WO2024252725A1 - 試料支持体及び試料支持体の製造方法 - Google Patents

試料支持体及び試料支持体の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024252725A1
WO2024252725A1 PCT/JP2024/003550 JP2024003550W WO2024252725A1 WO 2024252725 A1 WO2024252725 A1 WO 2024252725A1 JP 2024003550 W JP2024003550 W JP 2024003550W WO 2024252725 A1 WO2024252725 A1 WO 2024252725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particles
sample support
layer
sample
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/003550
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴将 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to EP24818964.9A priority Critical patent/EP4685476A1/en
Priority to CN202480037429.XA priority patent/CN121511403A/zh
Publication of WO2024252725A1 publication Critical patent/WO2024252725A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0409—Sample holders or containers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode

Definitions

  • the present disclosure relates to a sample support and a method for manufacturing the sample support.
  • Desorption electrospray ionization is known as a method for ionizing samples such as biological samples.
  • a sample support suitable for this type of desorption electrospray ionization a sample support is known that includes a substrate having a first surface, a second surface opposite the first surface, and an irregular porous structure that opens at least to the first surface (see, for example, Patent Document 1).
  • charged droplets are irradiated onto the sample transferred onto the first surface, thereby desorbing and ionizing the sample.
  • sample supports as described above, there is a demand for improved detection sensitivity of sample components, for example in mass spectrometry using ionization methods such as the above-mentioned desorption electrospray ionization method.
  • the present disclosure aims to provide a sample support that can effectively improve the detection sensitivity of sample components and a method for manufacturing the sample support.
  • the present disclosure includes the following sample supports [1] to [9] and a method for manufacturing a sample support [10].
  • a sample support for ionization of a sample comprising: a substrate having a first surface, a second surface opposite the first surface, and an irregular porous structure opening at least to the first surface; the porous structure is formed by a plurality of first particles connected to each other and a plurality of second particles having a smaller diameter than the first particles, A sample support, wherein at least a portion of the plurality of second particles are sandwiched and held between two or more of the first particles that constitute the first surface.
  • the porous structure is configured to include not only a plurality of first particles, but also second particles sandwiched and held between two or more first particles that constitute the first surface. This makes it possible to reduce the gaps in the sample support on the first surface (i.e., spaces where no particles that constitute the porous structure exist) when the sample support is viewed from a direction facing the first surface.
  • the first surface not only the joints between the first particles but also the joints between the first particles and the second particles and the joints between the second particles are added. This makes it possible to suitably retain the sample to be measured on the first surface (particularly on the joints described above). Therefore, according to the sample support of [1] above, it is possible to efficiently ionize the components of the sample that are retained on the first surface, and therefore it is possible to effectively improve the detection sensitivity of the components of the sample.
  • the first particles and the second particles are made of different materials, there is a risk that during ionization, a signal caused by a material (the material of the second particles) different from the base material (the material of the first particles) may be generated as noise.
  • the configuration of [2] above the occurrence of the above-mentioned problems can be avoided.
  • the substrate irregular porous structure
  • a substrate in which a plurality of first particles and a plurality of second particles are integrated can be manufactured by a simple method such as sintering.
  • the configuration of [5] above makes it possible to preferably realize a configuration in which one or more second particles are sandwiched and held between two or more first particles that make up the first surface. As a result, it is possible to preferably obtain the effect of improving the detection sensitivity as described above.
  • the substrate is a first layer including the first surface and including a plurality of the first particles and a plurality of the second particles; and a second layer located closer to the second surface than the first layer, the second layer being made of a plurality of the first particles and not containing the second particles.
  • a first layer containing a mixture of first and second particles is provided to facilitate retention of the sample on the first surface, while a second layer is provided below the first layer (toward the second surface) that does not contain second particles and thus allows liquid to pass through more easily than the first layer.
  • the substrate further includes a third layer including the second surface and in which a plurality of the first particles and a plurality of the second particles are mixed; the second layer is located between the first layer and the third layer; A sample support according to [6] or [7], wherein at least a portion of the plurality of second particles included in the third layer are sandwiched and held between two or more of the first particles constituting the second surface.
  • a highly reliable porous structure can be obtained by performing a two-stage sintering process. That is, first, in the first sintering process, a structure with high strength and stability is obtained using only a plurality of first particles, and then, by going through the addition process and the second sintering process, a sample support that exhibits the effect of [1] above can be easily and stably obtained.
  • the present disclosure makes it possible to provide a sample support that can effectively improve the detection sensitivity of sample components and a method for manufacturing the sample support.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a sample support.
  • 2 is a SEM image of area A shown in FIG. 1 .
  • 1A to 1C are diagrams illustrating examples of a form in which small particles are held by large particles that constitute a first surface.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic layer structure of the sample support of FIG. 1;
  • 2 is a SEM image showing a cross section of the sample support of FIG. 1;
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion including an area A1 in FIG. 5 .
  • FIG. 2 is a diagram showing a second step in a mass spectrometry method using the sample support of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a mass spectrometer for carrying out the above-described mass spectrometry method.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an irradiation area of microdroplets in an example and a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing measurement results of detection sensitivity per irradiation region in an example and a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic layer structure of a sample support according to a first modified example.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic layer structure of a sample support according to a second modified example.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration example of large particles, small particles, and a conductive layer on a first surface of a sample support according to a second modified example.
  • the sample support 1 includes a substrate 2.
  • the substrate 2 is formed in a rectangular plate shape.
  • the substrate 2 has a first surface 2a and a second surface 2b opposite to the first surface 2a.
  • the first surface 2a is insulating (electrically insulating).
  • the substrate 2 is an insulating member. Therefore, not only the first surface 2a but the entire substrate 2 is insulating.
  • the thickness of the substrate 2 (the distance from the first surface 2a to the second surface 2b) is, for example, about 100 ⁇ m to 1500 ⁇ m.
  • the substrate 2 has an irregular porous structure 3 that opens to the first surface 2a.
  • the entire substrate 2 is formed by the porous structure 3.
  • the "irregular porous structure” refers to a structure in which voids (pores) extend in irregular directions and are irregularly distributed in three dimensions.
  • the irregular porous structure includes a structure in which the pores enter the substrate 2 from one inlet (opening) on the first surface 2a side and branch into multiple paths, or a structure in which the pores enter the substrate 2 from multiple inlets (openings) on the first surface 2a side and merge into one path.
  • a structure in which multiple pores extending from the first surface 2a to the second surface 2b along the thickness direction of the substrate 2 i.e., the direction D1 (first direction) in which the first surface 2a and the second surface 2b face each other
  • the main pores i.e., a regular structure composed of pores extending mainly in one direction
  • the porous structure 3 is formed by an aggregate of a plurality of particles.
  • An aggregate of a plurality of particles is a structure in which a plurality of particles are gathered so as to be in contact with each other.
  • An example of an aggregate of a plurality of particles is a structure in which a plurality of particles are bonded or adhered to each other. That is, in order to form a structure in which a plurality of particles are fixed in a state in which they are in contact with each other, the plurality of particles may be directly connected by fusion or the like, or may be indirectly connected via another member. In this embodiment, the plurality of particles are bonded to each other by fusion.
  • the porous structure 3 is formed by a plurality of large particles 31 (first particles) connected to each other and a plurality of small particles 32 (second particles) having a diameter smaller than that of the large particles.
  • the small particles 32 are formed of the same material as the large particles 31.
  • the large particles 31 and the small particles 32 are formed of an insulating material.
  • the large particles 31 and the small particles 32 are formed of glass.
  • soda glass which has a relatively low melting point among glasses, is used as the material for the large particles 31 and the small particles 32 from the viewpoint of facilitating the manufacture of the aggregate structure.
  • the large particles 31 and the small particles 32 are both spherical beads (glass beads).
  • each of the multiple particles constituting the porous structure 3 can be visually classified into either large particles 31 or small particles 32. That is, the porous structure 3 is composed of particle groups that can be clearly distinguished into two groups in terms of "size". More specifically, each of the multiple large particles 31 has some variation in shape and size, but has a diameter larger than the small particles 32 at least to the extent that it can be distinguished from the SEM image, and is distinguishable from the small particles 32. Similarly, each of the multiple small particles 32 has some variation in shape and size, but has a diameter smaller than the large particles 31 at least to the extent that it can be distinguished from the SEM image, and is distinguishable from the large particles 31.
  • the average particle size of the large particles 31 contained in a unit area of a predetermined size is R1
  • the average particle size of the small particles 32 contained in the unit area is R2
  • the following formula (1) is satisfied. More preferably, the following formula (2) is satisfied.
  • the average particle sizes R1 and R2 can be calculated based on, for example, an SEM image as shown in FIG. 2.
  • all spherical objects are extracted by performing known image processing (edge detection, etc.) on the SEM image in FIG. 2.
  • the objects may be extracted by visual inspection instead of the image processing.
  • an object having a maximum diameter is extracted from the extracted objects, and an object having a diameter with an error from the maximum diameter of a certain amount or less (for example, 30% or less of the maximum diameter) is classified as a large particle 31.
  • the remaining objects that are not classified as large particles 31 are classified as small particles 32.
  • the average diameter of the objects classified as large particles 31 is calculated as the average particle size R1 of the large particles 31, and the average diameter of the objects classified as small particles 32 is calculated as the average particle size R2 of the small particles 32.
  • the average particle sizes R1 and R2 can be calculated by the above processing. Note that the above calculation method is an example, and the average particle sizes R1 and R2 may be calculated by other methods. As an example, the average particle size R1 of the large particles 31 is approximately 50 ⁇ m, and the average particle size R2 of the small particles 32 is approximately 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the first surface 2a of the substrate 2 is composed of the surfaces (upper surfaces) of the large particles 31 and the small particles 32 located on the uppermost surface (outermost layer) when the direction from the second surface 2b toward the first surface 2a is taken as the upward direction.
  • the black parts are parts where the large particles 31 and the small particles 32 constituting the first surface 2a are not present, and correspond to the gaps (openings) between the particles.
  • the first surface 2a When the first surface 2a is viewed along the direction D1 from a position facing the first surface 2a, it is preferable that in a unit area of a predetermined size (for example, an area of several hundred ⁇ m to 1 mm square), the area occupied by the large particles 31 is the largest, and the area occupied by the small particles 32 is next larger than the area occupied by the gaps (openings) between the particles.
  • the porous structure 3 opens to the first surface 2a at such openings.
  • the liquid that has permeated into the porous structure 3 from the openings on the first surface 2a can pass through the inside of the porous structure 3 and escape to the outside of the second surface 2b from the openings on the second surface 2b side.
  • the porous structure 3 is open on both the first surface 2a and the second surface 2b, and the openings on the first surface 2a and the openings on the second surface 2b are connected to each other via the gaps between the particles inside the porous structure 3.
