JP7248126B2 - イメージング質量分析装置 - Google Patents

Description

本発明はイメージング質量分析装置に関する。

質量分析イメージング法は、生体組織切片などの試料上の所定の領域内の複数の測定点に対しそれぞれ質量分析を行った結果に基づき、特定の質量を有する物質の分布を調べる手法であり、創薬やバイオマーカ探索、各種疾病・疾患の原因究明などへの応用が進められている。質量分析イメージング法を実施するための質量分析装置は、一般にイメージング質量分析装置と呼ばれている。

イメージング質量分析装置では一般に、試料上に設定された２次元範囲に含まれる一つの測定点に対し、細径のレーザ光などのイオン化プローブを照射し、その測定点に存在する試料成分をイオン化して、それにより生成されたイオン又はそのイオンから解離等により２次的に生成されたイオンを質量分析する。そして、イオン化プローブの照射位置を試料上で２次元的に走査しながら同じ測定を繰り返すことにより、多数の測定点にそれぞれ対応する、所定の質量電荷比m/z範囲に亘るマススペクトルデータを順次収集する。

このようにしてイメージング質量分析装置において取得されるデータは、一つの測定点における質量分析による質量電荷比m/z－イオン強度の２次元データに、さらに測定点の位置の情報を加えた３次元データである。換言すれば、この３次元データは、イオン強度の空間的な分布を示す質量分析イメージ画像を、質量分析が実施された質量電荷比範囲内の質量電荷比軸方向のデータ点の数だけ形成するデータであり、非常に膨大な量である。イメージング質量分析装置におけるデータ解析では、こうした膨大な量のデータの中から着目すべき空間分布や有意であるイオン強度の増減或いは差異などを有する情報を抽出するため、主成分分析やクラスタ分析などの多変量解析の手法が広く利用されている（非特許文献１など参照）。

多変量解析を効率的に行うために、通常、解析の前処理作業として、収集されたデータに基づいて所定形式のデータ行列を作成する処理が行われる（特許文献１等参照）。このデータ行列は、特定の質量電荷比値におけるイオン強度データが試料上の測定点の数の分だけ行方向又は列方向に配列され、さらにその１行又は１列のデータ配列が質量電荷比軸方向のデータ点の数の分だけ列方向又は行方向に配列されたものである。通常、質量電荷比軸方向のデータ点数は非常に多いため、マススペクトル上で検出されるピークの重心位置（質量電荷比）に対応するデータ点のみを抽出したり、所定の質量電荷比間隔で以てダウンサンプリング（つまりはデータの間引き）を行ったりすることで、質量電荷比軸方向のデータ点数を減らし、それによってデータの総量を削減するのが一般的である。

特開２０１０－２６１８８２号公報

「IMAGEREVEALTM MS 質量分析イメージングのデータ解析を簡単に、思い通りに」、[online]、株式会社島津製作所、[2019年7月4日検索]、インターネット＜URL: https://www.an.shimadzu.co.jp/bio/imagereveal/index.htm＞

近年、質量分析分野の技術の進展は著しく、イメージング質量分析装置では、質量分解能の向上や、質量分析イメージング画像の空間分解能の向上（つまりは高解像度化）が顕著である。そのため、特に質量電荷比軸方向、及び、測定点の位置情報の方向におけるデータ点数が大幅に増加しており、試料上の一つの２次元領域に対して得られるデータの総量が１００GBを超えることもあるほどである。また、質量分解能の向上に伴ってマススペクトルにおいて検出されるピークの数も増大している。こうしたことから、膨大な量のデータの中から有意な質量分析イメージング画像を探し出すための多変量解析はますます重要になってきている。

しかしながら、上述したように、イメージング質量分析装置において収集されるデータ量が膨大であるうえにデータ行列自体も大規模になりがちであるため、多変量解析の前処理として必要となるデータ行列の作成に要する時間が非常に長くなっている。例えば、現時点で市販されているイメージング質量分析装置では、解像度が１００Mpixelでデータ総量が数百GBであるイメージング質量分析データを取得するために最速で５～１０時間程度を要するが、そうして得られたデータに基づいてデータ行列を作成する処理にも数時間以上を要している。既に収集されているデータを用いた多変量解析を行う際には、まずデータ行列を作成する処理を実施する必要があるため、ユーザは、実質的な多変量解析の処理を開始するまでに数時間程度待たなければならず、これはユーザにとって大きなストレスであった。

