KR20180051912A - 매트릭스 도움 레이저 탈착／이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법 - Google Patents

매트릭스 도움 레이저 탈착／이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization) 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시료 플레이트는 전도성 기판; 및 전도성 기판의 일 면에 형성되고, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역;을 포함한다.

Description

매트릭스 도움 레이저 탈착／이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법{Sample Plate for Matrix Assisted Laser Desorption／Ionization Mass Spectrometer and the Mass Spectrometric Analysis Using Thereof}
본 발명은 매트릭스 도움 레이저 탈착/이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법에 관한 것으로, 상세하게, 1000 달톤 이하의 저분자량 화합물을 포함한 시료를 우수한 정확도 및 민감도로 분석할 수 있는 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법에 관한 것이다.
질량 분석에 사용되는 이온화법의 하나로서 매트릭스 도움 레이저 탈착/이온화(MALDI=Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization, 말디) 법이 알려져 있다. 말디질량분석법은 레이저광을 시료에 단시간 조사해 순간적으로 시료를 기화시킴으로써, 시료 중의 분석대상물질(analyte)의 분자를 분해하는 일 없이 이온화하는 것이다.
말디질량분석법에서는 일반적으로 분석대상물질의 용액을 매트릭스 용액과 혼합한 다음, 시료 플레이트 상에 도포해, 증발에 의해 용매를 제거함으로써 시료를 제조한다. 이 시료에 레이저광을 조사하면, 매트릭스가 레이저광의 에너지를 흡수해, 매트릭스의 일부가 급속히 가열되고 분석대상물질과 함께 기화(탈착)되어 이온화된다. 이후, 전자기장 내 전하를 띤 이온들의 운동을 측정함으로써, 분석대상물질의 분자량을 측정한다.
말디질량분석법은 분석대상물질의 분자가 조각화되지 않아 정확한 분자량의 측정이 가능하고, 검출 감도가 좋아 수 펨토몰 수준의 분석대상물질 또한 검출 가능하며, 보통 다전하(multiple charge)가 아닌 단일한 전하만을 가지므로 질량스펙트럼이 간단하고 분석이 용이하며, 분석대상물질과 매트릭스를 혼합하여 시료 플레이트에 분주한 후 건조하여 분석 가능함에 따라 시료 준비가 간단하고, 분석 시간이 1분 이내로 짧아 신속한 분석이 가능(대량 고속 분석 가능)하며, 완충용액이나 염 등의 오염에 영향을 덜 받으며, 기기의 사용 및 유지 비용이 저렴한 장점이 있다.
지금까지 말디질량분석법은 특히 고분자 화합물의 분석에 이용되어 왔지만, 상술한 장점들에 의해, 최근, 저분자 화합물로의 활용 요망이 매우 높아지고 있다. 그러나, 일반적으로 말디질량분석법에서 매트릭스로 사용되는 물질은 수백 달톤(Da)정도의 분자량을 갖는다. 이에 따라, 매트릭스를 이용해 MALDI 질량분석을 하는 경우, 질량 스펙트럼(mass spectrum)에는 매트릭스에서 기인하는 이온 피크가 저질량(m/z) 영역에 현저히 관측된다. 분석대상물질이 고분자 화합물일 경우에는 이러한 저질량 영역에서의 매트릭스 피크의 존재는 문제가 되지 않으나, 분석대상물질의 분자량이 작아질수록, 질량 스펙트럼 상에서 분석하려고 하는 저분자 화합물 유래의 피크와 매트릭스에 기인한 피크가 매우 근접하여 혼재하거나 그 피크가 서로 겹쳐, 저분자량의 분석대상물질의 분석에는 그 한계가 있다.
이러한 한계를 극복하고자 일본등록특허 제4918662호와 같이, 유기 매트릭스를 무기 매트릭스로 대체하고자 하는 연구, 국제특허 WO2013/008723호와 같이, 새로운 매트릭스를 개발하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 그러나, 무기 매트릭스의 경우 이온화율이 유기 매트릭스에 비해 현저하게 떨어지는 한계가 있으며, 새로운 매트릭스를 개발한다 하더라도 매트릭스에 기인한 방해 피크가 여전히 존재할 수 밖에 없어, 다양한 저분자 화합물을 정확하고 민감하게 분석하는 것에는 그 기술적 한계가 있다.
일본등록특허 제4918662호 국제특허 WO2013/008723호
본 발명의 목적은 저분자량 화합물을 정밀하고 정확하게 분석할 수 있는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 저분자량 화합물의 종류와 무관하게, 극히 다양한 종류의 화합물을 정밀하게 분석할 수 있는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 매트릭스 노이즈(noise)로부터 자유로워, 화합물의 완전한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 시료 플레이트는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(MALDI=Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) 질량분석용 시료 플레이트이며, 전도성 기판; 및 전도성 기판의 일 면에 형성되고, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 상기 유기 매트릭스 영역은, 적어도, 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역과 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역을 포함하며, 하나 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 하나 이상의 제2 유기매트릭스 영역이 서로 이격 배열된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 상기 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스는 제1 유기매트릭스의 질량 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스의 질량 스펙트럼의 중첩시, 두 매트릭스 간 최인접한 피크의 m/z차는 1 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 상기 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스는 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB), 2-(4-hydroxyphenylazo)-benzoic acid(HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) 및 3-Hydroxypicolinic acid(3-HPA)에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트는 상기 유기 매트릭스 영역을 덮는 투명 고분자막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 상기 투명 고분자막은 파릴렌 박막일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 상기 전도성 기판은 상기 유기 매트릭스 영역에서 서로 이격 배열된 유기 매트릭스와 대응되는 각 영역에 요부홈이 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트는 일회용 플레이트일 수 있다.
본 발명은 상술한 시료 플레이트를 이용한 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization) 질량분석 방법을 포함한다.
본 발명에 따른 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법은 a) 상술한 시료 플레이트에 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하되, 상기 시료 플레이트에 이격 배열된 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각에 동일한 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하는 단계; b) 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각을 이용하여 분석대상물질의 질량스펙트럼인 검출스펙트럼을 얻는 단계; 및 c) 각 검출스펙트럼에서 해당 유기 매트릭스의 피크를 제거하여 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 수득한 후, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법에 있어, 상기 b) 단계는 상기 a) 단계에서 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역에 분석대상물질 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제1시료 영역에 레이저를 조사하여 제1검출스펙트럼을 얻고, 상기 a) 단계에서 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역에 분석대상물질 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제2시료 영역에 레이저를 조사하여 제2검출스펙트럼을 얻는 단계;를 포함할 수 있으며, 상기 c) 단계는, c1) 상기 제1검출스펙트럼에서 상기 제1 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻고, 상기 제2검출스펙트럼에서 상기 제2 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻는 단계; 및 c2) 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로, 상기 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법에 있어, 상기 c2) 단계는, 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 공통적으로 존재하는 피크인 공통 피크와 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼 중 일 스펙트럼에만 존재하는 피크인 보완 피크를 병합(merge)하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법에 있어, 상기 시료 플레이트는 둘 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 둘 이상의 제2 유기매트릭스 영역을 포함하며, 상기 a) 단계에서, 상기 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 적어도 하나의 제1 유기매트릭스 영역과 적어도 하나의 제2 유기매트릭스 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법은 상기 a) 단계 후, 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 제1 유기매트릭스 영역과 제2 유기매트릭스 영역 각각에 레이저를 조사하여, 매트릭스 별, 매트릭스 유래 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법에 있어, 상기 분석대상물질은 분자량 1000 달톤 이하의 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질량분석 방법에 있어, 상기 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석은 TOF(Time Of Flight) MS(Mass Spectrometer), IT(Ion trap) MS, FT-ICR(Fourier transform ion cyclotron resonance) MS, Quadrupole MS 또는 Orbitrap MS를 이용한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 시료 플레이트는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석용 시료 플레이트로, 단일한 전도성 기판 상, 서로 상이한 유기 매트릭스가 이격 형성된 유기 매트릭스 영역을 포함함에 따라, 서로 상이한 유기 매트릭스를 이용하여 동일한 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 얻을 수 있고, 얻어진 질량 스펙트럼을 상호 보완함으로써, 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 산출할 수 있어, 저분자량 분석대상물질의 정확한 질량 분석이 가능한 시료 플레이트인 장점이 있다.
