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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Massenspektrometer mit
einer MALDI-Ionenquelle (MALDI = matrix-assisted laser desoprtion/ionization
= Matrixunterstütze Laserdesorption/-Ionisation) zur Verwendung
bei der qualitativen oder quantitativen Analyse von Biopolymeren
oder sonstigen Proben.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
einem MALDI-Vorgang handelt es sich um ein Verfahren zur Verdampfung
oder Ionisation einer Probe, indem die Probe in eine Matrix (eine
Flüssigkeit, ein kristallines Gemisch oder ein Metallpulver),
die bei der Wellenlänge des verwendeten Laserlichts ein
Absorptionsband aufweist, untergemischt wird, die Matrix aufgelöst
und Matrix verfestigt wird und die Matrix dann mit Laserlicht bestrahlt
wird. Bei einem als MALDI-Vorgang klassifizierten Laserionsiationsverfahren
sind die Anfangsenergien während der Ionenerzeugung über
einen breiten Bereich verteilt. Demzufolge wird zur zeitlichen Fokussierung der
Verteilung in den meisten Fällen ein verzögerter Abzug
verwendet. Bei diesem Verfahren wird mit einer Verzögerung
von einigen hundert Nanosekunden nach der Laserbestrahlung eine
gepulste Spannung angelegt.
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Das
allgemeine Konzept der Anwendung eines verzögerten Abzugs
auf eine MALDI-Ionenquelle ist in 4 dargestellt.
Ein Analyt wird in eine Matrix (eine Flüssigkeit, ein kristallines
Gemisch oder ein Metallpulver) untergemischt und die Mischung wird aufgelöst
und verfestigt, wodurch eine Probe 12 erzeugt wird. Die
Probe 12 wird auf eine Probenplatte 11 aufgebracht.
Um den Zustand der Probe 12 beobachten zu können,
sind eine Linse 16, ein Spiegel 15 sowie eine
CCD-Kamera 17 vorhanden. Durch eine weitere Linse 13 und über
einen weiteren Spiegel 14 wird Laserlicht auf die Probe
gerichtet, wodurch die Probe verdampft oder ionisiert wird. Die
erzeugten Ionen werden durch an eine Zwischenelektrode 18 bzw.
eine Basiselektrode 19 angelegte Spannungen beschleunigt.
Die beschleunigten Ionen werden in einen (nicht dargestellten) Flugzeitmassenanalysator (TOF
mass analyzer, time-of-flight mass analyzer) eingebracht.
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In 4 ist
weiterhin eine Abfolge der Vorgänge zum Messen der Flugzeit
bei dem verzögerten Abzug dargestellt. Zunächst
werden die Zwischenelektrode 18 und die Probenplatte 11 auf
dasselbe Potential Vs gelegt. Dann wird das Potential Vs an der Zwischenelektrode 18 mit
hoher Geschwindigkeit und einer Verzögerung von einigen
hundert Nanosekunden gegenüber einem Signal eines (nicht
dargestellten) Lasers, das eine Laserschwingung anzeigt, auf ein
Potential V1 verändert. Folglich wird zwischen der Probenplatte 11 und
der Zwischenelektrode 18 ein Potentialgradient erzeugt,
um die erzeugten Ionen zu beschleunigen. Die Zeit, zu der die Flugzeitmessung
beginnt, wird mit der Zeit des Starts der Änderung der
an die Zwischenelektrode angelegten Spannung synchronisiert.
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Da
die Flugzeit der Ionen durch die Stärke des zwischen der
Probenplatte 11 und der Zwischenelektrode 18 erzeugten
elektrischen Beschleunigungsfeldes bestimmt wird, muss der Abstand
zwischen der Probenplatte 11 und der Zwischenelektrode 18 unabhängig
von der Position auf der Probenplatte 11 zu allen Zeiten
exakt der gleiche sein.