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は、イメージング質量分析を実施してデータを収集する時点から、得られたデータに基づく多変量解析を行ってその結果を得るまでの間における、ユーザの時間待ちのストレスを軽減して作業効率を改善することができるイメージング質量分析装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るイメージング質量分析装置は、
試料上の２次元領域内に設定された複数の測定点に対しそれぞれ質量分析を実行し、該測定点毎に所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルデータを収集する分析実行部と、
前記分析実行部での分析により得られるマススペクトルデータに基づくデータ行列作成の際のデータ行列作成条件を記憶しておく条件記憶部と、
前記分析実行部による分析の実行途中から、又は該分析が終了したのを受けて、前記条件記憶部に記憶されているデータ行列作成条件に従って、その時点で既に収集されているマススペクトルデータに基づいてデータ行列を作成するものであって、前記データ行列作成条件に応じて、前記データ行列の作成処理の開始時点を、前記分析実行部による分析の実行途中と該分析の終了直後とで切り替えるデータ行列作成部と、
を備えるものである。

従来のイメージング質量分析装置を用いた解析では、試料に対する全ての測定が終了して試料上の各測定点に対するマススペクトルデータが保存されている状態で、多変量解析等のためにデータ行列を作成する必要が生じると、ユーザはデータ行列作成条件を設定したうえでデータ行列作成処理を行う指示を行い、イメージング質量分析装置は上記設定及び指示を受けてデータ行列作成を実施していた。

これに対し、本発明の上記態様に係るイメージング質量分析装置では、分析によって得られるマススペクトルデータに基づくデータ行列作成のためのデータ行列作成条件が、条件記憶部に予め、通常は分析の実行前に、格納されている。このデータ行列作成条件は例えば、分析実行よりも前の任意の時点でユーザが設定するようにしてもよいし、装置メーカ等により用意されているデフォルトの情報であってもよい。データ行列作成条件が設定されている状態の下で、例えばユーザによる分析開始の指示等を受けて、分析実行部は、試料上の２次元領域内に設定された複数の測定点に対する質量分析を開始し、測定点毎に所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルデータを収集する。データ行列作成部は、ユーザからの指示に拠ることなく、分析の実行途中から又は分析が終了したのに引き続いて、既に設定されているデータ行列作成条件に従って、マススペクトルデータに基づいてデータ行列を作成する。即ち、本発明の上記態様に係るイメージング質量分析装置では、分析によるデータの収集と収集されたデータに基づくデータ行列の作成とが連続的に又は実質的に一体に（一部は並行して）実行される。

したがって、本発明の上記態様に係るイメージング質量分析装置によれば、ユーザが多変量解析を実施しようとする際に既にデータ行列が出来上がっているため、従来は必要であったデータ行列作成の作業を省いて直ぐに多変量解析を行うことができる。それにより、多変量解析を行う際のユーザの時間待ちのストレスを軽減し、作業効率を改善することができる。この態様に係るイメージング質量分析装置では、データ行列作成処理に要する時間の分だけ実質的に分析終了までの所要時間が延びることになるものの、元々分析によるデータの取得には長い時間が掛かるため、分析作業は夜間、休日などに自動的に行われていることが多い。そのため、データ行列作成のための時間が加算されることで分析終了までの所要時間が延びても、多くの場合、ユーザにとっては大きな問題とはならず、多変量解析に直ぐに取りかかれるという利点のほうが遥かに大きい。

また、上述したデータ行列は任意の又は特定の質量電荷比に対する全測定点のイオン強度データを抽出するのが容易なデータ配列であるため、特定の質量電荷比における質量分析イメージング画像を形成するのに好適である。そのため、本発明の上記態様に係るイメージング質量分析装置によれば、データ取得完了後に迅速に質量分析イメージング画像を表示することも可能になる。

