DE2718880A1

DE2718880A1 - Analysis of biological specimens by ionising heat-decomposition prods. - with three-dimensional plotting of results giving reproducible results

Info

Publication number: DE2718880A1
Application number: DE19772718880
Authority: DE
Inventors: Terence H Risby; Iii Alfred L Yergey
Original assignee: Chemetron Corp
Current assignee: Chemetron Corp
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1977-11-24
Also published as: JPS611708B2; JPS531081A; JPS52138992A; CA1082311A

Abstract

Samples are heated in an identical pattern with a non-isothermal, time-dependant temp. graph, to decompose then and produce the thermal decomposition products. Products are ionised to produce minimum destruction and the ions current corresp. to the different mass-charge ratios of the decomposition products are detected adn recorded for each specimen as a three-dimensional array of a very large number of current values. This corresponds to all detectable mass-charge ratios within a specific range. Recording is carried out for a large number of successive intervals of time during the heating process. One dimension of each three-dimensional array corresponds to the ion currents, the second to the mass charge ratio and the third to the temp-time function. Representative values of the recorded three-dimensional array for each specimen are correlated with representative values of the arrays for the other specimens. Method is esp. for investigating specimens comprising lymphocytes, luecozytes, phagozytes, erythrocytes and thrombocytes, bacteria, yeasts, moulds fungi viruses and single-cell organisms.

Description

Verfahren zur Untersuchung biologischer Proben Methods for examining biological samples

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung verschiedener bekannter oder unbekannter Produkte, die bei der thermischen Zersetzung biologischer Proben entstehen, bei dem man (a) die Proben erhitzt, um sie zu zersetzen und dabei die thermischen Abbauprodukte zu erzeugen, (b) die thermischen Abhauprodukte mit einer eine minimale Zerstörung derselben hervorrufendenMethode ionisiert, (c) die den verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnissen der thermischen Abbauprodukte entsprechenden Ionenströme nachweist und (d) diese Ionenströme für jede Probe registriert.The invention relates to a method for examining various known or unknown products involved in the thermal decomposition of biological Samples are created by (a) heating the samples to decompose them and thereby to generate the thermal breakdown products, (b) the thermal breakdown products with a method causing minimal destruction of the same ionizes, (c) the corresponding to the various mass-to-charge ratios of the thermal degradation products Detects ion currents and (d) registers these ion currents for each sample.

Die thermischen Abbauprodukte werden also mit anderen Worten massenspektrometrisch untersucht.In other words, the thermal degradation products become mass spectrometric examined.

Es sind bereits verschiedene Methoden zur Untersuchung thermischer Abbauprodukte biologischer Proben mit llilfe der Masse spektrometrie bekannt. Die im folgenden zitierten Literaturstellen beschreiben solche Verfahren: 1. .L.C.rreuzelaar et al, "A Technique for Fast and Reproducible Fingerprinting of Bacteria by Pyrolysis Mass Spectrometry;, Analytical Chemistry, Band 45, Nr. 3, März 1973, Seiten 587 ff.; 2. John P.Anhalt et al, "Identification of Bacteria Using Mass Spectrometry", Analytical Chemistry, Band 47, Nr. 2, Februar 1975, Seiten 219 ff; 3. flenry L.Friedman et al, Vortrag vor der American Chemical Society, Second Western Regional Meetings, 16. bis 19. Oktober 1966, zusammengefasst in Chemical & Engineering News, September 1966, Ttiermochimica Acta 1, (1970), Seiten 199 ff bei 223-224 und Thermal Analysis, 1 (1969) Seiten 405 ff bei 408-409.There are already various methods of studying thermal Degradation products of biological samples with the help of mass spectrometry are known. the References cited in the following describe such processes: 1. .L.C.rreuzelaar et al, "A Technique for Fast and Reproducible Fingerprinting of Bacteria by Pyrolysis Mass Spectrometry ;, Analytical Chemistry, Vol. 45, No. 3, March 1973, pp. 587 ff .; 2. John P. Anhalt et al, "Identification of Bacteria Using Mass Spectrometry", Analytical Chemistry, Volume 47, No. 2, February 1975, pages 219 ff; 3. Flenry L. Friedman et al, Presentation to the American Chemical Society, Second Western Regional Meetings, October 16-19, 1966, summarized in Chemical & Engineering News, September 1966, Ttiermochimica Acta 1, (1970), pages 199 ff at 223-224 and Thermal Analysis, 1 (1969) pages 405 ff at 408-409.

Bekannte Anwendungen des massenspektrometrischen Untersuchungsverfahrens bei anderen Substanzen sind in den folgenden Literaturstellen beschrieben: 4. Everett K. Gibson, Jr., et al, "Thermogravimetric-(?uadrupole Mass-Spectrometric Analysis of Geochemical Samples", Thermochimica Acta, 4 (1972) Seiten 49 ff; 5. Everett K.Gibson Jr., Thermal Analysis-Mass Spectrometer Computer System and its Anplication to the Evolved Gas Analysis of Regen River Schale and Lunar Soil Samples", Thermochimica Acta, 5 (1973), Seiten 243 ff und 6. Alfred L.Yergey et al, "Nonisothermal Kinetics Studies of the llydrodesulfurization of Coal", Industrial & Engineering Chemistry, Process Design & Development, Band 13, Juli 1974, Seiten 233 ff.Known applications of the mass spectrometric examination method for other substances are described in the following references: 4. Everett K. Gibson, Jr., et al, "Thermogravimetric - (uadrupole Mass-Spectrometric Analysis of Geochemical Samples ", Thermochimica Acta, 4 (1972) p. 49 ff; 5. Everett K. Gibson Jr., Thermal Analysis-Mass Spectrometer Computer System and its Anplication to the Evolved Gas Analysis of Regen River Shell and Lunar Soil Samples ", Thermochimica Acta, 5 (1973), pages 243 ff and 6. Alfred L. Yergey et al, "Nonisothermal Kinetics Studies of the Llydrodesulfurization of Coal," Industrial & Engineering Chemistry, Process Design & Development, Volume 13, July 1974, Pages 233 ff.

Wie allgemein in den unter (1) und (2) aufgeführten Literaturstellen beschrieben ist, hentitzen bekannte Methoden zur Erzeugung von Messwerten für Bakterienproben die folgenden Verfahrensschritte: Man erhitzt die zu untersuchende Probe und erzeugt dadurch eine Reihe von thermischen Abbauprodukten, man ionisiert diese Produkte und weist die verschiedenen l!erten des Masse-Ladungs-Verhältnisses dieser Abbauprodukte zugeordneten Ionenströme mit Hilfe eines Massenspektrometers nach. Die erhaltenen Werte des Ionenstromes werden registriert.As generally in the literature references listed under (1) and (2) is described, there are known methods for generating measured values for bacterial samples the following process steps: The sample to be examined is heated and produced thereby a series of thermal degradation products, these products are ionized and shows the various values of the mass-to-charge ratio of these degradation products associated ion currents with the help of a mass spectrometer. The received Ion current values are recorded.

