WO2023032181A1 - 質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置 - Google Patents

質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置 Download PDF

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spectrum
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真一 山口
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株式会社島津製作所
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0004—Imaging particle spectrometry

Definitions

  • the present invention relates to an imaging mass spectrometer and a method of analyzing data collected by the imaging mass spectrometer.
  • An imaging mass spectrometer is a device that can visualize the distribution of compounds on samples such as biological tissue sections.
  • the imaging mass spectrometer disclosed in Patent Document 1 is equipped with an ion source based on the matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) method, and measures a two-dimensional measurement area on the sample.
  • MALDI matrix-assisted laser desorption/ionization
  • a predetermined mass-to-charge ratio (strictly speaking, italicized “m/z” is used in this specification as “mass-to-charge ratio” or simply “m/z” for each finely divided microregion. Collect mass spectral data over the range indicated).
  • an imaging mass spectrometry by using a sample collection method called laser microdissection, a sample piece is cut out from each minute region in the measurement area, and a liquid sample prepared from each sample piece is mass-produced.
  • a sample collection method called laser microdissection
  • a liquid sample prepared from each sample piece is mass-produced.
  • an imaging mass spectrometer also includes a device using such a sampling method.
  • the imaging mass spectrometer extracts the signal intensity value at the m/z value of ions originating from a specific compound, for example, from the mass spectrum data obtained for each minute region on the sample, and extracts the sample By creating an image in which the signal intensity values are arranged according to the two-dimensional position of each minute area, an image showing the distribution of the specific compound can be obtained.
  • This image is hereinafter referred to as an MS (Mass Spectrometry) imaging image.
  • MS Mass Spectrometry
  • a compound to be observed that is, a target compound is determined
  • the user specifies the m/z value corresponding to the compound. Then, an MS imaging image at that m/z value is created and displayed on the screen.
  • the user indicates an appropriate peak while looking at the acquired mass spectrum. Then, in the imaging mass spectrometer, an MS imaging image corresponding to the indicated m/z value of the peak is created and displayed on the screen.
  • a mass spectrum for the user to select a peak is created by averaging a plurality of mass spectra obtained in all minute regions within the measurement region.
  • An averaged mass spectrum or an integrated mass spectrum obtained by simply accumulating a plurality of mass spectra is often used. This is because the average mass spectrum and integrated mass spectrum are usually considered to reflect information on all compounds existing within the measurement region.
  • the average mass spectrum above is obtained by averaging the so-called profile spectrum, which is created based on the raw data obtained by mass spectrometry for each minute area within the measurement area.
  • the width of peaks observed in profile spectra depends on the mass resolving power of the mass spectrometer used for the measurements.
  • TOFMS time-of-flight mass spectrometer
  • TOFMS time-of-flight mass spectrometer
  • the mass resolution of general TOFMS is such that the masses are very close to each other. Compound-derived peaks often cannot be completely separated from each other.
  • Fourier transform mass spectrometers generally have very high mass resolving power, but still cannot sufficiently separate the peaks of compounds from each other when the sample contains many compounds with very close masses. It is difficult.
  • peaks with close m/z values often overlap to form a single peak.
  • the m/z values derived from such peaks may differ from the m/z values corresponding to any of the overlapping compounds. That is, there is a possibility that the information (mass and signal intensity) of the compound, which could be recognized as different peaks in the profile spectrum at a specific site within the measurement area, may be lost by averaging or integrating the mass spectrum. .
  • the tails of the peaks appearing in the profile spectrum may spread. Therefore, when the difference in m/z value between the peak observed in profile spectrum A for a certain microregion and the peak observed in profile spectrum B for another microregion is small and the signal intensity difference between those peaks is large, Averaging or integrating the mass spectrum may cause the lower signal intensity peak to be buried in the tail of the higher signal intensity peak.
  • the m/z values of the peaks observed in the average mass spectrum and integrated mass spectrum often deviate from the m/z values corresponding to the compounds actually contained in the sample.