本発明の一実施形態であるイメージング質量分析装置の要部の構成図。 本実施形態のイメージング質量分析装置における質量分析動作の説明図。 本実施形態のイメージング質量分析装置における分析から多変量解析までの一連の作業の流れの説明図。 データ行列の概念を示す図。 本実施形態のイメージング質量分析装置における条件設定画面の一例を示す図。 図５に示した条件設定画面においてデータ行列作成条件を変更した状態の図。 データ行列作成条件としてターゲットリストを選択した場合におけるターゲットリスト設定画面の一例を示す図。

以下、本発明に係るイメージング質量分析装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のイメージング質量分析装置の要部の構成図である。また、図２は、本実施形態のイメージング質量分析装置における質量分析動作の説明図である。

本実施形態のイメージング質量分析装置は、試料上の２次元領域内の多数の測定点に対してそれぞれ質量分析を実行して測定点毎にマススペクトルデータを取得することが可能であるイメージング質量分析部１と、イメージング質量分析部１に含まれる各部の動作を制御する制御部３と、イメージング質量分析部１により得られたデータを保存して処理するデータ処理部４と、ユーザインターフェイスである入力部５及び表示部６と、を備える。

イメージング質量分析部１は、ＭＳ／ＭＳ分析（又はｎが２以上であるＭＳⁿ分析）が可能である質量分析装置、例えばＭＡＬＤＩイオン化イオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＭＡＬＤＩ－ＩＴ－ＴＯＦＭＳ）を含む。ＭＡＬＤＩ－ＩＴ－ＴＯＦＭＳの代わりに、ＭＡＬＤＩイオン源を備えたトリプル四重極型質量分析装置、四重極－飛行時間型質量分析装置などでもよい。また、イオン源はＭＡＬＤＩイオン源に限らず、ＬＤＩイオン源、ＳＡＬＤＩイオン源、さらには、レーザ光ではなく、イオンビーム、電子ビームなどの粒子線を用いてイオン化を行うものでもよい。

イメージング質量分析部１では、図２に示すように、試料台（図示せず）に載置された試料８０上の２次元領域８１内の複数の測定点８２に対する質量分析（通常の質量分析又はＭＳ／ＭＳ分析）を順次実行する。そして、各測定点に対し、それぞれ図２に示すようなマススペクトルを構成するデータを取得することができる。

制御部３は、機能ブロックとして、分析制御部３１と、分析条件記憶部３２と、分析条件設定部３３とを含み、分析条件設定部３３はさらに下位の機能ブロックとして、データ行列作成条件設定部３４を含む。データ処理部４は、機能ブロックとして、ＭＳイメージングデータ格納部４１、データ行列作成部４２、行列データ格納部４３、多変量解析実行部４４、イメージング画像作成部４５、及び表示処理部４６、を含む。

通常、制御部３及びデータ処理部４はパーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータ２により構成され、該コンピュータにインストールされた専用の制御・処理ソフトウェアを実行することで、制御部３及びデータ処理部４における各機能ブロックを具現化することができる。

本実施形態のイメージング質量分析装置では、試料に対するイメージング質量分析を実行することで得られた大量のデータに基づいた多変量解析を実行することができる。次に、こうしたデータの収集から多変量解析の結果を出力するまでの一連の処理及び作業について説明する。図３は、本実施形態のイメージング質量分析装置における分析から多変量解析までの一連の作業の流れの説明図である。

まず試料に対する分析を実施するのに先立って、ユーザが入力部５で所定の操作を行うと、これを受けて分析条件設定部３３は、所定の様式の分析条件設定画面を表示部６に表示する。図５は分析条件設定画面１００の一例である。

図５に示すように、分析条件設定画面１００には、設定対象試料選択領域１０１、レーザ照射条件設定領域１０２、ＭＳ分析条件設定領域１０３、及び、データ保存条件設定領域１０４、が配置されている。レーザ照射条件設定領域１０２及びＭＳ分析条件設定領域１０３は、イメージング質量分析部１において分析を実行する際の分析条件、具体的には、レーザ照射条件設定領域１０２はＭＡＬＤＩイオン源でのイオン化の際の条件、ＭＳ分析条件設定領域１０３はイオン源以外の分析条件を設定するための領域である。これに対し、データ保存条件設定領域１０４は、イメージング質量分析部１で収集されたマススペクトルデータを保存する条件を設定するための領域であり、ここに、データ行列作成条件の設定領域が含まれている。