In Literaturstelle (2) wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Probe sich in einem Schmelzpunkt-Kapillargefäss befindet und in eine Ionenquelle eingeführt wird, die auf eine Temperatur von 300 bis 3500 C erwärmt ist. Tn der Literaturstclle (1) wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem ferromagnetische Drähte mit einem Curie-Punkt von 5100 zur Erwärmung der Probe verwendet werden. Aus der Literaturstelle (3) geht hervor, dass die Untersuchung von Bakterien unbefriedigende Ergebnisse gegeben hat, wie es beispielsweise in der Zusammenfassung in dem Artikel in der Zeitschrift Thermal Analysis ausgeführt ist.In reference (2) a method is described in which the Sample is in a melting point capillary and in an ion source is introduced, which is heated to a temperature of 300 to 3500 C. Tn the Literature reference (1) describes a method in which ferromagnetic Wires with a Curie point of 5100 for heating the sample used will. From reference (3) it emerges that the study of bacteria has given unsatisfactory results, for example in the summary detailed in the article in the journal Thermal Analysis.

Auf Seite 590 gibt die Literaturstelle (1) den hinweis, dass lonisierungsverfahren nützlich sein können, die nur eine geringe Zerstörung der zu ionisierenden Moleküle hervorrufen. Als solche Ionisationsverfahren kann die Feldionisation, die chemische Ionisation oder die Niederspannungs-Elektronenstossionisation verwendet werden. In diesem Zusammenhang wird weiter auf die US-Patentschrift 3 555 272 verwiesen, die die chemische Ionisation ausführlich beschreibt.On page 590, reference (1) indicates that ionization processes can be useful that only minimal destruction of the molecules to be ionized cause. Field ionization, the chemical Ionization or low-voltage electron impact ionization can be used. In this connection, reference is made to U.S. Patent 3,555,272, which describes chemical ionization in detail.

In den Literaturstellen (4) und (5) wird gemeinsam die Verwendung der Massenspektrometrie zum Nachweis und zur Identifizierung von Gasen verwendet, deren Spektren bekannt sind und die von bestimmten geochemischen Proben ausgesandt werden. In der Literaturstelle (6) werden kinetische Studien an Schwefelwasserstoffgas beschrieben, das aus nicht-isotherm erhitzter Kohle entwickelt wird. Die Spektren des Schwefelwasserstoffes sind an sich bekannt.In references (4) and (5), the common use is used in mass spectrometry for the detection and identification of gases, whose spectra are known and those emitted by certain geochemical samples will. In reference (6), kinetic studies on hydrogen sulfide gas described, which is developed from non-isothermally heated coal. The spectra of hydrogen sulfide are known per se.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein massenspektrometrisches Nachweisverfahren für hiologische Proben derart zu verfeinern, dass die Unterscheidung und/oder Identifikation einer unbekannten, untersuchten Probe möglich wird.The invention is based on the object of a mass spectrometric Refine detection methods for hiological samples in such a way that the distinction and / or identification of an unknown, examined sample becomes possible.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man (c) jcde Probe in identischer Weise mit einem nicht-isothermen, zeitabhängigen Temperaturverlauf erhitzt, (f) für jede einzel nie Probe ein drei dreidimensionales Array einer grossen Anzahl von Ionenstromwerten aufnimmt und registriert, welche Ionenstromwerte im wesentlichen allen nachweisbaren Masse-Ladungs-Verhältnissen innerhalb eines bestimmten Bereiches und fiir eine grosse Zahl während des zeitabbhängigen Erhitzungsvorganges nacheinanderliegender Zeitpunkte entsprechen, wobei eine Dimension jedes dreidimensionalen Arrays die Ionenströme, die zweite die Masse-Ladungs-Verhältnisse und die dritte die eine Funktion der Zeit bildende Probentemperatur dargestellt, und (g) repräsentative Werte der für jede Probe aufgenommnen dreidimensionalen Arrays mit repräsentativen Werten der fiir die anderen Proben aufgenommenen dreidimensionalen Array korreliert.This object is achieved according to the invention in the method described at the outset solved by one (c) each sample in an identical manner to a non-isothermal, time-dependent temperature profile heated, (f) for each individual Never sample a three-dimensional array of a large number of ion current values records and registers which ion current values are essentially all detectable Mass-to-charge ratios within a certain range and for a large one Number of points in time during the time-dependent heating process correspond, where one dimension of each three-dimensional array is the ion currents, the second is the mass-to-charge ratio and the third is a function of time forming sample temperature, and (g) representative values of the for each Sample recorded three-dimensional arrays with representative values of the fiir correlated the other samples recorded three-dimensional array.

Die Erfindung geht von der neuen Feststellung aus, dass bei einer allmählichen, in immer gleichem Zeitablauf erfolgenden Erhitzung bakterieller oder anderer komplexer biologischer Proben diese sich in einer reproduzierbaren Weise zersetzen.The invention is based on the new finding that in a gradual heating of bacterial or other complex biological samples use these in a reproducible manner decompose.

Auf dieser reporduzierbaren, stufenweise erfolgenden Zersetzung basiert das erfindungsgemässe Verfahren.Based on this reproducible, gradual decomposition the inventive method.

Mit diesen Verfahren lassen sich insbesondere Bakterien, I,ymphozyten und andere weiße J3lutzellen vorteilhaft untersuchen, jedoch ist diesc Untersuchungsmethode nicht auf die genannten Substanzen beschränkt.With this method, in particular bacteria, lymphocytes and other white blood cells to be examined advantageously, but this is an examination method not limited to the substances mentioned.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werte jeder Probe vor der Durchführung der Korrelation in repräsentative zweidimensionale Arrays für jeweils ein bestimmtes Masse-Ladungs-Verhältnis umgeformt werden, in denen eine Dimension die Ionenströme und die andere die Probentemneratur dargestellt.It is particularly advantageous if the values of each sample are carried out before the test the correlation in representative two-dimensional arrays for each one specific Mass-to-charge ratio are transformed in which one dimension is the ion currents and the other shows the sample temperature.

Dieses Verfahren ist erfolgreich zur Unterscheidung bestimmter Bakterien und bestimmter Lymphozyten verwendet worden. Mit seiner hilfe kann man auch biologische Organismen wie liefern, Schimmelpilze, Pilze, Viren oder Finzeller sowie biologische Gewebe wie Lymphozyten, Leukozyten, Phagozyten, Erythrozyten oder Thrombozyten untersuchen.This method is successful in distinguishing certain bacteria and certain lymphocytes have been used. With its help you can also use biological Organisms such as deliver, molds, fungi, viruses or Finzeller as well as biological Examine tissues such as lymphocytes, leukocytes, phagocytes, erythrocytes or platelets.