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In
einem Massenspektrometer bei dem in der Ionenquelle ein MALDI-Prozess
verwendet wird, besteht die Probenplatte 11 üblicherweise
aus einem leitenden Material wie beispielsweise Edelstahl, um ein
elektrisches Feld zu erzeugen, das die durch die Laserbestrahlung
erzeugten Ionen abzieht. In der Oberfläche der leitenden
Probenplatte 11 sind Markierungen eingraviert, um die Positionen
anzugeben, in die die Probe eingetropft wird. Die Anzahl der eingravierten
Markierungen beträgt üblicherweise 96 (12 Reihen × 8
Spalten), 384 (24 Reihen × 16 Spalten) oder 1536 (48 Reihen × 32
Spalten).
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Im
Betrieb wird die Probenplatte 11 mit den eingravierten
Markierungen, in die die Probe 12 eingetropft wurde, in
den Massenanalysator eingebracht. Die Tröpfchen der Probe 12 werden
mit Laserlicht bestrahlt, während die Oberfläche
der Probenplatte 11 mit der CCD-Kamera 17 beobachtet wird.
Auf diese Weise wird die Probe ionisiert. Daraufhin wird eine Massenanalyse
durchgeführt.
- Patentreferenz 1 = JP-A-2003-43014
- Patentreferenz 2 = JP-T-2003-534634
- Patentreferenz 3 = JP-A-2004-347524
- Patentreferenz 4 = JP-T-2005-513490
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Falls
jedoch eine Messung unter Verwendung mehrerer Probenplatten durchgeführt
wird, von denen jede viele eingravierte runde Markierungen für Proben
aufweist, können einige Probleme auftreten. Insbesondere
ist nicht bekannt, welche der Proben gemessen wird. Es ist nicht
bekannt, welche Probe auf welche Probenplatte aufgetropft wurde.
Es ist unmöglich, die Beziehung zwischen der verwendeten Probenplatte
und der durch die Messung erhaltenen Daten aufzufinden.
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Weiterhin
ist es, falls Probenplatten im Zustand mit aufgetropfter Probe gelagert
werden, notwendig, die Probenplatten einzeln handzuhaben, um zu
verhindern, dass die Messperson eine fehlerhafte Probenplatte verwendet.
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Darüber
hinaus ist die Oberfläche jeder Probenplatte uneben und
erzeugt Verzerrungen. Die Verzerrung liegt in der Größenordnung
von ±0,1 mm, kann jedoch die Massenauflösung und
die Massenachse beinträchtigen, was es unmöglich
macht, korrekte Massenspektren zu erhalten. Folglich ist es notwendig,
auf Basis von Informationen über die Verzerrung eine Massenkalibrierung
durchzuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine MALDI-Ionenquelle
zu schaffen, die sowohl die individuelle Handhabung von Probenplatten als
auch eine Massenkalibration, die auf Informationen über
eine Verzerrung der Probenplatten basiert, zu vereinfachen. Es ist
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Probenplatte
zur Verwendung in der MALDI-Ionenquelle bereitzustellen.
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Ein
Massenspektrometer, das mit einer MALDI-Ionenquelle ausgestattet
ist und das gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, führt eine Massenanalyse
durch, indem Punkte einer Probe zum Anhaften an verschiedenen Stellen
auf einer Oberfläche einer Probenplatte veranlasst, die
Probenpunkte der Reihe nach mit Laserlicht bestrahlt, um die Probenpunkte
zu ionisieren, die erhaltenen Probenionen in einen Massenanalysator zur
Aufnahme von Massenspektren eingebracht und die aus den Massenspektren
abgeleiteten Daten mittels eines Datenverarbeitungsbereichs ausgewertet werden.
Auf der Oberfläche der Probenplatte ist ein Code oder eine
Markierung ausgebildet, die Identifikationsinformationen über
die Probenplatte angibt, wobei der Code oder die Markierung durch
Auslesemittel ausgelesen werden können. Die durch die Auslesemittel
ausgelesenen Identifikationsinformationen über die Probenplatte
werden mit den Massenspektren kombiniert und in einem Speicher abgespeichert.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wirken die Auslesemittel auch als
Beobachtungsmittel zum Beobachten der Probenpunkte, die an verschiedenen
Stellen auf der Oberfläche der Probenplatte anhaften.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung werden die Massenspektren, die man
von den an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche der
Probenplatte anhaftenden Probenpunkten erhält, bezüglich
der Masse kalibriert, indem zuvor die Identifikationsinformationen über
die Probenplatte und Informationen über die Topographie
der Oberfläche der Probenplatte in eine Speichereinrichtung
des Massenspektrometers geschrieben werden, während die Identifikationsinformationen
und die Informationen über die Topographie in Korrespondenz
zueinander gebracht werden, die Informationen über die
Topographie der Oberfläche der Probenplatte basierend auf
den Identifikationsinformationen über die Probenplatte,
die von den Auslesemitteln ausgelesen wurden, aus der Speichereinrichtung
ausgelesen werden, um Informationen über die Höhe
der Stellen, an denen die Probenpunkte anhaften, zu erhalten, und die
Massenspektren hinsichtlich der Masse auf Basis der über
die Höhen erhaltenen Informationen kalibriert werden.