  • the small particles 32 contained in the porous structure 3 are sandwiched and held between two or more large particles 31 (i.e., the large particles 31 located on the uppermost surface) that constitute the first surface 2a.
  • the form in which the small particles 32 are held by the two or more large particles 31 that constitute the first surface 2a include a form in which one small particle 32 is held between two large particles 31 as shown in FIG. 3A, and a form in which multiple (two in this example) small particles 32 that are in contact with each other are held between two large particles 31 as shown in FIG. 3B.
  • the form in which the small particles 32 are held by the two or more large particles 31 that constitute the first surface 2a is not limited to the above example.
  • the porous structure 3 has a configuration in which one or more small particles 32 are held by two or more large particles 31 that make up the first surface 2a, and therefore has joints J1 between the large particles 31, joints J2 between the large particles 31 and the small particles 32, and joints J3 between the small particles 32 on the first surface 2a.
  • the substrate 2 has a mixed layer 21 (first layer) and a large particle layer 22 (second layer).
  • the mixed layer 21 includes the first surface 2a, and is a layer in which a plurality of large particles 31 and a plurality of small particles 32 are mixed.
  • the large particle layer 22 is located closer to the second surface 2b than the mixed layer 21, and is a layer made of a plurality of large particles 31 and does not contain small particles 32.
  • FIG. 5 is an SEM image of a cross section of a portion including the mixed layer 21 of the substrate 2 and a portion of the large particle layer 22 (a portion adjacent to the mixed layer 21).
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion including the region A1 shown in FIG. 5. In FIG. 6, only some of the small particles 32 confirmed in the cross section of the region A1 are labeled.
  • the large particles 31 located in the outermost layer i.e., the large particles 31 constituting the first surface 2a
  • the portion from the first surface 2a to the second and third layers constitute the mixed layer 21. That is, in this example, the mixed layer 21 is constituted by the portion above the line L1 shown in FIG.
  • the large particle layer 22 is constituted by the portion below the line L1 (the second surface 2b side).
  • substantially only the multiple large particles 31 are in contact with the imaginary plane that constitutes the outermost surface of the first surface 2a (i.e., the plane along the upper line of region A1).
  • the small particles 32 are sandwiched between the large particles 31 and are of a size and amount that does not contact the imaginary plane.
  • the thickness of the mixed layer 21 in the direction D1 is 1/5 or less of the thickness of the large particle layer 22 in the direction D1.
  • the mixed layer 21 is about 1/10 of the total thickness of the substrate 2 (porous structure 3).
  • the thickness of the mixed layer 21 is about 1/9 of the thickness of the large particle layer 22.
  • the sample support 1 (porous structure 3) is manufactured, for example, as follows. First, a sintered body is obtained by sintering a plurality of large particles 31 (first sintering step). Specifically, the plurality of large particles 31 are compressed by a press or the like and heated at a high temperature below the melting point of the large particles 31, so that the surfaces of the plurality of large particles 31 are fused and bonded to each other, and a sintered body consisting of only the plurality of large particles 31 is obtained. The sintered body has approximately the same external shape as the substrate 2 to be finally obtained.
  • a plurality of small particles 32 are added to the surface of the sintered body corresponding to the first surface 2a (i.e., the surface that is to eventually become the first surface 2a) (addition step).
  • a plurality of small particles 32 are sprinkled on the surface of the sintered body.
  • the sintered body and the plurality of small particles 32 added to the sintered body are sintered (resintered) in a mixed state, and a porous structure 3 in which the surfaces of the plurality of large particles 31 and the plurality of small particles 32 are fused and bonded to each other is obtained (second sintering step).
  • the method of manufacturing the sample support 1 is not limited to the above method.
  • the sample support 1 (porous structure 3) may be manufactured by a single sintering process in a state where a plurality of large particles 31 and a plurality of small particles 32 are mixed.
  • the plurality of large particles 31 are not fixed (sintered)
  • a large number of the plurality of small particles 32 may also be contained inside the sintered body (i.e., inside the substrate 2), and the above-mentioned large particle layer 22 may not be formed properly.
  • sample support 1 (porous structure 3) by a two-stage sintering process as described above.
  • the sample support 1 manufactured by the above-mentioned manufacturing method can also be considered to have a structure in which a plurality of small particles 32 are added as a separate member from the substrate to the first surface of the substrate as a sintered body formed by the plurality of large particles 31 so as to be able to maintain a certain outer shape.
  • the multiple large particles 31 can be considered as elements that make up the substrate 2 of the sample support 1, and the multiple small particles 32 can be considered as elements that are added (filled) to a portion of the substrate 2, including the first surface 2a, in order to increase the surface area and seams (seams J2, J3) of the first surface 2a of such substrate 2 (multiple large particles 31).
  • sample support 1 is prepared as a sample support for ionizing a sample (first step).
  • the sample support 1 may be prepared by being manufactured by the practitioner of the ionization method and mass spectrometry method, or may be prepared by being transferred from the manufacturer or seller of the sample support 1.
  • the sample Sa is transferred to the first surface 2a of the substrate 2 (second step).
  • the sample Sa is a slice of fruit (lemon).
  • the sample Sa is pressed against the first surface 2a of the substrate 2, so that a portion of the sample Sa is adhered onto the first surface 2a.
  • the slide glass 6 and the sample support 1 are placed on the stage 41 in the ionization chamber 40 of the mass spectrometer 10. Then, the component Sa1 on the first surface 2a of the substrate 2 is irradiated with the charged microdroplets I to an area (hereinafter referred to as the "target area") including the area where the transferred sample Sa exists, and the ionized component, sample ion Sa2, is attracted (third step).
  • the stage 41 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction to move the irradiation area I1 of the charged microdroplets I relative to the target area (i.e., the charged microdroplets I are scanned relative to the target area).
  • the above first, second, and third steps correspond to the ionization method using the sample support 1 (in this embodiment, desorption electrospray ionization method).
  • charged microdroplets I are sprayed from the nozzle 42, and sample ions Sa2 are sucked in from the suction port of the ion transport tube 43.
  • the nozzle 42 has a double-cylinder structure.
  • the solvent is guided into the inner cylinder of the nozzle 42 with a high voltage applied. This gives a one-sided charge to the solvent that has reached the tip of the nozzle 42.
  • a nebulizing gas is guided into the outer cylinder of the nozzle 42. This causes the solvent to be sprayed as microdroplets, and the solvent ions generated in the process of evaporating the solvent are emitted as charged microdroplets I.
  • the sample ions Sa2 sucked in from the suction port of the ion transport tube 43 are transported into the mass spectrometry chamber 50 by the ion transport tube 43.
  • the mass spectrometry chamber 50 is under high vacuum conditions (vacuum level of 10 ⁇ 4 Torr or less).
  • the sample ions Sa2 are focused by the ion optical system 51 and introduced into the quadrupole mass filter 52 to which a radio frequency voltage is applied.
  • ions having a mass number determined by the frequency of the radio frequency voltage are selectively passed, and the passed ions are detected by the detector 53 (fourth step).
  • the mass number of the ions reaching the detector 53 is sequentially changed to obtain a mass spectrum in a predetermined mass range.
  • the detector 53 detects ions corresponding to the position of the irradiation region I1 of the charged microdroplet I, and an image of the two-dimensional distribution of the molecules constituting the sample Sa is obtained.
  • the above first, second, third and fourth steps correspond to a mass spectrometry method using the sample support 1.
  • the porous structure 3 is configured to include not only a plurality of large particles 31 but also small particles 32 sandwiched and held between two or more large particles 31 constituting the first surface 2a. This makes it possible to reduce the gaps of the sample support 1 at the first surface 2a (i.e., spaces where no particles constituting the porous structure 3 exist) when the sample support 1 is viewed from a direction facing the first surface 2a. That is, as can be seen from the SEM image of FIG. 2, the gaps between the large particles 31 at the outermost layer are filled by the plurality of small particles 32 being held between the plurality of large particles 31 at the outermost layer. Also, as shown in FIG.
  • the sample Sa transferred or dropped on the first surface 2a is particularly likely to remain at such joints J1, J2, and J3. That is, by increasing the number of such joints J1, J2, and J3, the sample Sa to be measured can be suitably retained on the first surface 2a (particularly on the joints J1, J2, and J3 described above).
  • the sample support 1 it is possible to efficiently ionize the component Sa1 of the sample Sa retained on the first surface 2a, and therefore the detection sensitivity of the component Sa1 of the sample Sa (i.e., the detection sensitivity of the sample ion Sa2) in mass spectrometry using the sample support 1 (for example, the first to fourth steps in the above embodiment) can be effectively improved. Furthermore, since the sample Sa is more likely to remain on the first surface 2a as described above, the area on the first surface 2a where the sample Sa is stained becomes larger and the stain becomes darker. This improves the visibility of the sample Sa attached to the measurement surface (first surface 2a) of the sample support 1, and also provides the effect of facilitating the work of determining the irradiation range of the microdroplets I for ionization.
  • FIG. 10 shows mass spectra obtained by performing mass analysis (laser desorption ionization method) of sample Sa (Angiotensin II, as an example) using each of the above examples and comparative examples. That is, in FIG. 10, the horizontal axis indicates the mass-to-charge ratio (m/z), and the vertical axis indicates the signal intensity (arbitrary unit: arb.unit).
  • FIG. 10 shows mass spectrum M1 of the embodiment and mass spectrum M2 of the comparative example.
  • mass spectrum M1 of the embodiment In order to easily compare mass spectrum M1 of the embodiment and mass spectrum M2 of the comparative example, the origin of the signal intensity of mass spectrum M1 of the embodiment (i.e., the value corresponding to the signal intensity "0") is shifted upward (by about +0.8).
  • mass spectra M1 and M2 are normalized by setting the peak intensity of sodium citrate in each of the embodiment and the comparative example as 100% (1.0). As shown in FIG. 10, according to the embodiment, a higher signal intensity was obtained at the position corresponding to sample Sa (Angiotensin II) than in the comparative example.
  • FIG. 10 shows the measurement results when the laser desorption ionization method is performed using a sample support having a conductive layer 4, but it is believed that similar results will be obtained when the mass analysis by the desorption electrospray ionization method described above (the first to fourth steps described above) is performed using a sample support not having a conductive layer 4.
  • the component Sa1 of the sample Sa is more likely to remain on the first surface 2a in the example (sample support 1) than in the comparative example (i.e., a sample support having a substrate (porous structure) composed only of a plurality of large particles 31 and not including a plurality of small particles 32), and therefore it is believed that high detection sensitivity can be obtained in the mass analysis by the desorption electrospray ionization method described above (the first to fourth steps described above).
