试样支撑体

文档序号:246645 发布日期:2021-11-12 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 试样支撑体 (Sample support ) 是由 小谷政弘 大村孝幸 于 2020-01-23 设计创作,主要内容包括:本发明的试样支撑体是用于试样的电离的试样支撑体,具备:基板,其具有第一表面、及与第一表面为相反侧的第二表面、以及在第一表面及第二表面的各个开口的多个贯通孔;框架,其安装于基板,框架的热传导率为1.0W/m·K以下。(The sample support of the present invention is a sample support for ionizing a sample, and includes: a substrate having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a plurality of through holes opened in the first surface and the second surface, respectively; and a frame attached to the substrate, wherein the thermal conductivity of the frame is 1.0W/mK or less.)

试样支撑体

技术领域

本公开涉及试样支撑体。

背景技术

为了进行质量分析等而将生物试样等试样进行电离的电离法,已知有基质辅助激光解吸电离法(MALDI:Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization)、表面辅助激光解吸电离法(SALDI:Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization)、解吸电喷雾电离法(DESI:Desorption Electrospray Ionization)等。基质辅助激光解吸电离法是将吸收激光的称为基质的低分子量的有机化合物添加于试样,对其照射激光,从而将试样进行电离的方法。表面辅助激光解吸电离法是向在表面具有微细的凹凸结构的电离基板滴加试样,对其照射激光,从而将试样进行电离的方法。解吸电喷雾电离法是通过对试样照射带电的微小液滴(charged-droplets),从而将试样进行解吸/电离的方法。

另外,作为能够一边维持试样的成分的位置信息(构成试样的分子的二维分布信息),一边将试样的成分进行电离的试样支撑体,已知具备基板的试样支撑体,该基板具有第一表面、及与第一表面为相反侧的第二表面、以及在第一表面及第二表面的各个开口的多个贯通孔(例如,参照专利文献1)。在这种试样支撑体中,当使基板的第二表面与试样接触时,在基板中,试样的成分经由多个贯通孔从第二表面侧向第一表面侧移动,并停留于第一表面侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第6093492号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在上述那样的电离法中,作为其对象,常常出现使用冻结的试样的情况。在该情况下,在上述那样的试样支撑体中,如何能够使试样的成分经由多个贯通孔均匀地移动是非常重要的。

本公开的目的在于,提供一种试样支撑体,特别是在使用冻结的试样的情况下,能够使试样的成分经由多个贯通孔均匀地移动。

用于解决问题的技术方案

本公开的一个方面提供一种试样支撑体,作为用于试样的电离的试样支撑体,具备:基板,其具有第一表面、及与第一表面为相反侧的第二表面、以及在第一表面及第二表面的各个开口的多个贯通孔;以及框架,其安装于基板,框架的热传导率为1.0W/m·K以下。