본 발명에 따른 질량 분석 방법은, 단일한 시료 플레이트를 이용하여, 서로 상이한 유기 매트릭스 별 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 측정하고 이를 이용하여 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 산출할 수 있음에 따라, 저분자량의 분석대상물질을 정확하게 분석할 수 있는 장점이 있으며, 분석대상물질의 종류에 무관하게 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 수득할 수 있으며, 극히 다양한 종류의 물질을 정밀하게 분석할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트의 단면을 도시한 단면도이며,
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 시료 플레이트의 단면을 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전도성 기판 및 시료 플레이트의 단면을 도시한 단면도이며,
도 4는 실시예 1에서 측정된 제1검출 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 5는 실시예 1로부터 수득된 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 6은 실시예 1에서 측정된 제2검출 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 7은 실시예 1로부터 수득된 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 8은 실시예 1로부터 수득된 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼인 보정 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 9는 실시예 2에서 측정된 제1검출 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 10은 실시예 2로부터 수득된 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 11은 실시예 2에서 측정된 제2검출 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 12는 실시예 2로부터 수득된 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이며,
도 13은 실시예 2로부터 수득된 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼인 보정 스펙트럼을 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 시료 플레이트 및 질량 분석 방법을 상세히 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
매트릭스 도움 레이저 탈착/이온화(Matrix-Assisted Laser Desorption /Ionization, 이하 MALDI) 질량분석 방법에서, 매트릭스(유기 매트릭스) 유래의 피크는 질량 스펙트럼(mass spectrum)상 m/z 100~400의 저질량 영역에 주로 존재한다. 이에 따라, 분자량 1000 달톤 이하, 특히 500 달톤 이하의 저분자량 물질을 분석하고자 하는 경우, 매트릭스 유래의 피크와 분석대상물질 유래의 피크가 혼재할 뿐만 아니라 그 피크 자체가 겹쳐져 목적하는 분석대상물질의 분석이 실질적으로 극히 어려운 한계가 있다. 유기 매트릭스 대신 무기 매트릭스를 사용하는 방법은 분석 비용이 높아 상용화의 걸림돌로 작용하고 있으며, 다양한 종류의 분석대상물질에 대해 검출 기법 또한 아직 확립되지 않은 상태이다.
이에, 본 출원인은 말디질량분석법에서 통상적으로 사용하는 유기 매트릭스를 이용하여, 분자량이 1000 달톤 이하, 보다 특징적으로는 분자량이 500 달톤 이하의 저분자량을 갖는 화합물을 포함하는 분석대상물질의 완전한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있는 시료 플레이트 및 이를 이용한 질량 분석 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 시료 플레이트는, 분자량 1000 달톤 이하, 보다 특징적으로는 분자량이 500 달톤 이하의 저분자량 화합물을 포함하는 분석대상물질을 질량 분석하기 위한 말디 질량분석용 플레이트로, 지지체의 역할 및 전도체의 역할을 수행하는 단일한 전도성 기판에, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열되어, 서로 상이한 매트릭스 별로, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화에 의해 동일한 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 측정할 수 있는 시료 플레이트이다.
이에 따라, 본 발명에 따른 시료 플레이트는 전도성 기판; 및 전도성 기판의 일 면에 형성되고, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역;을 포함한다.
상술한 바와 같이, 단일한 시료 플랫폼에 의해, 서로 상이한 유기 매트릭스 별 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 수득할 수 있음에 따라, 유기 매트릭스 별 분석대상물질의 질량 스펙트럼간의 측정 환경(온도, 압력, 분위기등)의 차이에 의한 질량 스펙트럼의 변화를 최소화할 수 있으면서도, 보다 간단하고 신속하게 유기 매트릭스 별 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 수득할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트의 단면을 도시한 일 단면도이다. 도 1에 도시한 일 예와 같이, 시료 플레이트는 일 표면을 제공하는 전도성 기판(100) 및 전도성 기판(100)의 일 표면에 위치하며, 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역(200)을 포함할 수 있다.
유기 매트릭스 영역(200)은, 적어도, 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역(210)과 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역(220)을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 제1 유기매트릭스 영역(210)과 하나 이상의 제2 유기매트릭스 영역(220)이 서로 이격 배열된 구조일 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시한 일 예와 같이, 유기 매트릭스 영역(200)은, 제1 유기매트릭스 영역(210)과 제2 유기매트릭스 영역(220)이 서로 이격 교번되어 배열된 구조일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트에 있어, 하나 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 하나 이상의 제2 유기매트릭스 영역의 이격 배열은 상기 전도성 기판의 일 면에 속하며 서로 수직인 제1방향과 제2방향을 기준으로, 제1방향과 제2방향중 적어도 한 방향으로 제1 유기매트릭스 영역과 제2 유기매트릭스 영역이 교번되어 위치하는 구조일 수 있다.
비록, 도 1에서 유기 매트릭스 영역(200)을 이루는 유기 매트릭스가 2종의 유기 매트릭스인 예를 도시하였으나, 본 발명에서 유기 매트릭스 영역(200)을 이루는 유기 매트릭스가 2종의 유기 매트릭스로 한정될 수 없으며, 둘 이상, 구체적으로는 2 내지 5, 보다 구체적으로는 2 내지 3개의 유기 매트릭스가 서로 이격 배열되어 유기 매트릭스 영역(200)을 이룰 수 있음은 물론이다. 비 한정적인 일 예로, 유기 매트릭스 영역(200)은 제1 유기매트릭스 영역, 제2 유기매트릭스 영역과 함께, 제3 유기매트릭스를 함유하는 제3유기 매트릭스 영역을 포함할 수 있으며, 제1 유기매트릭스 영역, 제2 유기매트릭스 영역 및 제3 유기매트릭스 영역이 서로 이격 배열된 구조, 구체적으로 순차적으로 교번 배열된 구조일 수 있다.
유기 매트릭스(210, 220)는 결정화 가능한 유기화합물로, 조사되는 레이저 에너지를 흡수할 수 있으며, 흡수되는 에너지를 분석대상물질에 전달하고 분석대상물질을 이온화시킬 수 있는 유기화합물이면 족하다. 즉, 유기 매트릭스(210, 220)는 통상의 말디질량분석법에서 유기 매트릭스로 사용되는 어떠한 유기화합물도 사용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트는 매트릭스 별로 동일한 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 수득하기 위한 시료 플레이트이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트는 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스를 이용하여 동일한 분석대상물질의 질량분석 결과를 얻을 수 있고, 분석대상물질의 질량분석 결과에서 매트릭스로부터 기인한 시그널(피크)들을 제거한 후, 매트릭스 시그널의 제거에 의해 손실된 분석대상물질의 정보를 다른 매트릭스에 존재하는 정보를 이용하여 보완함으로써 완전한 분석대상물질의 정보(질량스펙트럼)를 얻을 수 있는, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 형성된 시료 플레이트이다.
이에 따라, 유기매트릭스 영역을 이루는 서로 상이한 유기 매트릭스의 수가 증가할수록 보다 높은 신뢰성을 갖는 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있으나, 사용되는 매트릭스가 증가할수록 물질 분석에 소요되는 비용 및 시간이 증가하여 가능한 2종의 유기 매트릭스를 이용하여 검출이 수행되는 것이 가장 유리하다.
이를 위해, 유기 매트릭스 영역(200)을 이루는 매트릭스는, 매트릭스로부터 유래한 매트릭스 이온의 질량스펙트럼(매트릭스 유래 질량 스펙트럼) 기준, 두 매트릭스 유래 질량 스펙트럼의 중첩시 두 매트릭스 간 최인접한 피크의 m/z차가 1, 보다 좋게는 5 이상인 것이 유리하다. 즉, 제1 유기매트릭스 영역에 함유된 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스 영역에 함유된 제2 유기매트릭스는 제1 유기매트릭스의 질량 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스의 질량 스펙트럼의 중첩시, 두 매트릭스 간 최인접한 피크의 m/z차는 1 이상, 보다 좋게는 5 이상인 것이 좋다.