  • peaks derived from compounds that are locally contained in a sample in a very small amount cannot be observed in the average mass spectrum or integrated mass spectrum. Therefore, when displaying an MS imaging image at a specific m/z value by selecting the peaks observed in the average mass spectrum or integrated mass spectrum, the distribution of compounds that the user should originally observe lacks accuracy. Otherwise, there is a risk of missing an important compound that is locally present within the measurement area.
  • the present invention has been made to solve these problems, and one of its purposes is to display an MS imaging image with m/z values that accurately correspond to compounds present in the measurement area.
  • An object of the present invention is to provide a mass spectrometry data analysis method and an imaging mass spectrometer that can
  • Another object of the present invention is to provide a mass spectrometry data analysis method and an imaging mass that can display an MS imaging image by grasping the presence of a compound that locally exists in the measurement area without overlooking it. It is to provide an analyzer.
  • a method for mass spectrometry data analysis comprising: a narrowing step of narrowing the peak width of each peak detected in a plurality of profile spectra obtained in each of a plurality of microregions to be averaged or integrated; a spectrum calculation step of obtaining an integrated mass spectrum by averaging or accumulating a plurality of mass spectra after the narrowing; a peak selection acceptance step of displaying the integrated mass spectrum and accepting a user's instruction to select a peak on the mass spectrum; an image creation step of creating a mass spectrometry imaging image corresponding to the indicated peak; have
  • a measurement unit that acquires data by performing mass spectrometry on each of a plurality of minute regions within a measurement region on a sample;
  • a width narrowing processing unit that narrows the peak width of each peak detected in a plurality of profile spectra based on data obtained in each of a plurality of microregions to be averaged or integrated;
  • a spectrum calculation unit that obtains an integrated mass spectrum by averaging or integrating a plurality of mass spectra after being processed by the narrowing processing unit;
  • a peak selection reception unit that displays the integrated mass spectrum and receives a user's instruction to select a peak on the mass spectrum;
  • an image creation unit that creates a mass spectrometry imaging image corresponding to the peak accepted by the peak selection acceptance unit; Prepare.
  • the narrowing of the peak width here means that the width of the peak after processing is smaller than that before processing, and the width of the peak after processing may be substantially zero.
  • the mass of a plurality of compounds present in the measurement region on the sample can be obtained while utilizing the mass accuracy of the mass spectrometer used for measurement.
  • a mass spectrum can be displayed in which peaks with corresponding m/z values are observed with high accuracy.
  • highly accurate distribution images corresponding to the plurality of compounds can be observed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging mass spectrometer according to one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram of an example of peak width narrowing processing in the imaging mass spectrometer of the present embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the difference between the average mass spectrum creation process and the conventional average mass spectrum creation process in the imaging mass spectrometer of the present embodiment; The figure which shows an example of the measured profile spectrum.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a centroid spectrum obtained by centroiding the profile spectrum shown in FIG. 4;
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of binning processing when averaging centroid peaks;
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a pseudo profile spectrum based on the binning processing result shown in FIG.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of a modification of the peak width narrowing process in the imaging mass spectrometer of the present embodiment; The figure which shows an example of a comparison of the peak on the average mass spectrum obtained from a profile spectrum, and the peak on the average mass spectrum obtained using a centroid peak.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging mass spectrometer according to this embodiment.
  • the imaging mass spectrometer of this embodiment includes an imaging mass spectrometry unit 1 , a data processing unit 2 , an input unit 3 and a display unit 4 .
  • the imaging mass spectrometry unit 1 is, for example, a device using an atmospheric pressure MALDI ion trap time-of-flight mass spectrometer (APMALDI-IT-TOFMS).
  • the imaging mass spectrometry unit 1 includes a laser microdissection device as disclosed in Patent Document 2 and a mass spectrometer for mass spectrometry of a sample prepared from a fine sample piece collected from the sample by the device. It may be a device in which a device is combined with a device.
  • the ion source is not limited to the atmospheric pressure MALDI ion source.
  • the mass separator is not limited to a time-of-flight mass separator, but it is desirable to obtain high mass accuracy, and a Fourier transform mass separator can be used in addition to the time-of-flight mass separator.