Beispielsweise ist es mit diesem Verfahren gelungen, individuelle Spezies eines gemeinsamen Bakterienstammes durch korrelation der Ionenstromspektren bei einem bestimmten Masso-Ladungs-Verhältnis, (M/e 549 im vorliegenden Beispiel) zu unterscheiden, nämlich die Spezies Arthrobacter Oxydans und Arthrobacter Globiformis. Um eine ausreichende Differenzierung der verschiedenen Spektren zu erreichen, kann es notwendig sein, mehrere Spektren bei verschiedenen Masse-Ladungs-Verheiltnissen zu korrelieren.For example, this method has made it possible to create individual Species of a common bacterial strain through correlation of the ion current spectra at a certain masso-charge ratio, (M / e 549 in this example) differentiate between the species Arthrobacter Oxydans and Arthrobacter Globiformis. In order to achieve a sufficient differentiation of the various spectra, it may be necessary to have several spectra at different mass-to-charge ratios to correlate.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der UnteranspriIche und in diesen niedergelegt.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims and laid down in these.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der n;iheren Erläuterung. Ps zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens; Fig. 2 ein2 perspektivische Ansicht eines speziellen, helzbaren Prohenkopfes zur Verwendung in der in Fi(j. 1 dargestellten Vorrichtung; Fig. 3 bis 6 granhische Darstellungen tynischer, bei der Durchfiihrung des erfindungsgemässen Verfahrens erhältlicher Daten, die zur rrleichterung der Klassifizierung und Identifizierung biologischer Proben verwendet werden können; Fig. 7 bis 10 den Gesamtionenstrom als Funktion der Zeit oder der Temt)eratur sowie als Beispiel ein im Bereich des Anstiegs des Gesamtionenstromes als Funktion der Zeit oder der Temperatur aufgenommenes lonenmassenspektrum für zwei verschiedene Bakterien, wie sie sich bei der Durchfiihrung des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben; Fig. 11 bis 20 Darstellungen relativer Ionenstromintensitäten als Funktion der Zeit oder der Temperatur ftir verschiedene spezifische lonenmassen fiir zehn verschiedene untersuchte Bakterien; Fig. 21 ein schematisches Blockdiagramm zur beispielhaften Darstellun. der Auswertung der hei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erhaltenen Werte zur Klassifizierung und Unterscheidung unbekannter Bakterien und Fig. 22 eine schematische Darstellung einer Stammgruppierungsfolge zum Sortieren der in Tabelle 1 genannten zehn Bakterienarten nach Stämmen.The following description of preferred embodiments of the invention serves to explain it in connection with the drawing. Ps show: Fig. 1 is a schematic block diagram of a device for carrying out the inventive Procedure; Fig. 2 is a perspective view of a special, heatable prohen head for use in the device shown in Fig. 1; Figs. 3 to 6 granhic Representations more typical when carrying out the method according to the invention available data to facilitate classification and identification biological samples can be used; 7 to 10 show the total ion current as a function of time or temperature as well as an example in the area of Increase in the total ion current recorded as a function of time or temperature Ion mass spectrum for two different bacteria, as they are when performing result of the inventive method; 11 to 20 representations of relative Ionic current intensities as a function of time or temperature for various specific ion masses for ten different bacteria examined; Fig. 21 a schematic block diagram for exemplary representation. the evaluation of the hei values obtained when carrying out the process according to the invention to the Classification and differentiation of unknown bacteria and FIG. 22 a schematic Representation of a stem grouping sequence for sorting the ones mentioned in Table 1 ten types of bacteria by strain.

In Fig. 1 ist in Blockdiagrammform eine konventionelle Apparatur dargestellt, mit der das wesentlich verbesserte erfindungsgemässe Werfahren durchgeführt werden kann. t)ie Anparatur umfasst ein Quadrupolmassenspektrometer 100, vorzugsweise ein BIOSPECT-Massenspektrometer mit chemischer Ionisation, das bischer von der Scientific Research Instruments Corporation of Baltimore, Maryland, USA in den Handel gebracht wurde und jetzt von deren Nachfolger, der Chemetron Corporation, Medical Products Division, vertrieben wird. Dieses Spektrometer hat eine chemische Ionisationsquelle 102, einen Ionenanalysierdetektor 104 sowie einen heizbaren Festkörpermesskopf 106, der eine Probe in der festen Phase aufheizen kann. an dem rlesskopf 106 ist in nicht dargestellter Weise ein elektischer Heizer eingebaut. Dem Spektrometer 100 ist in üblicher Weise ein Steuerpult 108 zugeordnet.In Fig. 1, a conventional apparatus is shown in block diagram form, with which the substantially improved method according to the invention can be carried out can. t) The equipment comprises a quadrupole mass spectrometer 100, preferably a BIOSPECT mass spectrometer with chemical ionization, that little bit from Scientific Research Instruments Corporation of Baltimore, Maryland, USA was and now by its successor, the Chemetron Corporation, Medical Products Division, is distributed. This spectrometer has a chemical ionization source 102, an ion analysis detector 104 and a heatable solid-state measuring head 106, which can heat up a sample in the solid phase. on the rless head 106 is not in an electric heater installed in the manner shown. The spectrometer 100 is in Usually a control desk 108 is assigned.

Wie bei solchen Massenspektrometern mit chemischer Ionisation üblich, bei denen die zu ionisierenden Ausgangsionen nur unerheblich zerbrochen werden, ist ein Reagenzgaseinlaß 110 für ein geeignetes Reagenzgas vorgesehen, für das Methandampf, Wasserdampf oder ein anderes Reagenzgas verwendet werden kann.As usual with such mass spectrometers with chemical ionization, in which the starting ions to be ionized are only slightly broken, a reagent gas inlet 110 is provided for a suitable reagent gas for the methane vapor, Steam or another reagent gas can be used.

In dem bevorzugten BIOSPECT-Spektrometer wird das Reagenzgas im Inneren der Ionisationsquelle 102 derart geleitet, dass es über die Spitze des Messkopfes 106 strömt und dabei die dort gebildeten Molekularbruchstücke direkt von der Spitze des Messkopfes 106 in ein Gehiet mitnimmt , in dem diese Bruchstücke im Inneren der Ionisationsquelle 102 ionisiert werden.In the preferred BIOSPECT spectrometer, the reagent gas is inside of the ionization source 102 guided in such a way that it over the top of the measuring head 106 flows and the molecular fragments formed there directly from the tip of the measuring head 106 into a housing in which these fragments are ionized inside the ionization source 102.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist eine Thermoelementausgangsleitung 112 vom Messkopf 106 mit einem Eingang eines Komparators 114 verbunden, dessen anderer Eingang mit einem Funktionssignalgenerator 116 verbunden ist. Die Temperatur des Messkopfes 106 wird auf diese Weise mit einer zeitabhängigen Funktion verglichen, die vorher festgelegt wird und nicht-isotherm ist. Es handelt sich vorzugsweise um eine linear ansteigende Funktion. Jede Abweichung der gemessenen Temperatur erzeugt am Komparator 114 ein Ausgangssignal, das einer Heizenergieversorgung 118 zugeftihrt wird, die die elektrische Energie für den nicht dargestellten Heizer liefert. Dadurch wird die Zufuhr elektrischer Energie zu dem Heizer so erhöht oder erniedrigt, wie es nötig ist, um die Temperatur des Messkopfes 106 und damit die Temperatur der im Messkopf 106 angeordneten Probe in der Weise ansteigen zu lassen, wie es durch die vom Generator 116 erzeugte Funktion vorgegeben ist.As shown in FIG. 1, a thermocouple output lead is 112 connected from the measuring head 106 to one input of a comparator 114, the other Input is connected to a function signal generator 116. The temperature of the Measuring head 106 is compared in this way with a time-dependent function, which is predetermined and is not isothermal. It is preferably a linearly increasing function. Any deviation in the measured temperature is generated at the comparator 114 an output signal which is fed to a heating energy supply 118 which supplies the electrical energy for the heater, not shown. Through this the supply of electric power to the heater is increased or decreased as it is necessary to determine the temperature of the measuring head 106 and thus the temperature of the to let the sample arranged in the measuring head 106 rise in the manner as it is through the function generated by the generator 116 is specified.

