CN109075013B - 数据导向的desi-ms成像 - Google Patents

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Abstract

公开了一种分析样品的方法，其包括：通过将带电液滴的喷雾引导到样品上来以第一操作模式测量样本，确定所述样本中的一个或多个关注区域，以及通过将带电液滴的喷雾引导到样品上而以第二不同的操作模式分析所述一个或多个关注区域。所述带电液滴的喷雾在与所述样本的撞击点处的斑点尺寸可以变化。

Description

数据导向的DESI-MS成像
相关申请的交叉引用
本申请要求在2016年6月3日提交的英国专利申请号1609747.9的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明整体涉及质谱仪，并且特别地涉及使用质谱仪对样本成像的方法。
背景技术
在质谱成像中，通过分析从样本的多个空间分离区域产生的离子来可视化该样本成分的空间分布。
样本的质谱成像会非常耗时。例如，对沉积在典型载玻片上的样本进行分析需要数小时甚至数天。
美国专利No.7,655,476(Bui)公开了一种用于缩短质谱成像的分析时间的方法。执行初始组织成像扫描以获得相对低分辨率的质谱图像(即，相邻目标区域之间具有相对大的平均间隔)，以便识别组织样本内的关注区域，并且随后在减小目标区域间隔的条件下扫描关注区域以获得关注区域的高分辨率质谱成像。美国专利No.7,655,476(Bui)中描述的技术基于的是基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)。
尽管该技术减少了样本的总体分析时间，但它也会降低整个分析的质量。特别地，初始低分辨率成像扫描可能遗漏了关注的样本区域，然后在随后的扫描中不会对其进行分析，因此将根本不进行分析。
此外，使用基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)技术需要耗时的基质沉积样本制备步骤。该步骤可以引起实验中的可变性，原因在于基质可以在样本之中和样本之间变化，并且在实验的时间尺度上可能是不稳定的。
期望提供一种改进的质谱成像的方法。
发明内容
根据一方面，提供了一种分析样本的方法，其包括：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第一操作模式测量样本；
(ii)确定所述样本中的一个或多个关注区域；和
(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到所述样本上而以第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域。
本文描述的各种实施例涉及分析样本的方法，其中首先以第一操作模式来测量样本，确定样本中的一个或多个关注区域，然后以第二不同的操作模式来分析一个或多个关注区域。因此，通过在“全谱扫描”中识别一个或多个关注区域并然后在随后的扫描中分析所识别的区域可以缩短对样本的总体分析时间。
然而，与美国专利No.7,655,476(Bui)中公开的方法相反，样本是通过将带电液滴的喷雾引导到样本上而被分析的，例如使用解吸电喷雾电离(“DESI”)。本申请人发现，与美国专利No.7,655,476(Bui)中描述的基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)技术相比，这具有许多益处。
特别是，可以大大减少在全谱扫描中遗漏关注的样本区域的可能性，从而可以大大提高整体分析的质量。
这是因为MALDI采样事件显着改变了样本的表面，这是因为在激光点区域内消耗基质晶体。然后不能再次对已采样区域进行采样(例如，不从质谱仪中取出样本，不用基质重新涂覆样本等)。
因此，在美国专利No.7,655,476(Bui)中公开的初始低分辨率成像扫描中，对目标区域的高分辨率阵列的子集进行采样，识别关注区域，然后对于关注区域“填充”目标区域的高分辨率阵列的目标区域(即，使得在初始和后续成像扫描中对不同的目标区域进行采样)。由于在初始扫描中仅对高分辨率目标区域阵列的子集进行采样，因此可能遗漏关注的样本区域。尽管如美国专利No.7,655,476(Bui)中所述，通过在初始扫描中使用目标区域的随机分布可以降低这种效果，但是还不能完全去除。
相反，根据本文描述的实施例，其中带电液滴的喷雾被引导到样本上的采样事件(例如，DESI采样事件)使样本实际上保持不变。
因此，根据本文描述的各种实施例的全谱扫描可以包含显着更多的样本(当与美国专利No.7,655,476(Bui)中公开的方法相比时)，并且可以包含基本上所有的样本，同时不影响随后扫描。这意味着可以显着减少在全谱扫描中遗漏关注的样本区域的可能性，因此可以显着提高整体分析的质量。
此外，通过使用根据本文描述的实施例的带电液滴(例如DESI)喷雾来分析样本可以缩短样本制备所需的时间和精力，并且可以提高分析的稳定性和再现性。这是因为在本文所述的实施例中，在分析样本之前或期间不需要基质沉积样本制备步骤。
因此，应当理解的是本文描述的各种实施例提供了改进的质谱成像方法。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括以第一分辨率测量样本；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括以不同的第二分辨率来分析一个或多个关注区域。
第二分辨率可大于第一分辨率。
以第一分辨率测量样本的步骤(i)可包括：当喷雾在与样本的撞击点处具有第一横截面积或第一像素尺寸时，将带电液滴的喷雾引导到样本上；并且
以第二不同分辨率分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括：当喷雾在与样本的撞击点处具有第二不同横截面积或第二不同像素尺寸时，将带电液滴的喷雾引导到样本上。
第二横截面积或第二像素尺寸可以小于第一横截面积或第一像素尺寸。
第一和/或第二横截面积或像素尺寸可选自由以下构成的组：
(i)<100μm2；(ii)100-200μm2；(iii)200-500m2；(iv)500-1000μm2；(v)1000-2000μm2；(vi)2000-5000μm2；(vii)5000-10000μm2；(viii)10000-20000μm2；(ix)20000-40000μm2；(x)40000-60000μm2；(xi)60000-80000μm2；(xii)80000-100000μm2；(xiii)0.1-0.2mm2；(xiv)0.2-0.4mm2；(xv)0.4-0.6mm2；(xvi)0.6-0.8mm2；(xvii)0.8-1mm2；(xviii)1-1.2mm2；(xix)1.2-1.4mm2；(xx)1.4-1.6mm2；(xxi)1.6-1.8mm2；(xxii)1.8-2mm2；和(xxiii)>2mm2。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括：通过使带电液滴的喷雾扫描样本来测量样本；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括：通过使带电液滴的喷雾扫描一个或多个关注区域来分析所述一个或多个关注区域。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括通过使带电液滴的喷雾以第一速度扫描样本来测量样本；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括通过使带电液滴的喷雾以第二不同的速度扫描一个或多个关注区域来分析所述一个或多个关注区域。