レーザ照射条件設定領域１０２で設定可能な条件は、一つの測定点当たりの照射回数、そのレーザ照射の繰り返しの周波数、レーザ照射径、及び、レーザ強度、である。ＭＳ分析条件設定領域１０３で設定可能な条件は、測定対象のイオンの極性、イベント種別（通常の質量分析とＭＳ／ＭＳ分析との選択）、測定範囲（測定対象の質量電荷比範囲）、及び、検出器電圧、であり、イベント種別でＭＳ／ＭＳ分析が選択されている場合にはさらに、プリカーサイオンの質量電荷比値、前段の四重極マスフィルタ（Ｑ１）での分解能、コリジョンエネルギ（ＣＥ）などの設定が可能である。

データ保存条件設定領域１０４には、データ保存先のファイル名を指定するためのデータファイル名ボックス１０５と、データ行列作成条件を選択するためのドロップダウンボックス１０６とが配置され、データ行列作成条件設定部３４の制御の下で、このドロップダウンボックス１０６において、データ行列作成条件として予め用意された複数の選択肢の中から一つを選択できるようになっている。

データ行列は、図４に示すように、一方向（この例では水平方向）に質量電荷比値（m/z値）を、他の方向（この例では垂直方向）に２次元領域内での測定点の位置情報を配置し、或る測定点における或る質量電荷比値についてのイオン強度データを、各行列の要素としたものである。データ行列作成条件は、この行列の水平方向のm/z値の決め方を示すものである。ここで、データ行列作成条件の具体的な内容について述べる。

本実施形態のイメージング質量分析装置では、データ行列作成条件として、図５に示されている「最大強度スペクトルのセントロイド」と図６に示されている「ターゲットリスト」の二つが選択肢として用意されている。

「最大強度スペクトルのセントロイド」では、次のようにしてデータ行列のm/z値を決める。まず、全ての測定点におけるマススペクトルからm/z値毎に最大のイオン強度データを探索し、その最大イオン強度データをm/z軸に沿って並べた最大強度スペクトルを作成する。次に、最大強度スペクトルにおいて所定のピーク検出条件に従ってピークを検出し、検出したピーク毎にセントロイド処理を行ってピークの重心位置を算出する。そして、検出された全てのピークの重心位置に対応するm/z値をデータ行列のm/z値、つまりは図４中のm/z値とする。なお、このとき、得られたデータ行列のm/z値リストから、例えばＭＡＬＤＩ用のマトリクス由来のm/z値などの、そのm/z値が既知であり且つ明らかに解析に不要である情報を除去する機能を有していてもよい。

一方、「ターゲットリスト」では、ユーザにより設定されたターゲットリストに挙げられているm/z値をそのままデータ行列のm/z値、つまりは図４中のm/z値とする。図６に示したように、ユーザがドロップダウンボックス１０６で「ターゲットリスト」を選択すると、その右端部にリスト設定用のボタンが現れる。このボタンをクリック操作すると、データ行列作成条件設定部３４は、図７に示すようなターゲットリスト設定画面２００を別画面で表示する。ユーザはターゲットリスト２０１中に測定対象である化合物名とそれに対応するm/z値を入力する。また、インポートの機能を利用して、別途作成してある化合物リストなどから、化合物名、m/z値などの情報をターゲットリスト２０１に読み込むこともできる。ターゲットリスト２０１が完成したならば、「ＯＫ」ボタン２０２をクリック操作することで、ターゲットリスト２０１を確定させる。