在该试样支撑体中,使基板的第二表面与冻结的试样接触,当在该状态下解冻试样时,在基板中,试样的成分经由多个贯通孔从第二表面侧向第一表面侧移动,并停留于第一表面侧。此时,框架的热传导率为1.0W/m·K以下,因此,例如即使通过徒手对框架进行处理,也可抑制经由框架的向试样的热传导,其结果,试样的解冻均匀地进行。当试样的解冻均匀地进行时,试样与基板的第二表面均匀地接触,其结果,试样的成分经由多个贯通孔从第二表面侧向第一表面侧可靠地移动。因此,根据该试样支撑体,特别是在使用冻结的试样的情况下,能够使试样的成分经由多个贯通孔均匀地移动。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,也可以多个贯通孔各自的宽度为1~700nm,基板的厚度为1~50μm。由此,在使基板的第二表面与冻结的试样接触而解冻试样的情况下,在基板中,能够使试样的成分经由多个贯通孔从第二表面侧向第一表面侧顺畅地移动,并以适当的状态停留于第一表面侧。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,基板也可以通过将阀金属或硅进行阳极氧化而形成。由此,能够容易且可靠地得到具有多个贯通孔的基板。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,基板及框架各自的材料也可以是电绝缘性的材料。由此,例如,在解吸电喷雾电离法中,即使施加了高电压的微小液滴照射部接近第一表面,也可抑制在微小液滴照射部和试样支撑体之间的放电的产生。因此,在解吸电喷雾电离法中,特别是在使用冻结的试样的情况下,能够通过带电的微小液滴的照射将试样的成分可靠地电离。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,框架的材料也可以是陶瓷或玻璃。由此,能够容易得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架。特别是如果框架的材料为陶瓷或玻璃,则在冻结的试样进行解冻时,能够抑制试样收缩。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,框架的材料也可以是树脂。由此,能够容易得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架。在本公开的一个方面的试样支撑体中,树脂也可以为PET、PEN或PI。由此,能够更容易地得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,框架的厚度也可以为10~500μm。由此,例如,在解吸电喷雾电离法中,即使微小液滴照射部接近第一表面,也不易产生微小液滴照射部和框架的物理性的干扰。因此,在解吸电喷雾电离法中,通过使微小液滴照射部接近第一表面,对第一表面照射带电的微小液滴,能够将经由多个贯通孔移动至第一表面侧的试样的成分可靠地电离。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,框架也可以相对于可见光具有透射性。由此,经由框架的试样的辨识性提高,因此,能够使基板的第二表面与试样可靠地接触。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,框架也可以具有可挠性。由此,能够提高试样支撑体的处理的容易性。

在本公开的一个方面的试样支撑体中,也可以基板为多个基板,框架为与多个基板分别对应的多个框架,多个框架在排列成至少1列的状态下相互连接。由此,能够将对应的基板及框架以必要的量进行切离来使用。

发明效果

根据本公开,能够提供特别是在使用冻结的试样的情况下,能够使试样的成分经由多个贯通孔均匀地移动的试样支撑体。

附图说明

图1是一个实施方式的试样支撑体的俯视图。

图2是沿着图1所示的II-II线的试样支撑体的截面图。

图3是图1所示的试样支撑体的基板的放大图像。

图4是表示使用了图1所示的试样支撑体的质量分析方法的工序的图。

图5是表示使用了图1所示的试样支撑体的质量分析方法的工序的图。

图6是实施使用了图1所示的试样支撑体的质量分析方法的质量分析装置的结构图。

图7是变形例的试样支撑体的立体图。

图8是表示使用了变形例的试样支撑体的质量分析方法的工序的图。

具体实施方式

以下,参照附图详细地说明本公开的实施方式。此外,对各图中相同或相当部分标注相同符号,并省略重复的说明。

[试样支撑体]

如图1及图2所示,试样支撑体1具备基板2、框架3、和粘接层4。基板2具有第一表面2a及第二表面2b、以及多个贯通孔2c。第二表面2b是与第一表面2a为相反侧的表面。各贯通孔2c在第一表面2a及第二表面2b的各个开口。在本实施方式中,多个贯通孔2c同样地(以均匀的分布)形成于基板2的整体,各贯通孔2c沿基板2的厚度方向(第一表面2a及第二表面2b相互相对的方向)延伸。

基板2为电绝缘性的构件。在本实施方式中,基板2的厚度为1~50μm,各贯通孔2c的宽度为1~700nm程度。从基板2的厚度方向观察的情况下的基板2的形状为例如直径为数mm~数cm程度的大致圆形。从基板2的厚度方向观察的情况下的各贯通孔2c的形状为例如大致圆形(参照图3)。此外,就贯通孔2c的宽度而言,在从基板2的厚度方向观察的情况下的贯通孔2c的形状为圆形的情况下是指贯通孔2c的直径,在该形状为圆形以外的形状的情况下,是指收在贯通孔2c中的假想的最大圆柱的直径(有效直径)。

框架3具有第三表面3a及第四表面3b、以及开口3c。第四表面3b为与第三表面3a为相反侧的表面,即基板2侧的表面。开口3c在第三表面3a及第四表面3b的各个开口。框架3为电绝缘性的构件,框架3的热传导率为1.0W/m·K以下。在本实施方式中,框架3的材料为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PI(聚酰亚胺),另外,框架3的厚度为10~500μm(更优选为100μm以下)。另外,在本实施方式中,框架3相对于可见光具有透射性,另外,框架3具有可挠性。从基板2的厚度方向观察情况下的框架3的形状为例如一边为数cm程度的矩形。从基板2的厚度方向观察的情况下的开口3c的形状为例如直径为数mm~数cm程度的圆形。此外,框架3的热传导率的下限值例如为0.1W/m·K。