第一速度可以大于第二速度。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括通过将带电液滴的喷雾引导到样本的多个第一目标区域来测量样本；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括通过将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域的多个第二目标区域上来分析一个或多个关注区域。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括通过将带电液滴的喷雾引导到样本的多个第一目标区域来测量样本，其中将带电液滴的喷雾引导到多个第一目标区域中的每一个上持续第一停留时间；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括通过将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域中的多个第二目标区域上来分析一个或多个关注区域，其中将带电液滴的喷雾引导到多个第二目标区域中的每一个上持续第二不同停留时间。
第一停留时间可以小于第二停留时间。
第一和/或第二停留时间可选自由以下构成的组：(i)<0.1s；(ii)约0.1-0.2s；(iii)约0.2-0.4s；(iv)约0.4-0.6s；(v)约0.6-0.8s；(vi)约0.8-1s；(vii)约1-1.2s；(viii)约1.2-1.4s；(ix)约1.4-1.6s；(x)约1.6-1.8s；(xi)约1.8-2s；(xii)>2s。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括在第一时间段期间以第一操作模式测量样本；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括在第二时间段期间以第二操作模式来分析一个或多个关注区域。
第一时间段可以小于第二时间段。
第一和/或第二时间段可选自由以下构成的组：(i)<30s；(ii)约30-60s；(iii)约1-2分钟；(iv)约2-5分钟；(v)约5-10分钟；(vi)约10-20分钟；(vii)约20-40分钟；(viii)约40-60分钟；(ix)约60-80分钟；(x)约80-100分钟；(xi)约100-120分钟；(xii)>120分钟。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括将带电液滴的喷雾引导到样本的一个或多个第一区域上；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域上；
其中，所述一个或多个关注区域中的至少一些可以与所述一个或多个第一区域中的至少一些相同或重叠。
所述一个或多个关注区域的至少(i)1％、(ii)5％、(iii)10％、(iv)20％、(v)30％、(vi)40％、(vii)50％、(viii)60％、(ix)70％、(x)80％、(xi)90％，(xii)95％或(xiii)99％可以与所述一个或多个第一区域相同或重叠。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括分析样本的大部分或全部区域。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括分析样本区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％或(vii)99％。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括将带电液滴的喷雾引导到样本上，其中带电液滴具有第一极性；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括将带电液滴喷雾引导到样本上，其中带电液滴具有第二不同极性。
将带电液滴的喷雾引导到样本上可以包括将溶剂离子引导到样本上。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括将带电液滴的喷雾引导到样本上，其中带电液滴包含第一溶剂或溶剂组分；和
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括将带电液滴的喷雾引导到样本上，其中带电液滴包含第二不同的溶剂或溶剂组分。
第一和/或第二操作模式可以包括：
质谱(“MS”)操作模式；串联质谱(“MS/MS”)操作模式；其中母离子或前体离子交替碎裂或反应产生碎片或产物离子、以及不碎裂或反应或以较低程度碎裂或反应的操作方式；多反应监测(“MRM”)操作模式；数据相关分析(“DDA”)操作模式；数据独立分析(“DIA”)操作模式；量化操作模式；或离子迁移谱(“IMS”)操作模式。
第一和/或第二操作模式可以包括：
(i)碰撞诱导解离(“CID”)操作模式；(ii)表面诱导解离(“SID”)操作模式；(iii)电子转移解离(“ETD”)操作模式；(iv)电子捕获解离(“ECD”)操作模式；(v)电子碰撞或撞击解离操作模式；(vi)光诱导解离(“PID”)操作模式；(vii)激光诱导解离操作模式；(viii)红外辐射诱导的解离操作模式；(ix)紫外线辐射诱导的解离操作模式；(x)喷嘴﹣漏嘴接口碎裂操作模式；(xi)源内碎裂操作模式；(xii)源内碰撞诱导解离操作模式；(xiii)热碎裂操作模式；(xiv)电场诱导碎裂操作模式；(xv)磁场诱导碎裂操作模式；(xvi)酶消化或酶降解碎裂操作模式；(xvii)离子﹣离子反应碎裂操作模式；(xviii)离子﹣分子反应碎裂操作模式；(xix)离子﹣原子反应碎裂操作模式；(xx)离子﹣亚稳态离子反应碎裂操作模式；(xxi)离子﹣亚稳态分子反应碎裂操作模式；(xxii)离子﹣亚稳态原子反应碎裂操作模式；(xxiii)离子﹣离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxiv)离子﹣分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxv)离子﹣原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxvi)离子﹣亚稳态离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxvii)离子﹣亚稳态分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxviii)离子﹣亚稳态原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；或(xxix)电子电离解离(“EID”)操作模式。
第二操作模式可以包括第一操作模式的优化版本。
该方法可以包括基于在第一操作模式期间获取的信息来选择和/或优化第二操作模式。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括通过将带电液滴的喷雾引导到样本上和样本周围的一个或多个区域上来测量样本和样本周围的一个或多个区域。
样本可以安装在基板或载玻片上，并且以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可以包括测量包括样本的基板或载玻片的大部分或全部区域。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可以包括测量包括样本的基质或载玻片的区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％或(vii)99％。
确定样本中的一个或多个关注区域的步骤(ii)可包括确定样本的一个或多个边界。