  • the small particles 32 are formed of the same material as the large particles 31. If the large particles 31 and the small particles 32 were formed of different materials, there is a risk that a signal caused by a material (the material of the small particles 32) different from the base material (the material of the large particles 31) may be generated as noise during ionization (in this embodiment, during ionization of the component Sa1 by irradiation with the microdroplets I). In contrast, by forming the large particles 31 and the small particles 32 from the same material as in this embodiment, the occurrence of the above-mentioned problems can be avoided.
  • the second sintering step described above can be easily performed (i.e., it can be performed under the same temperature conditions as the first sintering step), and the substrate 2 (porous structure 3) can be manufactured easily and with stable quality.
  • the large particles 31 and the small particles 32 are formed of an insulating material.
  • the substrate 2 in which a plurality of large particles 31 and a plurality of small particles 32 are integrated can be manufactured by a simple method such as sintering.
  • the sample support 1 suitable for the above-mentioned desorption electrospray ionization method can be realized.
  • the large particles 31 and the small particles 32 are formed of glass.
  • the heating temperature required for the above-mentioned first sintering step and second sintering step can be made relatively low, so that the substrate 2 having the porous structure 3 can be obtained suitably and inexpensively.
  • the sizes of the multiple large particles 31 and multiple small particles 32 contained in the porous structure 3 are adjusted so as to satisfy the above formula (1) (i.e., "R1 x 1/100 ⁇ R2 ⁇ R1 x 1/2").
  • R1 x 1/100 ⁇ R2 ⁇ R1 x 1/4 the sizes of the multiple large particles 31 and multiple small particles 32 contained in the porous structure 3 are adjusted so as to satisfy the above formula (1) (i.e., "R1 x 1/100 ⁇ R2 ⁇ R1 x 1/2").
  • the substrate 2 has a mixed layer 21 including the first surface 2a, and a large particle layer 22 located on the second surface 2b side of the mixed layer 21. That is, in the sample support 1, the mixed layer 21 is provided with a mixture of large particles 31 and small particles 32 to make it easier to retain the sample Sa on the first surface 2a, while the large particle layer 22 is provided below the mixed layer 21 (on the second surface 2b side) and does not contain small particles 32, so that the liquid passes through it more easily than the mixed layer 21. This allows the liquid component to escape appropriately from the mixed layer 21 to the large particle layer 22 when the sample Sa to be measured, which contains a liquid component, is transferred or dropped onto the first surface 2a of the sample support 1.
  • the thickness of the mixed layer 21 in the direction D1 is 1/5 or less of the thickness of the large particle layer 22 in the direction D1.
  • the manufacturing method of the sample support 1 also includes the above-mentioned first sintering step, the addition step, and the second sintering step.
  • a highly reliable porous structure 3 can be obtained by performing a two-stage sintering step. That is, first, in the first sintering step, a structure having high strength and stability is obtained only from a plurality of large particles 31 (i.e., the part that constitutes the framework of the porous structure 3), and then, by going through the addition step and the second sintering step, a sample support 1 that exhibits the above-mentioned effects can be easily and stably obtained.
  • the irradiation area I1 of the charged microdroplets I is moved relative to the first surface 2a.
  • the position information of the sample Sa two-dimensional distribution information of the molecules (component Sa1) that constitute the sample Sa) is maintained. Therefore, by moving the irradiation area I1 of the charged microdroplets I relative to the first surface 2a (target area), the component Sa1 of the sample Sa can be ionized while maintaining the position information of the sample Sa.
  • the two-dimensional distribution of the molecules that constitute the sample Sa can be imaged.
  • the nozzle 42 can be brought closer to the first surface 2a as described above, the irradiation area I1 of the charged microdroplets I can be suppressed from expanding. As a result, in the later step of detecting the sample ions Sa2, the two-dimensional distribution of the molecules that constitute the sample Sa can be imaged with high resolution.
  • the component Sa1 of the sample Sa is suitably ionized by irradiation with the charged microdroplets I, so that the signal strength can be improved when detecting the sample ions Sa2.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
  • the material and shape of each component are not limited to the above-described material and shape, and various materials and shapes can be adopted.
  • some components included in the sample support 1 according to the above embodiment may be omitted or modified as appropriate.
  • some characteristic components included in the sample support 1 and some effects exerted by each component have been described, but the sample support according to the present disclosure does not necessarily need to be configured to exert all the effects described in the above embodiment, and may be configured to exert only some of the effects described in the above embodiment.
  • the sample support only needs to have a configuration essential for exerting at least the part of the effect, and the configuration that is not essential for exerting the part of the effect may be omitted or modified as appropriate. Note that, when focusing on one effect, the configuration essential for exerting the one effect should be reasonably understood based on technical common sense and the description of this specification, with the person skilled in the art as the standard. Below, some specific modified examples of the sample support of the present disclosure are illustrated.
  • a sample support 1A according to a first modified example will be described with reference to Fig. 11.
  • the sample support 1A differs from the sample support 1 in that it has a symmetrical structure in the direction D1, i.e., the portion on the first surface 2a side and the portion on the second surface 2b side have the same structure, and both the first surface 2a and the second surface 2b are configured to be usable as measurement surfaces (surfaces onto which the sample Sa is transferred or dropped).
  • the substrate 2A (porous structure 3A) of the sample support 1A includes a second surface 2b and is provided with a mixed layer 23 (third layer) in which a plurality of large particles 31 and a plurality of small particles 32 are mixed, and the large particle layer 22 is located between the mixed layer 21 and the mixed layer 23.
  • the second surface 2b is also configured in the same manner as the first surface 2a. In other words, at least a portion of the plurality of small particles 32 contained in the mixed layer 23 is sandwiched and held between two or more large particles 31 that constitute the second surface 2b.
  • sample support 1B according to the second modification will be described with reference to Figures 12 and 13.
  • the sample support 1B differs from the sample support 1 in that it includes a conductive layer 4.
  • the sample support 1B can be used in an ionization method (such as laser desorption ionization) that requires application of a voltage on the first surface 2a to detect a component Sa1 of an ionized sample Sa.
  • the conductive layer 4 covers the first surface 2a so as not to block the openings of the porous structure 3 on the first surface 2a. That is, the conductive layer 4 is provided so as not to completely block the openings (gaps between particles) of the porous structure 3 on the first surface 2a.
  • the liquid components contained in the sample Sa transferred or dropped onto the first surface 2a can penetrate into the porous structure 3 and escape to the large particle layer 22.
  • the conductive layer 4 is also formed on the surface of the small particles 32, so that a more continuous conductive layer 4 can be formed and the conductivity on the first surface 2a can be suitably secured.
  • the conductive layer 4 is in a state in which gaps are provided to the extent that at least the liquid components contained in the sample Sa can escape to the large particle layer 22.
  • the conductive layer 4 covers the first surface 2a along the uneven shape of the first surface 2a formed by the large particles 31 and the small particles 32 (for example, the recessed shapes at the joints J1, J2, J3, etc.). That is, the thickness of the conductive layer 4 is made very thin compared to the size (diameter) of the large particles 31 and the small particles 32. As a result, the shape of the outer surface of the conductive layer 4 formed on the surfaces of the large particles 31 and the small particles 32 follows the original surface shapes of the large particles 31 and the small particles 32. Therefore, as shown in FIG. 13, the uneven shape of the first surface 2a (particularly the recessed shapes at the joints J1, J2, J3) is maintained even after the conductive layer 4 is formed.
  • the conductive layer 4 is formed of a conductive material. It is preferable that the material of the conductive layer 4 is a metal that has low affinity (reactivity) with the sample Sa and high conductivity. From this perspective, it is preferable that the material of the conductive layer 4 is, for example, Au (gold), Pt (platinum), etc.
  • the conductive layer 4 is formed to a thickness of about 1 nm to 350 nm by, for example, a plating method, an atomic layer deposition method (ALD: atomic layer deposition), a vapor deposition method, a sputtering method, etc. Note that, for example, Cr (chromium), Ni (nickel), Ti (titanium), etc. may be used as the material of the conductive layer 4.
  • the conductive layer 4 is formed by performing the above-mentioned deposition method, sputtering method, etc. from the first surface 2a side so as to cover the surfaces of the large particles 31 and small particles 32 constituting the first surface 2a that are exposed to the first surface 2a.
  • the conductive layer 4 is formed by ALD, the conductive layer 4 can be formed not only on the surfaces exposed to the first surface 2a side but also on the surfaces of the large particles 31 and small particles 32 facing the second surface 2b side by penetrating into the gaps of the porous structure 3.
  • the conductive layer 4 is formed so as to cover at least the surfaces exposed to the first surface 2a side of the large particles 31 and small particles 32 constituting the first surface 2a, and may be provided so as to cover the entire surfaces of the large particles 31 and small particles 32 constituting the first surface 2a.
  • the sample support 1B makes it possible to obtain the same effect as the sample support 1 (i.e., without impeding the effect of the sample support 1 due to the presence of the conductive layer 4), while allowing the sample support 1B to be used in laser desorption ionization and the like. More specifically, when using laser desorption ionization and the like, that is, when it is necessary to apply a voltage to the first surface 2a in order to guide the component Sa1 of the sample Sa ionized on the first surface 2a to the ion detector (ground electrode side), it becomes possible to apply an appropriate voltage via the conductive layer 4.
  • the configurations of the above-described embodiment, the first modification, and the second modification may be appropriately combined.
  • the first modification and the second modification may be combined.
  • the conductive layer 4 is provided on each of the first surface 2a and the second surface 2b of the sample support 1A.
  • the porous structure 3 is configured such that the multiple large particles 31 and multiple small particles 32 are fused to each other, so that the small particles 32 are sandwiched and held between two or more large particles 31 that make up the first surface 2a, but the small particles 32 do not necessarily have to be fused to adjacent large particles 31.
  • the sample support 1 is configured to include only the substrate 2, but the sample support 1 may include a member other than the substrate 2.
  • a support member such as a frame
  • a support member for supporting the substrate 2 may be provided on a part of the substrate 2 (such as a corner).
  • sample Sa is not limited to the slice of fruit (lemon) exemplified in the above embodiment.
  • the sample Sa may have a flat surface or an uneven surface.
  • the sample Sa may also be something other than fruit, such as a plant leaf. In this case, by transferring the components of the surface of the leaf, which is the sample Sa, to the first surface 2a, it is possible to perform imaging mass analysis of the surface (veins) of the leaf.
  • the entire substrate 2 is constituted by the porous structure 3, but the porous structure 3 may be formed in a part of the substrate 2.
  • the porous structure 3 may be formed only in a central region (a part of the first surface 2a) of the substrate 2 that is determined as a measurement region for transferring or dropping the sample Sa.
  • the porous structure 3 may not be formed in other parts of the substrate 2.
  • the porous structure 3 may not be formed over the entire area from the first surface 2a to the second surface 2b. In other words, the porous structure 3 only needs to be open at least to the first surface 2a, and may not be open to the second surface 2b.
  • the substrate 2 may be constituted by a flat plate including the second surface 2b and a porous structure 3 provided on the surface of the plate opposite to the second surface 2b.
