CN102077086B - 质量分析装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种质量分析装置，对试样上的指定的质量分析范围内的各微小区域执行MS分析，根据由此得到的数据制作出指定的m/z或者m/z范围的分布图像并描绘在显示画面上(S10～S14)。当操作员观察该分布图像来确定关心物质并指示该关心物质的m/z值时(S15)，提取在MS谱上该关心物质的m/z强度为阈值以上的微小区域，将关心物质的m/z作为前体来对该微小区域执行MS/MS分析(S26、S27)。根据所得到的各微小区域的MS/MS谱数据来算出平均MS/MS谱(S28)，利用在平均MS/MS谱中出现的峰值信息来执行关心物质的鉴定(S19)。
Description
技术领域
本发明涉及一种对包含在试样上的二维范围内的各微小区域分别执行质量分析并对得到的数据进行分析处理的质量分析装置，更详细地说，涉及一种能够进行MS/MS分析的质量分析装置，该MS/MS分析是使特定的离子裂解并对由此生成的产物离子进行质量分析。
背景技术
近年来，作为后基因组研究，对生物体组织中的蛋白质结构、功能的分析迅速发展。作为这种蛋白质结构/功能分析方法(蛋白质组(proteomo)分析)之一，近年来，广泛进行使用了质量分析装置的蛋白质的表现分析、一级结构分析。作为这种方法之一已知如下方法：使用随着特定离子的挑选以及裂解操作而能够进行MSn分析(n≥2)的质量分析装置，通过如下过程来决定蛋白质的氨基酸序列。
首先，在利用适当的酶消化蛋白质而使蛋白质成为肽碎片的混合物之后对该肽混合物进行质量分析。此时，由于构成各肽的元素中存在质量不同的稳定同位素，因此即使是由同一氨基酸序列构成的肽，由于其同位素组成的不同而产生m/z(质量/电荷比)不同的多个峰值。这些多个峰值由以下峰值构成：仅由自然存在比最大的同位素构成的离子(主离子)的峰值和包含除自然存在比最大的同位素以外的同位素的离子(同位素离子)的峰值，在1价离子的情况下，它们形成由以1Da至数Da为间隔排列的多个峰值构成的峰值群、即同位素峰值群。
接着，从上述那样的肽混合物的质谱数据中选择来源于单一肽的一组同位素峰值群作为前体离子，对使该前体离子裂解而生成的离子(产物离子)进行质量分析、即MS/MS分析。通过对上述那样得到的产物离子的质谱图案、前体离子的质谱图案进行数据库搜索，能够决定被检肽的氨基酸序列从而鉴定蛋白质(例如参照专利文献1等)。
在上述那样的蛋白质鉴定方法中，基本上以从细胞等生物体组织提取蛋白质并经过精制/分离来制备试样为前提。然而，在生物化学领域、医疗领域等中，想要尽可能不破坏生物体内细胞而得到被包含在该细胞中的蛋白质的二维分布信息这种要求非常强烈。作为应对这种要求的装置，专心开发兼备显微镜和质量分析装置的功能的显微质量分析装置(还称为图像质量分析装置)。在显微质量分析装置中，例如能够得到设置成显微镜用标本等的试样上的二维范围的物质分布信息(图谱图像)。在显微质量分析装置中为了获取针对试样上的二维范围内的各微小区域的质谱数据，提出了几种结构。
例如，在专利文献2、专利文献3、非专利文献1等中记载的质量分析装置中，在试样上依次扫描用于离子化的激光、粒子线的照射位置，将每次照射位置移动时从照射位置产生的离子按每个m/z分离并进行检测。另外，在非专利文献2所记载的质量分析装置中，为了反映试样上的物质的二维分布，二维状地大致同时产生离子，使用飞行时间型质量分离器按每个m/z来分离这些离子并使用二维检测器来进行检测。
在上述任一结构中，在得到存在于试样上的二维范围内的物质的图谱图像时，都需要对在该二维范围内的每个微小区域中得到的质谱数据进行分析处理，确定存在于各微小区域中的物质(典型的有蛋白质)。另外，在能够进行MS/MS分析的质量分析装置中，首先，通过对作为不使离子裂解而进行质量分析的结果而得到的质谱数据进行分析处理来确定要挑选为前体离子的离子，接着在对每个微小区域设定适当的前体之后进行MS/MS分析，对获取到的MS/MS谱数据进行分析处理，由此鉴定存在于该微小区域中的物质。
作为基于上述那样针对多个微小区域的每个微小区域而得到的质谱数据或者MS/MS谱数据的结果的显示方式，已知如下两个例子(例如参照非专利文献3)。