上述したようなデータ行列作成条件の選択肢以外に、次のような選択肢を加えてもよい。
・「平均強度スペクトルのセントロイド」：このデータ行列作成条件では、上記「最大強度スペクトルのセントロイド」における最大強度スペクトルに代えて、平均スペクトルつまりは全ての測定点におけるマススペクトルを平均したマススペクトルを用いればよい。
・「全ての質量電荷比値」：このデータ行列作成条件では、m/z方向のデータのダウンサイジングを行わず、質量分析で得られた全てのm/z値におけるイオン強度データをデータ行列に用いる。
・「特定の質量電荷比範囲内の質量電荷比値」：このデータ行列作成条件では、ユーザに特定のm/z範囲を設定させ、その範囲に含まれる全てのm/z値におけるイオン強度データをデータ行列に用いる。
・「特定の質量電荷比間隔でダウンサンプリング」：このデータ行列作成条件では、ユーザに特定のm/z間隔を設定させ、そのm/z間隔毎のm/z値におけるイオン強度データをデータ行列に用いる。

ユーザは、表示された分析条件設定画面上で、レーザ照射条件、ＭＳ分析条件、及びデータ保存条件における各項目を適宜に設定する。データ行列作成条件については、上述したようなドロップダウンボックス１０６での選択、及びターゲットリストの設定により、その設定を行うことができる（ステップＳ１）。なお、データファイル名ボックス１０５には、分析により収集されたマススペクトルデータやデータ行列作成後のデータを保存したい適宜のファイル名を設定すればよい。上述したように分析条件を設定したうえでユーザが所定の操作を実行すると、分析条件設定部３３はデータ行列作成条件を含む分析条件を分析条件記憶部３２に記憶する。

そのあと、ユーザが所定の操作により分析実行開始を指示すると（ステップＳ２）、分析制御部３１は分析条件記憶部３２に記憶されている分析条件に従ってイメージング質量分析を実施するようにイメージング質量分析部１を制御する。これにより、イメージング質量分析部１は、試料８０上の２次元領域８１内に設定されている各測定点について順番に質量分析を実行し、各測定点に対応するマススペクトルデータを取得する（ステップＳ３）。

取得されたデータは、データ処理部４においてＭＳイメージングデータ格納部４１に格納される。このときの一つの測定点に対するマススペクトルデータは、図２中に一例として示すように、所定の質量電荷比範囲（ＭＳ分析条件として設定された質量電荷比範囲）に亘り、装置の分解能で決まる質量電荷比間隔のイオン強度値の１次元的なデータ列である。また、ＭＳイメージングデータ格納部４１でのデータの保存先のファイルは、先にデータファイル名ボックス１０５に設定されたファイル名が付されたファイルである。

２次元領域８１内の全ての測定点８２について質量分析が終了し、その全てのマススペクトルデータがＭＳイメージングデータ格納部４１に格納されると、イメージング質量分析部１での分析動作自体は終了である。この分析終了を受けて、データ行列作成部４２は引き続き、収集されたマススペクトルデータに基づくデータ行列作成処理を開始する（ステップＳ４）。データ行列作成部４２は、分析の実行前に分析条件設定画面１００上で設定されたデータ行列作成条件に従って、データ行列を作成する。

具体的には、データ行列作成条件として「最大強度スペクトルのセントロイド」が設定されている場合には、データ行列作成部４２は、まずＭＳイメージングデータ格納部４１に格納されている全ての測定点に対するマススペクトルデータに基づいて、質量電荷比値毎に最大のイオン強度を探索する。そして、質量電荷比値毎の最大イオン強度値を用いて最大強度スペクトルを作成する。次に、この最大強度スペクトルにおいてピーク検出を行い、検出されたピーク毎にセントロイド処理、つまりはピークの重心の位置を求める。最大強度スペクトルにおいて検出されたピークの数が１００個であれば、互いに異なる１００個の質量電荷比値が求まる。この質量電荷比値がデータ行列におけるm/z値として採用され、各測定点におけるマススペクトルデータからそのm/z値におけるイオン強度データを抽出する。そして、その抽出したイオン強度データを用いて図４に示すようなデータ行列を作成する。

一方、データ行列作成条件として「ターゲットリスト」が設定されている場合、データ行列作成部４２は、指定されたターゲットリストに挙げられている質量電荷比値、例えば図７に示したターゲットリストであればm/z 126.32、m/z 158.45という二つのm/z値をデータ行列におけるm/z値として採用する。そして、各測定点におけるマススペクトルデータから上記m/z値におけるイオン強度データを抽出し、その抽出したイオン強度データを用いて図４に示すようなデータ行列を作成する。