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括分析样本的大部分或全部区域。
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括分析样本区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％或(vii)99％。
以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可以包括仅分析样本。
确定样本中的一个或多个关注区域的步骤(ii)可包括确定样本中具有一个或多个特定性质的一个或多个区域。
一个或多个特定性质可包括：(i)一个或多个组织学性质；(ii)一个或多个组织类型；(iii)一个或多个分子类型或类别；(iv)一个或多个关注离子；(v)一个或多个疾病类型；和/或(v)一个或多个药物或药物代谢物。
该方法可以包括：
(i)以第一操作模式测量大部分或全部样本；
(ii)确定样本中的一个或多个关注区域；然后
(iii)以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
该方法可以包括：
(i)以第一操作模式来测量部分样本；和
(ii)确定所述部分样本中的一个或多个关注区域；
其中，当在所述部分样本中确定一个或多个关注区域时，该方法包括：
(iii)以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
该方法可以包括：
在以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域的步骤(iii)之后，以第一操作模式来测量样本的另一部分(iv)。
以第一操作模式来测量样本的步骤(i)可包括产生分析物离子。
以第二操作模式来分析一个或多个关注区域的步骤(iii)可包括产生分析物离子。
该方法可以包括质量分析所述分析物离子或所述分析物离子所衍生的离子。
该方法可以包括确定分析物离子或分析物离子衍生的离子的离子迁移率、碰撞截面或相互作用截面。
可以在单次实验采集过程中进行步骤(i)，(ii)和(iii)。
可以在没有用户交互的情况下自动执行步骤(i)和(iii)。
可以在没有用户交互的情况下自动执行步骤(i)，(ii)和(iii)。
该方法可包括在步骤(i)，(ii)和(iii)之前将样本安装到基板或载玻片上。
该方法可包括在步骤(i)，(ii)和(iii)之前将样本加载到仪器中。
将样本加载到仪器中的步骤可以在没有用户交互的情况下自动执行。
该方法可以包括对多个不同样本重复步骤(i)，(ii)和(iii)多次。
该方法可以包括在没有用户交互的情况下针对多个不同样本自动重复步骤(i)，(ii)和(iii)多次。
带电液滴可包括微滴。
样本可包括：(i)组织切片；(ii)活或非活的组织样本；和/或(iii)组织病理学样本。
将带电液滴的喷雾引导到样本上可以包括在约大气压下将带电液滴的喷雾引导到样本上。
将带电液滴的喷雾引导到样本上可以包括使用解吸电喷雾电离(“DESI”)来电离样本。
根据另一方面，提供了用于分析样本的设备，其包括：
被布置成并适于将带电液滴的喷雾引导到样本上的装置；和
控制系统，其被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第一操作模式测量样本；
(ii)确定所述样本中的一个或多个关注区域；和
(iii)通过将带电液滴喷雾引导到所述样本上而以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
控制系统可以被布置并适于：
(i)在第一分辨率下以第一操作模式测量样本；和
(iii)在第二不同分辨率下以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
第二个分辨率可大于第一个分辨率。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)当喷雾在与样本的撞击点处具有第一横截面积或第一像素尺寸时，通过将带电液滴喷雾引导到样本上来以第一分辨率测量样本；和
(ii)当喷雾在与样本的撞击点处具有第二不同横截面积或第二不同像素尺寸时，通过将带电液滴喷雾引导到样本上来以第二不同分辨率分析一个或多个关注区域。
第二横截面积或第二像素尺寸可以小于第一横截面积或第一像素尺寸。
第一和/或第二横截面积或像素尺寸可选自由以下构成的组：
(i)<100μm2；(ii)100-200μm2；(iii)200-500μm2；(iv)500-1000μm2；(v)1000-2000μm2；(vi)2000-5000μm2；(vii)5000-10000μm2；(viii)10000-20000μm2；(ix)20000-40000μm2；(x)40000-60000μm2；(xi)60000-80000μm2；(xii)80000-100000μm2；(xiii)0.1-0.2mm2；(xiv)0.2-0.4mm2；(xv)0.4-0.6mm2；(xvi)0.6-0.8mm2；(xvii)0.8-1mm2；(xviii)1-1.2mm2；(xix)1.2-1.4mm2；(xx)1.4-1.6mm2；(xxi)1.6-1.8mm2；(xxii)1.8-2mm2；和(xxiii)>2mm2。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过使带电液滴的喷雾扫描样本来以第一操作模式测量样本；和
(iii)通过使带电液滴的喷雾扫描一个或多个关注区域来以第二不同操作模式分析所述一个或多个关注区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过使带电液滴的喷雾以第一速度扫描样本来以第一操作模式测量样本；和
(iii)通过使带电液滴的喷雾以第二不同速度扫描一个或多个关注区域来以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域。
第一速度可以大于第二速度。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本的多个第一目标区域上来以第一操作模式测量样本；和
(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域的多个第二目标区域上来以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本的多个第一目标区域上来以第一操作模式测量样本，并将带电液滴的喷雾引导到多个第一目标区域中的每一个上持续第一停留时间；和(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域的多个第二目标区域上来以第二操作模式分析一个或多个关注区域，并将带电液滴的喷雾引导到多个第二目标区域中的每一个持续第二不同停留时间。
第一停留时间可以小于第二停留时间。
第一和/或第二停留时间可选自由以下构成的组：(i)<0.1s；(ii)约0.1-0.2s；(iii)约0.2-0.4s；(iv)约0.4-0.6s；(v)约0.6-0.8s；(vi)约0.8-1s；(vii)约1-1.2s；(viii)约1.2-1.4s；(ix)约1.4-1.6s；(x)约1.6-1.8s；(xi)约1.8-2s；(xii)>2s。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)在第一时间段期间以第一种操作模式测量样本；和
(iii)在第二时间段期间以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域。
第一时间段可以小于第二时间段。
