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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung und ein Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren zur Verwendung bei zweidimensionaler Massenspektrometrie.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Bei zweidimensionaler Massenspektrometrie mittels eines Massenspektrometers lassen sich durch Analysieren einer Vielzahl von Stücken von Massenspektrometriedaten (d. h., Massenspektren), welche jeweils mit Positionsinformationen einer entsprechenden Position auf einer Probe verknüpft sind, Verteilungsinformationen (Massenabbildung) von Ionen mit einem bestimmten Massenbereich gewinnen. Der Massenbereich wird zum Beispiel auf die folgende Weise angegeben. Zuerst wird Massenspektrometrie für einzelne Mikrogebiete innerhalb eines bestimmten, auf einer Probe eingestellten zweidimensionalen Bereichs durchgeführt, um Massenspektren zu sammeln. Dann wählt ein Bediener eine interessierende Substanz, das heißt, einen Massenbereich, aus (siehe zum Beispiel
Japanisches Patent Nr. 5206790 ).
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Darüber hinaus wird das folgende Verfahren als ein Datenverarbeitungsverfahren für Massenspektren bei zweidimensionaler Massenspektrometrie offenbart. Speziell wird in einem Massenspektrum jedes einzelnen der Mikrogebiete nach einer Spitze mit der höchsten Signalstärke, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit auf die häufigste Substanz hinweist, gesucht. Dann wird aus den erfassten höchsten Signalstärken der größte Wert ermittelt. Eine Farbskala zum Anzeigen der Stärke wird so festgelegt, dass sie einem Bereich von null bis zum größten Wert entspricht. Für jedes Mikrogebiet wird gemäß der Farbskala eine der höchsten Signalstärke entsprechende Anzeigefarbe festgesetzt. Ein farbiges zweidimensionales Bild des gesamten oder eines Teils des zweidimensionalen Bereichs wird erzeugt und in einem Anzeigefenster angezeigt. Jedes Mikrogebiet, welches eine wahrnehmbare Menge Substanz enthält, ist ungeachtet der Art von Spitze, das heißt, der Art von Substanz im Massenspektrum des Mikrogebiets, in dem farbigen zweidimensionalen Bild (Bild der massenspektrometrischen Abbildung) deutlich dargestellt (siehe
japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-191222 ).
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Da ein Massenspektrum bei zweidimensionaler Massenspektrometrie zur Massenabbildung an vielen Positionen gemessen wird, um die Positionsauflösung zu verbessern, ist die für ein Massenspektrum aufzuwendende Messzeit (d. h. die Anzahl von Erfassungen) beschränkt. Aus diesem Grund hat jedes Massenspektrum einen geringen Rauschabstand (SNR). Darüber hinaus werden manchmal Störspitzen mit einer hohen Spitzenstärke erfasst. Andererseits ist eine einer zu analysierenden lokal vorliegenden Substanz entsprechende Spitze manchmal nicht so hoch.
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Wenn keine zu analysierende Substanz angegeben wird, muss durch Auswählen von genauer zu untersuchenden Spitzen aus verschiedenen Spitzen einschließlich Störspitzen in einer ungeheuren Anzahl von Massenspektren ein Massenbereich angegeben werden. Ein solches Verfahren ist nicht nur sehr umständlich, sondern findet auch manchmal nicht den Massenbereich auf, der analysiert werden soll.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung und ein Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren bereitzustellen, welche es ermöglichen, eine genauer zu untersuchende Spitze mühelos aus einer Vielzahl durch zweidimensionale Massenspektrometrie gewonnener Massenspektren auszuwählen.