框架3安装于基板2。在本实施方式中,基板2的第一表面2a中沿着基板2的外缘的区域和框架3的第四表面3b中沿着开口3c的外缘的区域通过粘接层4相互固定。粘接层4的材料例如为释放气体少的粘接材料(低熔点玻璃、真空用粘接剂等)。在试样支撑体1中,基板2中与框架3的开口3c对应的部分作为用于使试样的成分经由多个贯通孔2c从第二表面2b侧向第一表面2a侧移动的实效区域R发挥作用。

图3是从基板2的厚度方向观察的情况下的基板2的放大图像。图3中,黑色的部分为贯通孔2c,白色的部分为贯通孔2c间的隔壁部。如图3所示,在基板2上一样地形成有具有大致一定的宽度的多个贯通孔2c。实效区域R中的贯通孔2c的开口率(在从基板2的厚度方向观察的情况下,所有的贯通孔2c相对于实效区域R占据的比例)在实用上为10~80%,特别优选为60~80%。多个贯通孔2c的大小可以相互不一致,也可以多个贯通孔2c彼此局部相互连结。

图3所示的基板2是通过将Al(铝)进行阳极氧化而形成的氧化铝多孔膜。具体而言,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,由此,能够得到基板2。此外,基板2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以外的阀金属进行阳极氧化而形成,也可以通过将Si(硅)进行阳极氧化而形成。

[电离法及质量分析方法]

对使用了试样支撑体1的电离法及质量分析方法进行说明。这里的电离法为解吸电喷雾电离法。解吸电喷雾电离法在大气压气氛中实施,因此,能够进行试样的直接分析,在可简单交换试样且进行观察及分析的方面是有利的。此外,在图4及图5中,在试样支撑体1中省略贯通孔2c及粘接层4的图示。另外,在图1及图2所示的试样支撑体1和图4及图5所示的试样支撑体1中,为了便于图示,尺寸的比率等不同。

首先,作为试样的电离用的试样支撑体,准备上述的试样支撑体1(第一工序)。试样支撑体1可以通过由电离法及质量分析方法的实施者制造而准备,也可以通过从试样支撑体1的制造者或销售者等转让而准备。

接着,如图4的(a)所示,在载玻片(载置部)6的载置面6a载置试样S(第二工序)。试样S为例如组织切片等薄膜状的生物试样(含水试样),处于冻结的状态。接着,如图4的(b)所示,以基板2的第二表面2b与试样S接触的方式,在载置面6a载置试样支撑体1(第二工序)。此时,在从基板2的厚度方向观察的情况下,以试样S位于实效区域R内的方式,配置试样支撑体1。接着,如图5的(a)所示,使用电绝缘性的胶带7将框架3固定于载玻片6。在该状态下解冻试样S时,如图5的(b)所示,在基板2中,试样S的成分S1通过例如毛细管现象经由多个贯通孔2c(参照图2)从第二表面2b侧向第一表面2a侧移动,试样S的成分S1通过例如表面张力停留于第一表面2a侧。

接着,如果试样S干燥,则如图6所示,在质量分析装置10的电离室20内的载物台21上载置载玻片6、试样S及试样支撑体1。电离室20内为大气压气氛。接着,通过对基板2的第一表面2a中与实效区域R对应的区域照射带电的微小液滴I,将移动至第一表面2a侧的试样S的成分S1电离,并吸引被电离的成分即试样离子S2(第三工序)。在本实施方式中,通过使例如载物台21在X轴方向及Y轴方向上移动,相对于基板2的第一表面2a中与实效区域R对应的区域,使带电的微小液滴I的照射区域I1相对移动(即,对该区域扫描带电的微小液滴I)。以上的第一工序、第二工序及第三工序相当于使用了试样支撑体1的解吸电喷雾电离法。