Die elektrischen Ausgangssignale des Spektrometers werden einem konventionellen Aufnahmesystem 122 zugeführt, das mittels einer konventionellen Steuereinheit 124 gesteuert wird,und dieses Aufnahmesystem nimmt die den analysierten und nachgewiesenen Ionen entsprechenden ausgewählten Daten auf. Der Steuereinheit 124 können eine Kathodenstrahlanzeigeeinheit und ein Schreiber 126 zugeordnet sein. Geeignete Geräte sind im Handel beispielsweise von den Firmen Systems Industries of Sunnyvale, California, USA, Hewlett-Packard und der Kerns-Grunpe erhältlich.The electrical output signals of the spectrometer are conventional Recording system 122 supplied, which is controlled by means of a conventional control unit 124 is controlled, and this recording system takes the analyzed and proven Ions corresponding to selected data. The control unit 124 can be a cathode ray display unit and a writer 126 associated therewith. Suitable devices are commercially available, for example from Systems Industries of Sunnyvale, California, USA, Hewlett-Packard and the Kerns-Grunpe available.

In Fig. 2 ist ein statt des heschriehenen Messkopfes verwendbarer Probenkopf dargestellt, der zwei vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellte Halbzylinder 200 und 202 umfasst.In FIG. 2, a measuring head can be used instead of the one shown here Probe head shown, the two preferably made of stainless steel Half cylinder 200 and 202 includes.

Diese weisen in gleicher Weise halbkreisförmige Ausnehmungen 204 und 206 auf, die einen Tiohlraum zur Aufnahme eines kleinen, die in fester Phase vorliegende Probe enthaltenden Glaszylinders 208 bilden. Eine vorzugsweise aus Kovar bestehende Scheibe 210 am unteren Ende des Glaszylinders 208 ist als Heizelement ausgebildet. Auf der Unterseite dieser Scheibe 210 ist in deren Mitte ein Thermoelement 216 mittels Punktschweissung befestigt, das durch geeignete Öffnungen 220 im Messkopf geführte elektrische Zuleitungen 218 aufweist. Die Heizleitungen 212 und 214, die gleichzeitig zur Positionierung des Vorderteils des Probenkopfes dienen, bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl eines bestimmten Durchmessers (20 gauge).These have semicircular recesses 204 and in the same way 206 on, which has a tiohlraum to accommodate a small, which is present in solid phase Forming sample containing glass cylinder 208. One preferably made of Kovar Disk 210 at the lower end of the glass cylinder 208 is designed as a heating element. On the underside of this disk 210, a thermocouple 216 is in the middle Fixed spot weld, which is guided through suitable openings 220 in the measuring head having electrical leads 218. The heating cables 212 and 214 working simultaneously serve to position the front part of the probe head are preferably made made of stainless steel of a certain diameter (20 gauge).

In dem bevorzugten Ausführungsbeisniel hat das Vorderteil des Probenkopfes einen Durchmesser von etwa 3,96 mm. Der Schlitz zwischen den beiden Halbzylindern hat eine Höhe von etwa 4,45 mm und eine Breite von etwa 3,35 mm. Die Scheibe oder das Heizelement hat eine Dicke von etwa 0,038 mm.In the preferred embodiment, the front part of the probe head a diameter of about 3.96 mm. The slot between the two half cylinders has a height of about 4.45 mm and a width of about 3.35 mm. The disc or the heating element has a thickness of about 0.038 mm.

Wenn entweder die in Fig. 1 dargestellte oder irgendeine andere Apparatur zur Bestimmung korrelierter Daten verschiedener thermischer Zersetzungsprodukte biologischer Proben verwendet werden, dann wird insoweit ein bekanntes Verfahren verwendet, als jede Probe erwärmt und dabei derartig zersetzt wird, dass verschiedene thermische Zersetzungsprodukte dieser Proben erzeugt werden. Diese Produkte werden mit einer Technik ionisiert, bei der die Produkte nur unerheblich aufgebrochen werden. Die den verschiedenen Atasse-Ladungs-Koeffizienten (M/e-Werte) unter diesen Produkten entsprechenden Ionenströme werden bestimmt und aufgezeichnet. Diese Verfahrensschritte werden jedoch -wie weiter unten ausführlich beschrieben wird - durch die vorliegende Erfindung erheblich verbessert. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kommt es nicht darauf an, ob die Produkte an sich bekannt sind.If either the one shown in Fig. 1 or any other apparatus for the determination of correlated data of various thermal decomposition products biological samples are used, then to that extent a known method used, as each sample is heated and thereby decomposed in such a way that various thermal decomposition products of these samples are generated will. These Products are ionized using a technique in which the products are negligible to be broken up. The different atasse-charge coefficients (M / e-values) Ion currents corresponding to these products are determined and recorded. However, these process steps are described in detail below is significantly improved by the present invention. In the inventive Procedure, it does not matter whether the products are known per se.

Gemäss der Erfindung wird jede Probe in einer identischen, nicht-isothermen, zeitabhängigen Folge erhitzt. Für jede Probe wird ein dreidimensionales Array bestimmt und aufgezeichnet, das eine grosse und ausreichende Anzahl von Ionenströmen umfasst, die im wesentlichen allen nachweisbaren Masse-Ladungs-Verhältnissen innerhalb eines Bereiches und einer grossen und ausreichenden Zahl von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der zeitabhängigen Aufheizfolge entsprechen. Bei jedem dieser dreidimensionalen Arrays entspricht eine Dimension den Ionenströmen, eine weitere Dimension den Masse-Ladungs-Verhältnissen und die dritte Dimension der Probentemperatur, die selbst eine Funktion der Zeit ist.According to the invention, each sample is in an identical, non-isothermal, time-dependent sequence heated. A three-dimensional array is determined for each sample and recorded, which includes a large and sufficient number of ion currents, essentially all of the detectable mass-to-charge ratios within one Area and a large and sufficient number of successive points in time during the time-dependent heating sequence. With each of these three-dimensional Arrays correspond one dimension to the ion currents, another dimension to the mass-to-charge ratios and the third dimension is sample temperature, which is itself a function of time is.

Die wiederholte Bezugnahme auf eine grosse und ausreichende Zahl von Ionenströmen und eine grosse und ausreichende Zahl von aufeinanderfolgenden Zeitpunkten soll bedeuten, dass eine ausreichend grosse Zahl von diskreten Daten bestimmt und aufgenommen werden, die so gross ist, dass bei der Auftragung der Daten in geeigneten Koordinaten eine Fläche sichtbar wird.The repeated reference to a large and sufficient number of Ion currents and a large and sufficient number of successive points in time should mean that a sufficiently large number of discrete data is determined and be recorded, which is so large that when the data is applied in suitable Coordinates an area becomes visible.

Tatsächlich ist eine solche sichtbare Fläche illusorisch, da kein vernünftiger Grund fUr die Interpolation der Daten ersichtlich ist.In fact, such a visible surface is illusory because there is no reasonable reason for the interpolation of the data is apparent.