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Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Datenanalyseeinheit enthält, welche ein Massenspektrum jedes einzelnen der Analyse-Targetgebiete innerhalb eines auf einer Probe eingestellten zweidimensionalen Bereichs verarbeitet. Die Datenanalyseeinheit gewinnt eine Vielzahl von Massenspektren, welche jeweils mit Positionsinformationen eines entsprechenden der Analyse-Targetgebiete verknüpft sind; erzeugt ein durchschnittliches Massenspektrum, welches ein Durchschnitt der Vielzahl gewonnener Massenspektren ist; extrahiert für jeden Massenbereich durch Vergleichen der Vielzahl gewonnener Massenspektren miteinander eine höchste Spitze und erzeugt ein durch die extrahierten höchsten Spitzen gebildetes maximales Massenspektrum; erzeugt ein ein Stärkenverhältnis des durchschnittlichen Massenspektrums zum maximalen Massenspektrum angebendes Stärkenverhältnisspektrum; und wählt eine Spitze in einem Bereich einer für das Stärkenverhältnisspektrum gesetzten Schwelle aus und gibt einen die Spitze enthaltenden Massenbereich an.
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Gemäß einem solchen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es möglich, eine genauer zu untersuchende Spitze mühelos aus einer Vielzahl durch zweidimensionale Massenspektrometrie gewonnener Massenspektren auszuwählen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaubild, welches eine eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthaltende Massenspektrometrie-Vorrichtung übersichtlich veranschaulicht.
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2 ist ein Ablaufplan, welcher ein Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren veranschaulicht, das durch die Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird.
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3 ist eine Zeichnung, welche durch die Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verarbeitende Massenspektren veranschaulicht.
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4 ist ein Schaubild, welches ein durch Mittelung über alle Massenspektren gewonnenes durchschnittliches Massenspektrum veranschaulicht.
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5 ist ein Schaubild, welches ein durch Extrahieren des größten Werts aus allen Massenspektren für jede Spitze und Auftragen der extrahierten größten Werte gewonnenes maximales Massenspektrum veranschaulicht.
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6 ist ein Schaubild, welches ein ein Stärkenverhältnis des durchschnittlichen Massenspektrums zum maximalen Massenspektrum angebendes Stärkenverhältnisspektrum veranschaulicht.
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7 ist ein Massenabbildungs-Schaubild, in welchem eine Spitzenstärke in einem angegebenen Massenbereich abgebildet wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung und ein Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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<<Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung>>
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1 ist ein Blockschaubild, welches eine eine Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthaltende Massenspektrometrie-Vorrichtung 1 übersichtlich veranschaulicht. Die in 1 veranschaulichte Massenspektrometrie-Vorrichtung 1 führt zweidimensionale Massenspektrometrie durch, bei welcher für jedes Analyse-Targetgebiet innerhalb eines auf einer Probe eingestellten zweidimensionalen Bereichs Massenspektrometrie durchgeführt wird. Die in dieser Massenspektrometrie-Vorrichtung 1 enthaltene Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung führt ein Massen-Datenverarbeitungsverfahren zum Gewinnen von Verteilungsinformationen von Ionen mit einem bestimmten Massenbereich für den auf der Probe eingestellten zweidimensionalen Bereich aus.
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Die Massenspektrometrie-Vorrichtung 1 enthält eine Analysatoreinheit 10, eine Steuereinheit 11, eine Datenanalyseeinheit 13, eine Speichereinheit 15, eine Bedieneinheit 17 und eine Anzeigeeinheit 19. Unter diesen Komponenten bildet die Datenanalyseeinheit 13 einen wesentlichen Teil der Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung. Einzelheiten dieser Komponenten werden im Folgenden beschrieben.
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[Analysatoreinheit 10]
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Die Analysatoreinheit 10 ist eine Einheit, welche eine Probe ionisiert, die dabei entstehenden Ionen entsprechend ihren Masse/Ladungs-Verhältnissen (m/z) trennt und die einzelnen Ionen erfasst. Die Analysatoreinheit 10 enthält eine Ionenquelle, einen Massenanalysator und einen Detektor. Die Analysatoreinheit 10 enthält insbesondere einen Tischantrieb, der einen Tisch, auf welchem eine zu analysierende Probe befestigt ist, hochgenau in Richtungen zweier Achsen x und y bewegt. Eine solche Konfiguration gestattet der Analysatoreinheit 10, Massenspektrometrie für einzelne Analyse-Targetgebiete innerhalb eines gegebenen, auf einer Probe eingestellten zweidimensionalen Bereichs durchzuführen und Massenspektren zu sammeln.