(A)使试样上的某个测量点(严格地说是被视作点的程度的面积较小的微小区域)的质谱或者对多个点的质谱取平均而得到的平均质谱显示在显示画面上，操作员确认该质谱来指定关注的m/z范围。于是，对试样上的二维范围内的各测量点，在显示画面上描绘出被指定的m/z范围的与谱强度值对应的被着色的图谱图像。
(B)在示出试样表面的光学图像或者特定的m/z(或者m/z范围)的二维分布的图谱图像上，操作员利用任意形状的ROI(Region of Interest：关心区域)设定框来指定所关注的部分。于是，算出包含在由该ROI设定框包围的范围内的多个测量点的质谱的平均，在显示画面上描绘根据该平均而制作出的平均质谱。
根据上述(A)的技术，能够获知在试样上存在于局部空间的物质的m/z。因此，例如能够获知不存在于鼻子、下巴等部位而局部存在于脑或者脑的特定部位的物质的m/z。另一方面，根据(B)的技术，能够容易地比较试样中的不同空间区域的质谱。因而，例如在比较脑、鼻子、下巴等各部位的质谱时较方便。
然而，在上述(A)、(B)的技术中，物质的分布较清楚，但是对于被识别为局部存在的物质不进行鉴定。因此，操作员能够识别某一种物质为应该关注的物质(下面称为“关心物质”)，但是无法获知该关心物质具体为哪一种物质。为了鉴定关心物质，例如需要通过如下那样的过程来进行作业。首先，通过(B)的技术，操作员利用ROI设定框来在光学图像或者图谱图像上指定通过(A)的技术而明确的关心物质存在部位，执行将关心物质的m/z设为前体的MS/MS分析。并且，计算通过该测量而得到的各测量点的MS/MS谱的平均来求出平均MS/MS谱。通过对在该MS/MS谱中出现的峰值的信息例如进行现有的数据库搜索来鉴定目标物质。
对于操作员来说上述作业即麻烦又复杂，作业效率差并且费时。另外，无法过于缩小利用ROI设定框能够在光学图像、图谱图像上指定的范围，因此导致在用于计算平均MS/MS谱的MS/MS谱中包含很多来源于关心物质以外的不期望物质的峰值、即噪声而使S/N(信号/噪声比)较差，因此还存在难以提高鉴定精度的问题。
专利文献1：日本特开2006-284509号公报
专利文献2：美国专利第5808300号说明书
专利文献3：日本特开2007-66533号公报
非专利文献1：小河潔、ほか5名、「顕微質量分析装置の開発」、島津評論、株式会社島津製作所、2006年3月31日発行、第62巻、第3·4号、p.125-135
非专利文献2：内藤康秀、「生体試料を対象にした質量顕微鏡」、日本質量分析学会誌、Vol.53、No.3、2005年
非专利文献3：「エムエスイメ一ジング バイオマツプ(msimaging BioMap)」、[online]、エムエス·イメ一ジング(MSimaging)、[平成20年7月3日検索]、インタ一ネツト<URL：http://www.maldi-msi.org/index.php？option＝com_content&task＝view&id＝14&Itemid＝32>
发明内容
发明要解决的问题
本发明是用于解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够通过简单的作业且高效率地对在试样上局部存在的关心物质进行鉴定的质量分析装置。另外，本发明的其它目的在于提供一种通过改善使用于鉴定的MS/MS谱的S/N来能够提高鉴定精度的质量分析装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题而完成的第一发明是一种质量分析装置，该质量分析装置能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行MS分析和MS/MS分析，其特征在于，具备：
a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收集MS谱数据；
b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一至多个关心物质或者关心物质的m/z；
c)MS/MS分析执行单元，其对上述规定的二维范围内的各微小区域执行将所指定的一至多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；
d)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一至多个关心物质的微小区域；