  • the substrate 2 may be constituted by a glass plate and a sintered body (porous structure 3) of glass beads provided on the glass plate.
  • the first surface 2a is insulating so that the sample support 1 can be used in desorption electrospray ionization.
  • the substrate 2 (porous structure 3) itself is made of an insulating material, so that the first surface 2a is insulating.
  • the sample support 1 can be configured to be used in desorption electrospray ionization by a configuration other than the above.
  • the substrate 2 (porous structure 3) may be made of a conductive material.
  • an insulating coating may be applied to the first surface 2a of the substrate 2, so that the first surface 2a is insulating.
  • the first surface 2a of the substrate 2 can be made insulating, so that the substrate 2 formed of a conductive material can be used.
  • the porous structure 3 may be formed of an aggregate of multiple particles (large particles 31 and small particles 32) made of metal. In this way, when an insulating coating is provided, the freedom of selection of the substrate material (i.e., the material of the large particles 31 and the small particles 32) can be improved.
  • the material of the large particles 31 and small particles 32 constituting the porous structure 3 may be a metal oxide (e.g., alumina, etc.) or an insulating coated metal, in addition to the insulating material exemplified in the above embodiment (glass (soda glass) is used as an example in the above embodiment).
  • the shape of the large particles 31 and small particles 32 constituting the porous structure 3 is not limited to a spherical shape, and may have a shape other than a spherical shape.
  • 1, 1A, 1B... sample support 2, 2A... substrate, 2a... first surface, 2b... second surface, 3, 3A... porous structure, 4... conductive layer, 21... mixed layer (first layer), 22... large particle layer (second layer), 23... mixed layer (third layer), 31... large particles (first particles), 32, 32A... small particles (second particles), J1, J2, J3... joints, Sa... sample, Sa1... component, Sa2... sample ions (ionized components).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

試料支持体は、試料のイオン化用の試料支持体である。試料支持体は、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面と、少なくとも第１表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備える。多孔質構造は、互いに連結された複数の大粒子と、大粒子よりも小さい径を有する複数の小粒子と、によって形成されている。複数の小粒子の少なくとも一部は、第１表面を構成する２以上の大粒子の間に挟まれて保持されている。

Description

試料支持体及び試料支持体の製造方法
　本開示は、試料支持体及び試料支持体の製造方法に関する。
　生体試料等の試料をイオン化する方法として、脱離エレクトロスプレーイオン化法（ＤＥＳＩ：Desorption　Electrospray　Ionization）が知られている。また、このような脱離エレクトロスプレーイオン化法に適した試料支持体として、第１表面と、第１表面とは反対側の第２表面と、少なくとも第１表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備えた試料支持体が知られている（例えば、特許文献１参照）。上記試料支持体では、例えば、第１表面上に転写された試料に対して、帯電した微少液滴（charged-droplets）が照射されることにより、試料の脱離・イオン化がなされる。
特開２０２２－４３５７１号公報
　上述したような試料支持体においては、例えば上述した脱離エレクトロスプレーイオン化法等のイオン化法を用いた質量分析等において、試料の成分の検出感度の向上が求められている。
　本開示は、試料の成分の検出感度を効果的に向上させることができる試料支持体及び当該試料支持体の製造方法を提供することを目的とする。
　本開示は、以下の［１］～［９］の試料支持体、及び［１０］の試料支持体の製造方法を含む。
［１］試料のイオン化用の試料支持体であって、
　第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面と、少なくとも前記第１表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備え、
　前記多孔質構造は、互いに連結された複数の第１粒子と、前記第１粒子よりも小さい径を有する複数の第２粒子と、によって形成されており、
　前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記第１表面を構成する２以上の前記第１粒子の間に挟まれて保持されている、試料支持体。
　上記［１］の試料支持体では、多孔質構造が、複数の第１粒子だけでなく、第１表面を構成する２以上の第１粒子の間に挟まれて保持された第２粒子を含んで構成される。これにより、試料支持体を第１表面に対向する方向から見た場合に、第１表面における試料支持体の隙間（すなわち、多孔質構造を構成する粒子が存在しない空間）を減らすことができる。また、第１表面において、第１粒子同士の繋ぎ目だけでなく、第１粒子と第２粒子との繋ぎ目、及び第２粒子同士の繋ぎ目が加わることになる。これにより、測定対象の試料を第１表面上（特に上述した繋ぎ目の上）に好適に留めることができる。従って、上記［１］の試料支持体によれば、第１表面上に留まった試料の成分を効率的にイオン化することが可能となるため、試料の成分の検出感度を効果的に向上させることができる。
［２］前記第２粒子は、前記第１粒子と同一の材料によって形成されている、［１］の試料支持体。
　仮に第１粒子と第２粒子とを互いに異なる材料によって形成した場合、イオン化の際に、母材（第１粒子の材料）とは異なる材料（第２粒子の材料）に起因する信号がノイズとして発生するおそれがある。上記［２］の構成によれば、上述したような問題の発生を回避できる。また、第１粒子及び第２粒子の融点及び熱膨張率が等しくなるため、基板（不規則な多孔質構造）を容易且つ安定した品質で製造することができる。
［３］前記第１粒子及び前記第２粒子は、絶縁性材料によって形成されている、［２］の試料支持体。
　上記［３］の構成によれば、複数の第１粒子及び複数の第２粒子が一体化された基板を、焼結等の容易な方法によって製造することができる。
［４］前記絶縁性材料は、ガラスである、［３］の試料支持体。
　上記［４］の構成によれば、絶縁性材料の中でも比較的低い融点を有するガラスで第１粒子及び第２粒子を形成することにより、不規則な多孔質構造を有する基板を好適且つ安価に得ることができる。
［５］前記第１表面に対向する位置から前記第１表面と前記第２表面とが対向する方向に沿って前記第１表面を見た場合において、所定の大きさの単位領域に含まれる前記第１粒子の平均粒径をＲ１とし、前記単位領域に含まれる前記第２粒子の平均粒径をＲ２とした場合、下記式（１）が満たされる、［１］～［４］のいずれかの試料支持体。
　Ｒ１×１／１００≦Ｒ２≦Ｒ１×１／２　・・・（１）
　上記［５］の構成によれば、第１表面を構成する２以上の第１粒子の間に一以上の第２粒子を挟んで保持する構成を好適に実現できる。その結果、上述したような検出感度を向上させる効果を好適に得ることができる。
［６］前記基板は、
　　前記第１表面を含み、複数の前記第１粒子及び複数の前記第２粒子が混在する第１層と、
　　前記第１層よりも前記第２表面側に位置し、複数の前記第１粒子からなり、前記第２粒子を含まない第２層と、を有する、［１］～［５］のいずれかの試料支持体。
　上記［６］の構成では、第１表面に試料を留め易くするために第１粒子及び第２粒子を混在させた第１層が設けられる一方で、第１層の下方（第２表面側）には、第２粒子を含まないことによって第１層よりも液体が通過し易い第２層が設けられている。これにより、試料支持体の第１表面に液体成分を含む測定対象の試料を転写又は滴下した場合等において、第１表面上に余剰な液体成分が溢れることによって測定（第１表面に留まる試料の成分のイオン化）が阻害されることを抑制することができる。
［７］前記第１表面と前記第２表面とが対向する第１方向における前記第１層の厚さは、前記第１方向における前記第２層の厚さの１／５以下である、［６］の試料支持体。
　上記［７］の構成によれば、第１層に対する第２層の厚さを十分に確保することにより、上記［６］の効果を好適に得ることができる。
［８］前記基板は、前記第２表面を含み、複数の前記第１粒子及び複数の前記第２粒子が混在する第３層を更に備え、
　前記第２層は、前記第１層と前記第３層との間に位置しており、
　前記第３層に含まれる複数の前記第２粒子の少なくとも一部は、前記第２表面を構成する２以上の前記第１粒子の間に挟まれて保持されている、［６］又は［７］の試料支持体。
　上記［８］の構成によれば、第１表面及び第２表面の両方を測定面（すなわち、測定対象の試料を支持する面）として用いることが可能になる。これにより、試料支持体のユーザ（測定者）は、試料支持体に測定対象の試料を転写又は滴下する際に、試料支持体のどちらの面が測定面であるか否かを特定する必要がないため、利便性が向上する。
［９］前記第１表面における前記多孔質構造の開口部を塞がず、且つ、前記第１粒子及び前記第２粒子によって構成された前記第１表面の凹凸形状に沿って前記第１表面を覆う導電層を更に備える、［１］～［８］のいずれかの試料支持体。