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Als die so konfigurierte Analysatoreinheit 10 kommt zum Beispiel ein Massenspektrometer, welches eine Probe mittels matrixunterstützter Laser-Desorption/Ionisation (MAIDI) ionisiert und ionisierte Substanzen entsprechend ihren Masse/Ladungs-Verhältnissen (m/z) mittels Flugzeit-Massenspektrometrie (TOFMS) trennt und erfasst, zum Einsatz.
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[Steuereinheit 11]
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Die Steuereinheit 11 steuert Vorgänge der Ionenquelle, des Massenanalysators, des Detektors und des Tischantriebs der Analysatoreinheit 10. Die Steuereinheit 11 bildet außerdem einen Teil der Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung.
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[Datenanalyseeinheit (Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung) 13]
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Die Datenanalyseeinheit 13 bildet den größeren Teil der Massenspektrometrie- Datenverarbeitungsvorrichtung. Die Datenanalyseeinheit 13 erhält nacheinander durch die Analysatoreinheit 10 erfasste Signale und wandelt die Signale in ein Massenspektrum um, welches eine Beziehung zwischen dem Masse/Ladungs-Verhältnis (m/z) und der erfassten Stärke der Signale veranschaulicht. Die Datenanalyseeinheit 13 erhält außerdem, als Positionsinformationen jedes Analyse-Targetgebiets innerhalb des auf der Probe eingestellten zweidimensionalen Bereichs, zum Beispiel Koordinaten der Position des Tischs von der Steuereinheit 11. Dann verknüpft die Datenanalyseeinheit 13 die Positionsinformationen jedes Analyse-Targetgebiets und ein durch Massenspektrometrie für das Analyse-Targetgebiet gewonnenes Massenspektrum miteinander und veranlasst sie die Speichereinheit 15, die Positionsinformationen und das Massenspektrum, welche miteinander verknüpft sind, zu speichern.
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Ferner führt die Datenanalyseeinheit 13 auf der Grundlage einer Vielzahl von Massenspektren, welche jeweils mit den Positionsinformationen des entsprechenden Analyse-Targetgebiets verknüpft sind, einen Prozess zum Extrahieren und Anzeigen einer Stärkeverteilung von Ionen mit einem bestimmten Massenbereich durch. Bei dieser Ausführungsform ist ein Inhalt dieses Prozesses bezeichnend. Einzelheiten des Inhalts dieses Prozesses werden im Folgenden bezüglich eines Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Datenanalyseeinheit 13 zum Beispiel ein Universal-Personal-Computer sein kann, in welchem Software zum Ausführen eines bezüglich des Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahrens im folgenden beschriebenen Verfahrens installiert ist.
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[Speichereinheit 15]
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Die Speichereinheit 15 speichert Positionsinformationen jedes Analyse-Targetgebiets und das entsprechende Massenspektrum, welche durch die Datenanalyseeinheit 13 miteinander verknüpft sind. Darüber hinaus speichert die Speichereinheit 15 verschiedene Arten durch den durch die Datenanalyseeinheit 13 durchgeführten Prozess gewonnener Daten. Die Speichereinheit 15 bildet außerdem einen Teil der Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsvorrichtung.
