测试样离子S2，由控制部20基于该检测结果实施成像质量分析(步骤S13，第3工序)。当由控制部20实施成像质量分析时，此处的质量分析方法结束。
[0069] 如以上说明的那样，在质量分析装置10和在质量分析装置10实施的质量分析方法中，在被支承的试样支承体1的基板2，处于试样S的成分S1因毛细管现象而通过多个贯通孔2c移动至第1表面2a侧的状态。由此，在移动至基板2的第1表面2a侧的试样S的成分S1中，维持了试样S的位置信息(构成试样S的分子的二维分布信息)。由于在该状态下对导电层4施加电压并同时对基板2的第1表面2a照射激光L，所以能够维持试样S的位置信息并同时电离试样S的成分S1。这样，在试样S的成分S1移动至基板2的第1表面2a侧的状态下对导电层4施加电压，因此能够不考虑试样S自身的导电性地将试样S加厚。而且，由于从基板2侧对试样S照射第1光L1，取得由第1光L1产生的试样S的反射光像，所以能够不考虑试样S的光透射性等地将试样S加厚。在本实施方式中，例如能够将试样加厚至100μm左右。能够将试样S加厚在确保检测试样离子S2时的信号强度上有利。通过以上说明，根据质量分析装置10和在质量分析装置10实施的质量分析方法，能够以厚的试样S为成像质量分析的对象。根据质量分析装置10和在质量分析装置10实施的质量分析方法，能够取得在现有的质量分析装置和质量分析方法中难以进行测定的厚的试样S(例如具有大于10μm的厚度的试样S)的离子像和可见光像。根据质量分析装置10和在质量分析装置10实施的质量分析方法，只要试样支承体1不破损，就能够以具有百μm级的厚度的试样S(优选利用MALDI的测定困难的、厚度20μm～100μm的试样S)为测定对象。
[0070] 此外，在第2光照射部17从与基板2相反侧对试样S照射第2光L2的情况下，摄像部18能够取得由第2光L2产生的试样S的透射光像。由此，根据试样S的厚度等，能够不仅取得试样S的反射光像而且取得试样S的透射光像。
[0071] 此外，控制部20能够切换由第1光照射部16照射的第1光L1的照射或由第2光照射部17照射的第2光L2的照射。由此，能够根据试样S的厚度等选择取得反射光像或透射光像的哪一种像作为试样S的像。
[0072] 此外，摄像部18能够进行相互不同的多个拍摄放大倍率的拍摄。由此，能够以适当的拍摄放大倍率取得试样S的像。
[0073] 此外，激光照射部13对与试样S对应的区域扫描激光L，离子检测部15以与激光L的扫描位置对应的方式检测试样离子S2。由此，能够适当地实施成像质量分析。
[0074] 此外，在试样S的像的取得在试样离子S2的检测之前实施的情况下，能够观察试样S因激光L的照射而受到某些影响之前的试样S的状态。此外，能够基于所取得的试样S的像可靠地指定质量分析的对象区域。此外，即使在腔室11内的空间被抽成真空时试样S发生收缩，也能够通过取得收缩后的试样S的像，获取该试样S的像与构成试样S的分子的二维分布图像的正确的匹配。另外，在电离部为大气压的装置(大气压MALDI)中，能够观察所产生的微生物的活动至即将进行激光L的照射为止。
[0075] 此外，在试样S的像的取得在试样离子S2的检测之后实施的情况下，能够基于成像质量分析的结果观察试样S的状态。此外，在要进一步进行详细的分析的情况下，能够不将试样S从质量分析装置10取出，而将倍率放大并且进行试样S的像的取得，基于所取得的试样S的像容易地指定质量分析的对象区域。此外，能够一边观察质量分析装置10内的试样S一边进行所得到的测定结果的考察(在此期间，能够在质量分析装置10内维持试样S的状态)。
[0076] 另外，在质量分析装置10实施的质量分析方法中，也可以进一步按比步骤S06、S08高的拍摄放大倍率，取得由第1光L1产生的试样S的反射光像或由第2光L2产生的试样S的透射光像(第5工序)，基于所取得的反射光像或透射光像对从与试样S对应的区域抽取的一部分区域再次实施步骤S04、S05。此外，还可以进一步按比步骤S09、S11高的拍摄放大倍率，取得由第1光L1产生的试样S的反射光像或由第2光L2产生的试样S的透射光像(第5工序)，基于所取得的反射光像或透射光像对从与试样S对应的区域抽取的一部分区域再次实施步骤S12、S13。通过按试高的拍摄放大倍率取得样S的反射光像或透射光像，能够更详细地观察试样S的状态。此外，通过对从与试样S对应的区域抽取的一部分区域实施试样离子S2的检测，能够将试样S的特定的部分作为成像质量分析的对象。
[0077] 本发明并不限定于上述的实施方式。例如，导电层4只要至少在基板2的第1表面2a设置即可，既可以不设置在基板2的第2表面2b和贯通孔2c的内面，也可以设置在基板2的第2表面2b和贯通孔2c的内面。此外，试样支承体1也可以使用胶带7以外的方式(例如，使用粘接剂、固定件等的方式)固定于载玻片6。此外，也可以在质量分析装置10的支承部12上直接载置试样S，试样支承体1固定于支承部12。即，也可以省略载玻片6。
[0078] 此外，电压施加部14也可以不通过载玻片6的载置面6a和胶带7向导电层4施加电压。在这种情况下，载玻片6和胶带7也可以不具有导电性。此外，既可以基板2具有导电性，也可以电压施加部14对基板2施加电压。根据这样的质量分析装置10和在质量分析装置10实施的质量分析方法，能够在试样支承体1省略导电层4，并且能够得到与如上述那样使用包括导电层4的试样支承体1的情况下相同的效果。
[0079] 此外，在质量分析装置10中，也可以利用分别设置的摄像部分别取得试样S的反射光像和试样S的透射光像。此外，质量分析装置10也可以不包括第2光照射部17。即，也可以省略对试样S的第2光L2的照射和由第2光L2产生的试样S的透射光像的取得。此外，在质量分析装置10中，也可以激光照射部13对与有效区域R对应的区域统一照射激光L，离子检测部15维持该区域的二维信息并且检测试样离子S2。即，质量分析装置10也可以投影型质量分析装置。在这种情况下，也能够适当地实施成像质量分析。
[0080] 另外，在质量分析装置10为投影型质量分析装置的情况下，质量分析装置10代替离子导向器151和质量分离部152具有静电透镜。静电透镜是用于使试样离子S2在离子检测器153成像的透镜。通过利用静电透镜使得试样离子S2在离子检测器153成像，在离子检测器153掌握试样离子S2的位置信息(二维分布)。
[0081] 此外，试样支承体1的用途并不限定于利用激光L的照射的试样S的电离。试样支承体1也可以在利用激光L以外的能量线(例如，离子束、电子束等)的照射的试样S的电离中使用。
[0082] 附图标记的说明
[0083] 1 试样支承体
[0084] 2 基板
[0085] 2a 第1表面
[0086] 2b 第2表面
[0087] 2c 贯通孔
[0088] 4 导电层
[0089] 10 质量分析装置
[0090] 11 腔室
[0091] 12 支承部
[0092] 13 激光照射部
[0093] 14 电压施加部
[0094] 15 离子检测部
[0095] 16 第1光照射部
[0096] 17 第2光照射部
[0097] 18 摄像部
[0098] 20 控制部(切换部)
[0099] L1 第1光
[0100] L2 第2光
[0101] S 试样。
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