第一和/或第二时间段可选自由以下构成的组：(i)<30s；(ii)约30-60s；(iii)约1-2分钟；(iv)约2-5分钟min；(v)约5-10分钟min；(vi)约10-20分钟；(vii)约20-40分钟；(viii)约40-60分钟；(ix)约60-80分钟；(x)约80-100分钟；(xi)约100-120分钟；(xii)>120分钟。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本的一个或多个第一区域上来以第一操作模式测量样本；和
(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到一个或多个关注区域上来以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域；
其中，所述一个或多个关注区域中的至少一些可以与所述一个或多个第一区域中的至少一些相同或重叠。
所述一个或多个关注区域的至少(i)1％、(ii)5％、(iii)10％、(iv)20％、(v)30％、(vi)40％、(vii)50％、(viii)60％、(ix)70％、(x)80％、(xi)90％、(xii)95％或(xiii)99％可以与一个或多个第一区域相同或重叠。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过分析样本的大部分或全部区域来以第一操作模式分析样本。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过分析样本区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％、或(vii)99％来以第一操作模式分析样本。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第一操作模式测量样本，其中带电液滴具有第一极性；和
(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域，其中带电液滴具有第二不同极性。
该装置可以被布置成并适于将溶剂离子引导到样本上。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第一操作模式测量样本，其中带电液滴包含第一溶剂或溶剂组分；和
(iii)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上来以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域，其中带电液滴包含第二不同的溶剂或溶剂组分。
第一和/或第二操作模式可以包括：
质谱(“MS”)操作模式；串联质谱(“MS/MS”)操作模式；一种操作方式，其中母离子或前体离子交替地碎裂或反应以产生碎片或产物离子，和非碎裂或反应或以较低程度碎裂或反应；多反应监测(“MRM”)操作模式；数据相关分析(“DDA”)操作模式；数据独立分析(“DIA”)操作模式；量化操作模式；或离子迁移谱(“IMS”)操作模式。
第一和/或第二操作模式可以包括：
(i)碰撞诱导解离(“CID”)操作模式；(ii)表面诱导解离(“SID”)操作模式；(iii)电子转移解离(“ETD”)操作模式；(iv)电子捕获解离(“ECD”)操作模式；(v)电子碰撞或撞击解离操作模式；(vi)光诱导解离(“PID”)操作模式；(vii)激光诱导解离操作模式；(viii)红外辐射诱导解离操作模式；(ix)紫外线辐射诱导的解离操作模式；(x)喷嘴﹣漏嘴接口碎裂操作模式；(xi)源内碎裂操作模式；(xii)源内碰撞诱导解离操作模式；(xiii)热碎裂操作模式；(xiv)电场诱导碎裂操作模式；(xv)磁场诱导碎裂操作模式；(xvi)酶消化或酶降解碎裂操作模式；(xvii)离子﹣离子反应碎裂操作模式；(xviii)离子﹣分子反应碎裂操作模式；(xix)离子﹣原子反应碎裂操作模式；(xx)离子﹣亚稳态离子反应碎裂操作模式；(xxi)离子﹣亚稳态分子反应碎裂操作模式；(xxii)离子﹣亚稳态原子反应碎裂操作模式；(xxiii)离子﹣离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxiv)离子﹣分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxv)离子﹣原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxvi)离子﹣亚稳态离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxvii)离子﹣亚稳态分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；(xxviii)离子﹣亚稳态原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；或(xxix)电子电离解离(“EID”)操作模式。
第二操作模式可以包括第一操作模式的优化版本。
控制系统可以被布置并适于基于在第一操作模式期间获取的信息来选择和/或优化第二操作模式。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)通过将带电液滴的喷雾引导到样本上和样本周围的一个或多个区域上来测量样本和样本周围的一个或多个区域。
样本可以安装在基板或载玻片上；和
控制系统可以被布置成并适于(i)测量包括样本的基板或载玻片的大部分或全部区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)测量包括样本的基质或载玻片的区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％、或(vii)99％。
控制系统可以被布置成或适于：
(ii)确定样本的一个或多个边界。
控制系统可以被布置成并适于：
(iii)以第二不同的操作模式来分析样本的大部分或全部区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)以第二不同操作模式来分析样本区域的至少(i)50％、(ii)60％、(iii)70％、(iv)80％、(v)90％、(vi)95％、或(vii)99％。
控制系统可以被布置成并适于：
(iii)仅以第二不同操作模式来分析样本。
控制系统可以被布置成并适于：
(ii)确定样本中具有一个或多个特定性质的一个或多个区域。
所述一个或多个特定性质可包括：(i)一个或多个组织学性质；(ii)一个或多个组织类型；(iii)一个或多个分子类型或类别；(iv)一个或多个关注离子；(v)一个或多个疾病类型；和/或(v)一个或多个药物或药物代谢物。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)以第一种操作模式来测量大部分或全部样本；
(ii)确定样本中的一个或多个关注区域；然后
(iii)以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(i)以第一种操作模式来测量部分样本；
(ii)确定部分样本中的一个或多个关注区域；和
当确定部分样本中的一个或多个关注区域时：
(iii)以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
控制系统可以被布置成并适于：
(iv)在(iii)以第二不同操作模式分析一个或多个关注区域之后，以第一操作模式来测量样本的另一部分(iv)。
带电液滴的喷雾可以被布置并适于产生分析物离子。
该设备可包括：
被布置并适于质量分析分析物离子或该分析物离子衍生的离子的装置。
该设备可包括：
被布置并适于确定分析物离子或该分析物离子衍生的离子的离子迁移率、碰撞截面或相互作用截面的装置。