유기 매트릭스 영역을 이루는 유기 매트릭스 간 서로 상이한 질량 스펙트럼을 갖되, 일 매트릭스의 피크와 다른 일 매트릭스의 피크간의 가장 작은 m/z차가 1 이상m 보다 좋게는 5 이상인 경우, 통상의 말디질량분석법이 갖는 분해능(resolution) 내에서 매트릭스 별로, 매트릭스에서 유래하는 피크와 분석대상물질에서 유래하는 피크의 안정적인 분리 검출이 가능하여, 단 2종의 매트릭스로도 분석대상물질의 완전한 질량 스펙트럼을 매우 정확하고 안정적이며 신뢰도 높게 산출할 수 있다.
서로 상이한 질량 스펙트럼을 가지며, 매트릭스 별 가장 인접한 피크간의 질량차가 5m/z 이상인 유기 매트릭스라면, 어떠한 유기 매트릭스의 세트(set)라도 유기 매트릭스 영역을 이루는 매트릭스로 사용될 수 있다. 구체적인 일 예로, a) 단계에 사용되는 유기 매트릭스는 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB), 2-(4-hydroxyphenylazo)-benzoic acid(HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) 및 3-Hydroxypicolinic acid(3-HPA)에서 선택되는 둘 이상의 물질일 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, a) 단계에 사용되는 유기 매트릭스는 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB), 2-(4-hydroxyphenylazo)-benzoic acid(HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) 및 3-Hydroxypicolinic acid(3-HPA)에서 선택되는 두 물질일 수 있다. 보다 더 구체적인 일 예로, 유기 매트릭스의 세트(일 매트릭스/ 다른 일 매트릭스)는 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA) / 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB)일 수 있으나, 본 발명이 유기매트릭스 영역을 이루는 유기 매트릭스의 특정한 종류에 의해 한정될 수 없음은 물론이다.
유기 매트릭스 영역(200)은, 유기 매트릭스 영역을 이루는 서로 상이한 유기 매트릭스 별로, 유기 매트릭스 및 용매를 함유하는 유기 매트릭스 용액을 제조한 후, 제조된 유기 매트릭스 용액(유기 매트릭스 용액 별로)을 전도성 기판의 기 설계된 영역(들)에 점적한 후 용매를 건조하여 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 말디질량분석법에서 유기 매트릭스 또는 유기 매트릭스와 분석대상물질의 혼합 시료를 제조하기 위해 사용되는, 알려진 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.
전도성 기판(100)은 지지체로 작용할 수 있는 물리적 강도를 가지며, 전도성을 갖는 물질이면 사용 가능하다. 구체적인 일 예로, 전도성 기판(100)은 스테인레스 스틸, 알루미늄등의 금속 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트의 단면도를 도시한 다른 일 예이다. 도 2에 도시한 일 예와 같이, 시료 플레이트는 전도성 기판(100), 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역(200)과 함께, 적어도, 유기 매트릭스 영역(200)을 덮는 투명 고분자막(120)을 더 포함할 수 있다. 이때, 투명 고분자 막(120)은 유기 매트릭스 영역(200)을 덮음과 동시에, 전도성 기판(100)의 일 면을 모두 덮을 수도 있음은 물론이다.
투명 고분자막(120)은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시, 유기 매트릭스로부터 유래된 매트릭스 이온이 질량분석기의 검출기에 도달하는 것을 방지함과 동시에 분석대상물질의 이온화는 매트릭스와 분석대상물질이 혼합된 상태에서의 이온화 정도와 유사하게 이루어져, 보다 신뢰도가 높으며 보다 정확한 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 얻을 수 있다.
나아가, 투명 고분자막(120)이 구비된 시료 플레이트는 본 발명에 따른 질량 분석 방법에 보다 효과적인데, 이는 도 2와 유사하게 투명 고분자막(120)이 형성된 시료 플레이트를 이용하여 매트릭스 별 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 얻는 경우, 분석대상물질의 질량 스펙트럼간의 강도가 서로 유사하여 온전한 분석대상물질의 질량스펙트럼을 얻기 위한 피크간의 병합시 발생할 수 있는 오차를 최소화할 수 있기 때문이다.
투명 고분자막(120)의 투명 고분자는 매트릭스의 탈착을 방지하면서도 투명 고분자막(120) 상부에 위치하는 분석대상물질은 탈착 및 이온화될 수 있는 알려진 어떠한 물질을 사용하여도 무방하다. 바람직한 일 예로, 투명 고분자막(120)의 투명 고분자는 파릴렌일 수 있으며, 투명 고분자막(120)은 파릴렌 박막일 수 있다. 파릴렌은 p-자일렌(p-xylene)이 중합된 고분자를 의미할 수 있으며, 구체적으로 p-자일렌 다이머가 중합된 고분자를 의미할 수 있다.
투명 고분자막(120)의 두께는 매트릭스의 탈착을 안정적으로 방지하면서도 에너지 전달에 의해 분석대상물질의 탈착 및 이온화가 가능한 정도의 두께이면 무방하다. 구체적인 일 예로, 투명 고분자막(120)의 두께는 10nm 내지 100nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
투명 고분자막(120)은 유기 매트릭스 영역(200)이 형성된 전도성 기판(100) 위의 유기 매트릭스 영역(200)을 덮도록 형성되어야 함에 따라, 기판에 존재하는 유기 매트릭스에 영향을 미치지 않도록 기상 증착에 의해 형성되는 것이 유리하다.
파릴렌을 일 예로, 구체적으로 상술하면, 투명 고분자막인 파릴렌 박막은 파릴렌 다이머를 가열하여 기화시키고, 기화된 파릴렌 다이머 기체를 고온에서 열분해하여 고반응성 p-자일렌 라디칼을 형성한 후, 고반응성 p-자일렌 라디칼을 유기 매트릭스 영역이 형성된 전도성 기판에 도입하여 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명이 파릴렌을 포함하는 투명 고분자막의 제조방법에 의해 한정될 수 없음은 물론이며, 투명 고분자로 사용가능한 물질을 증착하여 기재에 박막을 형성할 수 있는, 알려진 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.
도 1 및 도 2에 도시한 일 예는, 전도성 기판(100)의 일 면이 인위적인 요철을 갖지 않는 편평한 면인 경우를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 전도성 기판(100)에서 유기 매트릭스 영역(200)이 형성되는 일 면은 평면 또는 요부홈이 형성된 면일 수 있다.
도 3(a)는 요부홈(110)을 갖는 전도성 기판(100)의 일 예를 도시한 전도성 기판의 단면도이며, 도 3(b)는 요부홈(110)을 갖는 전도성 기판(100)에 유기 매트릭스 영역이 형성된 시료 플레이트의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3에 도시한 일 예와 같이, 전도성 기판(100)은 유기 매트릭스 영역에서 서로 이격 배열된 유기 매트릭스와 대응되는 각 영역(위치)에 형성된 요부홈(110)을 더 포함할 수 있다. 이러한 요부홈(110)은 유기 매트릭스가 형성되는 영역 나아가, 분석대상물질이 위치하는 영역을 물리적으로 구획하고 기 설계된 영역으로 구속(confinement)시켜, 재현성 있고 안정적으로, 기 구획된 영역에 유기 매트릭스가 형성되도록 할 수 있다.