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[Bedieneinheit 17]
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Die Bedieneinheit 17 ist eine zum Eingeben verschiedener mit durch die Analysatoreinheit 10 durchgeführter Massenspektrometrie zusammenhängender Einstellungen und verschiedener mit einem durch die Datenanalyseeinheit 13 durchgeführten Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsprozess zusammenhängender Einstellungen verwendete Einheit. Die verschiedenen mit Massenspektrometrie zusammenhängenden Einstellungen enthalten zum Beispiel die mit dem zweidimensionalen Bereich, für welchen Massenspektrometrie durchgeführt wird, mit der Anzahl von Gebieten, in welche der eingestellte zweidimensionale Bereich unterteilt ist, und mit der für die Analyse in einem Teilgebiet aufzuwendenden Zeit zusammenhängenden. Darüber hinaus enthalten die verschiedenen mit einem Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsprozess zusammenhängenden Einstellungen zum Beispiel die mit einer unteren Schwelle und einer oberen Schwelle (später beschrieben) zusammenhängenden. Die Bedieneinheit 17 kann zum Beispiel eine Tastatur oder eine in die Anzeigeeinheit 19 integrierte Touch-Panel-Eingabeeinheit sein.
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[Anzeigeeinheit 19]
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Die Anzeigeeinheit 19 zeigt die verschiedenen mit der Bedieneinheit 17 eingegebenen Einstellungen und ein Ergebnis eines durch die Datenanalyseeinheit 13 durchgeführten Massenspektrometrie-Datenanalyseprozesses an. Die Anzeigeeinheit 19 zeigt außerdem ein mit einem Mikroskop (nicht gezeigt) gewonnenes mikroskopisches Bild der Probe an.
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<<Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren>>
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2 ist ein Ablaufplan, welcher ein durch die Datenanalyseeinheit 13 der Massenspektrometrie-Vorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform ausgeführtes Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren veranschaulicht. Das Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsverfahren wird unten gemäß dem Ablaufplan in 2 anhand von 1 und weiteren geeigneten Figuren beschrieben.
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Vor dem Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsprozess führt die Analysatoreinheit 10, auf eine Betätigung der Bedieneinheit 17 hin, Massenspektrometrie für jedes einzelne der Analyse-Targetgebiete innerhalb eines gegebenen zweidimensionalen Bereichs durch. Wie in 3 veranschaulicht, ist ein zweidimensionaler Bereich A in mehrere hundert bis mehrere zehntausend Analyse-Targetgebiete A(x, y) unterteilt, welchen jeweils Positionsinformationen (x, y) (wobei x = 1, 2, ... und y = 1, 2, ...) zugewiesen sind. Die Analysatoreinheit 10 führt nacheinander Massenspektrometrie für jedes dieser Analyse-Targetgebiete A(x, y) durch.
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Parallel zur Massenspektrometrie erhält die Datenanalyseeinheit 13 die Positionsinformationen (x, y) jedes einzelnen der Analyse-Targetgebiete A(x, y) von der Steuereinheit 11, verknüpft sie die Positionsinformationen (x, y) jedes Analyse-Targetgebiets A(x, y) mit einem mittels durch die Analysatoreinheit 10 für das Analyse-Targetgebiet A(x, y) durchgeführter Massenspektrometrie gewonnenen Massenspektrum S(x, y) und veranlasst sie die Speichereinheit 15, die Positionsinformationen (x, y) und das Massenspektrum S(x, y), welche miteinander verknüpft sind, zu speichern. Dann führt die Datenanalyseeinheit 13 den Massenspektrometrie-Datenverarbeitungsprozess auf die folgende Weise durch.
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<Schritt S1>
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Nach Beendigung der Massenspektrometrie erhält die Datenanalyseeinheit 13 in Schritt S1 die jeweils mit den Positionsinformationen (x, y) des entsprechenden Analyse-Targetgebiets A(x, y) verknüpften Massenspektren S(x, y). Diese Massenspektren S(x, y) sind eine Gruppe S von durch die Massenspektrometrie gewonnenen ursprünglichen Massenspektren. Zum Beispiel erscheinen Spitzen mit den folgenden Eigenschaften in diesen ursprünglichen Massenspektren S(x, y).
- [Spitze P1] Eine Spitze P1 erscheint in allen in 3 veranschaulichten Massenspektren S(x, y) stark um ein Masse/Ladungs-Verhältnis (m/z) 20 herum und weist mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine Matrix der Probe hin.