在电离室20内,从喷嘴22喷射带电的微小液滴I,从离子输送管23的吸引口吸引试样离子S2。喷嘴22具有双层筒结构。向喷嘴22的内筒,以施加了高电压的状态引导溶剂。由此,对到达喷嘴22的前端的溶剂赋予偏置的电荷。向喷嘴22的外筒引导雾化气体。由此,溶剂成为微小液滴并被喷雾,在溶剂气化的过程中生成的溶剂离子作为带电的微小液滴I射出。

从离子输送管23的吸引口吸引的试样离子S2通过离子输送管23向质量分析室30内输送。质量分析室30内处于高真空气氛(真空度10-4Torr以下的气氛)的条件下。在质量分析室30内,试样离子S2通过离子光学系31而会聚,并向施加了高频电压的四极质量过滤器32导入。当向施加了高频电压的四极质量过滤器32导入试样离子S2时,使具有根据该高频电压的频率而确定的质量数的离子选择性地通过,通过的离子被检测器33检测(第四工序)。通过扫描对四极质量过滤器32施加的高频电压的频率,使到达检测器33的离子的质量数依次变化,得到规定的质量范围的质谱。在本实施方式中,以与带电的微小液滴I的照射区域I1的位置对应的方式使检测器33检测离子,将构成试样S的分子的二维分布进行图像化。以上的第一工序、第二工序、第三工序及第四工序相当于使用了试样支撑体1的质量分析方法。

[作用及效果]

在试样支撑体1中,使基板2的第二表面2b与冻结的试样S接触,当在该状态下解冻试样S时,在基板2中,试样S的成分S1经由多个贯通孔2c从第二表面2b侧向第一表面2a侧移动,并停留于第一表面2a侧。此时,框架3的热传导率为1.0W/m·K以下,因此,即使例如通过徒手处理框架3,也可抑制经由框架3的向试样S的热传导,其结果,试样S的解冻均匀地进行。当试样S的解冻均匀地进行时,试样S和基板2的第二表面2b均匀地接触,其结果,试样S的成分S1经由多个贯通孔2c从第二表面2b侧向第一表面2a侧可靠地移动。因此,根据试样支撑体1,特别是在使用冻结的试样S的情况下,能够使试样S的成分S1经由多个贯通孔2c均匀地移动。

另外,在试样支撑体1中,各贯通孔2c的宽度为1~700nm,基板2的厚度为1~50μm。由此,使基板2的第二表面2b与冻结的试样S接触,在该状态下解冻试样S的情况下,在基板2中,能够使试样S的成分S1经由多个贯通孔2c从第二表面2b侧向第一表面2a侧顺畅地移动,并以适当的状态停留于第一表面2a侧。

另外,在试样支撑体1中,基板2通过将阀金属或硅进行阳极氧化而形成。由此,能够容易且可靠地得到具有多个贯通孔2c的基板2。

另外,在试样支撑体1中,基板2及框架3各自的材料为电绝缘性的材料。由此,例如,解吸电喷雾电离法中,即使施加了高电压的微小液滴照射部即喷嘴22接近第一表面2a,也能够抑制在喷嘴22和试样支撑体1之间的放电的产生。当缩短喷嘴22和试样支撑体1的距离时,在成像中抑制电喷雾(带电的微小液滴的喷雾)的扩散,因此,能够提高空间分辨率。因此,如上述那样,可使喷嘴22接近第一表面2a在将试样S的成分S1可靠地电离方面是极其有效的。因此,在解吸电喷雾电离法中,特别是在使用冻结的试样S的情况下,能够通过带电的微小液滴I的照射将试样S的成分S1可靠地电离。

另外,在试样支撑体1中,框架3的材料为PET、PEN或PI。由此,能够容易得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架3。

另外,在试样支撑体1中,框架3的厚度为10~500μm(更优选为100μm以下)。由此,例如,在解吸电喷雾电离法中,即使喷嘴22接近第一表面2a,也不易产生喷嘴22和框架3的物理性的干扰。因此,在解吸电喷雾电离法中,通过使喷嘴22接近第一表面2a,并对第一表面2a照射带电的微小液滴I,能够将经由多个贯通孔2c移动至第一表面2a侧的试样S的成分S1可靠地电离。