  • the data processing unit 2 includes, as functional blocks, a data storage unit 21, a profile spectrum creation unit 22, a peak detection unit 23, a peak width narrowing unit 24, a spectrum averaging unit 25, a peak selection instruction reception unit 26, an MS imaging image A creation unit 27, a display processing unit 28, and the like are included.
  • the data processing unit 2 is usually configured around a personal computer or a higher performance workstation, and dedicated data processing software installed in the computer is executed on the computer.
  • the input unit 3 is a keyboard or pointing device (such as a mouse) attached to the computer
  • the display unit 4 is a display monitor.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an example of peak width narrowing processing.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the difference between the average mass spectrum creation process in the imaging mass spectrometer of this embodiment and the conventional average mass spectrum creation process.
  • An object to be measured by the imaging mass spectrometry unit 1 is, for example, a slice sample obtained by thinly slicing a biological tissue such as the brain or internal organs of an experimental animal.
  • the sample is placed on a sample plate, the surface of which is coated with a matrix for MALDI, and set at a predetermined position in the imaging mass spectrometry section 1 .
  • the imaging mass spectrometry unit 1 performs mass spectrometry on each minute region 102 obtained by finely dividing a predetermined measurement region 101 on a sample 100 into a lattice, and performs mass analysis on each of the microregions 102. Acquire mass spectral data over a range.
  • the ion source irradiates one minute region 102 with laser light for a short period of time to generate ions derived from the compound existing in the minute region 102 .
  • the ions are introduced into the ion trap, they are sent to a time-of-flight mass separator to separate and detect the ions according to their m/z values.
  • mass spectral data is collected for all the minute regions 102 set within the measurement region 101. do.
  • MS/MS analysis in which ions with a specific m/z value or within an m/z range are dissociated by collision-induced dissociation or the like, and MS n where n is 3 or more Analysis may be performed to obtain product ion spectral data.
  • the mass spectral data in each minute region collected as described above, that is, the MS imaging data for the entire measurement region 101 is transferred from the imaging mass spectrometry unit 1 to the data processing unit 2 and stored in the data storage unit 21. be.
  • the data at this time is raw data obtained by mass spectrometry, but may be data subjected to appropriate waveform processing such as noise removal.
  • the data processing unit 2 When the user instructs the execution of analysis from the input unit 3 while the MS imaging data of the entire measurement region 101 is stored in the data storage unit 21 as described above, the data processing unit 2 performs the following processing. be.
  • the profile spectrum creation unit 22 sequentially reads data corresponding to each minute region from the data storage unit 21 to create a profile spectrum. As shown in FIG. 3(B), the profile spectrum is a continuous waveform in the m/z axis direction, and peaks corresponding to compounds are observed as mountain-like peaks. In a conventional imaging mass spectrometer, as shown on the right side of FIG. An average mass spectrum for region 101 is determined.
  • the peak detection unit 23 detects peaks in each profile spectrum according to a predetermined standard.
  • the peak width narrowing unit 24 narrows the width of each detected peak, as shown in FIG. to run.
  • the peak narrowing process various known techniques for sharpening the peak can be used. Specifically, the peak can be sharpened by using, for example, wavelet transform processing, Fourier transform processing, differentiation processing, or the like.
  • the peak mass accuracy is sufficiently high (usually one order of magnitude or more) higher than the peak width. If the peak mass accuracy is high in this way, there is no practical problem even if the peak width is reduced to the same extent as the mass accuracy. Specifically, the width of the peak can be reduced to 1 ⁇ 3 or less, for example, to about 1/10. Some mass spectrometers, such as ion trap mass spectrometers, may have low mass accuracy and the mass deviation may be greater than the width of the peak. In such cases, it is not preferable to narrow the peak width. This is because if the peak width is narrowed, there is a high possibility that the deviation between the m/z value obtained from the peak and the true (theoretical) m/z value will increase.
  • the spectrum averaging unit 25 averages all the profile spectra for which the peak width narrowing processing has been completed, thereby converting one average mass spectrum into an integrated mass. Calculate as a spectrum.