도 2를 기반으로 상술한 투명 고분자막(120)이 구비되는 시료 플레이트의 경우에도, 전도성 기판(100)은 상술한 요부홈(110)이 구비된 기판일 수 있다. 투명 고분자막(120)이 구비되는 경우, 투명 고분자막(120)을 사이에 두고 서로 마주하도록 투명 고분자막(120)의 하부에 유기 매트릭스가 위치하며, 투명 고분자막(120)의 상부에 분석대상물질이 위치하는 것이 유리하다. 분석대상물질은 분석대상물질을 함유하는 액(분석대상물질 용액)이 투명 고분자막(120) 상부에 점적(분주) 및 건조되어 시료 플레이트에 로딩됨에 따라, 분석대상물질을 함유하는 용액이 점적되는 위치를 정밀하게 제어할 필요가 있다. 상술한 요부홈(110)이 형성된 전도성 기판(100)의 경우, 유기 매트릭스 영역의 형성 후 투명 고분자막(120)이 형성된 후에도, 투명 고분자막(120)에는 기판의 요부홈에 의한 야기되는 오목한 요철이 잔류함에 따라, 분석대상물질을 함유하는 액이 점적될 때, 자동적으로 투명 고분자막을 사이에 두고 유기 매트릭스와 대향하도록 정렬된 위치에 분석대상물질이 형성될 수 있어 유리하다. 상술한 바와 같이 설사 요부홈의 깊이가 투명 고분자막의 두께보다 작다하더라도, 투명 고분자막에는 요부홈에 의해 야기되는 오목한 요철이 존재할 수 있다. 그러나, 보다 안정적으로 유기 매트릭스와 분석대상물질이 투명 고분자막을 사이에 두고 서로 대향하도록 정렬되어 위치할 수 있도록, 요부홈은 투명 고분자막의 두께를 기준으로 1 내지 200배의 깊이를 갖는 것이 유리하다. 요부홈의 크기는 통상의 말디질량분석법에서 레이저가 조사되는 시료를 제조하기 위해 분주(점적)되는 시료액이 모두 담길 수 있는 정도의 크기이면 족하다. 요부홈 간의 이격 거리는, 유기 매트릭스 영역을 형성하는 서로 이격 배열된 유기 매트릭스간의 이격 거리에 상응하게 되는데, 요부홈 간의 이격 거리는 유기 매트릭스 영역을 이루는 유기 매트릭스 별로 서로 독립적으로(서로 영향을 미치지 않으며) 질량 분석이 수행될 수 있는 정도의 이격 거리이면 족하다. 구체적인 일 예로, 요부홈 간의 이격 거리(유기 매트릭스 영역을 형성하는 유기 매트릭스 간의 이격 거리)는 수십 마이크로미터 이상이면 족하며, 실질적인 일 예로 100μm 내지 10mm의 이격거리를 가질 수 있으나, 본 발명이 요부홈 간의 이격 거리(유기 매트릭스 영역을 형성하는 유기 매트릭스 간의 이격 거리)에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시료 플레이트는 일회용일 수 있다. 이때, 일회용은 시료 플레이트를 이용한 말디질량분석이 수행된 후 시료 플레이트가 폐기되는 것을 의미할 수 있으며, 단일한 분석대상물질을 질량 분석하기 위해 사용되는 시료 플레이트를 의미할 수 있다. 이때, 단일한 분석대상물질이 단일한 화합물로 한정되어 해석될 수 없음은 물론이며, 질량 분석하고자 하는 대상으로 해석되어야 함은 물론이다. 이에 따라, 시료 플레이트에 로딩되는 분석대상물질은 서로 상이한 둘 이상의 화합물이 반응 또는 혼합된 상태일 수 있다. 시료 플레이트가 일회용인 경우, 시료 플레이트의 유기 매트릭스 영역은 서로 이격된 제1 유기매트릭스 영역 및 제2 유기매트릭스 영역을 포함하되, 1개 내지 2개의 제1 유기매트릭스 영역과 1개 내지 2개의 제2 유기매트릭스 영역을 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 시료 플레이트를 이용한 질량 분석 방법을 포함한다.
본 발명에 따른 질량분석 방법은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization) 질량 분석 방법이며, 상술한 시료 플레이트에 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하되, 상기 시료 플레이트에 이격 배열된 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각에 동일한 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하는 단계; b) 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각을 이용하여 분석대상물질의 질량스펙트럼인 검출스펙트럼을 얻는 단계; 및 c) 각 검출스펙트럼에서 해당 유기 매트릭스의 피크를 제거하여 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 수득한 후, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 분석 방법은 저분자량의 분석대상물질, 특징적으로는 1000 달톤 이하의 분자량을 갖는, 보다 특징적으로는 500 달톤 이하의 분자량을 갖는 화합물을 포함하는 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 얻을 수 있는 분석 방법이다.
상세하게, 본 발명에 따른 분석 방법은, 상술한 시료 플레이트의 유기 매트릭스 영역을 이루는 서로 상이한 유기 매트릭스 각각에 로딩된 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 서로 상이한 유기 매트릭스 별로 분석대상물질의 질량 스펙트럼인 검출스펙트럼을 얻는 단계; 및 각 검출스펙트럼에서 해당 매트릭스의 피크를 제거하여 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 수득한 후, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함한다.
이에 따라, 저분자량 화합물을 포함하는 분석대상물질을 정확하게 검출하고, 분석대상물질의 종류와 상관없이 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 수득할 수 있으면서도, 말디질량분석법에서 유기 매트릭스로 통상적으로 사용되고 또한, 유용하고 효과적으로 사용되는 매트릭스를 제약 없이 사용할 수 있어, 종래 유기 매트릭스를 이용한 말디질량분석법의 이점을 그대로 가질 수 있는 장점이 있다. 구체적으로는, 종래 유기 매트릭스를 이용한 말디질량분석법이 갖는, 우수한 탈착/이온화율, 저가의 분석 비용, 극히 간단한 시료(샘플)의 준비, 다양한 물질의 검출능등의 장점을 그대로 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 분석 방법은, 서로 상이한 매트릭스를 사용하여 수득된 질량 스펙트럼을 상호 보완함으로써, 분석대상물질의 완전한 질량 스펙트럼(보정된 질량스펙트럼)을 얻을 수 있다. 상세하게, 상술한 시료 플레이트를 사용하여, 서로 상이한 유기 매트릭스 별로 검출 스펙트럼을 얻은 후, 각 검출 스펙트럼에서 해당 유기 매트릭스의 피크를 제거하여 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 수득한 후, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 산출할 수 있다.
이때, '해당 매트릭스의 피크'는 각 검출 스펙트럼에 사용된 매트릭스의 피크를 의미하며, '매트릭스의 피크'는 질량스펙트럼에서 매트릭스로부터 유래한 매트릭스 이온의 피크를 의미한다. 또한, 유기매트릭스-제거 스펙트럼은 매트릭스로부터 유래한 매트릭스 이온의 피크와 이격(분리)되어 위치하지 않고 매트릭스 이온의 피크와 연속된 피크(서로 이어진 쌍봉 피크 이상의 다봉 피크 형태)로 존재하는 피크 또한 제거된 것일 수 있다.
유기매트릭스-제거 스펙트럼은, 각 검출 스펙트럼에서 해당 매트릭스의 피크가 제거됨에 따라, 분석대상물질에서 유래된 이온의 피크만이 존재할 수 있다(이때, back ground noise가 존재할 수 있음은 물론이다). 각 유기매트릭스-제거 스펙트럼은 매트릭스의 피크와 중첩되는 시료의 피크가 제거되었음에 따라, 각자 불완전한 분석대상물질의 피크 정보를 가지고 있다. 그러나, 서로 상이한 둘 이상의 매트릭스에 의해 서로 상이한 둘 이상의 유기매트릭스-제거 스펙트럼이 수득됨에 따라, 둘 이상의 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 통해 완전한 분석대상물질의 질량스펙트럼을 산출할 수 있다. 즉, 하나의 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 존재하는 불완전한 정보를 다른 유기매트릭스-제거 스펙트럼이 가지고 있음에 따라, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 통해 1000 달톤 이하, 보다 특징적으로는 500 달톤 이하의 분자량을 갖는 화합물을 포함하는 분석대상물질의 온전한 질량스펙트럼(분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼)을 산출할 수 있으며, 고분자와 유사한 정밀도로 1000 달톤 이하, 보다 특징적으로는 500 달톤 이하의 분자량을 갖는 화합물을 포함하는 분석대상물을 검출(detection) 및 확인(verification)할 수 있다.