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Gemäß noch
einem weiteren Merkmal der Erfindung werden auf der Oberfläche
der Probenplatte Codes oder Markierungen ausgebildet, die Informationen über
die Topographie der Oberfläche der Probenplatte angeben,
wobei die Codes oder Markierungen durch die Auslesemittel ausgelesen
werden können. Basierend auf den von den Auslesemitteln
ausgelesenen Informationen über die Topographie der Oberfläche
der Probenplatte werden Informationen über die Höhen
der Stellen, an denen die Probenpunkte anhaften, ermittelt. Auf
Basis der ermittelten Informationen über die Höhen
werden die Massenspektren, die man von den an den verschiedenen
Stellen auf der Oberfläche der Probenplatte anhaftenden
Probenpunkte erhält, bezüglich der Masse kalibriert.
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Weiterhin
bietet die vorliegende Erfindung ein mit einer MALDI-Ionenquelle
ausgerüstetes Massenspektrometer, das dazu ausgelegt ist,
Massenanalysen durchzuführen, indem Probenpunkte dazu veranlasst
werden, an verschiedenen Stellen auf einer Oberfläche einer
Probenplatte anzuhaften, die Probenpunkte der Reihe nach mit Laserlicht
bestrahlt werden, um die Probenpunkte zu ionisieren, die erhaltenen
Probenionen in einen Massenanalysator eingebracht werden, um Massenspektren
der Probenpunkte zu erhalten, und die aus den Massenspektren abgeleiteten
Daten mittels eines Datenverarbeitungsbereichs verarbeitet werden.
Auf der Oberfläche der Probenplatte sind Codes oder Markierungen
ausgebildet, die Informationen über die Topographie der
Oberfläche der Probenplatte angeben. Es sind Auslesemittel
zum Auslesen der Codes oder Markierungen vorhanden. Der Datenverarbeitungsbereich
kalibriert die Massenspektren, die man von den an den verschiedenen
Stellen auf der Oberfläche der Probenplatte anhaftenden
Probenpunkte erhält, bzgl. der Masse, wobei dies auf den
Informationen über die Topographie der Oberfläche
der Probenplatte basiert, die von den Auslesemitteln ausgelesen werden.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung ermittelt der Datenverarbeitungsbereich
basierend auf den Informationen über die Topographie der Oberfläche
der Probenoberfläche, die von den Auslesemitteln ausgelesen
wurden, die Informationen über die Höhe an den
Stellen, an denen die Probenpunkte anhaften, und kalibriert die
Massenspektren auf Basis der korrespondierenden Datensätze
der ermittelten Informationen über die Höhe.
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Gemäß noch
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist auf der Oberfläche
der Probenplatte ein Code oder eine Markierung ausgebildet, die
Identifikationsinformationen über die Probenplatte angeben, wobei
der Code oder die Markierung durch die Auslesemittel ausgelesen
werden können. Die Massenspektren werden mit den von den
Auslesemitteln ausgelesenen Identifikationsinformationen über
die Probenplatte kombiniert und in einem Speicher abgespeichert.
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Weiterhin
schafft die vorliegende Erfindung eine Probenplatte zur Verwendung
in einem Massenspektrometer, das mit einer MALDI-Ionenquelle ausgerüstet
ist. Die Probenplatte weist Markierungen auf, die die Stellen angeben,
an denen die Probenpunkte zum Anhaften veranlasst werden, sowie
einen Code oder eine Markierung, die Identifikationsinformationen über
die Probenplatte angeben.