- [Spitze P2] Eine Spitze P2 erscheint in einigen in 3 veranschaulichten Massenspektren S(1, 2), S(2, 2), S(1, 3), ... um ein Masse/Ladungs-Verhältnis (m/z) 50 herum, und ihre Stärke ist manchmal höher als die der Spitze P1.
- [Spitze P3] Eine Spitze P3 erscheint in einigen in 3 veranschaulichten Massenspektren S(1, 1), S(2, 1), S(1, 2), ... um ein Masse/Ladungs-Verhältnis (m/z) 70 herum, und ihre Stärke ist niedrig.
- [Spitze P4] Eine Spitze P4 erscheint nur im in 3 veranschaulichten Massenspektrum S(1, 3) um ein Masse/Ladungs-Verhältnis (m/z) 80 herum, und ihre Stärke ist hoch. Die Spitze P4 ist mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Störspitze, welche wegen eines elektrischen Umstands der Vorrichtung sehr lokal auftritt.
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In diesem Fall ist es erwünscht, durch Konzentration auf die Spitzen P2 und P3, welche jeweils nur in einigen Massenspektren um die Masse/Ladungs-Verhältnisse (m/z) 50 und 70 herum erscheinen, Verteilungsinformationen zu gewinnen. Jedoch erhält man bei praktischer Massenspektrometrie die Massenspektren S(x, y) für mehrere hundert bis mehrere zehntausend Analyse-Targetgebiete A(x, y). Deshalb gibt es zu viele Massenspektren S(x, y) und ist es schwierig, genauer zu untersuchende Spitzen auszuwählen. Demgemäß wird Datenverarbeitung auf die folgende Weise durchgeführt.
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<Schritt S2>
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In Schritt S2 erzeugt die Datenanalyseeinheit 13 durch Mittelung über alle gewonnenen Massenspektren S(x, y) ein durchschnittliches Massenspektrum Save. 4 veranschaulicht das resultierende durchschnittliche Massenspektrum Save. Das durchschnittliche Massenspektrum Save ist ein Durchschnitt aller Massenspektren S(x, y) in der Gruppe S ursprünglicher Massenspektren.
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Wie in 4 veranschaulicht, ist im durchschnittlichen Massenspektrum Save die Stärke der Spitze P1, welche in fast allen ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheint, relativ hoch, wohingegen die Stärken der Spitzen P2, P3 und P4, welche nur in einigen Massenspektren S(x, y) erscheinen, relativ niedrig sind.
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<Schritt S3>
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In Schritt S3 vergleicht die Datenanalyseeinheit 13 alle gewonnenen Massenspektren S(x, y) miteinander, um die höchste Spitze in jedem Massenbereich zu extrahieren, und erzeugt sie ein durch die extrahierten höchsten Spitzen gebildetes maximales Massenspektrum Smax. Dieses maximale Massenspektrum Smax ist ein unter Verwendung der aus den jeweiligen Massenbereichen extrahierten höchsten Spitzen erstelltes Einzelspektrum und wird unter Verwendung des „Maximum-Pixel-Spectrum”-Verfahrens erzeugt. Es ist zu beachten, dass „Massenbereich” hierin jeden Bereich des Masse/Ladungs-Verhältnisses (m/z) bezeichnet. 5 veranschaulicht das resultierende maximale Massenspektrum Smax.
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Wie in 5 veranschaulicht, erhalten die Spitzen P1, P2 und P4, welche in beliebigen der ursprünglichen Massenspektren S(x, y) eine hohe Stärke haben, im maximalen Massenspektrum Smax die hohe Stärke aufrecht. Jedoch ist nicht erkennbar, ob jede der Spitzen P1, P2 und P4 in fast allen ursprünglichen Massenspektren S(x, y) oder nur in einigen der ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheint. Darüber hinaus hat die ursprünglich eine niedrige Stärke aufweisende Spitze P3 immer noch eine niedrige Stärke. Unterschiede zwischen der Spitze P3 und um Masse/Ladungs-Verhältnisse (m/z) 30, 40 und 60 herum liegende Störspitzen sind nicht erkennbar. Es ist zu beachten, dass Schritt S3 vor Schritt S2 durchgeführt werden kann.