控制系统可以被布置并适于在单个实验采集的过程中执行步骤(i)、(ii)和(iii)。
控制系统可以被布置并适于在没有用户交互的情况下自动执行步骤(i)和(iii)。
控制系统可以被布置并适于在没有用户交互的情况下自动执行步骤(i)、(ii)和(iii)。
控制系统可以被布置并适于在没有用户交互的情况下自动地将样本加载到设备中。
控制系统可以被布置并适于针对多个不同的样本而重复步骤(i)、(ii)和(iii)多次。
控制系统可以被布置并适于在没有用户交互的情况下针对多个不同的样本自动重复步骤(i)、(ii)和(iii)多次。
样本可包括：(i)组织切片；(ii)活的或非活的组织样本；和/或(iii)组织病理学样本。
该装置可以被布置成并适于在大约大气压下将带电液滴的喷雾引导到样本上。
该装置可以是解吸电喷雾离子化(“DESI”)离子源。
根据一方面，提供了一种电离样本的方法，其包括：
将带电液滴的喷雾引导到样本上；和
改变带电液滴的喷雾在与样本撞击的撞击点处的横截面积或斑点尺寸。
该方法可包括解吸电喷雾电离(“DESI”)方法。
根据一方面，提供了一种离子源，其包括：
被布置成并适于将带电液滴的喷雾引导到样本上的装置；
其中带电液滴的喷雾在与样本的撞击点处的横截面积或点尺寸是可变的。
离子源可包括解吸电喷雾离子化(“DESI”)离子源
附图说明
现在将仅通过示例并参考附图描述各种实施例，其中：
图1A示出了带电液滴喷雾以相对小的斑点尺寸被引导到样本上的实施例，其中，图1B示出了带电液滴喷雾以相对大的斑点尺寸被引导到样本上的实施例；
图2示出了一实施例，其中当载玻片加载到根据一实施例的系统上时，在载玻片上自动进行解吸电喷雾电离(“DESI”)全谱扫描；
图3示出了使用DESI的对图案化表面的模拟像素变化分析；
图4示出了如应用于药物代谢和药代动力学(“DMPK”)研究的实验工作流程；和
图5示出了根据一实施例的利用多分辨率成像方法的采集加速的模拟示例。
具体实施方式
本文公开的实施例提供了用于对样本成像的方法和设备，其中通过将带电液滴喷雾引导到样本上而以第一操作模式来测量样本(即，执行“全谱扫描”以产生“测量图像”)，基于从全谱扫描获得的数据(或基于对测量图像的分析)确定样本中的一个或多个关注区域，然后通过将带电液滴喷雾引导到样本上(即，进行随后的“分析扫描”以产生“分析图像”)而以第二不同操作模式来分析一个或多个关注区域。
根据各种实施例，可以通过在初始全谱扫描中识别一个或多个关注区域然后在分析扫描中仅分析识别的关注区域来缩短样本的总分析时间。例如，初始全谱扫描可以生成表示测量图像的数据(或者可以用于生成测量图像的数据)。可以使用对全谱扫描数据、测量图像或两者的分析来确定在随后的分析扫描中用于分析的关注区域。在一些实施例中，可以实时地或基本上实时地执行全谱扫描数据、测量图像或两者的分析，以识别在分析扫描中用于分析的一个或多个关注区域。
替代地或另外地，对全谱扫描中收集的数据的分析(可用于产生测量图像的第一操作模式)可以识别多于一个的关注区域。当基于全谱扫描识别出多于一个的关注区域时，第二操作模式(可用于产生分析图像的分析扫描)可扫描关注区域，例如，以更高分辨率和/或使用不同的条件。可以在适合于特定关注区域的不同条件下扫描由全谱扫描识别的每个关注区域。例如，可以基于对来自特定关注区域中的化合物的全谱扫描数据的识别来选择溶剂组分、斑点尺寸、分析或质谱(“MS”)模式或其他有用条件。
在一些实施例中，可以对每个识别的关注区域进行多次分析扫描。例如，多次分析扫描可以使用相同或不同的条件，如下文更详细讨论的那样，例如，不同的斑点尺寸、溶剂组分、分析或质谱(“MS”)模式，或其他有用的条件。
带电液滴的喷雾可以通过解吸电喷雾离子化(“DESI”)离子源产生，例如使得带电液滴和溶剂离子电喷雾到样本表面上。带电粒子对表面的撞击可以产生最初存在于表面上的材料的气态离子。然后可以分析这些离子以确定它们的质荷比和/或离子迁移率，或者确定质荷比和/或离子迁移率或者从初始离子衍生的离子(例如通过碎裂初始离子)等。
DESI在质谱成像的背景下特别令人关注，这是因为它可用于分析样本(例如组织切片)，同时使其几乎保持不变。因此，根据各种实施例利用DESI分析样本(例如组织切片)的特定益处是：DESI分析允许对样本(组织切片)的相同部分进行多次询问。许多其他类型的电离不是这种情况，例如基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)
因此，在各种实施例中，在第二操作模式中采样的一个或多个关注区域中的至少一些与在第一操作模式中采样的一个或多个区域中的至少一些相同或重叠。同样地，在各种实施例中，在第一操作模式中测量样本的大部分或全部区域，使得遗漏关注区域的可能性显着降低，同时又不影响后续扫描。
此外，解吸电喷雾离子化(“DESI”)是用于在环境条件下对表面进行质谱分析的通用电离技术，并且不需要例如样本处于真空或冷却下，也不需要耗时的样本制备步骤等。
根据本文描述的各种实施例，用于DESI分析(例如，在临床应用中)的采集时间和数据加载可以大大减少，并且可以最小化所需的用户输入量。
根据各种实施例，一个或多个样本可以安装在载玻片上。可以通过全谱扫描来测量包括一个样本或多个样本的载玻片的整个区域，以确定载玻片上的样本(多个样本)的一个边界或多个边界和/或样本内的一个或多个关注子区域。
在确定样本(多个样本)的一个边界或多个边界的情况下，随后的扫描可以指向仅包括该边界或该多个边界内的样本(多个样本)。该方法减少了成像实验所需的用户输入，并且特别是不需要例如光学图像配准的实验定义和关注区域定义。
在从全谱扫描确定样本内的一个或多个关注子区域的情况下，后续扫描可以指向仅包括一个或多个关注子区域内的样本。
通过确定样本的一个或多个区域是否包含一个或多个关注分子或离子，可以从全谱扫描确定一个或多个关注子区域，这可以指示：例如，样本中是否存在一种或多种组织类型，组织样本中是否存在一种或多种疾病，和/或组织样本中是否存在一种或多种药物或药物代谢物。
根据各种实施例，在分析之前将样本加载到仪器(例如，在载玻片上)中可以是自动化的。这在例如希望按顺序分析多个样本(例如，在多个载玻片上)的情况下特别有用。
在各种实施例中，全谱扫描(第一操作模式)可以包括低分辨率操作模式，并且后续扫描(第二操作模式)可以包括高分辨率操作模式。为了促进这一点，可以控制带电液滴喷雾的斑点尺寸以确定分辨率。在低分辨率操作模式中，可以控制带电液滴喷雾具有相对大的斑点尺寸，而在高分辨率操作模式中，可以控制带电液滴喷雾具有相对小的斑点尺寸。由于通过控制带电液滴喷雾的斑点尺寸来确定扫描的分辨率，因此在全谱扫描中丢失关注区域的可能性显着降低。
图1A和1B示出了装置1(例如，DESI离子源)布置成将带电液滴2的喷雾引导到样本3上的实施例。装置1由控制系统4控制以具有可变的喷雾斑点尺寸。例如，如图1A和1B所示，可以控制喷雾2具有相对小的斑点尺寸(图1A)或相对大的斑点尺寸(图1B)。
对于给定范围的气体压力和溶剂流量，可以控制和校准待分析样本3表面上的DESI喷雾2的斑点尺寸，使得通过这些参数的自动控制(仪器气体供应和板载流体或第三方硬件)，采集区域可以与原始成像实验的像素大小匹配。
全谱扫描(第一操作模式)可以附加地或替代地包括高速操作模式，并且随后的扫描(第二操作模式)可以包括低速操作模式。为了促进这一点，可以控制带电液滴喷雾在样本上扫描的速度或者相对于喷雾扫描样本的速度，和/或可以控制带电液滴喷雾被引导到样本的每个目标区域或像素的停留时间。在第一操作模式中，可以控制带电液滴的喷雾在样本的每个目标区域或像素处停留相对短的时间，而在第二操作模式中，可以控制带电液滴的喷雾在样本的每个目标区域或像素处停留相对长的时间。
因此，应当理解，在第一操作模式下测量样本所花费的总时间量将显著小于在第二操作模式下分析样本所花费的时间量。同样地，在第一操作模式中测量样本所花费的总时间量可以显著小于在第二操作模式中分析一个或多个关注区域所花费的时间量。