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Weiterhin
werden Codes oder Markierungen ausgebildet, die Informationen über
die Topographie der Oberfläche der Probenplatte angeben.
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Als
Code zur Angabe der Identifikationsinformationen über die
Probenplatte sowie als Codes zur Angabe der Informationen über
die Topographie der Oberfläche der Probenplatte kann ein
Barcode oder ein QR-Code (quick response code, ein zweidimensionaler
Barcode) verwendet werden.
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Eine
MALDI-Ionenquelle gemäß der vorliegenden Erfindung
dient zur Verwendung in einem Massenspektrometer, das Massenanalysen
durchführt, indem Probenpunkte dazu veranlasst werden, an
verschiedenen Stellen auf einer Oberfläche einer Probenplatte
anzuhaften, die Probenpunkte der Reihe nach mit Laserlicht bestrahlt
werden, um die Probenpunkte zu ionisieren, die erhaltenen Probenionen in
einen Massenanalysator eingebracht werden, um Massenspektren zu
erhalten, und die aus den Massenspektren abgeleiteten Daten mittels
eines Datenverarbeitungsbereichs verarbeitet werden. Auf der Oberfläche
der Probenplatte ist ein Code oder eine Markierung ausgebildet,
die Identifikationsinformationen über die Probenplatte
angeben, wobei der Code oder die Markierung von Auslesemitteln ausgelesen werden
können. Die von den Auslesemitteln ausgelesenen Identifikationsinformationen über
die Probenplatte werden mit den Massenspektren kombiniert und in
einem Speicher abgelegt. Folglich können eine MALDI-Ionenquelle
sowie Probenplatten bereitgestellt werden, die sowohl eine individuelle
Handhabung der Probenplatten, als auch eine Massenkalibrierung auf
Basis von Informationen über die Verzerrung der Probenplatten
erleichtert werden.
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Das
oben beschriebene erfindungsgemäße Massenspektrometer
ist mit einer MALDI-Ionenquelle ausgerüstet und dazu ausgelegt,
Massenanalysen durchzuführen, indem Probenpunkte dazu veranlasst werden,
an verschiedenen Stellen auf einer Oberfläche einer Probenplatte
anzuhaften, die Probenpunkte der Reihe nach mit Laserlicht bestrahlt
werden, um die Probenpunkte zu ionisieren, die erhaltenen Probenionen
in einen Massenanalysator eingebracht werden, um Massenspektren
der Probenpunkte zu erhalten, und die aus den Massenspektren abgeleiteten
Daten durch einen Datenverarbeitungsbereich verarbeitet werden.
Auf der Oberfläche der Probenplatte sind Codes oder Markierungen
ausgebildet, die Informationen über die Topographie der
Oberfläche der Probenplatte angeben. Zum Auslesen der Codes
oder Markierungen sind Auslesemittel vorhanden. Der Datenverarbeitungsbereich
kalibriert die Massenspektren, die man von den an den verschiedenen
Stellen auf der Oberfläche der Probenplatte anhaftenden
Probenpunkte erhält, auf Basis der von den Auslesemitteln
ausgelesenen Informationen über die Topographie der Oberfläche
der Probenplatte bzgl. der Masse. Folglich können eine
MALDI-Ionenquelle und Probenplatten bereitgestellt werden, die sowohl
eine individuelle Handhabung der Probenplatten, als auch eine auf
Informationen über Verzerrungen der Probenplatten basierende
Massenkalibration erleichtern.
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Die
erfindungsgemäße Probenplatte ist zur Verwendung
in einer MALDI-Ionenquelle ausgelegt und weist Markierungen auf,
die Stellen angeben, an denen die Probenpunkte zum Anhaften veranlasst werden,
sowie einen Code oder eine Markierung, die Identifikationsinformationen über
die Probenplatte angeben. Folglich können eine MALDI-Ionenquelle und
Probenplatten bereitgestellt werden, die sowohl eine individuelle
Handhabung der Probenplatten, als auch eine auf Informationen über
Verzerrungen der Probenplatten basierende Massenkalibration erleichtern.