  • the peak width narrowing process and the profile spectrum averaging process can be performed in parallel. In other words, the peak width narrowing process may be performed first, and the profile spectra after which the narrowing process is completed may be sequentially integrated and finally averaged. Further, instead of the average mass spectrum, an integrated mass spectrum may be calculated by integrating all profile spectra for which the peak width narrowing process has been completed.
  • the peak selection instruction receiving unit 26 displays on the screen of the display unit 4 the average mass spectrum with good peak separability created as described above. The user confirms this average mass spectrum and selects, for example, by designating a desired peak on the average mass spectrum with the input section 3 .
  • the peak selection instruction receiving unit 26 recognizes the indicated peak and determines the m/z value associated with the peak, usually the m/z value at the top of the peak.
  • the MS imaging image creation unit 27 acquires signal intensity values corresponding to the determined m/z values in each minute area and creates an MS imaging image.
  • the display processing unit 28 displays the created MS imaging image on the screen of the display unit 4 .
  • the MS imaging image is displayed in the same screen as the average mass spectrum, and when the user changes the indicated peak on the average mass spectrum, the , the displayed MS imaging image can be updated.
  • the ion peaks derived from various compounds present entirely or locally within the measurement region 101 are separated without overlapping in the average mass spectrum. observed in the state Thereby, the user can appropriately select the peak corresponding to each compound on the average mass spectrum and confirm the MS imaging image showing the distribution of the compound with high accuracy.
  • a list of m/z values of the peaks observed in the average mass spectrum is displayed, and the m/z value that the user wants to observe in the list is displayed. You may enable it to be selected.
  • FIG. 1 In this modified example, in the configuration of the imaging mass spectrometer shown in FIG. 1, the processes of the peak width narrowing section 24 and the spectrum averaging section 25 are different from those described above. This difference will be explained.
  • FIG. 4 is an example of a profile spectrum corresponding to one minute area created by the profile spectrum creating section 22.
  • FIG. 4 As already mentioned, mountain-shaped peaks are observed in the profile spectrum.
  • the peak detector 23 detects peaks according to a predetermined standard in the profile spectrum corresponding to each minute area.
  • the peak width narrowing unit 24 performs centroiding for each detected peak. Centroiding, as is well known, calculates the centroid position (m/z value) of a mountain-shaped peak, and at that centroid position, a rod-shaped peak whose width is practically zero and whose height is the peak area value (centroid peak) is replaced with the original mountain-shaped peak. In a centroid-displayed mass spectrum (that is, a centroid spectrum), each centroid peak is indicated by a line of a given width. tail is absent.
  • FIG. 5 is a mass spectrum, that is, a centroid spectrum, showing the peaks detected in the measured profile spectrum shown in FIG. 4 by centroiding them.
  • the spectrum averaging unit 25 averages the centroid spectra corresponding to all minute regions 102 included in the measurement region 101 to calculate an average mass spectrum.
  • the peak width of the centroid peak is substantially zero as described above, the following binning process is performed during averaging.
  • bins by dividing the m/z axis with a bin width of sufficient mass resolution.
  • the bin width As a guideline for the bin width, it can be set to the same degree as the mass accuracy of the mass spectrometer used for measurement.
  • the peaks in all centroid spectra are sorted into any one bin according to their m/z values. In other words, it is determined which m/z range bin each centroid peak belongs to.
  • the signal intensities of all centroid peaks assigned to one bin are integrated and then averaged.
  • Such a process yields a columnar graph in which the m/z axis is binned, as shown in FIG.
  • the bin width is 0.002Da in this example, the bin width is not limited to this.
  • the spectrum averaging unit 25 creates a pseudo profile spectrum with continuous waveforms on the m/z axis as shown in FIG. Peak detection processing is again performed on this pseudo profile spectrum to obtain peaks, and centroiding is performed as necessary to create an average mass spectrum. By displaying the average mass spectrum thus obtained on the display unit 4, the user's instruction to select a peak can be accepted.
  • FIG. 9 shows the peaks on the average mass spectrum obtained from the profile spectrum without peak narrowing processing (that is, the peaks obtained by the conventional method) and the average mass spectrum obtained using the above-mentioned centroid peak.