구체적으로, 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼은 둘 이상의 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 공통적으로 존재하는 피크와 일 유기매트릭스-제거 스펙트럼에만 존재하는 피크를 병합(merge)하여 산출될 수 있다.
병합시, 둘 이상의 서로 상이한 매트릭스 각각을 이용하여 수득된 질량스펙트럼(들)에서, 일 질량 스펙트럼을 기준으로, 일 질량 스펙트럼에 다른 질량 스펙트럼에만 존재하는 피크(들)가 병합될 수 있다. 이와 달리, 서로 상이한 매트릭스 각각을 이용하여 수득된 질량스펙트럼(들)에서, 공통적으로 존재하는 피크(들)가 추출되고, 각 질량 스펙트럼에만 존재하는 피크(들)가 추출되어, 추출된 피크(들)간 병합될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 b) 단계는, 상기 a) 단계에서 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역에 분석대상물질을 함유하는 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제1시료 영역에 레이저를 조사하여 제1검출 스펙트럼을 얻고, 상기 a) 단계에서 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역에 분석대상물질 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제2시료 영역에 레이저를 조사하여 제2검출 스펙트럼을 얻는 단계;를 포함할 수 있다. 또한, 상기 c) 단계는, c1) 상기 제1검출 스펙트럼에서 상기 제1 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻고, 상기 제2검출 스펙트럼에서 상기 제2 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻는 단계; 및 c2) 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로, 상기 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.를 포함할 수 있다.
즉, b) 단계는 시료 플레이트의 유기 매트릭스 영역을 이루는 서로 상이한 적어도 둘 이상의 매트릭스(제1 유기매트릭스 및 제2 유기매트릭스) 각각을 이용하여 매트릭스 별 질량 스펙트럼을 측정하는 단계이다.
b) 단계에서, 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)은, 시료에 레이저를 조사하고 탈착 이온화된 이온들이 검출기에 의해 검출되어 수득되는 스펙트럼으로, 검출 이온의 강도를 일 축으로 질량(mass-to-charge ratio, m/z, z=검출 이온의 이온 전하량, 이온화 질량으로도 칭함)을 다른 일 축으로 갖는 질량 스펙트럼일 수 있다. 이에 따라, b) 단계에서 수득되는 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)은 매트릭스로부터 기인한 피크와 분석대상물질로부터 기인한 피크가 공존하는 스펙트럼을 의미할 수 있다. 이때, 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)은 사비트스키-골레이 알고리즘(Savitsky-Golay algorithm)등과 같이 기 알려지고 통상적으로 사용되는 알고리즘을 이용하여 평탄화된 것일 수 있음은 물론이다.
b) 단계의 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)에서, 레이저의 조사 강도, 조사되는 레이저의 파장, 레이저의 조사 횟수, 펄스형 레이저인 경우 펄스의 형태 및 펄스의 수, 레이저의 조사면적 등을 포함하는 레이저 조사조건은 서로 동일하여도 무방하며, 레이저 조사조건이 서로 상이하여도 무방하다. 이는, 후술하는 바와 같이, c2) 단계의 병합시, 각 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)을 보정하는 단계를 통해 매트릭스별 물질 특이성에 의한 질량 스펙트럼간의 차이와 함께, 레이저 조사조건에 의해 야기되는 질량 스펙트럼간의 차이 또한 보정할 수 있기 때문이다. 다만, 최종적으로 산출되는 질량 스펙트럼(보정 스펙트럼)의 정확도를 보다 향상시키고 보다 간단한 보정으로 병합이 이루어질 수 있도록, b) 단계에서 각 시료 별 레이저 조사시의 레이저 조사조건은 서로 동일한 것이 유리하다. 이때, 조사되는 레이저는 매트릭스가 흡수하는 파장 대역의 레이저이면 무방하며, 통상의 말디질량분석법에서 사용되는 레이저이면 무방하다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 조사되는 레이저는 UV(ultra violet) 레이저 또는 IR(infra red) 레이저일 수 있으며, UV 레이저는 N2 레이저, Nd/YAG 레이저, 엑시머(Eximer) 레이저등을 포함할 수 있고, UV 레이저는 CO2 레이저, Er/YAG 레이저 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, b) 단계에서, 분석을 통해 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)을 수득한 후, c1) 상기 제1검출 스펙트럼에서 상기 제1 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻고, 상기 제2검출 스펙트럼에서 상기 제2 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻는 단계;가 수행될 수 있다.
이는, 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)에서 각 매트릭스 자체로부터 유래된 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하는 것을 의미한다. 즉, c1) 단계는, 제1검출 스펙트럼에서 제1 유기매트릭스에 기인한 이온의m/z에 해당하는 피크를 제거하여 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 산출하고, 제2검출 스펙트럼에서 제2 유기매트릭스에 기인한 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 산출하는 단계일 수 있다.
이때, 본 발명은 종래 잘 알려지고 종래 사용되는 유기 매트릭스를 사용함에 따라, 제1 유기매트릭스 또는 제1 유기매트릭스로부터 기인한 이온의 m/z는 이미 잘 알려진 값들이다. 이에 따라, c1) 단계에서 매트릭스 종류 별 각 매트릭스의 질량 스펙트럼 상 피크가 나타나는 m/z들은 기 설정된 값일 수 있다.
이와 달리, 각 매트릭스 별로, 매트릭스 자체의 질량 스펙트럼을 측정하여, 매트릭스 종류 별 매트릭스로부터 유래된 이온의 m/z를 검출하고, 매트릭스 별 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼 또는 제2검출 스펙트럼)에서, 검출된 매트릭스 유래 이온의 m/z에 해당하는 질량에 위치하는 피크를 제거함으로써, c1) 단계가 수행될 수 있다.
상세하게, a) 단계에서, 둘 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 둘 이상의 제2 유기매트릭스 영역을 포함하는 시료 플레이트를 이용하되, 분석대상물질 용액의 분주시, 상기 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 적어도 하나의 제1 유기매트릭스 영역과 적어도 하나의 제2 유기매트릭스 영역이 시료 플레이트에 잔류하도록 분주가 이루어질 수 있다. 이후, b) 단계에서 검출 스펙트럼을 얻는 단계 전 또는 후에, 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 제1 유기매트릭스 영역 및 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 제2 유기매트릭스 영역 각각에 레이저를 조사하여, 유기매트릭스 별 매트릭스 유래 질량스펙트럼을 얻는 단계;가 더 수행될 수 있다. 이때, 매트릭스 유래 이온의 질량 스펙트럼을 수득하기 위한 말디질량분석법 측정 조건(레이저 조사 조건 등)은 분석대상물질의 질량 스펙트럼을 수득할 때의 측정 조건과 유사 내지 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, c1) 단계에서는, b) 단계의 각 질량스펙트럼에서 해당 매트릭스에 기인한 이온의 m/z에 해당하는 피크들이 제거되어, 매트릭스에 의한 피크가 존재하지 않는 유기매트릭스-제거 스펙트럼이 수득될 수 있다. 즉, 유기매트릭스-제거 스펙트럼은 검출 스펙트럼에 사용된 매트릭스로부터 유래한 피크들이 존재하지 않으며 매트릭스의 피크와 겹치는 분석대상물질의 피크 또한 존재하지 않는, 부분적인(불완전한) 분석대상물질의 피크들이 존재하는 스펙트럼일 수 있다.