附加地或替代地，全谱扫描(第一操作模式)和随后扫描(第二操作模式)可以包括不同的操作分析模式，即仪器可以布置成使用不同操作模式来分析样本，以提供关于样本的不同组信息。
例如，全谱扫描(第一操作模式)可以包括其中使带电液滴的喷雾具有第一极性(例如，正或负)的操作模式，随后扫描(第二操作模式)可以包括其中使带电液滴的喷雾具有第二不同极性(例如，负或正)的操作模式。
附加地或替代地，全谱扫描(可用于产生全谱图像的第一操作模式)可包括其中带电液滴的喷雾包括第一溶剂或溶剂组分的操作模式，，以及随后扫描(可用于产生分析图像的第二操作模式)可包括，其中带电液滴的喷雾包含第二不同的溶剂或溶剂组分的操作模式。
例如，可以选择第一溶剂或溶剂组分和第二溶剂或溶剂组分以增强来自所需化合物类别的信号，例如，可以选择溶剂或溶剂组分的极性以增强来自所需化合物类别的信号。在一些示例性实施例中，可以选择第一溶剂或溶剂组分以从样本中可能存在的宽范围的化合物类别提供可接受的信号水平。在某些情况下，可以选择第二种溶剂或溶剂组分，以便为某些化合物提供增强的信号水平。例如，可以选择第二溶剂或溶剂组分以从预期存在于样本中或者基于从全谱扫描(第一个操作模式)获得的数据确定存在的关注化合物类别提供增强的信号水平。
在另一个示例性实施例中，可以选择第一溶剂或溶剂组分作为用于全谱扫描(第一操作模式)的破坏性较小的解决方案，从而允许来自后续扫描(第二操作模式)的改进结果。同样，在这样的示例性实施例中，可以选择第二溶剂或溶剂组分以从预期存在于样本中或者基于从全谱扫描(第一个操作模式)获得的数据确定存在的关注化合物类别提供增强的信号水平。
例如，二甲基甲酰胺(DMF)和水的溶液可用于增强低分子量化合物的信号，例如小代谢物、脂肪酸和脂肪酸二聚体。DMF:水溶剂溶液也可能比其他溶剂溶液破坏性更小。类似地，甲醇和水的溶液可用于增强诸如甘油磷脂的化合物的信号。在L.S.Eberlin等人的Biochimica et Biophysica Acta 1811(2011)946-960和A.Badu-Tawiah，J Am Soc MassSpectrom 2010,21,572-579中公开了有用的溶剂或溶剂组分物的其它示例，其内容和教导通过引用并入本文。
作为替代方案或附加方案，可选择第一溶剂或溶剂组分(在第一操作模式中使用)以为较大的斑点尺寸提供最佳条件。然后当基于第一操作模式的全谱扫描识别了关注区域时，可以调节或选择第二溶剂或溶剂组分以为较小斑点尺寸(例如适合于高分辨率扫描的斑点尺寸)提供最佳条件(可用于产生高分辨率分析图象)。
附加地或替代地，全谱扫描(第一操作模式)可以包括特定的操作分析模式(例如，质谱(“MS”)操作模式、串联质谱(“MS/MS”)操作模式”、碎裂操作模式等)和随后扫描(第二操作模式)可以包括不同的分析操作模式。
第二操作模式也可以包括第一操作模式的优化版本。在这些实施例中，可以基于从在第一操作模式中的全谱扫描获取的信息来选择和/或优化第二操作模式。例如，第一操作模式可以包括(质谱(“MS”))中性丢失测量，以识别潜在的关注位置，例如关注的药物的代谢物位置。第二操作模式可以包括在第一操作模式中识别的关注位置的高分辨率质谱(“MS”)成像，例如，关注的药物的代谢物位置的高分辨率质谱(“MS”)成像。
如上所述，对全谱扫描(可用于产生测量图像的第一操作模式)中收集的数据进行分析可以识别一个以上的关注区域。当基于全谱扫描识别出多于一个关注区域时，第二操作模式(可用于产生分析图像的分析扫描)可扫描关注区域，例如，以更高分辨率和/或使用不同的条件。可以在适合于给定关注区域的不同条件下扫描由全谱扫描识别的每个关注区域。例如，可以基于特定关注区域中的样本的识别来选择溶剂组分、斑点尺寸、分析或质谱(“MS”)模式或其他有用条件。
在一些实施例中，可以对每个识别的关注区域进行多次分析扫描。例如，多次分析扫描可以使用相同或不同的条件，如本文更详细讨论的那样，例如，不同的斑点尺寸、溶剂组分，分析或质谱(“MS”)模式或其他有用条件。
根据一实施例，具有待分析的组织样本的载玻片可以(手动或机器人)安装或装载到仪器中。然后可以例如在约1分钟的时间帧内进行整个载玻片的快速全谱扫描。初始快速扫描可用于定义载玻片上组织切片的边界。初始快速扫描还可用于创建一个或多个坐标列表以用于随后的分析分辨率扫描。
初始快速扫描步骤的实施可以在高质谱(“MS”)扫描速度(例如，每秒10次扫描)下实施，而同时使用相对大的分析喷雾斑点尺寸(例如，约1mm)。由于生物组织具有与基板(例如载玻片)显着不同的分子特征，因此组织样本可以容易地化学定位到载玻片上。这允许比在手动配准光学图像和定义区域所花费的时间更快地识别载玻片上的组织切片的位置。
因此，可以根据各种实施例执行的组合全谱扫描之后进行分析扫描的一个功能是使用快速初始扫描(例如，大约1分钟)来检测组织切片的边界。在识别出组织切片的边界之后，可以以期望的空间分辨率和/或期望的质谱扫描速度来分析组织切片。
应当理解的是当考虑甚至单个载玻片时，根据各种实施例的方法是有利的。然而，当该方法应用于其中可以将多个(例如，20个或更多个)载玻片布置成自动加载到系统中的该系统时，各种实施例的益处变得更加明显。根据各种实施例，载玻片可以在被加载到系统之前排队。
图2示出了根据一实施例的方法，其中当载玻片被加载到系统上或系统中时，在载玻片上自动执行初始DESI全谱扫描。由于组织与载玻片之间背景的差异，可以识别组织。然后可以在更小的像素尺寸下依序分析组织区域以获得组织学相关数据。
在图2所示的示例的情况下，进行初始全谱扫描，这耗费9min，并且以1mm×1mm的像素间隔进行，其中每个像素扫描0.2s，并且台移动速度为5mm/s。获得第一坐标列表区域和第二坐标列表区域。
除了该初始组织位置定位操作模式之外，还可以执行其他操作模式。例如，样本的图像(例如癌症相关活检切片，药物剂量小鼠切片或小鼠疾病模型切片)将包含分析人员不关注的区域。然而，根据传统方法，以原始的实验空间分别率为未关注区域成像，从而导致时间和数据存储资源的显着浪费。
公开了涉及基于初始全谱扫描而确定组织分类的实施例。可以以更高的分辨率或以不同的质谱(“MS”)操作模式(例如，可以采用不同的极性电离或MS/MS操作模式)自动重新分析组织切片。通过提供引导更高分辨率成像(或不同MS模式采集)的手段，可以显著节省时间和数据大小。
根据各种实施例，该系统可以最初利用相对大的DESI斑点尺寸进行操作，以在非常短的时间帧内进行初始扫描。可以使用特定组织类型或关注特定离子的特征谱的识别来标记大像素以为了进一步分析。
根据后采集方法，可以完成初始全谱扫描，然后可以为用户突出显示关注区域以然后例如以增大的空间分辨率来供选择和询问。例如，可以最初以1mm×1mm的像素间隔执行成像，然后可以使用50-100μm范围内的实质上更小的像素尺寸将注意力引导到特定区域上。因此，在分析一个或多个关注区域之前，可以首先测量所有样本。
根据飞行操作模式，系统可以在识别和泛洪填充模式下操作，其中一旦在全谱扫描中完全定义了离散区域，则可以在全谱扫描继续或恢复之前(例如以广泛光点分析)自动地对该特定区域进行成像，例如以更高的分辨率进行成像。
因此，在一些实施例中，可以测量样本的一部分，然后在测量样本的其余部分之前更详细地分析。一旦在全谱扫描中确定了关注区域，就可以在第二操作模式中对其进行分析。在以第二操作模式已经分析了关注区域之后，仪器可以返回到第一操作模式以继续和/或完成全谱扫描。
在一些示例性实施例中，测量样本、确定一个或多个关注区域以及分析样本的整个过程可以是自动化的，例如，无需与用户交互。然而，确定一个或多个关注区域还可以包括至少一些用户交互。例如，用户可以(例如，从全谱扫描数据、测量图像或两者)选择用于在第二操作模式中分析的一个或多个关注区域或者从已经自动识别的多个(潜在的)关注区域中选择用于在第二操作模式中分析的一个或多个关注区域。