  • FIG. 11 shows an example of a comparison with the peaks above (that is, peaks obtained using an example of the present invention). It can be confirmed that the width of the peak on the average mass spectrum is considerably narrowed by using the centroid peak. As a result, even if a plurality of compounds with a slight difference in m/z values exist in the measurement region 101, the peaks corresponding to these compounds are combined on the average mass spectrum. can be avoided and individual peaks corresponding to each compound can be selected.
  • the peak width narrowing unit 24 performs centroiding on each peak detected in the profile spectrum to obtain a centroid peak.
  • the peak width w2 of the centroid peak is substantially zero.
  • the position of the centroid peak (m/z ⁇ 1) is the position of the centroid of the peak on the original profile spectrum.
  • the peak width narrowing unit 24 gives each centroid peak a peak width obtained by multiplying the peak width w1 of the peak before centroiding (the peak on the profile spectrum) by a predetermined coefficient, Form peaks of any suitable shape, for example an isosceles triangle or a rectangle.
  • the value of the coefficient to be multiplied by the peak width w1 can be appropriately determined in consideration of the mass accuracy of the mass spectrometer. good.
  • each peak is converted into a peak with a small (or substantially no) tail broadening while having an appropriate peak width.
  • An average mass spectrum can be obtained by collecting and averaging all profile spectra corresponding to each minute region thus obtained. This is similar to the peak width narrowing process described above, but since centroiding is performed once, the position of the peak may move.
  • the imaging mass spectrometer 1 uses a time-of-flight mass separator as a mass separator. It is preferable to use a mass separator having the above mass resolution. Specifically, besides various types of TOFMS, a Fourier transform mass spectrometer using a Fourier transform ion cyclotron resonance mass separator, an orbitrap mass separator, or the like is useful.
  • the imaging mass spectrometry unit 1 does not perform mass spectrometry while sequentially scanning the microregions 102 set within the measurement region 101 on the sample 100, but simultaneously performs mass spectrometry on a large number of microregions.
  • the projection type (or projection type) imaging mass spectrometry to be performed may be performed.
  • the imaging mass spectrometry unit 1 physically cuts out fine sample pieces from each minute region 102 in the measurement region 101 by a technique such as laser microdissection, and prepares a liquid sample from each sample piece. Data may be obtained by mass spectrometry. In other words, any measurement method may be used as long as mass spectrum data in a predetermined m/z range in each minute region 102 within the measurement region 101 can be obtained.
  • One aspect of the mass spectrometry data analysis method is mass spectrometry data analysis of analyzing data obtained by performing mass spectrometry on each of a plurality of microregions within a measurement region on a sample.
  • a method a narrowing step of narrowing the peak width of each peak detected in a plurality of profile spectra obtained in each of a plurality of microregions to be averaged or integrated; a spectrum calculation step of obtaining an integrated mass spectrum by averaging or accumulating a plurality of mass spectra after the narrowing; a peak selection acceptance step of displaying the integrated mass spectrum and accepting a user's instruction to select a peak on the mass spectrum; an image creation step of creating a mass spectrometry imaging image corresponding to the indicated peak; have
  • one aspect of the imaging mass spectrometer is a measurement unit that acquires data by performing mass spectrometry on each of a plurality of minute regions within a measurement region on a sample;
  • a width narrowing processing unit that narrows the peak width of each peak detected in a plurality of profile spectra based on data obtained in each of a plurality of microregions to be averaged or integrated;
  • a spectrum calculation unit that obtains an integrated mass spectrum by averaging or integrating a plurality of mass spectra after being processed by the narrowing processing unit;
  • a peak selection reception unit that displays the integrated mass spectrum and receives a user's instruction to select a peak on the mass spectrum;
  • an image creation unit that creates a mass spectrometry imaging image corresponding to the peak accepted by the peak selection acceptance unit; Prepare.