상세하게, 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼은 제1 유기매트릭스로부터 유래한 피크들이 제거되며, 제1 유기매트릭스의 피크와 겹치는 분석대상물질의 피크 정보 또한 제거되어 부분적인(불완전한) 분석대상물질의 피크들이 존재할 수 있다. 또한, 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼은 제2 유기매트릭스로부터 유래한 피크들이 제거되며, 제2 유기매트릭스의 피크와 겹치는 분석대상물질의 피크 정보 또한 제거되어 부분적인(불완전한) 분석대상물질의 피크들이 존재할 수 있다. 그러나, 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 제거된 분석대상물질의 피크(피크 정보)는 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 존재하며, 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 제거된 분석대상물질의 피크(피크 정보)는 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 존재하게 된다. 이에 따라, c2) 단계를 통해, 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반하여, 분석대상물질의 온전한 질량스펙트럼이며 매트릭스로부터 자유로운 질량스펙트럼인 보정된 질량스펙트럼을 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 c2) 단계는, 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 공통적으로 존재하는 피크인 공통 피크와 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼 중 일 스펙트럼에만 존재하는 피크인 보완 피크를 병합(merge)하는 단계;를 포함할 수 있다.
즉, 모든 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 공통적으로 존재하는 피크들에 대한 정보(강도 및 m/z)를 추출하고, 유기매트릭스-제거 스펙트럼 중 일 유기매트릭스-제거 스펙트럼에만 존재하는 피크들에 대한 정보(강도 및 m/z)를 추출한 후, 공통적으로 존재하는 공통 피크들의 정보와 일 스펙트럼에만 존재하는 보완 피크들의 정보를 서로 병합함으로써, 온전한 분석대상물질의 질량 스펙트럼인 보완 스펙트럼을 산출할 수 있다.
유기매트릭스-제거 스펙트럼 별로 매트릭스가 상이함에 따라, 동일한 분석대상물질이라 하더라도 레이저 탈착/이온화율이 상이할 수 있다. 이에 따라, 병합 시, 매트릭스의 상이성에 의해 야기되는 병합되는 피크 별 강도의 차이를 보정하는 보정단계가 더 수행된 후, 보정된 피크들이 서로 합해질 수 있다.
구체적으로, 상기 병합 시, 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 공통 피크와 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 공통 피크간의 강도비를 이용하여, 상기 보완 피크의 강도를 보정하는 단계가 수행될 수 있으며, 이러한 보정단계가 수행된 후 공통 피크와 보완 피크가 서로 합해져 보완 스펙트럼이 산출될 수 있다.
일 예로, 공통 피크의 일 질량(ma/z)에 대해, 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서의 일 질량(ma/z)에서의 강도와 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서의 일 질량(ma/z)에서의 강도간의 강도비를 이용하여, 보완 피크의 강도를 보정할 수 있다.
즉, 일 질량(ma/z)에서 공통 피크간의 강도비=제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼 상 ma/z에서의 강도(I1a)/제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼 상 ma/z에서의 강도(I2a)라 할 경우, 보완 피크가 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 속하는 피크일 때, 보완 피크는 보완 피크의 m/z는 유지하되, 보완 피크의 원 강도(I0)에 I2a/I1a가 곱해진 보완된 강도로 보정되어 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 합해질 수 있다. 다른 일 예로, 일 질량(ma/z)에서 공통 피크간의 강도비=제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼 상 ma/z에서의 강도(I1a)/제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼 상 ma/z에서의 강도(I2a)라 할 경우, 보완 피크가 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 속하는 피크일 때, 보완 피크는 보완 피크의 m/z는 유지하되, 보완 피크의 원 강도(I0)에 I1a/I2a가 곱해진 보완된 강도로 보정되어 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 합해질 수 있다.
이때, 특별히 한정되지 않으나 보정의 정확성을 높이는 측면에서, 강도비의 기준이 되는 일 질량(ma/z)은 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 보완 피크와 가장 인접한 공통 피크의 일 질량일 수 있다. 그러나, 본 발명이 보정시 강도비의 기준이 되는 일 질량에 의해 한정되는 것은 아니며, 각 공통 피크간 강도비의 평균을 이용하여 보완 피크의 강도 보정이 이루어질 수 있음은 물론이며, 이 또한 본 발명의 일 변형예에 속함은 자명하다.
상술한 일 예는, 유기매트릭스-제거 스펙트럼 중, 일 스펙트럼과 보완 피크를 병합하여 보완 스펙트럼을 산출하는 예이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 일 예로, 보완 스펙트럼은, 어떤 일 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 기반한 것이 아닌, 유기매트릭스-제거 스펙트럼들로부터 공통 피크와 보완 피크들을 별도로 선별하고 공통 피크와 보완 피크 각각의 강도를 보완하여 합함으로써 수득될 수 있다.
공통 피크의 강도 보완은 가중평균법(weight average method)을 이용하여 수행될 수 있으며, 보완 피크의 강도 보완은 보완된 공통 피크의 강도와 보완되기 전 공통 피크(보완 피크가 속하는 스펙트럼 상 해당 공통 피크)의 강도비를 이용하여 보완될 수 있다. 상세하게, 병합 시, 상기 공통 피크의 각 질량(m/z)별 평균 강도를 산출하여 공통 피크 스펙트럼을 얻는 단계; 및 상기 공통 피크 스펙트럼상 일 피크의 강도를 병합되는 보완 피크가 속하는 유기매트릭스-제거 스펙트럼상 상기 일 피크와 동일한 질량(m/z)에서의 강도로 나눈 비를 상기 보완 피크의 강도와 곱하여 보완 피크의 강도를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다. 즉, 유기매트릭스-제거 스펙트럼(들)에 공통적으로 존재하는 공통 피크(m/z 및 강도)를 선별한 후, 공통 피크의 각 질량(m/z)별 해당 질량(m/z)에서의 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 평균 강도(Iave)를 산출하여, 공통 피크들의 질량(m/z)과 평균 강도(Iave)로 이루어진 공통 피크 스펙트럼을 수득할 수 있다. 이후, 보완 피크가 속한 유기매트릭스-제거 스펙트럼이 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼이라 할 때, 공통 피크 스펙트럼에서 일 공통 피크의 질량(mb/z)에서의 강도(Iaveb)를 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 동일한 일 질량(mb/z)에서의 강도(I1b)로 나눈 강도비(Iaveb/I1b)를 보완 피크의 강도(I0)와 곱하여 보완 피크의 강도를 보정할 수 있다. 이후, 강도가 보정된 보완 피크를 공통 피크 스펙트럼과 합함으로써 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼인 보완 스펙트럼이 얻어질 수 있다. 이때, 보완 피크가 속한 유기매트릭스-제거 스펙트럼이 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼인 경우, 공통 피크 스펙트럼에서 일 공통 피크의 질량(mb/z)에서의 강도(Iaveb)를 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 동일한 일 질량(mb/z)에서의 강도(I2b)로 나눈 강도비(Iaveb/I2b)를 보완 피크의 강도(I0)와 곱할 수 있음은 물론이다.
상술한 보정은 병합 단계에서 보정이 수행되는 경우의 일 예를 상술한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 둘 이상의 유기 매트릭스를 이용한 분석 결과에서 매트릭스로부터 기인한 시그널(피크)들을 제거한 후, 서로 상이한 매트릭스를 사용함에 따라 매트릭스 시그널의 제거에 의해 손실된 분석대상물질의 정보를 다른 매트릭스에 존재하는 정보를 이용하여 보완함으로써 완전한 분석대상물질의 정보(질량스펙트럼)를 얻는다는 본 발명의 사상에 따라, 매트릭스의 상이함에 의해 나타나는, 동일 분석대상물질의 질량스펙트럼별 강도의 차이를 보완하여 상쇄시킬 수 있는 어떠한 알려진 보정방법을 사용하여도 무방하다.
구체적이며 비한정적인 일 예로, 상술한 보정 단계의 수행 여부와 무관하게, c) 단계의 매트릭스 피크의 제거 전, 제1검출 스펙트럼 및 제2검출 스펙트럼을 각각을 표준화하는 단계가 더 수행될 수 있다.
상세하게, 표준화 단계는 검출 스펙트럼에 존재하는 각 피크의 강도를 검출 스펙트럼에 존재하는 각 피크의 강도를 누적한 총 강도로 나누어 표준화함으로써, 검출 스펙트럼 별 매트릭스에 의한 강도 차를 상쇄시킬 수 있다.