Von dem auf diese Weise bestimmten dreidimensionalen Array von jeder Probe werden repräsentative Daten mit repräsentativen Daten des dreidimensionalen Arrays der anderen Proben in Beziehung gesetzt. Bevor diese Korrelationen durchgeführt werden, können die Daten für jede Probe in repräsentative zweidimensionale Arrays umgeformt werden, in denen eine Dimension die Ionen ströme und die andere Dimension die Probentemperatur angibt. Für jedes Masse-Ladungs-Verhä.ltnis ergibt sich aus dem dreidimensionalen Array ein solches zweidimensionales Array.From the three-dimensional array of each determined in this way Sample will be representative data with representative data of the three-dimensional Arrays of the other samples related. Before doing these correlations The data for each sample can be divided into representative two-dimensional arrays be transformed, in which one dimension the ions flow and the other dimension indicates the sample temperature. For each mass-to-charge ratio results from the three-dimensional array, such a two-dimensional array.

Das Verfahren wird anhand der Fig. 3 bis 6 im folgenden detailliert erläutert.The method is detailed below with reference to FIGS. 3 to 6 explained.

Mit der in Fig. 1 dargestellten Apparatur kann man Daten analysieren, nachweisen und aufnehmen, die die relative Ionenintensität in aufeinanderfolgenden oder periodischen Zeitintervallen für ein gesamtes Ionenmassen-Spektrum und/oder für den Gesamtionisationsstrom darstellen. Diese gemessenen Parameter können dreidimensional veranschaulicht werden, wie dies in den Fig. 3 bis 6 dargestellt ist. In Fig. 3 stellen die Achsen in zwei Dimensionen die relative Ionenintensität als Funktion der Ionenmasse (eigentlich als Funktion des Verhältnisses Masse:Ladung; im folgenden wird dieses Verhältnis oft als Masse, Ionenmasse oder Massenzahl bezeichnet) dar. Da jedoch solche Spektren der Ionenintensität als Funktion der Ionenmasse in aufeinanderfolgenden oder periodischen Zeitintervallen aufgenommen werden können, ergibt sich effektiv eine Datenachse mit einer dritten Dimension, nämlich der Zeit. Bei dem vorliegenden Verfahren ist die Zeit eindeutig mit der Probentemperatur gekoppelt, da diese entsprechend der nicht-isothermen, zeitabhängigen Funktion des Funktionssignalgenerators 116 geregelt wird.The apparatus shown in Fig. 1 can be used to analyze data detect and record the relative ion intensity in successive or periodic time intervals for an entire ion mass spectrum and / or for the total ionization current. These measured parameters can be three-dimensional as shown in FIGS. 3-6. In Fig. 3 the axes represent the relative ion intensity as a function in two dimensions the ion mass (actually as a function of the mass: charge ratio; in the following this ratio is often referred to as mass, ion mass or mass number). However, since such spectra show the ion intensity as a function of the ion mass in successive or periodic time intervals can be, results effectively a data axis with a third dimension, namely time. at In the present method, the time is clearly linked to the sample temperature, as this corresponds to the non-isothermal, time-dependent function of the function signal generator 116 is regulated.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann man also den Gesamtionisationsstrom als Funktion der Zeit oder der Temperatur aufnehmen. Da dieses Spektrum Ionenstromanteile sämtlicher Ionenmassen berücksichtigt, kann man das Gesamtionenspektrum in einer Darstellung, die auch die zeitabhängigen Daten der Beiträge der verschiedenen Ionenmassen wiedergibt, vorteilhaft in der Nullebene darstellen, also in der Ebene für die Ionenmasse Null.As shown in FIG. 4, the total ionization current can be calculated record as a function of time or temperature. Since this spectrum is ionic current components all ion masses taken into account, one can see the total ion spectrum in a Representation that also shows the time-dependent data of the contributions of the various ion masses reproduces, represent advantageous in the zero plane, so in the plane for the ion mass Zero.

Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit der in Fig. 1 dargestellten Apparatur werden die Massenspektren (oder ein bestimmter Ausschnitt des Massenspektrums) nacheinander in aufeinanderfolgenden oder periodischen Zeitintervallen aufgenommen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. In dieser Darstellung ist die relative Ionenintensität einer spezifischen Masse zu einer gegebenen Zeit einfach durch einen parallel zur lonenintensitätsachse verlaufenden Strich dargestellt.When carrying out the method according to the invention with the in The apparatus shown in Fig. 1 is the mass spectra (or a specific section of the mass spectrum) one after the other at successive or periodic time intervals recorded, as shown in FIG. In this representation, the relative Ion intensity of a specific mass at a given time simply by a Line running parallel to the ion intensity axis is shown.

Wenn auch die in Fig. 5 dargestellten, zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommenen Massenspektren für die Klassifizierung und/oder Identifizierung biologischer Proben von Bedeutung sein können, ist die zeitliche Änderung der lonenintensität für eine bestimmte Ionenmasse, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, für diesen Zweck wesentlich bedeutungsvoller. Die Aufnahme einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Massenspektren, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, bilden die Basis für die Darstellung des Ionenstromes als Funktion der Zeit oder der Temperatur bei einer bestimmten Ionenmasse. Eine solche Darstellung ist in Fig. 6 gezeigt. Das in Fig. 4 dargestellte Gesamtionisationsstromspektrum kann mit den Einzelionisationsstromspektren für bestimmte Ionenmassenwerte (Fig. 6) kombiniert werden, so dass sich ein vollständiger, zeitabhängiqer Datensatz ergibt, der sich zum Vergleichen und/oder zur Durchführen von Kreuzkorrelationsmethoden eignet. Dadurch können biologische Proben klassifiziert und/oder identifiziert werden.Even if those shown in FIG. 5 were recorded at certain times Mass spectra for the classification and / or identification of biological samples The change in ion intensity over time is important for a certain ion mass, as shown in FIG is for this Purpose much more meaningful. The inclusion of a variety of consecutive Mass spectra, as shown in FIG. 5, form the basis for the presentation the ion current as a function of time or temperature at a certain Ion mass. Such a representation is shown in FIG. The one shown in FIG The total ionization current spectrum can be compared with the individual ionization current spectra for certain Ion mass values (Fig. 6) are combined, so that a more complete, time-dependent Data set that is used for comparing and / or performing cross-correlation methods suitable. This enables biological samples to be classified and / or identified.

Das Studium der in Fig. 5 dargestellten Massenspektren kann zur Identifizierung der spezifischen Ionenmassen nützlich sein, während Ionenstromspektren (Fig. 6) anschliessend in den der Klassifikation und Identifizierung dienenden Vergleichs- und/ oder Kreuzkorrelationsschritten benutzt werden. Die in dreidimensionaler Auftragung in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Arten können auch in Form dreidimensionaler Arrays erfasst werden. Ausserdem ist die Darstellung in Form eines Paares zweidimensionaler Datenarrays möglich.The study of the mass spectra shown in Fig. 5 can be used for identification specific ion masses can be useful, while ion current spectra (Fig. 6) then in the comparative comparison used for classification and identification and / or cross-correlation steps can be used. The three-dimensional application The types illustrated in FIGS. 3 to 6 can also be in the form of three-dimensional arrays are recorded. In addition, the representation in the form of a pair is more two-dimensional Data arrays possible.