データ行列作成部４２は、上述したように作成したデータ行列を行列データ格納部４３に格納する（ステップＳ５）。なお、ここでは説明の都合上、ＭＳイメージングデータ格納部４１と行列データ格納部４３とを分けたが、実際には、データ保存条件で設定されたデータファイル名を有する一つのファイルにそれら全てのデータを格納すればよい。

ユーザにより分析実行の開始が指示されたあと、試料に対する分析が実行され、それにより取得されたデータに基づくデータ行列が作成されて行列データ格納部４３に格納されるまでの一連の処理は、人手を要さず且つ連続的に行われる。したがって、ここでは、分析によるデータ取得とデータ行列作成とは実質的に一体である。

試料に対する分析の所要時間は、試料上の２次元領域の広さ、空間分解能（測定点の間隔）などによって異なるが、一般的には数時間以上掛かる。一方、データ行列の作成に要する時間は、データ行列作成条件や測定点数などに依存し数時間程度になる場合もあるから、データ行列作成までを一体的に行うと、ユーザにとってはその分だけ分析終了までの時間が延びることになる。しかしながら、イメージング質量分析装置による分析の作業は、夜間や休日など、無人の状態で実行されることが多く、ユーザ（分析担当者）が分析終了まで待機している状況ではない。そのため、上述したように分析終了までの時間が延びることは、ユーザにとってあまり大きな問題とならない。

分析の終了後（直後又は後日等）、収集されたデータに基づいた多変量解析を行いたい場合、ユーザは入力部５で所定の操作を行い、解析対象のデータファイル等を指定したうえで解析実行を指示する（ステップＳ６）。多変量解析の手法は様々であり、イメージング質量分析では、例えば主成分分析、階層的クラスタ解析、部分的最小二乗回帰などを用いることができる。

従来の装置であれば、この時点からまずデータ行列の作成が開始されるが、本実施形態のイメージング質量分析装置では、既にデータ行列は作成済みである。そのため、解析開始の指示を受けた多変量解析実行部４４は、行列データ格納部４３から多変量解析に必要なデータを読み出し、該データを用いて直ぐに多変量解析処理を実行する（ステップＳ７）。そして、多変量解析が終了したならば、その解析結果を表示処理部４６を通して表示部６に出力し表示する（ステップＳ８）。

多変量解析に要する時間は、解析対象のデータ量や多変量解析手法の種類等によって異なるが、いずれにしても、データ行列の作成を行わない分だけ、つまりは場合によっては数時間程度短くなる。多変量解析を行う場合、ユーザが多変量解析の途中経過を確認して不適切な解析であることが判明した場合には解析を中断する、或いはパラメータを変更する等の作業を行うことがよくある。そのため、多変量解析の実行中にもユーザが立ち会っていることが多いが、データ行列の作成が完了するまで待つとなると、精神的なストレスが大きく作業効率も低下しがちである。それに対し、本実施形態のイメージング質量分析装置では、データ行列作成のための待ち時間がないので、直ぐに目的の多変量解析を行うことができ、待つことのストレスが軽減され、作業効率も向上する。

また、分析に引き続いてデータ行列を作成しておくことは、質量分析イメージング画像を表示するうえでも利点がある。
図２に示したような通常のデータ形式でデータが保存されている場合、測定点毎に質量電荷比値－イオン強度のデータ配列から目的の質量電荷比に対応するデータを探索してイメージング画像を構成する必要がある。そのため、質量電荷比方向、及び、位置方向のデータが増えるほど、イメージング画像の作成及び表示に時間が掛かる。それに対し、本実施形態のイメージング質量分析装置では、図４に示したようにデータ行列の状態にデータが整理されているため、イメージング画像作成部４５は、目的の質量電荷比が指定されると、それに対応する全ての測定点のイオン強度データを速やかに行列データ格納部４３から読み出してイメージング画像を構成する。それにより、ユーザにより指定された質量電荷比における質量分析イメージング画像を迅速に表示することができる。