즉, b) 단계에서 수득되는 검출 스펙트럼에 존재하는 각 피크의 강도는 누적 합산한 총 강도로, 해당 검출 스펙트럼에 존재하는 각 피크의 강도를 나눠 표준화한 후, c1) 단계에서 표준화된 검출 스펙트럼에서 매트릭스로부터 기인한 피크들을 제거하여 표준화된 유기매트릭스-제거 스펙트럼(들)을 얻고, c2) 단계에서 표준화된 유기매트릭스-제거 스펙트럼에서 공통 피크와 보완 피크를 선별하여 병합함으로써, 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼을 산출할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 방법에 있어, b) 단계의 검출 스펙트럼, c1) 단계에서 사용되는 제거대상인 매트릭스 피크에 해당하는 질량(m/z) 또는 매트릭스 유래 질량스펙트럼, 및/또는 c2) 단계에서 추출되는 공통 피크나 보완 피크에서, 각 스펙트럼(또는 피크)은 말디질량분석법에서 기 알려지고 사용되는 통상의 소프트웨어를 통해 노이즈가 제거된 스펙트럼일 수 있음은 물론이다. 또한, 이와 달리, 기 설정된 강도 이상을 갖는 피크들만을 유효한 데이터로 하여, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 분석 방법이 수행될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 방법에 있어, 질량 분석(검출)은 TOF(Time Of Flight) MS(Mass Spectrometer), IT(Ion trap) MS, FT-ICR(Fourier transform ion cyclotron resonance) MS, Quadrupole MS 또는 Orbitrap MS에 의해 수행될 수 있다. 이때, 토프형 질량 분석기에는 선형 토프(linear TOF) 또는 리플렉트론 토프(Reflectron TOF)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분석 방법에 있어, 분석대상물질은 이온화 질량을 검출하고자 하는 목적 물질을 의미하며, 본 발명은 1000 달톤, 보다 특징적으로 500 달톤 이하의 분자량을 갖는 저분자량 화합물을 포함하는 분석대상물질의 분석에 보다 효과적이다. 구체적인 일 예로, 분석대상물질은 유기물, 무기물, 생화학물질 또는 이들의 복합물을 포함하며, 상기 복합물은 상기 유기물, 무기물 및 생화학물질에서 선택된 둘 이상의 물질이 혼합된 혼합물과 상기 유기물, 무기물 및 생화학물질에서 선택된 둘 이상의 물질이 화학적으로 결합(또는 반응한) 결합물(반응물)을 포함할 수 있다. 상기 생화학물질은 세포 구성물질, 유전물질, 탄소화합물, 생물체의 대사, 물질 합성, 물질 수송 또는 신호전달 과정에 영향을 미치는 유기물 또는 약물을 포함할 수 있으며, 생화학물질은 생체로부터 추출 및 처리된 바이오샘플을 포함할 수 있으며, 이와 독립적으로 생화학물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질(바이오마커)을 포함할 수 있다. 상세하게, 생화학물질은 유기금속화합물, 펩타이드, 탄수화물, 단백질, 단백질 복합체, 지질, 대사체, 항원, 항체, 효소, 기질, 아미노산, 압타머(Aptamer), 당, 핵산, 핵산 단편, PNA(Peptide Nucleic Acid), 세포 추출물, 질병 지표 또는 이들의 조합(혼합된 혼합물 또는 화학적으로 결합된 결합물을 포함함)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 둘 이상의 유기 매트릭스를 이용한 검출 결과에서 매트릭스로부터 기인한 시그널(피크)들을 제거한 후, 서로 상이한 매트릭스를 사용함에 따라 매트릭스 시그널의 제거에 의해 손실된 분석대상물질의 정보를 다른 매트릭스에 존재하는 정보를 이용하여 보완함으로써 완전한 분석대상물질의 정보(질량스펙트럼)를 얻을 수 있다. 이에 따라, 분석대상물질이 1종의 물질로 한정되지 않으며, 1000 달톤 이하의 분자량을 갖는 화합물을 포함하며, 서로 상이한 2종 이상의 물질이 혼재하는 분석대상물질 또한 분석 가능하며, 실질적으로 분석대상물질의 종류나 분석대상물질을 이루는 물질의 수에 제약 받지 않는다.
(실시예 1)
표 1과 같은, 신생아 대사이상 검사를 위한 바이오마커 3종(표 1에서 S로 표시)과 바이오마커 정량을 위해 동위원소로 표지된 아미노산 9종(표 1에서 I로 표시, NSK-A-Amino acid Reference Standard, Cambridge Isotope Lab)을 분석대상물질로 사용하였다. 또한, 제1매트릭스로 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(이하, CHCA), 제2매트릭스로 2,5-dihydroxybenzoic acid(이하 DHB)를 사용하였으며, 제1매트릭스와 제2매트릭스 각각으로부터 생성되는 이온(매트릭스 이온)의 m/z를 표 2로 도시하였다.
(표 1)
Figure pat00001
(표 2)
Figure pat00002
0.05중량%의 TFA(trifluoroacetic acid)를 함유하는 아세토니트릴/물(1 : 1 부피비) 용액을 이용하여, 10 mg/ml의 CHCA, 300 nmol/ml의 Leucine (S), 120 nmol/ml의 Phenylalaine (S), 67 nmol/ml의 Methionine (S) 및 300 nmol/ml의 동위원소로 표지된 아미노산 9종(NSK-A-Amino acid Reference Standard, Cambridge Isotope Lab)을 함유하는 제1시료 용액을 제조하였다. 또한, 동일한 0.05중량%의 TFA(trifluoroacetic acid)를 함유하는 아세토니트릴/물(1 : 1 부피비) 용액을 이용하여, 20 mg/ml의 DHB, 300 nmol/ml의 Leucine (S), 120 nmol/ml의 Phenylalaine (S), 67 nmol/ml의 Methionine (S) 및 300 nmol/ml의 동위원소로 표지된 아미노산 9종(NSK-A-Amino acid Reference Standard, Cambridge Isotope Lab)을 함유하는 제2시료 용액을 제조하였다.
이후, 단일한 스테인리스 스틸 플레이트에 제1시료 용액과 제2시료 용액을 각각 1 μl씩 분주하고 건조하여 제1시료와 제2시료를 제조한 후, 각 시료를 말디-토프 질량분석기(AXIMA LNR MALDI TOF Mass Spectrometer, Kratos Analytical)를 이용하여 분석하였다.
도 4는 실시예 1에서 CHCA 매트릭스를 함유하는 제1시료를 말디-토프 질량분석하여 얻어진 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼)이다. 도 5는 실시예 1에서 제1검출 스펙트럼에서 CHCA 매트릭스에 해당하는 질량의 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5에서 푸른색으로 표시된 피크는 동위원소로 표지된 아미노산의 피크이며, 붉은색으로 표시된 피크는 바이오마커의 피크이며, 도 4에서 검은색으로 표시된 피크는 매트릭스(CHCA)에 의한 피크이다.
도 6은 실시예 1에서 DHB 매트릭스를 함유하는 제2시료를 말디-토프 질량분석하여 얻어진 질량 스펙트럼(제2검출 스펙트럼)이다. 도 7은 실시예 1에서 제2검출 스펙트럼에서 DHB 매트릭스에 해당하는 질량의 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5와 유사하게, 도 6 및 도 7에서 푸른색으로 표시된 피크는 동위원소로 표지된 아미노산의 피크이며, 붉은색으로 표시된 피크는 바이오마커의 피크이며, 도 6에서 검은색으로 표시된 피크는 매트릭스(DHB)에 의한 피크이다.