　上記［９］の構成によれば、上記［１］の効果を阻害することなく、レーザ脱離イオン化法等に試料支持体を用いることが可能となる。より具体的には、レーザ脱離イオン化法等を用いる場合、すなわち、第１表面においてイオン化された試料の成分をイオン検出器（グランド電極）へと導くために第１表面に電圧を印加する必要がある場合に、導電層を介して適切に電圧を印加することが可能となる。
［１０］［１］～［９］のいずれかの試料支持体の製造方法であって、
　前記複数の第１粒子を焼結することにより、前記基板と略同一の外形を有する焼結体を得る第１焼結工程と、
　前記焼結体における前記第１表面に対応する面に、前記複数の第２粒子を添加する添加工程と、
　前記添加工程により得られた前記焼結体及び前記複数の第２粒子を焼結することにより、前記多孔質構造を得る第２焼結工程と、を含む、試料支持体の製造方法。
　上記［１０］の製造方法によれば、２段階の焼結工程を行うことにより、信頼性の高い多孔質構造を得ることができる。すなわち、最初に第１焼結工程において、複数の第１粒子のみによって高い強度及び安定性を有する構造を得た後に、添加工程及び第２焼結工程を経ることにより、上記［１］の効果を奏する試料支持体を容易且つ安定的に得ることができる。
　本開示によれば、試料の成分の検出感度を効果的に向上させることができる試料支持体及び当該試料支持体の製造方法を提供することが可能となる。
一実施形態の試料支持体を示す斜視図である。 図１に示される領域ＡのＳＥＭ像である。 第１表面を構成する大粒子によって小粒子が保持される形態の例を模式的に示す図である。 図１の試料支持体の層構造を模式的に示す図である。 図１の試料支持体の断面を示すＳＥＭ像である。 図５の領域Ａ１を含む部分の拡大図である。 図１の試料支持体を用いた質量分析方法における第２工程を示す図である。 上記質量分析方法を実施する質量分析装置の構成例を示す図である。 実施例及び比較例における微少液滴の照射領域の一例を示す図である。 実施例及び比較例の一照射領域あたりの検出感度の測定結果を示す図である。 第１変形例に係る試料支持体の層構造を模式的に示す図である。 第２変形例に係る試料支持体の層構造を模式的に示す図である。 第２変形例に係る試料支持体の第１表面における大粒子、小粒子、及び導電層の構成例を模式的に示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［試料支持体］
　図１に示されるように、試料支持体１は、基板２を備えている。一例として、基板２は、矩形板状に形成されている。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。第１表面２ａは、絶縁性（電気絶縁性）を有している。本実施形態では、基板２は、絶縁性の部材である。このため、第１表面２ａだけでなく、基板２の全体が絶縁性を有している。基板２の厚さ（第１表面２ａから第２表面２ｂまでの距離）は、例えば１００μｍ～１５００μｍ程度である。
　図２に示されるように、基板２には、第１表面２ａに開口する不規則な多孔質構造３が形成されている。本実施形態では、基板２の全体が、多孔質構造３によって形成されている。ここで、「不規則な多孔質構造」とは、例えば、空隙（細孔）が不規則な方向に延びると共に３次元上において不規則に分布している構造である。例えば、第１表面２ａ側の１つの入口（開口）から基板２内に入って複数の経路に枝分かれするような構造、或いは、第１表面２ａ側の複数の入口（開口）から基板２内に入って１つの経路に合流するような構造等も、上記不規則な多孔質構造に含まれる。一方、例えば第１表面２ａから第２表面２ｂにかけて基板２の厚み方向（すなわち、第１表面２ａと第２表面２ｂとが対向する方向Ｄ１（第１方向））に沿って延びる複数の細孔が主要な細孔として設けられた構造（すなわち、主に一方向に延びる細孔によって構成された規則的な構造）は、不規則な多孔質構造には含まれない。
　多孔質構造３は、複数の粒子の集合体によって形成されている。複数の粒子の集合体とは、複数の粒子が互いに接触するように集められた構造である。複数の粒子の集合体の例として、複数の粒子同士が接合又は接着された構造が挙げられる。つまり、複数の粒子が互いに接触した状態で固定された構造を構成するために、複数の粒子は、融着等によって直接的に繋がっていてもよいし、他の部材を介して間接的に繋がっていてもよい。本実施形態では、複数の粒子同士が融着によって接合されている。本実施形態では、多孔質構造３は、互いに連結された複数の大粒子３１（第１粒子）と、大粒子よりも小さい径を有する複数の小粒子３２（第２粒子）と、によって形成されている。小粒子３２は、大粒子３１と同一の材料によって形成されている。本実施形態では、大粒子３１及び小粒子３２は、絶縁性材料によって形成されている。例えば、大粒子３１及び小粒子３２は、ガラスによって形成されている。本実施形態では、集合体構造を製造し易くする観点から、大粒子３１及び小粒子３２の材料として、ガラスの中でも比較的融点が低いソーダガラスが使用されている。また、大粒子３１及び小粒子３２は、いずれも球状のビーズ（ガラスビーズ）である。
　図２に示されるように、第１表面２ａに対向する方向から撮像されたＳＥＭ像において、粒子毎に若干の形状及び大きさのばらつきがあるものの、多孔質構造３を構成する複数の粒子の各々は、目視においても大粒子３１及び小粒子３２のいずれかに分類可能とされている。すなわち、多孔質構造３は、「大きさ」の観点において、明確に２つのグループに区別可能な粒子群によって構成されている。より具体的には、複数の大粒子３１の各々は、形状及び大きさについて多少のばらつきを有するが、少なくとも上記ＳＥＭ像から判別可能な程度に小粒子３２よりも大きい径を有しており、小粒子３２と区別可能である。同様に、複数の小粒子３２の各々は、形状及び大きさについて多少のばらつきを有するが、少なくとも上記ＳＥＭ像から判別可能な程度に大粒子３１よりも小さい径を有しており、大粒子３１と区別可能である。
　第１表面２ａに対向する位置から方向Ｄ１に沿って第１表面２ａを見た場合において、所定の大きさの単位領域（例えば、数百μｍ～１ｍｍ四方の領域）に含まれる大粒子３１の平均粒径をＲ１とし、当該単位領域に含まれる小粒子３２の平均粒径をＲ２とした場合、下記式（１）が満たされる。より好ましくは、下記式（２）が満たされる。
Ｒ１×１／１００≦Ｒ２≦Ｒ１×１／２　・・・（１）
Ｒ１×１／１０≦Ｒ２≦Ｒ１×２／５　・・・（２）
　上記の平均粒径Ｒ１，Ｒ２は、例えば、図２に示したようなＳＥＭ像に基づいて算出することができる。例えば、まず、図２のＳＥＭ像に対して公知の画像処理（エッジ検出等）を実施することにより、球状のオブジェクトを全て抽出する。なお、上記オブジェクトは、上記画像処理に代えて、目視によって抽出されてもよい。続いて、抽出された複数のオブジェクトの中から最大径を有するオブジェクトを抽出し、当該最大径との誤差が一定以下（例えば上記最大径の３０％以下）の径を有するオブジェクトを大粒子３１に分類する。続いて、複数のオブジェクトのうち大粒子３１に分類されずに残ったものを小粒子３２に分類する。続いて、大粒子３１に分類された複数のオブジェクトの平均径を大粒子３１の平均粒径Ｒ１として算出し、小粒子３２に分類された複数のオブジェクトの平均径を小粒子３２の平均粒径Ｒ２として算出する。以上のような処理により、平均粒径Ｒ１，Ｒ２を算出することができる。なお、上記の算出方法は一例であり、平均粒径Ｒ１，Ｒ２は、他の方法によって算出されてもよい。一例として、大粒子３１の平均粒径Ｒ１は、約５０μｍであり、小粒子３２の平均粒径Ｒ２は、５μｍ～２０μｍ程度である。
　図２に示されるように、基板２の第１表面２ａは、第２表面２ｂから第１表面２ａに向かう方向を上方向とした場合に、最上面（最表層）に位置する大粒子３１及び小粒子３２の表面（上面）によって構成される。図２において黒色の部分は、第１表面２ａを構成する大粒子３１及び小粒子３２が存在しない部分であり、粒子間の隙間（開口部）に該当する。第１表面２ａに対向する位置から方向Ｄ１に沿って第１表面２ａを見た場合において、所定の大きさの単位領域（例えば、数百μｍ～１ｍｍ四方の領域）では、大粒子３１の占める面積が一番大きく、次いで小粒子３２の占める面積が粒子間の隙間（開口部）の占める面積よりも大きいことが好ましい。多孔質構造３は、このような開口部において、第１表面２ａに開口している。第１表面２ａの開口部から多孔質構造３の内部へと浸透した液体は、多孔質構造３の内部を通って第２表面２ｂ側の開口部から第２表面２ｂの外側に抜けることが可能となっている。すなわち、本実施形態では、多孔質構造３は、第１表面２ａ及び第２表面２ｂの両方に開口しており、第１表面２ａの開口部と第２表面２ｂの開口部とは、多孔質構造３の内部の粒子間の隙間を介して、互いに連通している。
　図２に示されるように、多孔質構造３に含まれる複数の小粒子３２の少なくとも一部は、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１（すなわち、最上面に位置する大粒子３１）の間に挟まれて保持されている。第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１によって小粒子３２が保持される形態の例としては、図３の（Ａ）に示されるように１つの小粒子３２が２つの大粒子３１の間に保持される形態、図３の（Ｂ）に示されるように２つの大粒子３１の間に互いに接触する複数（この例では２つ）の小粒子３２が保持される形態等が挙げられる。ただし、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１によって小粒子３２が保持される形態は、上記例に限られない。例えば、図２に示されるいくつかの小粒子３２Ａのように、３つの大粒子３１の間に１つの小粒子３２Ａが挟まれて保持される形態も存在し得る。図２及び図３に示されるように、多孔質構造３は、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１によって一以上の小粒子３２が保持される構成を有することにより、第１表面２ａにおいて、大粒子３１同士の繋ぎ目Ｊ１、大粒子３１と小粒子３２との繋ぎ目Ｊ２、及び小粒子３２同士の繋ぎ目Ｊ３を有している。
　ここで、複数の小粒子３２の大部分は、第１表面２ａ（すなわち、第１表面２ａを構成する大粒子３１同士の間）に分布しており、第１表面２ａから第２表面２ｂ側に一定以上離れた基板２（多孔質構造３）の内部には存在しない。すなわち、図４に示されるように、多孔質構造３によって構成される基板２の層構造を模式的に表した場合、基板２は、混在層２１（第１層）と、大粒子層２２（第２層）と、を有している。混在層２１は、第１表面２ａを含み、複数の大粒子３１及び複数の小粒子３２が混在する層である。大粒子層２２は、混在層２１よりも第２表面２ｂ側に位置し、複数の大粒子３１からなり、小粒子３２を含まない層である。
　図５は、基板２の混在層２１と大粒子層２２の一部（混在層２１に隣接する部分）とを含んだ部分の断面のＳＥＭ像である。図６は、図５に示される領域Ａ１を含む部分の拡大図である。図６においては、領域Ａ１の断面において確認された一部の小粒子３２のみに符号を付している。図５及び図６に示される例では、最表層に位置する大粒子３１（すなわち、第１表面２ａを構成する大粒子３１）を１層目とした場合、第１表面２ａから２～３層目までの部分が混在層２１を構成している。すなわち、本例では、図５に示されるラインＬ１よりも上方（第１表面２ａ側）の部分によって混在層２１が構成されており、ラインＬ１よりも下方（第２表面２ｂ側）の部分によって大粒子層２２が構成されている。なお、本実施形態では、図５及び図６から分かるように、実質的に、複数の大粒子３１のみが、第１表面２ａの最表面を構成する仮想平面（すなわち、領域Ａ１の上側の線に沿った平面）に接触している。換言すれば、小粒子３２は、上記仮想平面には接触しない程度の大きさ及び量で、大粒子３１間に挟まれている。
　方向Ｄ１における混在層２１の厚さは、方向Ｄ１における大粒子層２２の厚さの１／５以下である。本実施形態では一例として、混在層２１は、基板２（多孔質構造３）の全体の厚さの１／１０程度とされている。すなわち、混在層２１の厚さは、大粒子層２２の厚さの１／９程度とされている。
［試料支持体の製造方法］