e)平均谱算出单元，其从上述MS/MS谱数据中挑选由上述区域提取单元提取出的微小区域的MS/MS谱数据，使用所挑选出的MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/MS谱；以及
f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
另外，为了解决上述问题而完成的第二发明是一种质量分析装置，该质量分析装置能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行MS分析和MS/MS分析，其特征在于，具备：
a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收集MS谱数据；
b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一至多个关心物质或者关心物质的m/z；
c)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一至多个关心物质的微小区域；
d)MS/MS分析执行单元，其对由上述区域提取单元提取出的微小区域分别执行将上述一至多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；
e)平均谱算出单元，其使用上述MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/MS谱；以及
f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
第一发明和第二发明所涉及的质量分析装置是通常为被称为图像质量分析装置、显微质量分析装置或者质量分析显微装置等种类的质量分析装置。使试样离子化的离子源较多使用以MALDI(matrix-assisted laser desorption/ionization：基质辅助激光解析电离)为代表的LDI(laser desorption/ionization：激光解析电离)，但是并不限于此。另外，为了进行MS/MS分析，通常具备利用CID来进行离子的裂解的离子阱，但是离子的裂解方法并不限于此。另外，质量分析部能够达到较高质量分辨率，因此较多利用TOFMS，但是并不限于此。
在第一发明和第二发明所涉及的质量分析装置中，鉴定单元例如能够利用现有的数据库搜索引擎，将从平均MS/MS谱中得到的峰值信息与数据库进行对照，列举出相符的物质作为鉴定候选。根据作为对象的物质来适当地选择搜索引擎、数据库。
发明的效果
作为第一发明和第二发明所涉及的质量分析装置的一个方式，还能够具备分布图像描绘单元，该分布图像描绘单元根据上述MS谱数据来描绘示出任意的m/z或者m/z范围的空间分布的m/z分布图像，操作员在利用上述关心物质指定单元指定一至多个关心物质或者关心物质的m/z时能够利用m/z分布图像。操作员(用户)例如一边确认上述m/z分布图像一边利用关心物质指定单元来指定在试样上具有特殊的空间分布的关心物质或者关心物质的m/z。于是，区域提取单元根据之前所收集的MS谱数据来提取存在该关心物质的微小区域。
优选也可以具有如下结构：上述区域提取单元在某个微小区域的MS谱中的上述关心物质的m/z的谱强度为规定阈值以上时，判断为在该微小区域中存在该关心物质。根据该结构，能够提取被估计为关心物质存在量在某种程度以上的微小区域。可以唯一地决定作为谱强度的判断基准的上述阈值，但是更优选用户能够适当地进行输入设定。这是由于，由区域提取单元提取出的微小区域的数量根据阈值水平的不同而不同，由此，所算出的平均MS/MS谱的S/N受到影响，从而关心物质的鉴定精度也发生变化。
在第一发明所涉及的质量分析装置中，平均谱算出单元使用已经收集到的MS/MS谱数据来对上述那样提取出的微小区域算出平均MS/MS谱。另一方面，在第二发明所涉及的质量分析装置中，MS/MS分析执行单元对上述那样提取出的微小区域执行MS/MS分析，平均谱算出单元使用由此收集到的所有MS/MS谱数据来算出平均MS/MS谱。因而，在第一发明所涉及的质量分析装置中，对没有反映在平均MS/MS谱中的微小区域也执行MS/MS分析，与此相对，在第二发明所涉及的质量分析装置中，仅对反映在平均MS/MS谱中的微小区域执行MS/MS分析。