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Diese
und weitere Aufgaben sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung deutlicher ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Es
zeigen:
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1:
eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Probenplatte,
wobei auch ein Teil der Platte in einem vergrößerten
Maßstab dargestellt ist;
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2:
ein vertikales Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen
MALDI-Ionenquelle;
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3:
ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Massenspektrometers;
und
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4:
ein schematisches Diagramm einer herkömmlichen MALDI-Ionenquelle.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Probenplatte, die zur Verwendung
in einer MALDI-Ionenquelle vorgesehen ist.
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Die
Probenplatte besteht aus Edelstahl. Mittels eines von einem YVO4-Lasers emittierten Lichts wurden 384 runde
Markierungen (16 Spalten (A–P) und 24 Reihen (1–24))
zur Aufnahme von Probentröpfchen eingraviert. Jede Markierung
hat einen Durchmesser von 2,5 mm. Weiterhin wurden durch den YVO4-Laser 96 runde Markierungen mit jeweils einem
Durchmesser von 2,5 mm zwischen die 384 runden Markierungen eingraviert.
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Entlang
des rechten Randbereichs der Probenplatte wurden durch den YVO4-Laser sechs Ziffern, die das Herstellungsdatum
angeben, sowie drei Ziffern, die die Losnummer angeben, eingraviert.
In dem in 1 dargestellten Beispiel sind
die neuen Ziffern 060727001 eingraviert, die angeben, dass es sich
bei der Platte um die erste Platte handelt, die am 27. Juli 2006
hergestellt wurde. Benachbart der neun Ziffern ist ein QR-Code (quick
response code) eingraviert, bei dem es sich um einen so genannten
zweidimensionalen Code handelt, der das Herstellungsdatum und die
Seriennummer des Herstellers symbolisiert. Die Ziffern können
durch eine Ausleseeinrichtung ausgelesen werden. In diesem Beispiel
wird ein QR-Code verwendet. Anstelle dessen können auch ein
Barcode oder eine Markierung verwendet werden. Der Barcode oder
die Markierung wird als Identifikationscode zur Identifikation der
Probenplatte verwendet.
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Informationen über
eine Verzerrung der Probenplatte, das heißt Informationen über
die Topographie der Probenplatte an den Stellen der einzelnen Probenpunkte,
sind in dem QR-Code, der das Herstellungsdatum und die Seriennummer
des Herstellers symbolisiert, aufgezeichnet. Wenn mittels Laserlicht
erzeugte Ionen beschleunigt und abgezogen werden, werden die Informationen über
die Verzerrung verwendet, um den Abstand zwischen der Probenplatte 11 und
der Zwischenelektrode 18 zu korrigieren.
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Da
der Abstand zwischen der Probenplatte 11 und der Zwischenelektrode 18 ungefähr
3 mm beträgt, wird bei einer Unebenheit von ±0,1
mm auf der Probenplatte 11 ein Fehler von ungefähr ±3%
in der Stärke des elektrischen Beschleunigungsfeldes erzeugt,
das zwischen der Probenplatte 11 und der Zwischenelektrode 18 anliegt.
Demzufolge werden vorab Informationen über die Topographie
(Verzerrung) der Probenplatte 11 in dem QR-Code abgelegt. Vor
der Ionisierung der Probe durch Laserbestrahlung werden die topographischen
Informationen über die Höhen der Stellen der Probenpunkte
durch die Ausleseeinrichtung aus dem QR-Code ausgelesen. Der mechanische
Fehler im Abstand zwischen der Probenplatte und der Zwischenelektrode
wird in eine Berechnungsformel eingesetzt, die zur Berechnung des
Massen-Ladungs-Verhältnisses aus den Flugzeiten der beschleunigten
Ionen verwendet wird. Folglich wird eine Massenkalibration durchgeführt.