Wenn man gemäß der Erfindung eine Vielzahl solcher drei- oder zweidimensionaler Datenarrays verschiedener Proben aufnimmt, erält man einen Satz korrelierter Daten, d.h. einen Datensatz, der mit bekannten manuellen oder automatischen Verfahren einer Kreuzkorrelation unterworfen werden kann.If, according to the invention, a plurality of such three- or two-dimensional Records arrays of data from different samples, one obtains a set of correlated data, i.e. a data set that was created using known manual or automatic methods of a Cross-correlation can be subjected.

Diese korrelierten Daten liegen der weiteren Auswertung zugrunde.These correlated data form the basis of the further evaluation.

Wenn die zu untersuchenden Proben Bakterien sind, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Probentemperatur mit einem Gradienten von 2o0C pro Minute von Raumtemperatur bis etwa auf 4000C ZU steigern. Die nacheinander erfolgenden Durchläufe des Massenspektrometers über den untersuchten Masse-Ladungs-Bereich zwischen etwa 250 Atommasseneinheiten und etwa 7 n n o 1 1 Pe 1 750 Atommasseneinheiten dauern etwa 8,3 Sekunden. Auf diese Weise müssen etwa 75000 Daten gesammelt und in verschiedenen Arrays dargestellt werden. Diese Daten müssen zum Auffinden charakteristischer Funktionsverläufe für die einzelnen Bakterien analysiert werden.If the samples to be tested are bacteria, it has to be proved to be advantageous, the sample temperature with a gradient of 2o0C per Increase minute from room temperature to about 4000C. The successive ones Runs the mass spectrometer over the investigated mass-charge range between about 250 atomic mass units and about 7 n no 1 1 Pe 1 750 atomic mass units take about 8.3 seconds. In this way around 75,000 data have to be collected and can be represented in different arrays. These data must be used to find characteristic Functional courses for the individual bacteria can be analyzed.

Als vereinfachte erste Nährung hat es sich als günstig herausgestellt, die zweidimensionalen Arravs für jede Probe für die verschiedenen Massen-Ladungs-Verhältnisse darzustellen.As a simplified first approximation, it has proven to be beneficial the two-dimensional arravs for each sample for the various mass-to-charge ratios to represent.

Dabei können Arrays mit einem charakteristischen Funktionsverlauf bei einer Sichtprüfung aufgefunden und mit repräsentativen Daten der Arrays für andere Proben mittels bekannter Techniken, beispielsweise mittels einer linearen Korrelation, in Beziehung gesetzt werden. Die Zahl der dabei korrelierten Arrays hängt dabei von der gewünschten Genauigkeit und der Zahl der bestimmten Daten ab. Für eine vollständige Auswertung der Daten können Computertechniken zur Mustererkennung oder andere komplizierte Techniken verwendet werden, falls dies erwünscht ist.Arrays with a characteristic function curve can be used found during a visual inspection and with representative data of the arrays for other samples using known techniques, such as a linear one Correlation, to be related. The number of the correlated arrays depends on the desired accuracy and the number of data specified. For a complete evaluation of the data, computer techniques for pattern recognition can be used or other complicated techniques can be used if so desired.

Beim Experimentieren mit dem erfindungsgemässen Verfahren hat sich herausgestellt, dass verschiedene Spezies eines gleichen Bakterienstammes in verschiedenen Bereichen gleiche Spektren, in anderen Bereichen jedoch unterschiedliche Spektren aufweisen.When experimenting with the method according to the invention found that different species of the same bacterial strain in different Same spectra in areas, but different spectra in other areas exhibit.

Auf diese Weise kann sowohl für den Stamm ein charakteristisches Spektrum gefunden werden, das die wiederholte Identifizierung des Stammes ermöglicht, als auch für die individuelle Spezies, die auf diese Weise von anderen Spezies desselben Stammes unterschieden werden kann. Vergleichbare Ergebnisse wurden für normale und leukämische Lymphozyten erhalten.In this way a characteristic spectrum can be created for both the trunk can be found, which allows the repeated identification of the strain, as also for the individual species that are in this way different from other species of the same Tribal can be distinguished. Similar results were found for normal and leukemic lymphocytes obtained.

BEISPIEL 1 Fünf Bakterienstämme wurden untersucht, die verschiedene Gruppen von Organismen darstellen. Es befanden sich darunter auch verwandte Typen,(1a einige Gruppen auch mehrere Spezies jeweils verschiedener Abstammung umfassten. EXAMPLE 1 Five bacterial strains were examined, the different Represent groups of organisms. There were also related types (1a some groups also included several species of different origins.

TABELLE 1 Organismus ATCC Nr. Probe Pseudomonas putida 12633 A Pseudomonas putida 15073 B Pseudomonas fluorenscens 13525 C Escherichia coli 4147 D Escherichia coli 11775 E Bacillus megaterium 14581 F Bacillus subtilis 6051 C, Arthrobacter oxydans 14358 H Arthrobacter globiformis 8010 1 Erwinia amylovora 15580 J Die Tabelle führt zehn Organismen auf, die von der American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, maryland, USA, bezogen worden sind. Die ATCC-Nr., unter der diese Organismen bei der ATCC geführt werden, sind ebenfalls angegeben. Diese zehn Organismen wurden bei der ATCC unter Verwendung einer 10%igen Impfung einer 250-ml Nährlösung präpariert und 24 Stunden lang gezogen. Die Organismen wurden dann geerntet, die Zellen wurden abzentrifugiert, die Organismen in 0,1-molarem Phosphatpuffer gewaschen und 18 Stunden lang in zwei Glasqefässen gefriergetrocknet. Nach dem Empfang wurden die Glasgefässe bei 4 0C gelagert. Analysenproben wurden in der folgenden Weise präpariert: Dian öffnete ein Glasgefäss, nahm einen Teil der getrockneten Zellen mit einem geflammten Spatel heraus, legte die Zellen auf einen geflammten Objektträger, verschloss das ,lasgefäss wieder, legte das C,lasgefäss in ein geflammtes Probenröhrchcn zurck und verschloss das Probenröhrchen mit einem sterilen Gazetuch. Zur gleichen Zeit war in einem Raum immer nur ein Probengläschen geöffnet. Zwischen dem öffnen des einen Behälters und dem <iffnen des anderen Behälters wurden alle mit den Zellen in Kontakt kommenden Gegenstände geflammt. TABLE 1 Organism ATCC No. Sample Pseudomonas putida 12633 A Pseudomonas putida 15073 B Pseudomonas fluorenscens 13525 C Escherichia coli 4147 D Escherichia coli 11775 E Bacillus megaterium 14581 F Bacillus subtilis 6051 C, Arthrobacter oxydans 14358 H Arthrobacter globiformis 8010 1 Erwinia amylovora 15580 J The table lists ten organisms identified by the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, Maryland, USA. The ATCC No. under which these organisms at the ATCC are also indicated. These ten organisms were Prepared at the ATCC using a 10% inoculation of a 250 ml nutrient solution and drawn for 24 hours. The organisms were then harvested which became cells centrifuged off, the organisms washed in 0.1 molar phosphate buffer and 18 hours long freeze-dried in two glass vessels. After the reception, the glass vessels were stored at 4 ° C. Analysis samples were prepared in the following manner: Dian opened a glass jar, took part of the dried cells with a flamed spatula, put the cells on a flamed slide, closed the glass vial again, put the C, read vial in a flamed sample tube back and sealed the sample tube with a sterile gauze cloth. At the same During that time, only one sample vial was open in a room. Between the open the one container and the opening of the other container were all connected to the Objects coming into contact with cells are flamed.