总之，根据第一发明和第二发明所涉及的质量分析装置，仅需要通过自动或者简单的操作来设定用于算出平均MS/MS谱的多个微小区域，因此操作员用于鉴定关心物质的作业变得非常简单，作业效率也提高，从而能够缩短处理所需的时间。另外，仅利用存在关心物质的微小区域的MS/MS谱数据来算出平均MS/MS谱，因此在平均MS/MS谱中来源于关心物质的离子的强度变大，由此不期望的噪声强度降低。也就是说，平均MS/MS谱的S/N提高。由此，能够提高关心物质的鉴定精度和可靠性。
另外，根据第二发明所涉及的质量分析装置，对没有反映在关心物质的平均MS/MS谱中的微小区域不实施MS/MS分析，因此能够减少MS/MS分析的实施次数本身，有利于缩短从分析开始至鉴定结束所需的时间。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的图像质量分析装置的主要部分的结构图。
图2是表示本实施例的图像质量分析装置中的分析动作的过程的流程图。
图3是表示图2示出的分析动作中的显示图像的一部分的概要图。
图4是表示图2示出的分析动作中的显示图像的一部分的概要图。
图5是表示图2示出的分析动作中的显示图像的一部分的概要图。
图6是通过实际测量得到的MS/MS谱的一例，(a)是将谱强度大的离子设定为前体时的MS/MS谱，(b)是将谱强度小的离子设定为前体时的MS/MS谱。
图7是表示其它实施例的图像质量分析装置中的分析动作的过程的流程图。
附图标记说明
1：密封室；2：试样台；3：试样；3a：激光照射位置；4：激光照射部；5：激光；6：透镜；7：离子输送管；10：真空室；11：离子透镜；12：离子阱；13：TOPMS：14：反射电极；15：检测器；20：A/D变换器；21：数据处理部；22：数据存储部；23：控制部；24：台驱动部；25：操作部；26：显示部；30：导向器；31：CCD照相机；32：透镜；33：透过照明部；50：光学图像；51：质量分析范围；52：微小区域；53：质谱；54a、54b：m/z分布图像。
具体实施方式
下面，参照附图来说明作为本发明所涉及的质量分析装置的一个实施例的图像质量分析装置的结构和动作。
图1是本实施例的图像质量分析装置的主要部分的结构图。在该图像质量分析装置中配置有离子化部以及显微观察部，其中，该离子化部在大致维持为大气压气氛的密封室1内通过大气压MALDI离子化法(AP-MALDI)来使试样离子化，该显微观察部对试样进行显微观察。即，将试样3载置在试样台2上，试样台2通过台驱动部24至少在x轴、y轴这两个轴方向上自由移动。在试样台2位于图1中实线示出的位置时，从激光照射部4照射的由透镜6收敛的激光5照射到试样3的上表面。通过照射该激光5，在试样3上从激光照射位置3a附近产生来源于试样的离子。
在密封室1内从试样3产生的离子通过离子输送管7被输送到真空室10内。真空室10处于被未图示的真空泵排气而成为真空的状态。在真空室10内，离子被离子透镜11收敛而送入其后级的离子阱12。离子阱12是包括环形电极(ring electrode)和一对端盖电极(end cap electrode)的三维四极的结构。在离子阱12的内部形成四极电场，由此临时蓄积和保持离子，在规定的定时大致同时喷出这些离子来将其送入飞行时间型质量分析器(TOFMS)13。TOFMS 13具备反射电极14，通过由反射电极14形成的直流电场来使离子返回飞行。大致同时被导入到TOFMS13的各种离子与m/z相应地在时间上分离地到达检测器15。检测器15输出与所到达的离子的量相应的检测信号。
离子阱12在将各种离子临时保持在内部之后，将具有特定的m/z的离子挑选为前体离子，能够通过CID(碰撞诱导分解)使该前体离子裂解。然后，在将通过裂解而生成的产物离子保持在离子阱12的内部之后向TOFMS 13同时射出，能够通过对其进行质量分析实施MS/MS分析。此外，通过在离子阱12内多次反复进行离子的挑选和裂解，还能够进行MSn分析。
试样台2在密封室1内能够沿着在x轴方向上延伸的导向器30向图1中虚线示出的位置(观察位置)2B移动。在观察位置2B的上方在密封室1的外侧配置有CCD照相机31，在观察位置2B的下方设置有透过照明部33。在试样台2移动到观察位置2B的状态下，从透过照明部33射出的光通过形成于试样台2的开口而照射到试样3的下表面，CCD照相机31通过透镜32能够拍摄由该透过光产生的试样像。由CCD照相机31拍摄得到的显微图像能够通过后述的控制部23而显示在显示部26的画面上。当然，除了这种透过观察以外，也可以另外设置用于反射观察、荧光观察的照明系统。另外，代替利用CCD照相机31进行拍摄，也可以设置光学显微镜来使操作员能够直接观察显微观察图像。