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Eine
theoretische Kalibration, die tatsächlich auf einer Analyse
einzelner Parameter einschließlich der Abmessungen des
Geräts und der Beschleunigungsspannungen beruht, zeigt,
dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass eine Verringerung des Abstands
zwischen der Probenplatte 11 und der Zwischenelektrode 18 zu
einer Verkürzung der Flugzeit der Ionen führt
und umgekehrt. Diese Tendenz tritt unabhängig von der Art
der Ionen, der Art der Matrix und der Laserart auf. Folglich wird,
falls die vorliegende Ausführungsform implementiert wird
und auf konvexen Bereichen der Probenplatte angeordnete Probenpunkte
ionisiert werden, eine Massenkalibration dahingehend durchgeführt,
dass die Massen-Ladungs-Verhältnisse zunehmen, das heißt
es wird eine Korrektur zu höheren Flugzeiten durchgeführt. Falls
andererseits Probenpunkte auf konkaven Bereichen der Probenplatte
ionisiert werden, wird eine Massenkalibration in Richtung einer
Verringerung des Massen-Ladungs-Verhältnisses durchgeführt, das
heißt es wird eine Korrektur zu kürzeren Flugzeiten
durchgeführt.
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Mit
dieser Anordnung kann eine auf einem korrekten Elektrodenabstand
basierende korrekte Flugzeit erhalten werden, da Verzerrungen der
Probenplatte 11 korrigiert wurden. Folglich erhält
man massenkalibrierte, genaue Massen-Ladungs-Verhältnisse
von Ionen, die frei von mechanischen Fehlern sind.
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Die
Informationen über die Verzerrung (topographische Informationen)
der Probenplatte können auch nicht direkt auf der Oberfläche
der Probenplatte mittels Lasergravur eingebracht sein. Vielmehr
können die Informationen als elektronische Datei in einer Speichervorrichtung,
wie beispielsweise einer Festplatte, innerhalb des Massenspektrometers
aufgezeichnet sein, wobei die Datei mit den Identifikationsinformationen über
die Probenplatte korrespondiert. Wenn die Identifikationsinformationen
auf der Oberfläche auf der Probenplatte durch die Ausleseeinrichtung
ausgelesen werden, kann die elektronische Datei auf Basis der Identifikationsinformationen
direkt aus der Speichervorrichtung gelesen werden.
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2 zeigt
eine Ausführungsform einer MALDI-Ionenquelle gemäß der
vorliegenden Erfindung. Die Ionenquelle hat eine Vakuumkammer 1,
in der ein Kreuztisch 6 angeordnet ist. Die Probenplatte 4 ist
auf dem Kreuztisch 6 angeordnet. Ein Gerät 2 (beispielsweise
eine CCD-Kamera) zur Beobachtung der Oberfläche der Probenplatte
und zum Auslesen der ID-Informationen ist gegenüber des
Kreuztisches 6 angeordnet. Wird der Kreuztisch 6 in
den X-Y-Richtungen verfahren, so liest das Beobachtungs- und Auslesegerät 2 die
ID-Informationen über die Probenplatte 4.
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Das
Beobachtungs- und Auslesegerät 2 liest den QR-Code,
in dem die Verzerrungsinformationen über diese spezielle
Probenplatte aufgezeichnet sind, nach dem Auslesen der ID-Informationen über die
Probenplatte 4 aus. Zur selben Zeit werden Probenpunkte 5,
die in die runden Markierungen auf der Oberfläche der Probenplatte 4 eingetropft
sind, beobachtet.
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Wie
zuvor bzgl. der Informationen über die Verzerrung (topographischen
Informationen) der Probenplatte 4, kann auch der QR-Code
nicht direkt auf der Oberfläche der Probenplatte 4 mittels
Lasergravur abgelegt sein, sondern kann als elektronische Datei
in einer (nicht dargestellten) Speichervorrichtung, wie beispielsweise
einer Festplatte, innerhalb des Massenspektrometers abgelegt sein,
wobei er mit den ID-Informationen über die Probenplatte 4 korrespondiert.
Wenn die ID-Informationen auf der Oberfläche der Probenplatte 4 durch
das Beobachtungs- und Auslesegerät 2 ausgelesen
werden, kann die elektronische Datei auf Basis der ausgelesenen ID-Informationen
direkt aus der Speichervorrichtung gelesen werden.
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An
der Wandoberfläche der Vakuumkammer 1, auf der
das Beobachtungs- und Auslesegerät 2 angeordnet
ist, ist in einer Position, die geringfügig aus der das
Beobachtungs- und Auslesegerät 2 und den Kreuztisch 6 verbindenden
Achse verschoben ist, ein Laser 3 zum Ionisieren der Probenpunkte 5 angeordnet.