　試料支持体１（多孔質構造３）は、例えば、以下のようにして製造される。まず、複数の大粒子３１が焼結されることにより、焼結体が得られる（第１焼結工程）。具体的には、複数の大粒子３１がプレス機等によって押し固められた状態で、大粒子３１の融点以下の高温下で加熱されることにより、複数の大粒子３１同士の表面が融着されることによって結合し、複数の大粒子３１のみからなる焼結体が得られる。上記焼結体は、最終的に得られる基板２と略同一の外形を有している。続いて、上記焼結体における第１表面２ａに対応する面（すなわち、最終的に第１表面２ａになる予定の面）に、複数の小粒子３２が添加される（添加工程）。例えば、複数の小粒子３２が、上記焼結体の上記面に対してまぶされる。続いて、上記焼結体及び上記焼結体に添加された複数の小粒子３２が混在する状態で焼結（再焼結）されることにより、複数の大粒子３１及び複数の小粒子３２の表面が融着されることによって結合された多孔質構造３が得られる（第２焼結工程）。
　ただし、試料支持体１を製造する方法は、上記方法に限られない。例えば、試料支持体１（多孔質構造３）は、複数の大粒子３１と複数の小粒子３２とを混合した状態で、１回の焼結工程を経ることによって製造されてもよい。ただし、複数の大粒子３１が固定（焼結）されていない状態では、複数の小粒子３２が焼結体の内部（すなわち、基板２の内部）にも多く含まれてしまい、上述した大粒子層２２が好適に形成されないおそれがある。従って、上述した層構造（すなわち、混在層２１及び大粒子層２２）を確実且つ容易に得る観点からは、上述したように２段階の焼結工程によって試料支持体１（多孔質構造３）を得ることが好ましい。なお、上述した製造方法（第１焼結工程、添加工程、及び第２焼結工程）により製造される試料支持体１は、複数の大粒子３１によって一定の外形を維持可能に形成された焼結体としての基板の第１表面に、基板とは別部材としての複数の小粒子３２が添加された構造を有すると捉えることもできる。すなわち、複数の大粒子３１は、試料支持体１の基板２を構成する要素と捉えることができ、複数の小粒子３２は、このような基板２（複数の大粒子３１）の第１表面２ａの表面積及び繋ぎ目（繋ぎ目Ｊ２，Ｊ３）を増やすために、基板２の第１表面２ａを含む一部に添加（充填）される要素と捉えることができる。
［イオン化法及び質量分析方法］
　試料支持体１を用いたイオン化法及び質量分析方法について説明する。まず、試料のイオン化用の試料支持体として、上述した試料支持体１を用意する（第１工程）。試料支持体１は、イオン化法及び質量分析方法の実施者によって製造されることにより用意されてもよいし、試料支持体１の製造者又は販売者等から譲渡されることにより用意されてもよい。
　続いて、図７に示されるように、基板２の第１表面２ａに試料Ｓａを転写する（第２工程）。図７の例では、試料Ｓａは、果物（レモン）の切片である。例えば、試料Ｓａを基板２の第１表面２ａに押し付けることにより、試料Ｓａの一部を、第１表面２ａ上に付着させる。
　続いて、図８に示されるように、質量分析装置１０のイオン化室４０内のステージ４１上に、スライドグラス６及び試料支持体１を載置する。続いて、基板２の第１表面２ａのうち転写された試料Ｓａが存在する領域を含む領域（以下「対象領域」という。）に対して、帯電した微小液滴Ｉを照射することにより、第１表面２ａ上の成分Ｓａ１をイオン化し、イオン化された成分である試料イオンＳａ２を吸引する（第３工程）。本実施形態では、例えばステージ４１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させることにより、対象領域に対して、帯電した微小液滴Ｉの照射領域Ｉ１を相対的に移動させる（つまり、対象領域に対して、帯電した微小液滴Ｉを走査する）。以上の第１工程、第２工程及び第３工程が、試料支持体１を用いたイオン化法（本実施形態では、脱離エレクトロスプレーイオン化法）に相当する。
　イオン化室４０内では、ノズル４２から、帯電した微小液滴Ｉが噴射され、イオン輸送管４３の吸引口から試料イオンＳａ２が吸引される。ノズル４２は、二重筒構造を有している。ノズル４２の内筒には、高電圧が印加された状態で溶媒が案内される。これにより、ノズル４２の先端に達した溶媒に、片寄った電荷が付与される。ノズル４２の外筒には、ネブライズガスが案内される。これにより、溶媒が微小液滴となって噴霧され、溶媒が気化する過程で生成された溶媒イオンが、帯電した微小液滴Ｉとして出射される。
　イオン輸送管４３の吸引口から吸引された試料イオンＳａ２は、イオン輸送管４３によって質量分析室５０内に輸送される。質量分析室５０内は、高真空雰囲気（真空度１０－４Torr以下の雰囲気）の条件下にある。質量分析室５０内では、試料イオンＳａ２がイオン光学系５１で収束され、高周波電圧が印加された四重極質量フィルタ５２に導入される。高周波電圧が印加された四重極質量フィルタ５２に試料イオンＳａ２が導入されると、当該高周波電圧の周波数によって決定される質量数を有するイオンが選択的に通過させられ、通過させられたイオンが検出器５３で検出される（第４工程）。四重極質量フィルタ５２に印加する高周波電圧の周波数を走査することにより、検出器５３に到達するイオンの質量数を順次変化させて、所定の質量範囲の質量スペクトルを得る。本実施形態では、帯電した微小液滴Ｉの照射領域Ｉ１の位置に対応するように検出器５３にイオンを検出させて、試料Ｓａを構成する分子の二次元分布を画像化する。以上の第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程が、試料支持体１を用いた質量分析方法に相当する。
［作用及び効果］
　上述した試料支持体１では、多孔質構造３が、複数の大粒子３１だけでなく、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１の間に挟まれて保持された小粒子３２を含んで構成される。これにより、試料支持体１を第１表面２ａに対向する方向から見た場合に、第１表面２ａにおける試料支持体１の隙間（すなわち、多孔質構造３を構成する粒子が存在しない空間）を減らすことができる。すなわち、図２のＳＥＭ像からわかるように、複数の小粒子３２が最表層の複数の大粒子３１の間に保持されることにより、最表層の大粒子３１間の隙間が埋められている。また、図２に示されるように、第１表面２ａにおいて、大粒子３１同士の繋ぎ目Ｊ１だけでなく、大粒子３１と小粒子３２との繋ぎ目Ｊ２、及び小粒子３２同士の繋ぎ目Ｊ３が加わることになる。第１表面２ａに転写又は滴下された試料Ｓａは、このような繋ぎ目Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３に特に留まり易い。すなわち、このような繋ぎ目Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３を増やすことにより、測定対象の試料Ｓａを第１表面２ａ上（特に上述した繋ぎ目Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の上）に好適に留めることができる。従って、試料支持体１によれば、第１表面２ａ上に留まった試料Ｓａの成分Ｓａ１を効率的にイオン化することが可能となるため、試料支持体１を用いた質量分析（例えば、上記実施形態における第１～第４工程）における試料Ｓａの成分Ｓａ１の検出感度（すなわち、試料イオンＳａ２の検出感度）を効果的に向上させることができる。さらに、上記のように第１表面２ａ上に試料Ｓａが留まり易くなることにより、第１表面２ａにおける試料Ｓａの染みがつく領域が大きくなると共に染みが濃くなる。これにより、試料支持体１の測定面（第１表面２ａ）に付着した試料Ｓａの視認性が向上し、イオン化のための微小液滴Ｉの照射範囲を決定する作業等を容易化できるという効果も得られる。
　図９及び図１０を参照して、上記効果について補足する。なお、図９及び図１０の例では、後述する導電層４を設けることにより、上記実施形態の脱離エレクトロスプレーイオン化法ではなく、微小液滴Ｉの代わりにレーザ光を照射してイオン化を行うレーザ脱離イオン化が用いられる。ただし、図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例及び比較例において導電層４が設けられる前の状態を示している。図９の（Ａ）は、実施例（すなわち、後述する導電層４を備える試料支持体１Ｂ）におけるレーザ光の１回の照射範囲Ｒの一例を示している。図９の（Ｂ）は、比較例におけるレーザ光の１回の照射範囲Ｒの一例を示している。比較例に係る試料支持体は、複数の大粒子３１のみによって構成された基板（多孔質構造）を有しており、複数の小粒子３２を含んでいない点において、実施例と相違している。図１０は、上記の実施例及び比較例の各々を用いて、試料Ｓａ（一例として、Angiotensin II）の質量分析（レーザ脱離イオン化法）を実施することによって得られた質量スペクトルを示している。すなわち、図１０において、横軸は質量電荷比（ｍ／ｚ）を示し、縦軸は信号強度（任意単位：arb.unit）を示している。図１０は、実施例の質量スペクトルＭ１及び比較例の質量スペクトルＭ２を示している。なお、実施例の質量スペクトルＭ１と比較例の質量スペクトルＭ２とを比較し易くするために、実施例の質量スペクトルＭ１の信号強度の原点（すなわち、信号強度「０」に対応する値）を上方に（＋０．８程度）シフトさせている。また、質量スペクトルＭ１，Ｍ２は、実施例及び比較例の各々におけるクエン酸Ｎａのピーク強度を１００％（１．０）として規格化したものである。図１０に示されるように、実施例によれば、試料Ｓａ（Angiotensin II）に対応する位置において、比較例よりも高い信号強度が得られた。すなわち、実施例によれば、比較例よりも第１表面２ａ上に試料Ｓａの成分Ｓａ１が留まり易くなることによって、試料Ｓａの成分Ｓａ１の検出感度が格段に向上することが確認された。なお、上述したとおり、図１０は導電層４を備える試料支持体を用いてレーザ脱離イオン化法を行った場合の測定結果を示しているが、導電層４を備えない試料支持体を用いて上述した脱離エレクトロスプレーイオン化法による質量分析（上述した第１工程～第４工程）を実施した場合においても、同様の結果が得られると考えられる。すなわち、実施例（試料支持体１）の方が、比較例（すなわち、複数の大粒子３１のみによって構成された基板（多孔質構造）を有しており、複数の小粒子３２を含んでいない試料支持体）よりも、第１表面２ａ上に試料Ｓａの成分Ｓａ１が留まり易くなることから、上述した脱離エレクトロスプレーイオン化法による質量分析（上述した第１工程～第４工程）において高い検出感度が得られると考えられる。
　試料支持体１では、小粒子３２は、大粒子３１と同一の材料によって形成されている。仮に大粒子３１と小粒子３２とを互いに異なる材料によって形成した場合、イオン化の際（本実施形態では、微小液滴Ｉの照射による成分Ｓａ１のイオン化の際）に、母材（大粒子３１の材料）とは異なる材料（小粒子３２の材料）に起因する信号がノイズとして発生するおそれがある。これに対して、本実施形態のように大粒子３１及び小粒子３２を同一の材料で形成することにより、上記のような問題の発生を回避できる。また、大粒子３１及び小粒子３２の融点及び熱膨張率が等しくなるため、上述した第２焼結工程を容易に実施できる（すなわち、第１焼結工程と同じ温度条件で実施できる）ため、基板２（多孔質構造３）を容易且つ安定した品質で製造することができる。
　試料支持体１では、大粒子３１及び小粒子３２は、絶縁性材料によって形成されている。上記構成によれば、複数の大粒子３１及び複数の小粒子３２が一体化された基板２を、焼結等の容易な方法によって製造することができる。また、基板２を絶縁性にすることができるため、上述した脱離エレクトロスプレーイオン化法に適した試料支持体１を実現することができる。また、本実施形態では、大粒子３１及び小粒子３２は、ガラスによって形成されている。上記構成によれば、比較的低い融点を有するガラスで大粒子３１及び小粒子３２を形成することにより、上述した第１焼結工程及び第２焼結工程に必要な加熱温度を比較的低くすることができるため、多孔質構造３を有する基板２を好適且つ安価に得ることができる。
　試料支持体１では、上記式（１）（すなわち、「Ｒ１×１／１００≦Ｒ２≦Ｒ１×１／２」）を満たすように、多孔質構造３に含まれる複数の大粒子３１及び複数の小粒子３２の大きさが調整されている。上記構成によれば、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１の間に一以上の小粒子３２を挟んで保持する構成を好適に実現できる。その結果、上述したような検出感度を向上させる効果を好適に得ることができる。なお、上述したように大粒子３１間に小粒子３２を保持する構成をより好適に実現する観点において、上述した式（２）（すなわち、「Ｒ１×１／１０≦Ｒ２≦Ｒ１×２／５」）を満たすことがより好ましい。