通过MS分析、MS/MS分析等而由检测器15得到的检测信号通过A/D变换器被变换为数字值并输入到数据处理部21。数据处理部21将飞行时间谱变换为MS谱、MS/MS谱，将变换得到的MS谱、MS/MS谱保存到数据存储部22，其中，飞行时间谱是表示以离子从离子阱12射出的时刻为起点的飞行时间与信号强度之间的关系的谱。并且，数据处理部21使用保存在数据存储部22中的谱数据来执行后述的数据处理，最终鉴定存在于试样上的物质，通过控制部23将其鉴定结果显示在显示部26的画面上。
为了对试样3执行质量分析动作，控制部23控制以台驱动部24为代表的各部(在图1中为了避免复杂而省略了这种控制信号线的记载)，并且将显微观察图像、分析结果等显示在显示部26中。另外，操作部25为键盘、指示设备等，用来进行用于分析的各种参数的输入设定、各种指示。
能够将控制部23、数据处理部21设为如下结构：例如将通用的个人计算机作为硬件，执行安装在该计算机中的专用的控制/处理软件，由此实现各种控制、数据处理的功能。
接着，参照图2～图5来说明本实施例的图像质量分析装置中的特征性分析动作。图2是表示该分析动作的过程的流程图，图3～图5是表示在分析动作中显示在显示部26中的图像的一部分的概要图。
将作为分析对象的来源于生物体的试样3载置在试样台2上，当操作员利用操作部25指示开始分析时，在控制部23的控制下，首先由CCD照相机31对试样3进行光学拍摄，在显示部26的画面上显示放大试样3的表面而得到的光学图像(步骤S10)。操作员观察该光学图像来操作操作部25，由此将感兴趣的部位指定为质量分析范围(步骤S11)。在此，如图3所示，显示试样的光学图像50，操作员在该光学图像50上指定矩形形状的质量分析范围51。此外，能够指定的质量分析范围并不需要是矩形形状，能够设为任意的形状。
当上述那样指定质量分析范围51时，控制部23对所指定的质量分析范围51内的各微小区域分别执行MS分析(步骤S12)。即，如图4所示，考虑以x轴、y轴这两个轴方向的网格精细地划分所指定的二维状的质量分析范围51内而得到的Δx×Δy大小的微小区域52，对每个微小区域52获取表示m/z与信号强度之间的关系的MS谱数据。通过台驱动部24使试样台2每次在x轴、y轴方向上移动规定距离的步长(Δx、Δy)，向试样3照射激光5，对随着照射激光5而从试样3上的激光照射位置(实际上图4示出那样的大致圆形的范围)产生的离子进行质量分析。
但是，在仅照射一次激光无法产生足够量的离子的情况下，优选对同一微小区域52多次反复照射短时间的激光，如上所述那样将每次照射激光产生的离子蓄积到离子阱12之后通过TOFMS 13来进行质量分析。这样，对于在图4示出的精细划分得到的多个微小区域52的各微小区域52，获取反映了存在于各微小区域52中的物质的MS谱数据，将这些MS谱数据保存到数据存储部22。
接着，操作员通过操作部25来指定之前指定的质量分析范围51内的任意位置。于是，数据处理部21从数据存储部22读取与所指定的位置(微小区域)对应的MS谱数据，将MS谱显示在显示部26的画面上。操作员观察该MS谱来指定适当的m/z或者m/z范围(步骤S13)。接收该指定的数据处理部21从与各微小区域对应的MS谱数据中提取与所指定的m/z或者m/z范围对应的谱强度，制作以不同颜色表示该强度的m/z分布(图谱)图像并显示在显示部26的画面上(步骤S14)。例如图5所示，当操作员在所显示的MS谱53上指示特定的峰值时，描绘出与该峰值对应的m/z的m/z分布图像54a、54b。这样，通过操作员在MS谱上指定不同的m/z或者m/z范围，能够描绘各m/z或者m/z范围的分布图像。
操作员视觉确认该m/z分布图像，确定关心物质的m/z并通过操作部25来进行指示(步骤S15)。即，确认图5示出那样的m/z分布图像，操作员将所关注的局部存在于试样上的部位的物质设为关心物质，指示该关心物质的m/z。例如，如果判断为以m/z分布图像54b示出的物质为关心物质，则指示m/z＝M2。此时，所指示的关心物质并不需要是一个，也可以是多个。