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<Schritt S4>
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In Schritt S4 erzeugt die Datenanalyseeinheit 13 ein Stärkenverhältnisspektrum Save/max, welches ein Stärkenverhältnis des durchschnittlichen Massenspektrums Save zum maximalen Massenspektrum Smax angibt. Wie in 6 veranschaulicht, ist das Stärkenverhältnisspektrum Save/max ein durch Dividieren des durchschnittlichen Massenspektrums Save durch das maximale Massenspektrum Smax gewonnenes Spektrum. Die senkrechte Achse in 6 entspricht einem Verhältnis einer erfassten Stärke des durchschnittlichen Massenspektrums Save zu einer erfassten Stärke des maximalen Massenspektrums Smax, das heißt, einem Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum). Es ist zu beachten, dass die Anzeigeeinheit 19 durch die Steuereinheit 11 veranlasst wird, das durch die Datenanalyseeinheit 13 erzeugte Stärkenverhältnisspektrum Save/max anzuzeigen.
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Wie in 6 veranschaulicht, liegt das Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) der Spitze P1, welche in fast allen ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheint, im Stärkenverhältnisspektrum Save/max nahe 1. Da die Spitze P1 auch im in 5 veranschaulichten maximalen Massenspektrum Smax einen großen Wert hat, wird die Spitze P1 als eine Substanz, welche eine Matrix der Probe bildet, ermittelt.
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Die Verhältnisse erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) der Spitzen P2 und P3, welche in einigen der ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheinen, haben mäßige Werte kleiner als 1. Insbesondere was die Spitze P3, welche in einigen der ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheint und ursprünglich eine niedrige Stärke hat, anbelangt, ist es schwierig, die Spitze P3 vom Rauschen im in 4 veranschaulichten durchschnittlichen Massenspektrum Save und im in 5 veranschaulichten maximalen Massenspektrum Smax zu unterscheiden; jedoch scheint die Spitze P3 im in 6 veranschaulichten Stärkenverhältnisspektrum Save/max erkennbar ein mäßiges Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) zu haben.
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Im Gegensatz dazu hat die Spitze P4, welche nur in einer sehr kleinen Anzahl ursprünglicher Massenspektren S(x, y) erscheint, ein kleines Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum). Demgemäß sind Spitzen, welche nur in einigen der ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheinen, durch genaueres Untersuchen der Spitzen P2 und P3, welche mäßige Verhältnisse erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) haben, mühelos erkennbar.
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<Schritt S5>
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In Schritt S5 wählt die Datenanalyseeinheit 13 eine Spitze in einem Bereich einer Schwelle aus, welche für das Stärkenverhältnisspektrum Save/max gesetzt ist, und gibt sie einen die ausgewählte Spitze enthaltenden Massenbereich als einen zum Erzeugen von Daten verwendeten Massenbereich an.
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In diesem Schritt setzt die Datenanalyseeinheit 13 zuerst eine Schwelle für das Stärkenverhältnisspektrum Save/max. Als die Schwelle wird mindestens eine untere Schwelle Th1 gesetzt. Ferner kann eine obere Schwelle Th2 zusätzlich gesetzt werden. Die untere Schwelle Th1 und die obere Schwelle Th2 sind Werte, welche durch den Bediener, durch Überprüfen des Stärkenverhältnisspektrums Save/max an der Anzeigeeinheit 19, mit der Bedieneinheit 17 gesetzt und eingegeben werden.