Die Oberfläche jedes Probenpunkts 5 wird mit dem
Licht des Lasers 3 bestrahlt. Als Ergebnis wird der Probenpunkt 5 ionisiert
oder verdampft.
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Zur
Vereinfachung der Darstellung der wesentlichen Bereiche sind in 2 die
Zwischenelektrode und die Basiselektrode, die zum Erzeugen eines elektrischen
Beschleunigungsfelds zum Abzug der erzeugten Probenionen von der
Oberfläche der Probenplatte 4 in Richtung des
Analysators des Massenspektrometers notwendig sind, nicht dargestellt.
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Es
wird angemerkt, dass 2, lediglich eine schematische
Darstellung ist.
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Es
ist klar, dass die räumlichen Beziehungen zwischen dem
Beobachtungs- und Auslesegerät 2, dem Laser 3,
der Probenplatte 4 und dem Kreuztisch 6 unter
Verwendung von Linsen, Spiegeln sowie weiterer Bauteile in geeigneten
Kombinationen vielfältig modifiziert werden können.
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In
dem in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Massenspektrometer ist hinter einer MALDI-Ionenquelle 20 ein
Massenanalysator 21, wie beispielsweise ein Flugzeit-Massenanalysator
zum Erfassen von Ionen-Massenspektren angeordnet. Hinter dem Massenanalysator 21 ist
ein Datenverarbeitungsbereich 22, wie beispielsweise ein
Computer, zur Kalibration der durch den Massenanalysator 21 erhaltenen
Massenspektren bzgl. der Masse angeordnet. Hinter dem Datenverarbeitungsbereich 22 ist zur
Abspeicherung der sich ergebenen Daten gemeinsam mit Probenbildern
und der bildlich erfassten Probenplatten-ID ein Speicherbereich 23,
wie beispielsweise eine Festplatte, angeordnet.
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In
dem Speicherbereich 23 sind die Verzerrungsinformationen
(topographische Informationen) über die Probenplatte derart
abgespeichert, dass die Verzerrungsinformationen zu den ID-Informationen über
die Probenplatte korrespondieren. Wenn die ID-Informationen über
die Probenplatte von der Ausleseeinrichtung ausgelesen werden, werden
die Verzerrungsinformationen auf Basis der ausgelesenen ID-Informationen
aus dem Speicherbereich 23 in den Datenverarbeitungsbereich 22 eingelesen
und zur Massenkalibration der durch den Massenanalysator 21 erhaltenen
Massenspektren verwendet.
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In
dem Datenverarbeitungsbereich 22 werden ein erstes Softwareprogramm 24 sowie
ein zweites Softwareprogramm 25 geladen. Das erste Softwareprogramm 24 wird
dazu verwendet, den ID-Code auf der Oberfläche der Probenplatte 4,
der aufgenommen und bildlich erkannt wird, zu dekodieren und um
den dekodierten ID-Code gemeinsam mit den durch eine Messung oder
eine Analyse erhaltenen Daten in den Speicherbereich 23 abzuspeichern. Das
zweite Softwareprogramm 25 wird dazu verwendet, die Massenspektren
anhand des Barcodes, des QR-Codes, der Markierungen oder der in
dem Speicherbereich 23 abgespeicherten Informationen über
die Verzerrung der Oberfläche der Probenplatte 4 bzgl.
der Masse zu kalibrieren. Die vorliegende Ausführungsform
wird in der folgenden Abfolge verwendet:
- 1.
Eine aus der Probe und der Matrix bestehende Mischungslösung 5 wird
gemäß der Markierungen auf die Probenplatte 4 aufgetropft.
- 2. Die Probenplatte 4 wird in die Vakuumkammer 1 des
Massenspektrometers eingebracht und auf dem Kreuztisch 6 gehalten.
- 3. Der Barcode oder QR-Code auf der eingebrachten Probenplatte 4 wird
von dem Probenplatten-ID-Code-Beobachungsgerät 2 erfasst
und der ID-Code der Platte wird ausgelesen. Zu dieser Zeit können
gleichzeitig auch Informationen über Verzerrungen der Platte 4 gelesen
werden.