도 8은 도 5의 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 도 7의 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 병합하되, 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에만 존재하는 피크인 보완 피크(도 7의 Phe(I))를 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 합하되, 보완 피크와 최인접한 공통피크인 Phe(S) 피크의 강도비를 이용하여, 보완 피크의 강도를 보정(보완 피크의 원 강도x제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 Phe(S) 강도/제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 Phe(S) 강도)한 후 합하여 산출된 보정 스펙트럼이다. 도 8에서 알 수 있듯이, 3종의 바이오마커 및 9종의 아미노산이 모두 검출되어, 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼이 산출됨을 알 수 있다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일한 분석대상물질을 사용하되, 0.05중량%의 TFA(trifluoroacetic acid)를 함유하는 아세토니트릴/물(1 : 1 부피비) 용액을 이용하여, 10 mg/ml의 CHCA를 함유하는 제1 유기매트릭스 용액을 제조하였다. 이와 독립적으로 동일한 0.05중량%의 TFA(trifluoroacetic acid)를 함유하는 아세토니트릴/물(1 : 1 부피비) 용액을 이용하여, 20 mg/ml의 DHB를 함유하는 제2 유기매트릭스 용액을 제조하였다.
분석대상물질 용액으로, 0.05중량%의 TFA(trifluoroacetic acid)를 함유하는 아세토니트릴/물(1 : 1 부피비) 용액을 이용하여, 300 nmol/ml의 Leucine (S), 120 nmol/ml의 Phenylalaine (S), 67 nmol/ml의 Methionine (S) 및 300 nmol/ml의 동위원소로 표지된 아미노산 9종(NSK-A-Amino acid Reference Standard, Cambridge Isotope Lab)을 함유하는 분석대상물질 용액을 제조하였다.
단일한 스테인리스 스틸 플레이트에 제조된 제1 유기매트릭스 용액과 제2 유기매트릭스 용액을 각각 1μl씩 분주하고 건조한 후, 55nm 두께의 파릴렌 박막을 증착 형성하여 시료 플레이트를 제조하였다. 이후, 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스 상부 각각에 분석대상물질이 위치하도록 파릴렌 박막 상 분석대상물질 용액을 1μl씩 분주하고 건조하여 제1시료와 제2시료를 제조한 후, 각 시료에 대해 말디-토프 질량분석을 수행하였다.
도 9는 실시예 2에서 CHCA 매트릭스를 함유하는 제1시료를 말디-토프 질량분석하여 얻어진 질량 스펙트럼(제1검출 스펙트럼)이다. 도 10은 실시예 2에서 제1검출 스펙트럼에서 CHCA 매트릭스에 해당하는 질량의 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이다. 도 9 및 도 10에서푸른색으로 표시된 피크는 동위원소로 표지된 아미노산의 피크이며, 붉은색으로 표시된 피크는 바이오마커의 피크이며, 도 9에서 검은색으로 표시된 피크는 매트릭스(DHB)에 의한 피크이다.
도 11은 실시예 2에서 DHB 매트릭스를 함유하는 제2시료를 말디-토프 질량분석하여 얻어진 질량 스펙트럼(제2검출 스펙트럼)이다. 도 12는 실시예 2에서 제2검출 스펙트럼에서 DHB 매트릭스에 해당하는 질량의 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 도시한 도면이다. 도 9 및 도 10과 유사하게, 도 11 및 도 12에서 푸른색으로 표시된 피크는 동위원소로 표지된 아미노산의 피크이며, 붉은색으로 표시된 피크는 바이오마커의 피크이며, 도 11에서 검은색으로 표시된 피크는 매트릭스(DHB)에 의한 피크이다. 도 10 및 도 12에서 알 수 있듯이, 실시예 1에 비해서, 파릴렌 박막이 구비된 시료 플레이트를 사용한 경우 유기매트릭스-제거 스펙트럼간 강도 차가 현저하게 줄어든 것을 알 수 있다.
도 13은 도 10의 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 도 12의 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 병합하되, 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에만 존재하는 피크인 보완 피크(도 12의 Phe(I))를 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 합하되, 보완 피크와 최인접한 공통피크인 Phe(S) 피크의 강도비를 이용하여, 보완 피크의 강도를 보정(보완 피크의 원 강도x제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 Phe(S) 강도/제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼의 Phe(S) 강도)한 후 합하여 산출된 보정 스펙트럼이다. 도 13에서 알 수 있듯이, 3종의 바이오마커 및 9종의 아미노산이 모두 검출되어, 분석대상물질의 온전한 질량 스펙트럼이 산출됨을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전도성 기판; 및
    전도성 기판의 일 면에 형성되고, 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스가 서로 이격 배열된 유기 매트릭스 영역;
    을 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유기 매트릭스 영역은, 적어도, 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역과 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역을 포함하며, 하나 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 하나 이상의 제2 유기매트릭스 영역이 서로 이격 배열된 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스는 제1 유기매트릭스의 질량 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스의 질량 스펙트럼의 중첩시, 두 매트릭스 간 최인접한 피크의 m/z차는 1 이상인 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 유기매트릭스와 제2 유기매트릭스는 α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB), 2-(4-hydroxyphenylazo)-benzoic acid(HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) 및 3-Hydroxypicolinic acid(3-HPA)에서 선택되는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유기 매트릭스 영역을 덮는 투명 고분자막을 더 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 투명 고분자막은 파릴렌 박막인 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 기판은 상기 유기 매트릭스 영역에서 서로 이격 배열된 유기 매트릭스와 대응되는 각 영역에 요부홈이 형성된 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트는 일회용인 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석용 시료 플레이트.
  9. a) 제 1항 내지 제 8항 중 선택되는 어느 한 항에 따른 시료 플레이트에 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하되, 상기 시료 플레이트에 이격 배열된 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각에 동일한 분석대상물질 용액을 분주하고 건조하는 단계;
    b) 둘 이상의 서로 상이한 유기 매트릭스 각각을 이용하여 분석대상물질의 질량스펙트럼인 검출 스펙트럼을 얻는 단계; 및
    c) 각 검출 스펙트럼에서 해당 유기 매트릭스의 피크를 제거하여 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 수득한 후, 서로 상이한 매트릭스 별 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization) 질량분석 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 b) 단계는 상기 a) 단계에서 제1 유기매트릭스를 포함하는 제1 유기매트릭스 영역에 분석대상물질 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제1시료 영역에 레이저를 조사하여 제1검출 스펙트럼을 얻고, 상기 a) 단계에서 제2 유기매트릭스를 포함하는 제2 유기매트릭스 영역에 분석대상물질 용액이 분주 및 건조되어 제조된 제2시료 영역에 레이저를 조사하여 제2검출 스펙트럼을 얻는 단계;를 포함하며,
    상기 c) 단계는,
    c1) 상기 제1검출 스펙트럼에서 상기 제1 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻고, 상기 제2검출 스펙트럼에서 상기 제2 유기매트릭스의 피크를 제거하여 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 얻는 단계; 및
    c2) 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼을 기반으로, 상기 분석대상물질의 보정된 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 c2) 단계는,
    상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼에 공통적으로 존재하는 피크인 공통 피크와 상기 제1 유기매트릭스-제거 스펙트럼과 상기 제2 유기매트릭스-제거 스펙트럼 중 일 스펙트럼에만 존재하는 피크인 보완 피크를 병합(merge)하는 단계;를 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 시료 플레이트는 둘 이상의 제1 유기매트릭스 영역과 둘 이상의 제2 유기매트릭스 영역을 포함하며, 상기 a) 단계에서, 상기 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 적어도 하나의 제1 유기매트릭스 영역과 적어도 하나의 제2 유기매트릭스 영역을 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 a) 단계 후, 분석대상물질 용액이 분주되지 않은 제1 유기매트릭스 영역과 제2 유기매트릭스 영역 각각에 레이저를 조사하여, 매트릭스 별, 매트릭스 유래 질량스펙트럼을 얻는 단계;를 더 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 분석대상물질은 분자량 1000 달톤 이하의 화합물을 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량분석 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화(MALDI) 질량분석은 TOF(Time Of Flight) MS(Mass Spectrometer), IT(Ion trap) MS, FT-ICR(Fourier transform ion cyclotron resonance) MS, Quadrupole MS, Orbitrap MS를 이용한 질량분석 방법.
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