　試料支持体１では、基板２は、第１表面２ａを含む混在層２１と、混在層２１よりも第２表面２ｂ側に位置する大粒子層２２と、を有している。すなわち、試料支持体１では、第１表面２ａに試料Ｓａを留め易くするために大粒子３１及び小粒子３２を混在させた混在層２１が設けられる一方で、混在層２１の下方（第２表面２ｂ側）には、小粒子３２を含まないことによって混在層２１よりも液体が通過し易い大粒子層２２が設けられている。これにより、試料支持体１の第１表面２ａに液体成分を含む測定対象の試料Ｓａを転写又は滴下した場合等において、当該液体成分を混在層２１から大粒子層２２へと適切に逃がすことができる。その結果、第１表面２ａ上に余剰な液体成分が溢れることを抑制し、このような余剰な液体成分が発生することによって測定（すなわち、第１表面２ａに留まる試料Ｓａの成分Ｓａ１のイオン化）が阻害されることを抑制することができる。
　試料支持体１では、方向Ｄ１における混在層２１の厚さは、方向Ｄ１における大粒子層２２の厚さの１／５以下である。上記構成によれば、混在層２１に対する大粒子層２２の厚さを十分に確保することにより、上述した効果（すなわち、測定を阻害し得る液体成分を混在層２１から大粒子層２２へと逃がす効果）を好適に得ることができる。
　また、試料支持体１の製造方法は、上述した第１焼結工程、添加工程、及び第２焼結工程を含んでいる。このような製造方法によれば、２段階の焼結工程を行うことにより、信頼性の高い多孔質構造３を得ることができる。すなわち、最初に第１焼結工程において、複数の大粒子３１のみによって高い強度及び安定性を有する構造（すなわち、多孔質構造３の骨組を構成する部分）を得た後に、添加工程及び第２焼結工程を経ることにより、上述したような効果を奏する試料支持体１を容易且つ安定的に得ることができる。
　また、上記イオン化法では、第３工程においては、第１表面２ａに対して、帯電した微小液滴Ｉの照射領域Ｉ１を相対的に移動させる。基板２の第１表面２ａ側に留まっている試料Ｓａの成分Ｓａ１においては、試料Ｓａの位置情報（試料Ｓａを構成する分子（成分Ｓａ１）の二次元分布情報）が維持されている。したがって、第１表面２ａ（対象領域）に対して、帯電した微小液滴Ｉの照射領域Ｉ１を相対的に移動させることにより、試料Ｓａの位置情報を維持しつつ試料Ｓａの成分Ｓａ１をイオン化することができる。これにより、試料イオンＳａ２を検出する後段の工程において、試料Ｓａ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。更に、上述したようにノズル４２を第１表面２ａに近付けることが可能であるため、帯電した微小液滴Ｉの照射領域Ｉ１が拡大するのを抑制することができる。これにより、試料イオンＳａ２を検出する後段の工程において、試料Ｓａを構成する分子の二次元分布を高分解能で画像化することができる。
　また、試料支持体１を用いた質量分析方法では、上述したように、帯電した微小液滴Ｉの照射によって試料Ｓａの成分Ｓａ１が好適にイオン化されるため、試料イオンＳａ２を検出する際における信号強度の向上を図ることができる。
［変形例］
　本開示は、上述した実施形態に限定されない。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。また、上記実施形態に係る試料支持体１に含まれる一部の構成は、適宜省略又は変更されてもよい。例えば、上記実施形態では、試料支持体１に含まれるいくつかの特徴的な構成、及び各構成によって発揮されるいくつかの効果について説明したが、本開示に係る試料支持体は、必ずしも、上記実施形態で説明された全ての効果を発揮するように構成される必要はなく、上記実施形態で説明された一部の効果のみを発揮するように構成されてもよい。後者の場合には、試料支持体は、少なくとも当該一部の効果を発揮するために必須の構成を備えていればよく、当該一部の効果を発揮するために必須ではない構成は適宜省略又は変更されてもよい。なお、一の効果に着目した場合において、当該一の効果を発揮するために必須の構成は、当業者を基準として、技術常識及び本明細書の記載に基づいて、合理的に把握されるべきである。以下、本開示の試料支持体について、いくつかの具体的な変形例を例示する。
（第１変形例）
　図１１を参照して、第１変形例に係る試料支持体１Ａについて説明する。試料支持体１Ａは、方向Ｄ１において対称的な構造を有する点、すなわち、第１表面２ａ側の部分と第２表面２ｂ側の部分とが同様の構成を有しており、第１表面２ａ及び第２表面２ｂの両方を測定面（試料Ｓａが転写又は滴下される面）として利用可能に構成されている点において、試料支持体１と相違している。
　すなわち、試料支持体１Ａの基板２Ａ（多孔質構造３Ａ）は、第２表面２ｂを含み、複数の大粒子３１及び複数の小粒子３２が混在する混在層２３（第３層）を備えており、大粒子層２２は、混在層２１と混在層２３との間に位置している。また、第２表面２ｂは、第１表面２ａと同様に構成されている。すなわち、混在層２３に含まれる複数の小粒子３２の少なくとも一部は、第２表面２ｂを構成する２以上の大粒子３１の間に挟まれて保持されている。
　試料支持体１Ａによれば、第１表面２ａ及び第２表面２ｂの両方を測定面（すなわち、測定対象の試料Ｓａを支持する面）として用いることが可能になる。これにより、試料支持体１Ａのユーザ（すなわち、試料支持体１Ａを用いて測定を実施する測定者）は、試料支持体１Ａに測定対象の試料Ｓａを転写又は滴下する際に、試料支持体１Ａのどちらの面が測定面であるか否かを特定する必要がないため、利便性が向上する。
（第２変形例）
　図１２及び図１３を参照して、第２変形例に係る試料支持体１Ｂについて説明する。試料支持体１Ｂは、導電層４を備える点において、試料支持体１と相違している。試料支持体１Ｂは、導電層４を備えることにより、イオン化された試料Ｓａの成分Ｓａ１を検出するために第１表面２ａ上に電圧を印加する必要があるイオン化法（例えば、レーザ脱離イオン化法等）に用いることが可能とされている。
　導電層４は、第１表面２ａにおける多孔質構造３の開口部を塞がないように、第１表面２ａを覆っている。すなわち、導電層４は、第１表面２ａにおける多孔質構造３の開口部（粒子間の隙間）を完全に塞ぐことがないように設けられている。これにより、試料支持体１Ｂにおいても、第１表面２ａ上（厳密には、第１表面２ａ上に成膜された導電層４上）に転写又は滴下された試料Ｓａに含まれる液体成分は、多孔質構造３の内部に浸透し、大粒子層２２へと逃げることが可能とされている。すなわち、試料支持体１Ｂにおいては、例えば大粒子３１のみで構成された基板上に導電層４を成膜する場合と比較して、小粒子３２の表面上にも導電層４が成膜されることにより、より連続的な導電層４を形成して、第１表面２ａにおける導電性を好適に確保することができる。その上で、導電層４は、少なくとも試料Ｓａに含まれる液体成分を大粒子層２２へと逃がすことが可能な程度の隙間が設けられた状態となっている。
　また、導電層４は、大粒子３１及び小粒子３２によって構成された第１表面２ａの凹凸形状（例えば、繋ぎ目Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３における窪み形状等）に沿って第１表面２ａを覆っている。すなわち、導電層４の厚さは、大粒子３１及び小粒子３２の大きさ（径）に対して非常に薄くされている。これにより、大粒子３１及び小粒子３２の表面に成膜された導電層４の外面の形状は、元々の大粒子３１及び小粒子３２の表面形状に追従した形状となる。従って、図１３に示されるように、導電層４が成膜された後の状態においても、第１表面２ａの凹凸形状（特に、繋ぎ目Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３の窪み形状）が維持されている。
　導電層４は、導電性材料によって形成されている。導電層４の材料としては、試料Ｓａ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。このような観点から、導電層４の材料としては、例えば、Ａｕ（金）、Ｐｔ（白金）等が用いられることが好ましい。導電層４は、例えば、メッキ法、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic　Layer　Deposition）、蒸着法、スパッタ法等によって、厚さ１ｎｍ～３５０ｎｍ程度に形成される。なお、導電層４の材料としては、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）等が用いられてもよい。
　図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示される例のように、導電層４は、例えば上述した蒸着法、スパッタ法等を第１表面２ａ側から行うことにより、第１表面２ａを構成する大粒子３１及び小粒子３２の表面のうち、第１表面２ａ側に露出する表面を覆うように形成される。一方、ＡＬＤによって導電層４を形成する場合には、導電層４は、多孔質構造３の隙間に入り込むことにより、第１表面２ａ側に露出する表面だけでなく、大粒子３１及び小粒子３２の第２表面２ｂ側を向く表面にも形成され得る。すなわち、導電層４は、第１表面２ａを構成する大粒子３１及び小粒子３２の表面のうち、少なくとも第１表面２ａ側に露出する表面を覆うように形成されればよく、第１表面２ａを構成する大粒子３１及び小粒子３２の表面の全体を覆うように設けられてもよい。
　試料支持体１Ｂによれば、試料支持体１と同様の効果を得ることを可能としつつ（すなわち、導電層４の存在によって試料支持体１の効果を阻害することなく）、レーザ脱離イオン化法等に試料支持体１Ｂを用いることが可能となる。より具体的には、レーザ脱離イオン化法等を用いる場合、すなわち、第１表面２ａにおいてイオン化された試料Ｓａの成分Ｓａ１をイオン検出器（グランド電極側）へと導くために第１表面２ａに電圧を印加する必要がある場合に、導電層４を介して適切に電圧を印加することが可能となる。
（他の変形例）
　上述した実施形態、第１変形例、及び第２変形例の構成は適宜組み合わせられてもよい。例えば、第１変形例と第２変形例とを組み合わせてもよい。この場合、試料支持体１Ａの第１表面２ａ及び第２表面２ｂの各々に、導電層４が設けられる。
　また、上記実施形態では、多孔質構造３は、複数の大粒子３１と複数の小粒子３２とが互いに融着されることにより、第１表面２ａを構成する２以上の大粒子３１の間に小粒子３２が挟まれて保持される構成が実現されていたが、当該小粒子３２は、必ずしも隣接する大粒子３１と融着されていなくてもよい。
　また、上記実施形態では、試料支持体１は、基板２のみを含んで構成されたが、試料支持体１は、基板２以外の部材を含んでもよい。例えば、基板２の一部（例えば隅部等）に、基板２を支持するための支持部材（フレーム等）が設けられてもよい。
　また、試料Ｓａは、上記実施形態で例示した果物（レモン）の切片に限られない。試料Ｓａは、平坦な表面を有するものであってもよいし、凹凸のある表面を有するものであってもよい。また、試料Ｓａは、果物以外であってもよく、例えば植物の葉等であってもよい。この場合、試料Ｓａである葉の表面の成分を第１表面２ａに転写することにより、当該葉の表面（葉脈）のイメージング質量分析を行うことが可能となる。
　また、上記実施形態では、基板２の全体が、多孔質構造３によって構成されたが、多孔質構造３は、基板２の一部に形成されてもよい。例えば、多孔質構造３は、基板２において試料Ｓａを転写又は滴下するための測定領域として定められた中央部分の領域（第１表面２ａの一部の領域）のみに形成されてもよい。この場合、基板２のその他の部分には、多孔質構造３が形成されていなくてもよい。また、多孔質構造３は、第１表面２ａから第２表面２ｂまでの全域に亘って形成されていなくてもよい。すなわち、多孔質構造３は、少なくとも第１表面２ａに開口していればよく、第２表面２ｂに開口していなくてもよい。例えば、基板２は、第２表面２ｂを含む平板状のプレートと、当該プレートにおける第２表面２ｂとは反対側の面上に設けられた多孔質構造３と、によって構成されてもよい。一例として、基板２は、ガラスプレートと、ガラスプレート上に設けられたガラスビーズの焼結体（多孔質構造３）と、によって構成されてもよい。