- 4. Die Probenplatte 4 wird unter Verwendung des Kreuztisches 6 in
X-Richtung und Y-Richtung verschoben, während die Oberfläche
der Platte 4 durch das Beobachtungsgerät 2 beobachtet
wird. Auf diese Weise wird nach einem erwünschten aufgetropften
Probenpunkt 5 gesucht.
- 5. Der Probenpunkt 5 wird mit dem von dem Laser 3 abgegeben
Licht bestrahlt, um den Probenpunkt 5 zu ionisieren. In
dem Massenanalysator des Massenspektrometers wird eine Messung für
eine Massenanalyse gestartet.
- 6. Basierend auf dem Ergebnis des Auslesens des Barcodes oder
QR-Codes, in dem Informationen über die Verzerrung der
Probenplatte 4 aufgezeichnet sind, werden die durch den
Massenanalysator erhaltenen Massenspektren bzgl. der Masse kalibriert,
wobei das zusätzliche Softwareprogramm des Datenverarbeitungsbereichs
des Massenspektrometers verwendet wird. Weiterhin werden Probenbilder
und bildlich erfasste Probenplatten-ID-Codes abgespeichert und mit
den durch die Messung oder die Analyse erhaltenen Daten kombiniert.
Die sich ergebenen Daten werden in der Speichervorrichtung, wie
beispielsweise einer Festplatte, abgespeichert.
- 6'. Gemäß einem unterschiedlichen Verfahren werden
vorab die Informationen über die Verzerrung der Probenplatte 4 in
eine Beziehung mit den Informationen über die Platten-ID
gebracht und als elektronische Datei in dem Speichergerät,
wie z. B. einer Festplatte, abgespeichert. Abhängig von
den ausgelesen Platten-ID-Informationen werden die entsprechenden
Verzerrungsinformationen als elektronische Datei ausgelesen. Die durch
den Massenanalysator erhaltenen Massenspektren werden unter Verwendung
des zusätzlichen Softwareprogramms des Datenverarbeitungsbereichs
des Massenspektrometers bzgl. der Masse kalibriert. Probenbilder
und bildlich erfasste Probenplatten-ID-Informationen werden mit
den durch eine Messung oder eine Analyse erhaltenen Daten kombiniert
und in der Speichervorrichtung, wie beispielsweise einer Festplatte, abgespeichert.
- 7. Der Kreuztisch wird bewegt. Ähnliche Vorgänge werden
an einem anderen Probenpunkt 5 durchgeführt. Die
Messungen für eine Massenanalyse werden fortgesetzt.
- 8. Nach Beendigung aller Messungen für eine Massenanalyse
wird die Probenplatte 4 aus der Probenkammer 1 des
Massenspektrometers entfernt. Der Probenplatten-ID-Code auf der
Platte 4 wird an einer Lagerstelle ausgelesen, abgespeichert
und dort gelagert.
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Somit
wird ein Barcode, QR-Code oder eine Markierung, in denen ein Probenplatten-ID-Code oder
Informationen über Verzerrungen der Probenplatte abgespeichert
sind, unter Verwendung eines MALDI-Vorgangs direkt in die leitende
Probenplatte eingraviert. Dies ermöglicht eine individuelle
Handhabung der Probenplatten. Im Ergebnis kann bei der Lagerung
von Proben eine Verwechslung oder ein Verlust derselben vermieden
werden.
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Weiterhin
werden automatisch Informationen über die sich in Messung
befindenden Probenplatten erfasst. Die erfassten Informationen werden
zusammen mit den durch die Messungen erhaltenen Daten abgespeichert.
Dies erleichtert es, die für die Messungen verwendeten
Probenplatten zu beurteilen.
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Weiterhin
können Massenspektren auf Basis von Informationen über
Verzerrungen der Probenplatten bzgl. der Masse kalibriert werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann in einem großen Anwendungsbereich
in Massenspektrometern, die mit MALDI-Ionenquellen ausgestattet
sind, verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2003-43014
A [0007]
- - JP 2003-534634 T [0007]
- - JP 2004-347524 A [0007]
- - JP 2005-513490 T [0007]