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Von den Schwellen wird die untere Schwelle Th1 auf einen solchen Wert gesetzt, dass Rauschen um die Basislinie herum entfernt wird. Andererseits wird die obere Schwelle Th2 auf ein Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) gesetzt, welches kleiner als 1 ist, so dass eine Substanz, welche eine Matrix der Probe bildet, und eine Substanz, welche im gesamten zweidimensionalen Bereich A gleichmäßig verteilt ist, entfernt werden. Auf der Grundlage des in 5 veranschaulichten maximalen Massenspektrums Smax wird ermittelt, ob die entfernte Substanz eine Substanz ist, welche eine Matrix der Probe bildet.
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Es ist zu beachten, dass die untere Schwelle Th1 und die obere Schwelle Th2 nicht auf solche Einstellungen beschränkt sind. Zum Beispiel können die untere Schwelle Th1 und die obere Schwelle Th2 Werte sein, welche so eingestellt sind, dass die Anzahl von Spitzen mit einem in einem Bereich von der unteren Schwelle Th1 bis zur oberen Schwelle Th2 liegenden Spitzenwert kleiner als eine oder gleich einer angegebenen bestimmten Anzahl ist. Alternativ können die untere Schwelle Th1 und die obere Schwelle Th2 Werte sein, welche vorher eingestellt werden, ohne das Stärkenverhältnisspektrum Save/max zu überprüfen.
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In dem Fall, in welchem die untere Schwelle Th1 allein eingestellt wird, werden die Spitzen P1, P2 und P3 in einem Bereich der unteren Schwelle Th1 aus dem Starkenverhältnisspektrum Save/max ausgewählt. Diese Spitzen P1, P2, und P3 enthaltende Bereiche von Masse/Ladungs-Verhältnissen (m/z) werden jeweils als Massenbereiche R1, R2 und R3 interessierender Substanzen, für welche Verteilungsinformationen erzeugt werden sollen, angegeben. Hierin kann eine Spitze im Bereich der unteren Schwelle Th1 entweder eine die untere Schwelle Th1 übersteigende Spitze oder eine Spitze größer als die untere oder gleich der unteren Schwelle Th1 sein. Hierin werden die Massenbereiche R1, R2 und R3 zum Beispiel auf Bereiche, welche Spitzenbreiten (z. B. Halbwertsbreiten) mit den Spitzen P1, P2 beziehungsweise P3 in der Mitte enthalten, eingestellt.
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In dem Fall, in welchem die obere Schwelle Th2 zusammen mit der unteren Schwelle Th1 gesetzt wird, werden die Spitzen P2 und P3 in einem Bereich der oberen Schwelle Th2 weiter aus den auf der Grundlage des Bereichs der unteren Schwelle Th1 ausgewählten Spitzen P1, P2 und P3 ausgewählt. Diese Spitzen P2 und P3 enthaltende Bereiche der Masse/Ladungs-Verhältnisse (m/z) werden jeweils als die Massenbereiche R2 und R3 interessierender Substanzen, für welche Verteilungsinformationen erzeugt werden sollen, angegeben. Hierin kann eine Spitze im Bereich der oberen Schwelle Th2 entweder eine Spitze kleiner als die obere Schwelle Th2 oder eine Spitze kleiner als die obere oder gleich der oberen Schwelle Th2 sein.
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Es ist zu beachten, dass in dem Fall, in welchem die obere Schwelle Th2 gesetzt wird, Spitzen für eine Substanz, welche eine Matrix der Probe bildet, und eine Substanz, welche im gesamten zweidimensionalen Bereich A gleichmäßig verteilt ist, entfernt werden; jedoch braucht in dem Fall, in welchem es nicht notwendig ist, die Spitzen für diese Substanzen zu entfernen, die obere Schwelle Th2 nicht gesetzt zu werden.