　また、上記実施形態では、試料支持体１を脱離エレクトロスプレーイオン化法に用いることができるように、第１表面２ａが絶縁性を有していた。より具体的には、基板２（多孔質構造３）自体が絶縁性材料によって形成されることにより、第１表面２ａが絶縁性を有していた。しかし、上記以外の構成によっても、試料支持体１を脱離エレクトロスプレーイオン化法に用いることが可能なように構成することができる。例えば、基板２（多孔質構造３）は、導電性材料によって形成されてもよい。この場合、基板２の第１表面２ａに絶縁性のコーティングが施されることによって、第１表面２ａが絶縁性を有する構成が実現されてもよい。このような絶縁性のコーティングを施すことによって、基板２の第１表面２ａを絶縁性にすることができるため、導電性を有する材料で形成された基板２を用いることが可能となる。例えば、この場合、多孔質構造３は、金属からなる複数の粒子（大粒子３１及び小粒子３２）の集合体によって形成されてもよい。このように、絶縁性のコーティングを設ける場合には、基板材料（すなわち、大粒子３１及び小粒子３２の材料）の選択の自由度を向上させることができる。
　また、多孔質構造３を構成する大粒子３１及び小粒子３２の材料としては、上記実施形態において例示した絶縁性材料（上記実施形態では一例として、ガラス（ソーダガラス））以外に、金属酸化物（例えばアルミナ等）、又は絶縁コーティングされた金属等が用いられてもよい。また、多孔質構造３を構成する大粒子３１及び小粒子３２の形状は、球状に限られず、球状以外の形状を有してもよい。後者の場合、上記実施形態において説明した粒子（大粒子３１又は小粒子３２）の径（平均粒径Ｒ１，Ｒ２）は、第１表面２ａに対向する位置から方向Ｄ１に沿って基板２を見た場合に観察される粒子の有効径（すなわち、粒子が占める領域に収まる仮想的な円筒の最大の径）と読み替えてもよい。
　１，１Ａ，１Ｂ…試料支持体、２，２Ａ…基板、２ａ…第１表面、２ｂ…第２表面、３，３Ａ…多孔質構造、４…導電層、２１…混在層（第１層）、２２…大粒子層（第２層）、２３…混在層（第３層）、３１…大粒子（第１粒子）、３２，３２Ａ…小粒子（第２粒子）、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３…繋ぎ目、Ｓａ…試料、Ｓａ１…成分、Ｓａ２…試料イオン（イオン化された成分）。

Claims (10)

  1. 　試料のイオン化用の試料支持体であって、
    　第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面と、少なくとも前記第１表面に開口する不規則な多孔質構造と、を有する基板を備え、
    　前記多孔質構造は、互いに連結された複数の第１粒子と、前記第１粒子よりも小さい径を有する複数の第２粒子と、によって形成されており、
    　前記複数の第２粒子の少なくとも一部は、前記第１表面を構成する２以上の前記第１粒子の間に挟まれて保持されている、試料支持体。
  2. 　前記第２粒子は、前記第１粒子と同一の材料によって形成されている、請求項１に記載の試料支持体。
  3. 　前記第１粒子及び前記第２粒子は、絶縁性材料によって形成されている、請求項２に記載の試料支持体。
  4. 　前記絶縁性材料は、ガラスである、請求項３に記載の試料支持体。
  5. 　前記第１表面に対向する位置から前記第１表面と前記第２表面とが対向する方向に沿って前記第１表面を見た場合において、所定の大きさの単位領域に含まれる前記第１粒子の平均粒径をＲ１とし、前記単位領域に含まれる前記第２粒子の平均粒径をＲ２とした場合、下記式（１）が満たされる、請求項１に記載の試料支持体。
    　Ｒ１×１／１００≦Ｒ２≦Ｒ１×１／２　・・・（１）
  6. 　前記基板は、
    　　前記第１表面を含み、複数の前記第１粒子及び複数の前記第２粒子が混在する第１層と、
    　　前記第１層よりも前記第２表面側に位置し、複数の前記第１粒子からなり、前記第２粒子を含まない第２層と、を有する、請求項１に記載の試料支持体。
  7. 　前記第１表面と前記第２表面とが対向する第１方向における前記第１層の厚さは、前記第１方向における前記第２層の厚さの１／５以下である、請求項６に記載の試料支持体。
  8. 　前記基板は、前記第２表面を含み、複数の前記第１粒子及び複数の前記第２粒子が混在する第３層を更に備え、
    　前記第２層は、前記第１層と前記第３層との間に位置しており、
    　前記第３層に含まれる複数の前記第２粒子の少なくとも一部は、前記第２表面を構成する２以上の前記第１粒子の間に挟まれて保持されている、請求項６又は７に記載の試料支持体。
  9. 　前記第１表面における前記多孔質構造の開口部を塞がず、且つ、前記第１粒子及び前記第２粒子によって構成された前記第１表面の凹凸形状に沿って前記第１表面を覆う導電層を更に備える、請求項１に記載の試料支持体。
  10. 　請求項１に記載の試料支持体の製造方法であって、
    　前記複数の第１粒子を焼結することにより、前記基板と略同一の外形を有する焼結体を得る第１焼結工程と、
    　前記焼結体における前記第１表面に対応する面に、前記複数の第２粒子を添加する添加工程と、
    　前記添加工程により得られた前記焼結体及び前記複数の第２粒子を焼結することにより、前記多孔質構造を得る第２焼結工程と、を含む、試料支持体の製造方法。
PCT/JP2024/003550 2023-06-07 2024-02-02 試料支持体及び試料支持体の製造方法 Ceased WO2024252725A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24818964.9A EP4685476A1 (en) 2023-06-07 2024-02-02 Sample support and method for manufacturing sample support
CN202480037429.XA CN121511403A (zh) 2023-06-07 2024-02-02 试样支承体及试样支承体的制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-093792 2023-06-07
JP2023093792A JP7492065B1 (ja) 2023-06-07 2023-06-07 試料支持体及び試料支持体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024252725A1 true WO2024252725A1 (ja) 2024-12-12

Family

ID=91194192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/003550 Ceased WO2024252725A1 (ja) 2023-06-07 2024-02-02 試料支持体及び試料支持体の製造方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4685476A1 (ja)
JP (2) JP7492065B1 (ja)
CN (1) CN121511403A (ja)
WO (1) WO2024252725A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510065A (ja) * 1999-09-27 2003-03-18 アレイ バイオサイエンス コーポレイション 分析物検出のためのレセプターを有する粒子構造体
US20210346963A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Grid Logic Incorporated System and method for manufacturing a part
WO2022049846A1 (ja) * 2020-09-04 2022-03-10 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
WO2023157353A1 (ja) * 2022-02-16 2023-08-24 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
WO2023157352A1 (ja) * 2022-02-16 2023-08-24 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003510065A (ja) * 1999-09-27 2003-03-18 アレイ バイオサイエンス コーポレイション 分析物検出のためのレセプターを有する粒子構造体
US20210346963A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 Grid Logic Incorporated System and method for manufacturing a part
WO2022049846A1 (ja) * 2020-09-04 2022-03-10 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
JP2022043571A (ja) 2020-09-04 2022-03-16 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
WO2023157353A1 (ja) * 2022-02-16 2023-08-24 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
WO2023157352A1 (ja) * 2022-02-16 2023-08-24 浜松ホトニクス株式会社 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4685476A1 (en) 2026-01-28
JP2024175787A (ja) 2024-12-19
JP7492065B1 (ja) 2024-05-28
JP2024177083A (ja) 2024-12-19
CN121511403A (zh) 2026-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7404195B2 (ja) 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
US11735406B2 (en) Sample support
JP7492065B1 (ja) 試料支持体及び試料支持体の製造方法
WO2023157353A1 (ja) 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
JP7469540B1 (ja) 試料支持体及び試料支持体の製造方法
JP7790999B2 (ja) 試料支持体、イオン化法、及び質量分析方法
JP2020153821A (ja) 試料支持体、試料支持体の製造方法、イオン化法及び質量分析方法
JP7786973B2 (ja) 試料支持体、及び試料支持体の製造方法
JP7471174B2 (ja) 試料支持体
JP7365024B2 (ja) 試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法
WO2021176856A1 (ja) 試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法
WO2021176857A1 (ja) 試料支持体、イオン化方法及び質量分析方法
JP2020165808A (ja) イオン化法及び質量分析方法
JPWO2019106962A1 (ja) レーザ脱離イオン化法及び質量分析方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24818964

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP

Effective date: 20251022

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2024818964

Country of ref document: EP