上記説明では、分析により全てのデータの収集が完了したのに引き続いてデータ行列作成処理が実施されていたが、データ行列作成条件によっては、全てのデータが揃わなくてもデータ行列の作成を開始することができる。具体的には、最大強度スペクトルや平均強度スペクトルなど、全ての測定点におけるマススペクトルデータを用いた処理を最初に実施する必要がないデータ行列作成条件であれば、全ての測定点についての分析が終了する前であってもデータ行列の作成を開始することができる。その場合には、分析の途中からデータ行列の作成を開始してもよい。それにより、データ行列が完成するまでの所要時間を短縮することができる。

また、図３においてステップＳ１の処理は省略することができる。即ち、ユーザがデータ行列作成条件やそのほかの分析条件を設定せずに、予め分析条件記憶部３２に記憶されている分析条件に従って分析を実行したりデータ行列作成を実行したりする構成を採ることもできる。また、データ行列作成条件以外の分析条件は分析前にユーザが設定し、データ行列作成条件は予め分析条件記憶部３２に記憶されているようにしてもよい。

また、上記実施形態は本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。

例えば、データ行列作成条件をユーザが設定する際の様式やそのデータ行列作成条件自体は適宜に変更可能である。また、イメージング質量分析部１は図２に示したように試料上の測定点に対し直接レーザ光等のイオン化プローブを照射して質量分析を行うものに限らず、試料上の各測定点からそれぞれ採取した試料微細片をサンプルプレート上に載せる又は貼り付けることにより調製したサンプルを用い、各測定点に対応するサンプルにイオン化プローブを照射して質量分析を行いマススペクトルデータを収集するものであってもよい。いずれにしても、試料上の各測定点に対応するマススペクトルデータを収集できるものであればよい。

［種々の態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）本発明の一態様によるイメージング質量分析装置は、
試料上の２次元領域内に設定された複数の測定点に対しそれぞれ質量分析を実行し、該測定点毎に所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルデータを収集する分析実行部と、
前記分析実行部での分析により得られるマススペクトルデータに基づくデータ行列作成の際のデータ行列作成条件を記憶しておく条件記憶部と、
前記分析実行部による分析の実行途中から、又は該分析が終了したのに引き続いて、前記条件記憶部に記憶されているデータ行列作成条件に従って、その時点で既に収集されているマススペクトルデータに基づいてデータ行列を作成するデータ行列作成部と、
を備えるものである。

第１項に記載のイメージング質量分析装置によれば、ユーザが多変量解析を実施しようとする際に既にデータ行列が出来上がっているため、従来は必要であったデータ行列作成の作業を省いて直ぐに多変量解析を行うことができる。それにより、多変量解析を行う際のユーザの時間待ちのストレスを軽減し、作業効率を改善することができる。また、作成されるデータ行列は任意の又は特定の質量電荷比に対する全測定点のイオン強度データを抽出するのが容易なデータ配列であるため、特定の質量電荷比における質量分析イメージング画像を形成するのに好適である。そのため、第１項に記載のイメージング質量分析装置によれば、データ取得完了後に迅速に質量分析イメージング画像を表示することも可能になる。

（第２項）第１項に記載のイメージング質量分析装置は、前記データ行列作成部で作成されたデータ行列を用いた多変量解析を行う多変量解析処理部、をさらに備えるものとすることができる。

第２項に記載のイメージング質量分析装置によれば、例えばデータ行列の作成に引き続いて該データ行列を用いた多変量解析を行うことができる。

（第３項）第１項に記載のイメージング質量分析装置において、前記分析実行部による分析の実行に先立って前記データ行列作成条件をユーザに設定させ、該設定されたデータ行列作成条件を前記条件記憶部に記憶させる条件設定部、をさらに備えるものとすることができる。

第３項に記載のイメージング質量分析装置によれば、分析の目的やデータ行列の用途等に応じて、ユーザが任意の又は所望のデータ行列作成条件を設定することができる。

（第４項）第３項に記載のイメージング質量分析装置において、前記条件設定部は、前記分析実行部による分析の際の分析条件とともに、前記データ行列作成条件をユーザに設定させるものとすることができる。