在一些实施例中，可以实时地执行基于在全谱扫描中获取的数据的一个或多个关注区域(和/或第二操作模式的选择或优化)的确定(识别)。该确定或选择可以基于全谱扫描中的关注的特定样本或样本类型的标识。可以响应于在全谱扫描中，即，在数据定向分析(“DDA”)操作模式中识别关注的特定样本或样本类型，自动执行对一个或多个关注区域的分析。因此，例如，作为实时样本识别(“实时ID”)的结果，可以触发关注区域选择。
因此，可以(实时地)监测在全谱扫描中(在第一操作模式中)获取的数据，以便识别一个或多个关注的样本或样本类型，并且当识别了关注的一个或多个样本或样本类型时，则可以响应于该识别来(在第二操作模式中)分析一个或多个关注区域。
在各种实施例中，一个或多个关注区域的确定(和/或第二操作模式的选择或优化)可以基于对全谱扫描数据的多变量分析(例如主成分分析(“PCA”)识别)和/或区分已知组的方法(例如线性判别分析(“LDA”)识别)和/或模式匹配技术。
因此，在一些实施例中，可以对在全谱扫描期间针对样本的特定区域获得的一个或多个样本质谱进行多变量分析，以确定该区域是否是关注区域。
例如，可以使用主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)对针对特定区域获得的一个或多个样本质谱进行分类。在这些实施例中，可以执行用于已知物质(例如，不同组织类型)的训练数据的PCA以便定义合适的PCA空间，然后可以对PCA空间中的数据执行线性判别分析(LDA)，以为了识别物质类别。可以将源自一个或多个样本质谱的强度数据投影到PCA空间中，并对其根据距离(例如，平方马哈拉诺比斯(Mahalanobis)距离)分类到由LDA识别的物质类别。在一些实施例中，当针对该区域的一个或多个样本质谱计算的最短距离或多个最短距离是包含一种或多种特定的受关注物质的一个或多个类别时，可以将特定区域分类为受关注的。
在其他实施例中，可以对在全谱扫描期间针对样本的特定区域获得的一个或多个样本质谱进行模式匹配算法，以便确定该区域是否是受关注的。
例如，模式识别搜索算法(例如，如Waters'MicrobeLynxTM软件中所体现)可用于确定一个或多个样本质谱与存储在数据库中的已知物质的一个或多个质谱匹配的概率。在一些实施例中，当最高计算的一个匹配概率或多个匹配概率处于针对该区域的一个或多个样本质谱与数据库中关于一个或多个特定关注物质的一个或多个质谱之间时，可以将该区域分类为受关注的。
上述分类方法也可用于对在分析扫描期间获得的一个或多个样本质谱进行分类。因此，在一些实施例中，可以使用多变量分析(例如，PCA-LDA)对在分析扫描期间获得的一个或多个样本质谱进行分类。在其他实施例中，可以使用模式匹配算法(例如，Waters'MicrobelynxTM软件中体现的模式识别搜索算法)对在分析扫描期间获得的一个或多个样本质谱进行分类。
在进一步的实施例中，其他分类方法可以用于全谱扫描和/或分析扫描，例如：主成分分析(PCA)；概率PCA；增量PCA；非负PCA；内核PCA；簇类独立软模式法(SIMCA)；因子分析；递归分区(决策树)；随机森林；独立成分分析(ICA)；偏最小二乘判别分析(PLS-DA)；对潜在机构的正交(偏最小二乘)投影(OPLS)；OPLS判别分析(OPLS-DA)；线性判别分析(LDA)；增量LDA；最大间距准则(MMC)；支持向量机(SVM)；人工神经网络；多层感知器；径向基函数网络(RBF网络)；贝叶斯分析；聚类分析；核化方法；和/或前述分类方法的组合(例如，PCA-LDA，PCA-MMC，PLS-LDA等)。
在各种实施例中，在全谱扫描和分析扫描中收集的所有(例如，质谱)数据，可以存储在例如存储器中以供后续分析或以其他。
替代地，可以丢弃(不存储)全谱扫描数据(或测量图像)，并且(仅)可以存储分析扫描数据(即，关注区域的数据)。例如，全谱扫描数据(或测量图像)可用于确定将在一个分析扫描或多个分析扫描中扫描的关注区域，但是，一旦确定了关注区域，则全谱扫描数据(或测量图像)本身不需要存储。替代地，可以存储全谱扫描数据(或测量图像)，直到已经完成一个分析扫描或多个分析扫描，然后可以丢弃全谱扫描数据(或测量图像)。
附加地或替代地，可以存储每个像素的样本识别信息(例如，组织ID信息(诸如指示样本(组织)是否健康的信息)、疾病类型(例如癌症类型)和/或组织类型(例如血管、肌肉等))，并且可以丢弃用于进行样本识别的质谱数据的基础。用于优化数据存储的这种方法可以有利地减小所得数据文件的大小，否则其将相对较大。
图3示出了利用DESI的对图案化表面的模拟像素变化分析。进行初始实验，其中，像素尺寸为150×150μm。然后在每个连续步骤中将像素以2×2的组平均。图2展示了前五个主成分。
图3表明，通过对像素进行组合，主成分分析的结果与例如主成分5的左上方的小特征在除了最大像素尺寸(1200×1200μm)之外的所有像素中保持一致。
工作流程可以集成到采集软件中(图4)，其中可以实现稳健且有效的像素分类算法以处理来自初始粗略全谱扫描的数据，以便基于预选标准来定义以下实验。
图4显示了应用于药物代谢和药代动力学(“DMPK”)研究的实验工作流程。仅选择具有来自药物/代谢物的显着信号的区域以用于更高空间分辨率成像。
应当理解的是可以遵循不同的规则。例如，根据各种实施例，可以遵循以下规则：(i)可以仅对特定组织类型执行更高的空间分辨率成像；(ii)可以执行特定组织类型的双极性成像，例如，可以以第一极性操作模式执行初始全谱扫描，并且系统可以返回以在第二不同极性操作模式中分析指定的区域；(iii)为了确认目的，在全扫描期间发现母离子的区域的MS/MS图谱；(iv)不同的溶剂组分(利用二元溶剂泵)可用于不同的分子类别，例如，如上所述。
图5示出了模拟示例，其示出了根据实施例的与多分辨率成像一起显着改善采集时间的益处。如图5中所示的示例所示，如果需要在200μm分辨率的器官内确定药物的定位，则传统方法将花费一天时间进行分析。作为对比，根据一实施例，通过利用初始的1mm像素尺寸的全谱扫描之后是目标关注区域的目标200μm像素尺寸，分析时间可以显着缩短到仅2.5小时。
应当理解的是根据各种实施例的系统的操作模式的范围是相对多样的。例如，根据各种实施例，系统可以允许执行和分析3D成像实验，其依赖于各种载玻片上的一系列切片。
应当理解的是根据各种实施例，公开了一种对组织样本进行DESI电离的方法，其中使用可控的DESI采样点。根据各种实施例，可以取决于所收集的数据而以不同的速度和空间分辨率执行成像扫描，其具有减小采集时间和数据大小的显着益处。此外，各种实施例导致显着减少用户参与需求的过程。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (17)

1.一种分析样本的方法，包括：
（i）当喷雾在与样本的撞击点处具有第一横截面积或第一像素尺寸时，通过将带电液滴的喷雾引导到所述样本上，以及通过使所述带电液滴的喷雾以第一速度遍历扫描所述样本，以第一操作模式来测量所述样本以产生所述样本的测量图像；
（ii）从所述测量图像确定所述样本中的一个或多个关注区域；和
（iii）当喷雾在与样本的撞击点处具有第二不同横截面积或第二不同像素尺寸时，通过将带电液滴的喷雾引导到所述样本上，以及通过使所述带电液滴的喷雾以第二不同速度遍历扫描所述一个或多个关注区域，以第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域；
其中，将带电液滴的喷雾引导到所述样本上包括：使用解吸电喷雾电离DESI进行电离；
其中，第二不同横截面积小于第一横截面积，第二不同像素尺寸小于第一像素尺寸；
其中，第一速度大于第二速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：通过将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本的多个第一目标区域上来测量所述样本，其中所述带电液滴的喷雾被引导到所述多个第一目标区域中的每一个上持续第一停留时间；和