另外,在试样支撑体1中,框架3相对于可见光具有透射性。由此,经由框架3的试样S的辨识性提高,因此,能够使基板2的第二表面2b与试样S可靠地接触。

另外,在试样支撑体1中,框架3具有可挠性。由此,能够提高试样支撑体1的处理的容易性。

[变形例]

本公开不限定于上述的实施方式。例如,如图7所示,试样支撑体1也可以具备多个基板2和与多个基板2分别对应的多个框架3,多个框架3在排列成至少1列的状态下相互连接。由此,能够将对应的基板2及框架3以必要的量进行切离来使用。此外,在该情况下,如果框架3具有可挠性,则能够在将以排列成至少1列的状态相互连接的多个框架3卷取成卷筒状的状态下进行试样支撑体1的处理。

另外,框架3的材料也可以是PET、PEN或PI以外的树脂。在该情况下,能够容易得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架3。另外,框架3的材料也可以是陶瓷或玻璃。在该情况下,也能够容易得到热传导率为1.0W/m·K以下的电绝缘性的框架3。特别是如果框架3的材料为陶瓷或玻璃,则进行冻结的试样S的解冻时,能够抑制试样S收缩。此外,如果能够实现热传导率为0.1W/m·K的框架3,则框架3的材料没有特别限定。另外,框架3也可以通过例如颜料进行着色。由此,能够根据用途对试样支撑体1进行分类。

另外,在上述的实施方式中,在基板2设置有一个实效区域R,但也可以在基板2设置多个实效区域R。另外,在上述的实施方式中,在基板2的整体形成有多个贯通孔2c,但只要在与基板2中至少与实效区域R对应的部分形成多个贯通孔2c即可。另外,在上述的实施方式中,以一个试样S与一个实效区域R对应的方式配置试样S,但也可以以多个试样S与一个实效区域R对应的方式配置试样S。

另外,也可以在框架3设置与开口3c不同的开口,利用该开口,通过胶带7将试样支撑体1固定于载玻片6。另外,也可以通过胶带7以外的单元(例如,使用粘接剂、固定件等的单元)将试样支撑体1固定于载玻片6。作为一例,如图8所示,也可以使用凝胶8将试样支撑体1固定于载玻片6。在该情况下,凝胶8优选为在对冻结的试样S进行处理的低温环境下不凝固的材料(例如,甘油等)。作为步骤,对框架3中的基板2侧的表面中、未固定基板2的区域(例如,框架3的四角等)涂布凝胶8。此时,以凝胶8不向基板2的实效区域R溢出的方式,向该区域涂布凝胶8。接着,使基板2的实效区域R与试样S接触,且在载玻片6的载置面6a载置试样支撑体1。此外,在框架3的材料为树脂的情况下,也能够利用静电将试样支撑体1固定于载玻片6。

另外,试样S不限定于含水试样,也可以是干燥试样。在试样S为干燥试样的情况下,向试样S中添加用于降低试样S的粘性的溶液(例如乙腈混合液等)。由此,能够通过例如毛细管现象,使试样S的成分S1经由多个贯通孔2c向基板2的第一表面2a侧移动。

另外,试样支撑体1也可以用于解吸电喷雾电离法以外的其它的电离法。在其它的电离法中,框架3有时也可以具有导电性。另外,在其它的电离法中,存在基板2本身也可以具有导电性的情况,或也可以在基板2上形成导电膜的情况。此外,导电膜的材料优选为与试样(例如,蛋白质等)的亲和性低的金属,例如优选为Au(金)、Pt(铂)、Cr(铬)、Ni(镍)、Ti(钛)等。

上述的实施方式的各结构中,不限定于上述的材料及形状,能够应用各种各样的材料及形状。另外,上述的一个实施方式或变形例的各结构能够任意适用于其它的实施方式或变形例的各结构。

符号说明

1……试样支撑体;2……基板;2a……第一表面;2b……第二表面;2c……贯通孔;3……框架。

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