当由操作员指定关心物质的m/z时，控制部23使各部进行动作使得对在步骤S12中执行了MS分析的质量分析范围51内的各微小区域52分别执行将所指定的m/z设定为前体离子的MS/MS分析。数据处理部21随着该处理来收集每个微小区域52的MS/MS谱数据并保存到数据存储部22(步骤S16)。在指定了多个关心物质的m/z的情况下，需要分别执行将各m/z设定为前体离子的MS/MS分析，MS/MS分析所需时间相应地变长。
接着，数据处理部21从在步骤S12中收集到的每个微小区域的MS谱数据中提取关心物质的m/z的谱强度在阈值以上的微小区域(步骤S17)。作为判断基准的阈值，能够由操作员从操作部25输入设定，或者也可以使用预先决定的默认值。对于在此所提取出的微小区域，由于应该收集了所有MS/MS谱数据，因此数据处理部21从数据存储部22读取所提取出的微小区域的MS/MS谱数据，按每个m/z算出对谱强度值取平均而得到的平均MS/MS谱(步骤S18)。该平均MS/MS谱为针对关心物质的平均MS/MS谱。在存在多个关心物质的情况下，对各关心物质执行步骤S17、S18的处理。因而，制作出与关心物质的数量相同的平均MS/MS谱。
之后，收集在平均MS/MS谱中出现的峰值的信息(m/z、谱强度等)，将该峰值信息与现有的数据库进行对照来找出相符的物质，由此鉴定关心物质(步骤S19)。作为一例，在关心物质为蛋白质的情况下，通过使用由Matrix Science公司(マトリツクスサイエンス社)提供的被称为MASCOT(マスコツト)的数据库搜索引擎来估计氨基酸序列，能够鉴定蛋白质。另外，在关心物质为脂类的情况下，能够使用由东京大学开发的被称为油脂查寻(Lipid Search)的搜索工具。例如在前者的情况下，当利用MASCOT的MS/MS离子搜索时，从氨基酸序列鉴定用数据库输出相符的蛋白质和肽，同时输出表示相符的蛋白质和肽的相符可靠度的分数。因此，按照分数从高到低的顺序来排列得到规定以上的分数的蛋白质和肽，将其作为鉴定结果而显示在显示部26中(步骤S20)。
如上所述，根据本实施例的图像质量分析装置，能够连续地且自动地进行确认存在于试样上的任意的二维范围内的各种物质中所关注的关心物质的分布直到该关心物质的鉴定为止的过程。由此，例如能够以较高吞吐量来实施局部存在于生物体组织中的特定部位的物质的鉴定等。
图6示出进行用于确认上述步骤S17、S18的处理效果的实际测量而得到的MS/MS谱。图6的(a)是在MS谱中将谱强度较大的离子设定为前体并执行MS/MS分析而得到的MS/MS谱的例子，图6的(b)是在MS谱中将谱强度较小的离子设定为前体并执行MS/MS分析而得到的MS/MS谱的例子。两图中都以粗线表示来源于关心物质的产物离子的峰值。将(a)与(b)进行比较可知，在(a)中来源于关心物质的产物离子的峰值的强度相对较高，与此相对，在(b)中来源于关心物质的产物离子的峰值的强度较低，可以分散地看到强度比该峰值的强度高的峰值。当将具有这种趋势的多个MS/MS谱进行平均化来求出平均MS/MS谱时，结果是来源于关心物质的产物离子的峰值(例如图中的P1)的强度变低，与关心物质无关、即作为噪声的离子峰值(例如图中的P2)的强度变高。由此，平均MS/MS谱的S/N变差。
与此相对，根据上述步骤S17、S18的处理，不存在关心物质或者关心物质存在量较少的微小区域的MS/MS谱不被利用于算出平均MS/MS谱。也就是说，图6的(a)那样的MS/MS谱被利用于算出平均MS/MS谱，但是图6的(b)那样的MS/MS谱不被利用于算出平均MS/MS谱。因此，在平均MS/MS谱中来源于关心物质的离子的峰值的强度变高，作为噪声的离子峰值的强度变低。由此，平均MS/MS谱的S/N变好，基于该S/N的关心物质的鉴定精度也提高。
此外，在上述实施例的数据处理中，仅使用在步骤S17中提取出的微小区域的MS/MS谱数据，在步骤S18中算出平均MS/MS谱，因此存在很多被收集但是没有被使用的MS/MS谱数据。也就是说，实际上执行了多余的MS/MS分析，还具有能够缩短处理时间的余地。图7示出改进了这一点的流程图。除了将图2示出的流程图中的步骤S16～S18替换为S26～S28以外，进行完全相同的处理动作。