Die Resultate zeigten, dass nicht nur ähnliche Bakterien aufgrund ihres gesamten Zersetzungsverlaufes in Gruppen zusammengefasst werden konnten, sondern dass sie auch von anderen zu unterscheiden waren. Z.B. weisen die Bakterien Arthrobacter oxydans und Arthrohacter globiformis ähnliche l'urvenverläufe bei den M/e-Werten 261, 299, 311, 314 und 523 auf, sie konnten jedoch durch den unterschiedlichen Verlauf beim M/e-Wert 549 klar voneinander unterschieden werden. Das Verfahren reagierte sogar empfindlich auf Unterschiede zwischen Bakterien derselben Art, die verschiedener Abstammung waren. Escherichia coli einer bestimmten Art konnten aufgrund des Verlaufes beim M/e-Wert 314, Bakterien derselben Art anderer Abstammung vom Kurvenverlauf beim M,e-Wert 523 identifiziert werden. Weitere Untersuchungen zeigten, dass diese Ergebnisse in hohem Masse reproduzierbar sind.The results showed that not only due to similar bacteria their entire course of decomposition could be summarized in groups, but that they were also distinguishable from others. E.g. the bacteria have Arthrobacter oxydans and Arthrohacter globiformis similar curves in the M / e values 261, 299, 311, 314 and 523, but they could be due to the different course clearly differentiated from each other with the M / e value of 549. The procedure responded even sensitive to differences between bacteria of the same species, different ones Descent were. Escherichia coli of a certain species could be due to the course at M / e value of 314, bacteria of the same species of different origin from the curve shape can be identified at the M, e value of 523. Further research showed that this Results are highly reproducible.

BEISPIEL II Bei der Untersuchung von Lymphozyten zeigten weisse Zellen von leukämischen Patienten bei der Analyse nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren signifikante Unterschiede in ihren thermischen Zersetzungsspektren. Das deutet daraufhin, dass die mittels anderer Methoden festgestellten kinetischen und morphologischen Unterschiede bei Lymphozyten die Unterschiede der molekularen Zusammensetzung wiedergeben, die man mit dem erheblich verbesserten erfindungsgemässen Verfahren findet. EXAMPLE II When examined lymphocytes showed white cells of leukemic patients when analyzed according to that described above procedure significant differences in their thermal decomposition spectra. This suggests, that the kinetic and morphological determined by other methods Differences in lymphocytes reflect the differences in molecular composition, which can be found with the considerably improved method according to the invention.

Die praktisch durchgeführten Messungen ergaben eine Reihe von zeitabhängigen Massenspektren, die wegen der linearen Beziehung zwischen der Zeit und der Temperatur auch temperaturabhängig sind. Man kann mit }hilfe eines Datenverarbeitungssystems den Gesamtionisationsstrom jedes der etwa 150 bei einem Durchlauf gemessenen Spektren als Funktion der Durchlaufnummer darstellen.The measurements carried out in practice resulted in a number of time-dependent ones Mass spectra, because of the linear relationship between time and temperature are also temperature dependent. One can use a data processing system the total ionization current of each of the approximately 150 spectra measured in one run as a function of the run number.

Solche Darstellungen sind für die Bakterien Arthrobacter oxydans und Arthrobacter globiformis in den Fig. 7 hzw. 9 gezeigt.Such representations are for the bacteria Arthrobacter oxydans and Arthrobacter globiformis in Figs. 7 hzw. 9 shown.

In ähnlicher Weise können die einem bestimmten Durchlauf zugeordneten Massenspektren dargestellt werden. Dies ist für die Spezies Arthrobacter oxvdans für den Durchlauf Nr. 70 und für die Spezies Arthrobacter globiformis für den Durchlauf Nr. 105 in den Fig. 8 bzw. 10 dargestellt. Schliesslich lässt sich die lonisationsintensität bei einer bestimmten Massenzahl als Funktion eines bestimmten Durchlaufes (Zeit, Temperatur) darstellen. Dies ist in den Fig. 11 bis 20 für verschiedene trassenzahlen (M/e-Werte) für die zehn in Tahelle I genannten Bakterien dargestellt.Similarly, the can be assigned to a specific run Mass spectra are displayed. This is for the species Arthrobacter oxvdans for pass number 70 and for the species Arthrobacter globiformis for pass No. 105 shown in FIGS. 8 and 10, respectively. Finally, the ionization intensity at a certain mass number as a function of a certain cycle (time, Temperature). This is shown in FIGS. 11 to 20 for different route numbers (M / e values) for the ten bacteria named in Table I.

Darstellungen dieser Art werden zur Analyse der Daten benutzt, wie im folgenden anhand der Fig. 21 und 22 erläutert wird.Representations of this kind are used to analyze the data, such as will be explained below with reference to FIGS.

In diesen Figuren stellen die fihomben Punkte dar, an denen eine Auftrennung stattfindet. Dic abgetrennten Organismen sind in Kreisen aufgaführt, die noch nicht abgetrennten Organismen in Rechteckcn.In these figures, the fihomben represent points at which a Separation takes place. The separated organisms are listed in circles that are not yet separated organisms in rectangles.

In Fig. 21 ist beispielhaft ein Flussdiagramm fiir die Unterscheidung dargestellt. Aus dem Ionensnektrum mit dem Massen-Ladungs-Koeffizienten M/ 259 (Fig. 11) ist klar, dass sich die Organismen F und G von allen anderen sowie untereinander unterscheiden. Die Organismen H und T sind verschieden von den übrigen sechs Organismen, aber sie sind einander ähnlich. Die Organismen A,B,C,D,E und J zeigen ähnliche Spektren. Das Ionenspektrum fiir den M/e-Wert 261 (Fig. 12) zeigt deutlich, dass sich der Organismus A von den Organismen B,C,D,E und J unterscheidet. Zwischen den Organismen l! und I ergibt sich keine Trennung. Die bereits abgetrennten Organismen werden nicht weiter betrachtet, sie sind jedoch in den Fig. 11 bis 20 der Vollständigkeit halber durchgehend aufgeführt. Der Organismus C lässt sich durch das Ionenspektrum beim M/e-Wert 299 (Fig.14) abtrcnnen. So wird auch bei den anderen Spektren (Fig. 16,18, 19,20) verfahren. Aus dem Diagramm ergibt sich, dass die in Tabelle I aufgeführten Organismen voneinander unterschieden werden können.In Fig. 21 is a flowchart for the distinction by way of example shown. From the ion spectrum with the mass-charge coefficient M / 259 (Fig. 11) it is clear that the organisms F and G differ from all others as well as from each other differentiate. The organisms H and T are different from the remaining six organisms, but they are similar to each other. Organisms A, B, C, D, E and J show similar spectra. The ion spectrum for the M / e value 261 (FIG. 12) clearly shows that the Organism A differs from organisms B, C, D, E and J. Between the organisms l! and I there is no separation. The organisms already separated will be not considered further, but they are in FIGS. 11 to 20 for completeness listed continuously. The organism C can be characterized by the ion spectrum cut off at M / e value 299 (Fig. 14). This also applies to the other spectra (Fig. 16.18, 19.20). From the diagram it can be seen that those listed in Table I. Organisms can be distinguished from one another.