第４項に記載のイメージング質量分析装置によれば、分析条件とデータ行列作成条件とを合わせて設定することができるので、ユーザの手間を軽減することができる。

（第５項）第１項に記載のイメージング質量分析装置において、前記データ行列作成部は、前記条件記憶部に記憶されているデータ行列作成条件に応じて、データ行列の作成処理の開始時点を、前記分析実行部による分析の実行途中と、該分析の終了直後とで切り替えるものとすることができる。

第５項に記載のイメージング質量分析装置によれば、分析の実行途中にデータ行列の作成処理を開始することで、データ行列が完成するまでの所要時間を短縮することができる場合がある。

（第６項）第１項に記載のイメージング質量分析装置において、前記データ行列作成条件は、ターゲット物質のリストに掲載されている質量電荷比を対象としてデータ行列を作成するものとすることができる。

第６項に記載のイメージング質量分析装置によれば、観測したい化合物が決まっている場合に、その化合物のみを対象とするデータ行列を迅速に作成することができる。

（第７項）第１項に記載のイメージング質量分析装置において、前記データ行列作成条件は、収集された全てのマススペクトルデータに基づいて算出される平均マススペクトル又は最大強度マススペクトルにおけるピークに対応する質量電荷比を対象としてデータ行列を作成するものとすることができる。

第７項に記載のイメージング質量分析装置によれば、既知、未知を含めて、試料に含まれる様々な化合物について検出漏れをできるだけ少なくしつつ、それら化合物を対象とするデータ行列を効率良く作成することができる。

１…イメージング質量分析部
２…汎用コンピュータ
３…制御部
３１…分析制御部
３２…分析条件記憶部
３３…分析条件設定部
３４…データ行列作成条件設定部
４…データ処理部
４１…ＭＳイメージングデータ格納部
４２…データ行列作成部
４３…行列データ格納部
４４…多変量解析実行部
４５…イメージング画像作成部
４６…表示処理部
５…入力部
６…表示部
８０…試料
８１…２次元領域
８２…測定点
１００…分析条件設定画面
１０１…設定対象試料選択領域
１０２…レーザ照射条件設定領域
１０３…ＭＳ分析条件設定領域
１０４…データ保存条件設定領域

Claims (7)

1. 試料上の２次元領域内に設定された複数の測定点に対しそれぞれ質量分析を実行し、該測定点毎に所定の質量電荷比範囲に亘るマススペクトルデータを収集する分析実行部と、
   前記分析実行部での分析により得られるマススペクトルデータに基づくデータ行列作成の際のデータ行列作成条件を記憶しておく条件記憶部と、
   前記分析実行部による分析の実行途中から、又は該分析が終了したのを受けて、前記条件記憶部に記憶されているデータ行列作成条件に従って、その時点で既に収集されているマススペクトルデータに基づいてデータ行列を作成するものであって、前記データ行列作成条件に応じて、前記データ行列の作成処理の開始時点を、前記分析実行部による分析の実行途中と該分析の終了直後とで切り替えるデータ行列作成部と、
   を備えるイメージング質量分析装置。
2. 前記データ行列作成部で作成されたデータ行列を用いた多変量解析を行う多変量解析処理部、をさらに備える、請求項１に記載のイメージング質量分析装置。
3. 前記分析実行部による分析の実行に先立って前記データ行列作成条件をユーザに設定させ、該設定されたデータ行列作成条件を前記条件記憶部に記憶させる条件設定部、をさらに備える、請求項１に記載のイメージング質量分析装置。
4. 前記条件設定部は、前記分析実行部による分析の際の分析条件とともに、前記データ行列作成条件をユーザに設定させるものである、請求項３に記載のイメージング質量分析装置。
5. 前記データ行列作成条件は、ターゲット物質のリストに掲載されている質量電荷比を対象としてデータ行列を作成することである、請求項１に記載のイメージング質量分析装置。
6. 前記データ行列作成条件は、収集された全てのマススペクトルデータに基づいて算出される平均マススペクトル又は最大強度マススペクトルにおけるピークに対応する質量電荷比を対象としてデータ行列を作成することである、請求項１に記載のイメージング質量分析装置。
7. 前記条件記憶部へデータ行列作成条件が記憶されるタイミングは前記分析実行部による分析実行の前である、請求項１に記載のイメージング質量分析装置。

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