具体地说，在执行MS/MS分析之前，通过执行相当于步骤S17的步骤S26的处理，来锁定关心物质存在某种程度以上的微小区域。然后，不是对质量分析范围51内的整体而是仅对上述那样被选择为存在关心物质的微小区域执行将该关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据(步骤S27)。由于本来就是对关心物质存在某种程度以上的微小区域执行MS/MS分析，因此，容易得到如图6的(a)所示那样来源于关心物质的产物离子的峰值的谱强度较高的MS/MS谱。然后，将所得到的所有MS/MS谱进行平均化处理来算出平均MS/MS谱(步骤S28)。
由此，通常MS/MS分析的执行次数与上述实施例的处理相比大幅减少也能够完成处理，因此有效缩短处理时间。另外，在平均MS/MS谱中不反映图6的(b)所示那样的噪声成分相对大的MS/MS谱，因此在平均MS/MS谱中，与来源于关心物质的产物离子有关的S/N变好。其结果，步骤S19中的关心物质的鉴定精度提高。
另外，在上述实施例中，在通过步骤S13～S15的处理来确定关心物质时，逐一描绘所确定的m/z或者m/z范围的分布图像，操作员能够根据该分布图像来判断是否为关心物质，但是也可以对MS谱数据应用主成分分析等多变量分析方法并显示其分析结果，利用该分析结果能够同时确定多个关心物质。
简单说明具体例。例如，将针对每个微小区域得到的MS谱数据作为多变量的输入值，通过作为多变量分析方法之一的主成分分析(PCA：Principal Component Analysis)来进行分析。主成分分析是以少数指标值来表示多个变量的分析方法，例如在宫下芳胜、佐佐木慎一著“ケモメトリツクス”、共立出版(1995年)等文献中详细记载了该方法。另外，能够得到各种用于在个人计算机、工作站上进行主成分分析的运算处理的软件。
在主成分分析中，能够求出表示多个微小区域的关系的分数以及表示变量即MS峰值的相关关系的载荷，根据在以主成分为轴的图表上描绘载荷值的载荷图，能够在包含于质量分析范围内的微小区域中提取具有特别分布的质谱峰值。根据该载荷图能够同时确定多个关心物质，从而实现分析时间的缩短、分析可靠性的提高。例如，确定仅局部存在于被酶消化的试样中的癌细胞的多个物质(肽)，算出各肽的平均MS/MS谱，从这些多个平均MS/MS谱找出被鉴定为共通的蛋白质，由此能够期望提高蛋白质的鉴定精度。
此外，上述实施例仅是本发明的一例，在本发明的宗旨的范围内适当地进行变更、修改、追加也被包括在本申请的权利要求的范围内是显而易见的。
Claims (4)
1.一种质量分析装置，能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行MS分析和MS/MS分析，该质量分析装置的特征在于，具备：
a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收集MS谱数据；
b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一个或多个关心物质的m/z；
c)MS/MS分析执行单元，其对上述规定的二维范围内的各微小区域执行将所指定的一个或多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；
d)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一个或多个关心物质的微小区域；
e)平均谱算出单元，其从上述MS/MS谱数据中挑选由上述区域提取单元提取出的微小区域的MS/MS谱数据，使用所挑选出的MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/MS谱；以及
f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
2.一种质量分析装置，能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行MS分析和MS/MS分析，该质量分析装置的特征在于，具备：
a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收集MS谱数据；
b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一个或多个关心物质的m/z；
c)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一个或多个关心物质的微小区域；