Es ist auch möglich, die Daten in Stämme oder Rassen zu klassifizieren oder zu grunpieren. Fiir diesen Grupnierungsvorgang zeigt Fig. 22 ein Flussdiagramm. Die in Abhängigkeit von der Zeit oder der Temperatur aufgenommenen snezifischen Spektren können verwendet werden, um nachträqlich die normalen taxonomischen Beziehungen zwischen den Organismen festzustellen. Aus dem Ionenspektrum mit dem M/e-Wert 259 (Fig. 11) ergibt sich klar, dass die Organismen H und I untereinander ähnlich und von allen anderen verschieden sind. Diese Paarung ergibt sich auch aus den meisten anderen Ionenspektren. Die entsprechenden Ionen spektren rühren von zwei Vertretern der Art Arthrobacter her. Die Organismen F und G unterscheiden sich untereinander, sie unterscheiden sich aber in einer recht snezifischen Weise auch von den anderen sechs Organismen. Schliesslich sind die Organismen A,B,C,D,E und J alle ziemlich ähnlich.It is also possible to classify the data into strains or races or to grump. FIG. 22 shows a flow chart for this grouping process. The specific recorded as a function of time or temperature Spectra can be used to retrospectively establish normal taxonomic relationships to be established between the organisms. From the ion spectrum with the M / e value 259 (Fig. 11) results clear that the organisms H and I with each other are similar and different from all others. This pairing also arises from most other ion spectra. The corresponding ion spectra come from two representatives of the Arthrobacter species. The organisms F and G are different among each other, but they also differ in a very sneering way from the other six organisms. Finally, the organisms are A, B, C, D, E and J all pretty similar.

Das Spektrum für den M/e-Wert 276 (Fig.13) trennt den Organismus J von den Organismen A,B,C,D und E, insbesondere wenn man die höheren Durchlaufnummern betrachtet. Der Organismus A ist ein Vertreter der Art Erwinia. Das Snektrum für den M/e-Wert 308 (Fig. 15) zeigt die Gruppierung für die Organismen F und C, Organismen von der Art Bacillus. Aufgrund des Ionenspektrums mit dem M/e-Wert 313 (Fig. 17) werden die Organismen D und E, die heide von der Art Escherichia sind, gruppiert. Auf diese Weise bleiben die drei Organismen der Art Pseudomonas in Ermangelung besonderer Unterscheidungsmerkmale gruppiert. Insgesamt weist also Pseudomonas eine auffällige Struktur beim We-Wert 257 auf, die auch bei Escherichia und Erwinia auftritt. Die Struktur unterscheidet sich aber beim M/e-Wert 276 (Fig. 13) von der der Art Erwinia und beim We-Wert 313 (Fig. 17) von der von Escherichia.The spectrum for the M / e value 276 (Fig. 13) separates the organism J. from organisms A, B, C, D and E, especially when you consider the higher run numbers considered. The organism A is a representative of the species Erwinia. The range for the M / e value 308 (Fig. 15) shows the grouping for organisms F and C, organisms of the species Bacillus. Based on the ion spectrum with the M / e value 313 (Fig. 17) the organisms D and E, both of the species Escherichia, are grouped. In this way the three organisms of the species Pseudomonas remain in the absence of particular ones Distinguishing features grouped. All in all, Pseudomonas has a conspicuous Structure at We value 257, which also occurs in Escherichia and Erwinia. the However, the structure differs in the M / e value 276 (FIG. 13) from that of the Erwinia species and at We value 313 (Fig. 17) from that of Escherichia.

Die Unterscheidung und die Grunpierung, wie sie anhand der Fig. 21 und 22 beschrieben worden ist, soll zeigen, wie die so gewonnenen fiesulte zur Analyse verwendet werden. Es soll dadurch keine Beschränkung auf bestimmte Massenzahlen beabsichtigt sein.The distinction and the grouping, as shown in FIG. 21 and 22 is intended to show how the so obtained fiesulte for analysis be used. Thereby it is not intended to be a restriction to certain mass numbers be intended.

Das erheblich verbesserte erfindungsgemässe Verfahren wird in der Praxis dtr klinischen Bakteriologie von erheblidher Bodeutung sein. Mit Hilfe der klassischen Verfahren kann es zwischen zwei Tagen und drei Monaten dauern, bis man einen Organismus identifiziert hat. Mit Hilfe des erheblich verbesserten Verfahrens kann die Identifizierung von Bakterien nach der Entnahme der Zellkolonie aus der Nährlösung innerhalb von 20 Minuten durchgeführt werden. Das Verfahren kann auch zur Schnellerkennung anderer Organismen eingesetzt werden, beispielsweise von Hefen, Schimmelpilzen, Pilzen und Viren.The considerably improved method according to the invention is shown in Practice dtr clinical bacteriology of considerable importance. With the help of classic procedures, it can take anywhere from two days to three months to get one has identified an organism. With the help of the vastly improved process can identify bacteria after removal of the cell colony from the Nutrient solution can be carried out within 20 minutes. The procedure can also be used for the rapid identification of other organisms, for example yeasts, Molds, fungi and viruses.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. A method for examining various known or unknown products involved in the thermal decomposition of biological samples arise by (a) heating the samples to decompose them, thereby removing the to generate thermal degradation products, (b) the thermal degradation products with a a minimal destruction of the same evoking method ionizes, (c) the den corresponding to different mass-to-charge ratios of the thermal degradation products Detects ion currents and (d) registers these ion currents for each sample, thereby characterized that one (e) each sample in an identical manner with a non-isothermal, time-dependent temperature profile heated, (f) for each one Sample records a three-dimensional array of a large number of ion current values and records which ion current values essentially all detectable mass-to-charge ratios within a certain range and for a large number during the time-dependent period Heating process correspond to successive points in time, with one dimension of each three-dimensional array the ion currents, the second the mass-to-charge ratios and the third is the sample temperature which is a function of time (g) representative values of the three-dimensional arrays recorded for each sample with representative values of the three-dimensional recorded for the other samples Correlated arrays.

2. The method according to claim 1, characterized in that the values each sample before performing the correlation in representative two-dimensional Arrays for each a specific mass-to-charge ratio are reshaped in which one dimension represents the ion currents and the other the sample temperature.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that the samples are bacteria, yeasts, molds, fungi, viruses or protozoa.

4. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that the samples are lymphocytes, leukocytes, phagocytes, erythrocytes or platelets are.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the examined range of the mass-to-charge ratio of about 250 atomic mass units up to about 750 atomic mass units per unit charge.

6. The method according to one of the preceding claims, characterized in that that the values of some samples are used as reference values.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that also the total ion current as a function of the sample temperature for each sample determined and registered and determined for other samples in the same way and the registered total ion current is correlated.