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<Schritt S6>
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In Schritt S6 extrahiert die Datenanalyseeinheit 13 Spitzenstärken in den Massenbereichen R2 und R3, welche in Schritt S5 angegeben wurden, aus den ursprünglichen Massenspektren S(x, y) und erzeugt sie Daten, in welchen jede der extrahierten Stärken mit den Positionsinformationen (x, y) des entsprechenden Analyse-Targetgebiets A(x, y) verknüpft ist. Hierin werden Spitzenstärken in den angegebenen Massenbereichen R2 und R3 aus den ursprünglichen Massenspektren S(x, y), welche jeweils mit den Positionsinformationen (x, y) des entsprechenden Analyse-Targetgebiets A(x, y) verknüpft sind, extrahiert und werden Abbildungsdaten erzeugt, in welchen jede der extrahierten Spitzenstärken mit den Positionsinformationen (x, y) des entsprechenden Analyse-Targetgebiets A(x, y) verknüpft ist. Die Abbildungsdaten werden für jeden der angegebenen Massenbereiche R2 und R3 als die Verteilungsinformationen des Massenbereichs angebende Daten erzeugt. Es ist zu beachten, dass solche Abbildungsdaten in Übereinstimmung mit einem Massenabbildungs-Programm erzeugt werden.
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7 besteht aus Schaubildern, welche so erzeugte Abbildungsdaten des Massenbereichs R2 und Abbildungsdaten des Massenbereichs R3 in einem „Heat-Map”-Format darstellen. Diese Schaubilder sind durch Zuweisen verschiedener Farben zu den Spitzenstärken der angegebenen Massenbereiche R2 und R3 und Abbilden der Spitzenstärken in den entsprechenden, durch Unterteilen des zu analysierenden gegebenen zweidimensionalen Bereichs A mit einem Gitter erhaltenen Analyse-Targetgebieten A(x, y) gewonnene Massenabbildungs-Schaubilder (R2-Bild und R3-Bild). Die Schaubilder veranschaulichen Verteilungszustände den Massenbereichen R2 und R3 entsprechender Substanzen.
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<Vorteilhafte Auswirkungen der Ausführungsform>
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine ungeheure Anzahl durch zweidimensionale Massenspektrometrie gewonnener ursprünglicher Massenspektren S(x, y) verarbeitet und wird das oben beschriebene Stärkenverhältnisspektrum Save/max erzeugt.
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In diesem Stärkenverhältnisspektrum Save/max kann die Spitze P4, welche nur in einer sehr kleinen Anzahl ursprünglicher Massenspektren S(x, y) sehr lokal erscheint, im Wesentlichen so niedrig wie der Pegel des normalen Basislinien-Rauschens gemacht werden. Andererseits kann das Verhältnis erfasster Stärken (Durchschnitt/Maximum) der Spitze P1, welche in fast allen ursprünglichen Massenspektren S(x, y) erscheint, im Stärkenverhältnisspektrum Save/max in die Nähe von 1 gebracht werden.
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Demgemäß kann die Spitze P4, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Störspitze ist, durch Setzen der geeigneten unteren Schwelle Th1 für dieses Stärkenverhältnisspektrum Save/max von den Interessierende-Substanz-Kandidaten ausgeschlossen werden. Ferner kann die Spitze P1, die mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Substanz ist, welche eine Matrix bildet, durch Setzen der geeigneten oberen Schwelle Th2 für dieses Stärkenverhältnisspektrum Save/max von den Interessierende-Substanz-Kandidaten ausgeschlossen werden.
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Infolgedessen wird es leichter, die interessierenden Substanzen, für welche Abbildungsdaten aus der Vielzahl durch zweidimensionale Massenspektrometrie gewonnener ursprünglicher Massenspektren S(x, y) erzeugt werden sollen, auf die mit Substanzen, welche im zweidimensionalen Bereich A ungleichmäßig verteilt sind, zusammenhängenden Spitzen P2 und P3 einzugrenzen. Darüber hinaus kann außerdem, da es leichter wird, Rauschen auf der Grundlage eines beim Eingrenzen ausgewählten Bereichs zu entfernen, ohne die zur Analyse jedes Analyse-Targetgebiets A(x, y) aufzuwendende Zeit zu verlängern, die für zweidimensionale Massenspektrometrie aufzuwendende Gesamt-Analysezeit verkürzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5206790 [0002]
- JP 2011-191222 [0003]