d)MS/MS分析执行单元，其对由上述区域提取单元提取出的微小区域分别执行将上述一个或多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；
e)平均谱算出单元，其使用上述MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/MS谱；以及
f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
3.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，
上述区域提取单元在某个微小区域的MS谱中的上述关心物质的m/z的谱强度为规定阈值以上时，判断为在该微小区域中存在该关心物质。
4.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，
还具备分布图像描绘单元，该分布图像描绘单元根据上述MS谱数据来描绘示出任意的m/z的空间分布的m/z分布图像或者示出任意的m/z范围的空间分布的m/z分布图像，操作员在利用上述关心物质指定单元指定一个或多个关心物质的m/z时能够利用m/z分布图像。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1799119A (zh) * | 2003-05-30 | 2006-07-05 | 萨默费尼根有限公司 | 全部质量ms/ms方法及设备 |
| CN1833300A (zh) * | 2003-03-19 | 2006-09-13 | 萨默费尼根有限公司 | 在离子总体中获取多个母离子的串联质谱分析数据 |
| CN1853255A (zh) * | 2003-06-21 | 2006-10-25 | 莱克公司 | 多反射飞行时间质谱仪及使用方法 |
| CN1871686A (zh) * | 2003-03-20 | 2006-11-29 | 新墨西哥大学科学和技术公司 | 用于ms与同时无扫描ms/ms的飞行距离摄谱仪 |
| CN101171660A (zh) * | 2005-03-22 | 2008-04-30 | 莱克公司 | 具有同步弯曲离子界面的多反射飞行时间质谱仪 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5808300A (en) | 1996-05-10 | 1998-09-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for imaging biological samples with MALDI MS |
| KR20010052741A (ko) * | 1998-06-12 | 2001-06-25 | 야마모토 카즈모토 | 분석 장치 |
| JP4259802B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2009-04-30 | 日本分光株式会社 | 癌診断における異常部及び異常度特定方法 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1833300A (zh) * | 2003-03-19 | 2006-09-13 | 萨默费尼根有限公司 | 在离子总体中获取多个母离子的串联质谱分析数据 |
| CN1871686A (zh) * | 2003-03-20 | 2006-11-29 | 新墨西哥大学科学和技术公司 | 用于ms与同时无扫描ms/ms的飞行距离摄谱仪 |
| CN1799119A (zh) * | 2003-05-30 | 2006-07-05 | 萨默费尼根有限公司 | 全部质量ms/ms方法及设备 |
| CN1853255A (zh) * | 2003-06-21 | 2006-10-25 | 莱克公司 | 多反射飞行时间质谱仪及使用方法 |
| CN101171660A (zh) * | 2005-03-22 | 2008-04-30 | 莱克公司 | 具有同步弯曲离子界面的多反射飞行时间质谱仪 |
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