以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：通过将所述带电液滴的喷雾引导到所述一个或多个关注区域中的多个第二目标区域上来分析所述一个或多个关注区域，其中所述带电液滴的喷雾被引导到所述多个第二目标区域中的每一个上持续第二不同的停留时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：在第一时间段内以所述第一操作模式来测量所述样本；和
以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：在第二时间段内以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本的一个或多个第一区域上；和
以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述一个或多个关注区域上；
其中所述一个或多个关注区域中的至少一些与所述一个或多个第一区域中的至少一些相同或重叠。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：分析所述样本中的大部分或全部区域。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，其中所述带电液滴具有第一极性；和
以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，其中所述带电液滴具有第二不同极性。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中：
以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，其中所述带电液滴包含第一溶剂或溶剂组分；和
以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，其中所述带电液滴包含第二不同的溶剂或溶剂组分。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一操作模式和/或所述第二不同操作模式包括：（i）质谱（“MS”）操作模式；（ii）串联质谱（“MS/MS”）操作模式；（iii）其中母离子或前体离子交替地碎裂或反应以产生碎片或产物离子、以及不碎裂或反应或以较低程度碎裂或反应的操作方式；（iv）多反应监测（“MRM”）操作模式；（v）数据相关分析（“DDA”）操作模式；（vi）数据独立分析（“DIA”）操作模式；（vii）量化操作模式；或（viii）离子迁移谱（“IMS”）操作模式。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一操作模式和/或所述第二不同操作模式包括：（i）碰撞诱导解离（“CID”）操作模式；（ii）表面诱导解离（“SID”）操作模式；（iii）电子转移解离（“ETD”）操作模式；（iv）电子捕获解离（“ECD”）操作模式；（v）电子碰撞或撞击解离操作模式；（vi）光诱导解离（“PID”）操作模式；（vii）激光诱导解离操作模式；（viii）红外辐射诱导解离操作模式；（ix）紫外线辐射诱导解离操作模式；（x）喷嘴﹣漏嘴接口碎裂操作模式；（xi）源内碎裂操作模式；（xii）源内碰撞诱导解离操作模式；（xiii）热碎裂操作模式；（xiv）电场诱导碎裂操作模式；（xv）磁场诱导碎裂操作模式；（xvi）酶消化或酶降解碎裂操作模式；（xvii）离子﹣离子反应碎裂操作模式；（xviii）离子﹣分子反应碎裂操作模式；（xix）离子﹣原子反应碎裂操作模式；（xx）离子﹣亚稳态离子反应碎裂操作模式；（xxi）离子﹣亚稳态分子反应碎裂操作模式；（xxii）离子﹣亚稳态原子反应碎裂操作模式；（xxiii）离子﹣离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；（xxiv）离子﹣分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；（xxv）离子﹣原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；（xxvi）离子﹣亚稳态离子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；（xxvii）离子﹣亚稳态分子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；（xxviii）离子﹣亚稳态原子反应操作模式，其中离子反应形成加合物或产物离子；或（xxix）电子电离解离（“EID”）操作模式。
10.根据权利要求1或2所述的方法，还包括基于在所述第一操作模式期间获取的信息来选择和/或优化所述第二不同操作模式。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：通过将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上和所述样本周围的一个或多个区域上来测量所述样本和所述样本周围的所述一个或多个区域。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述样本安装在基板或载玻片上，并且以所述第一操作模式来测量所述样本的步骤（i）包括：测量包含所述样本的所述基板或载玻片的大部分或全部区域。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中确定所述样本中的一个或多个关注区域的步骤（ii）包括：确定所述样本的一个或多个边界。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：分析所述样本的大部分或全部区域。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中以所述第二不同操作模式来分析所述一个或多个关注区域的步骤（iii）包括：仅分析所述样本。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述样本中的一个或多个关注区域的步骤（ii）包括：确定所述样本中的具有一个或多个特定性质的一个或多个区域；
其中所述一个或多个特定性质包括：（i）一个或多个组织学性质；（ii）一个或多个组织类型；（iii）一个或多个分子类型或类别；（iv）一个或多个关注离子；（v）一个或多个疾病类型；和/或（v）一个或多个药物或药物代谢物。
17.一种用于分析样本的设备，包括：
被布置成并适于将带电液滴的喷雾引导到样本上的装置，其中所述装置包括解吸电喷雾电离DESI离子源；和
控制系统，其被布置成并适于：
（i）当喷雾在与样本的撞击点处具有第一横截面积或第一像素尺寸时，通过将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，以及通过使所述带电液滴的喷雾以第一速度遍历扫描所述样本，以第一操作模式测量样本以产生所述样本的测量图像；
（ii）从所述测量图像确定所述样本中的一个或多个关注区域；和
（iii）当喷雾在与样本的撞击点处具有第二不同横截面积或第二不同像素尺寸时，通过将所述带电液滴的喷雾引导到所述样本上，以及通过使所述带电液滴的喷雾以第二不同速度遍历扫描所述一个或多个关注区域，以第二不同操作模式分析所述一个或多个关注区域；
其中，第二不同横截面积小于第一横截面积，第二不同像素尺寸小于第一像素尺寸；
其中，第一速度大于第二速度。
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