  • a mass spectrum can be displayed in which m/z value peaks corresponding to the masses of multiple compounds are observed. Thereby, it is possible to observe highly accurate distribution images respectively corresponding to the plurality of compounds. In addition, it is possible to confirm the distribution image of the compound without overlooking the presence of the compound that is locally present in a narrow range within the measurement area. In this manner, according to the present invention, it is possible to perform more detailed and highly accurate compound distribution analysis than in the prior art.
  • Centroiding is a process of converting a mountain-shaped peak into a line peak, and is a kind of narrowing process. However, the peak width of the peak after being centroided is substantially zero.
  • the width narrowing step may carry out a process of widening the width of the peak obtained by centroiding.
  • the "processing for widening the peak width” should widen the peak width according to the peak width of the peak before centroiding.
  • the centroided peak may be given a peak width obtained by multiplying the peak width of the peak before centroiding by a predetermined factor less than one.
  • the data is data obtained by time-of-flight mass spectrometry or Fourier transform mass spectrometry.

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Abstract

本発明に係るイメージング質量分析装置の一態様は、試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことでデータを取得する測定部（１）と、平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られたデータに基く複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化処理部（２４）と、狭幅化処理部による処理がなされたあとの複数のマススペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算部（２５）と、統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付部（２６）と、ピーク選択受付部により受け付けられたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成部（２７）と、を備える。

Description

質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置
　本発明は、イメージング質量分析装置、及びイメージング質量分析装置で収集されたデータの解析方法に関する。
　イメージング質量分析装置は、生体組織切片などの試料上における化合物の分布を可視化することが可能な装置である。特許文献１に開示されているイメージング質量分析装置は、マトリックス支援レーザー脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ：Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization）法によるイオン源を搭載しており、試料上の２次元的な測定領域を細かく区切った微小領域毎に、所定の質量電荷比（厳密には斜体字の「m/z」であるが、本明細書中では慣用的に「質量電荷比」又は単に「m/z」と記す）範囲に亘るマススペクトルデータを収集する。
　また、イメージング質量分析の別の方法として、レーザーマイクロダイセクションと呼ばれる試料採取法を利用することで、測定領域内の各微小領域からそれぞれ試料片を切り出し、各試料片から調製した液体試料を質量分析装置に供することで、微小領域毎のマススペクトルデータを取得する方法も知られている（特許文献２参照）。ここでは、こうした試料採取法を用いた装置もイメージング質量分析装置に含めるものとする。
　いずれにしても、イメージング質量分析装置では、試料上の各微小領域に対して得られたマススペクトルデータから、例えば特定の化合物に由来するイオンのm/z値における信号強度値を抽出し、試料上での各微小領域の２次元的な位置に応じてその信号強度値を配置した画像を作成することで、その特定の化合物の分布状況を示す画像を得ることができる。以下、この画像をＭＳ（Mass Spectrometry）イメージング画像という。
　一般のイメージング質量分析装置では、観察対象である化合物、つまりターゲット化合物が決まっている場合、ユーザーはその化合物に対応するm/z値を指定する。すると、そのm/z値におけるＭＳイメージング画像が作成され、画面上に表示される。
　一方、ターゲット化合物が特定されていない場合には、ユーザーは、取得されたマススペクトルを見ながら適当なピークを指示する。すると、イメージング質量分析装置では、その指示されたピークのm/z値に対応するＭＳイメージング画像が作成され、画面上に表示される。
　特許文献１にも記載されているように、こうした場合、ユーザーがピークを選択するためのマススペクトルとして、測定領域内の全ての微小領域において得られた複数のマススペクトルを平均化することで作成された平均マススペクトル、又はその複数のマススペクトルを単に積算した積算マススペクトルが利用されることが多い。何故なら、通常、平均マススペクトルや積算マススペクトルには、測定領域内に存在する全ての化合物についての情報が反映されていると考えられるからである。
特開２０１１－１９１２２２号公報 国際公開第２０１５／０５３０３９号
　しかしながら、従来のイメージング質量分析装置における解析手法では次のような問題がある。
　上記の平均マススペクトルは、測定領域内の各微小領域に対する質量分析によって得られた生データに基いて作成される、いわゆるプロファイルスペクトルを平均化処理したものである。プロファイルスペクトルにおいて観測されるピークの幅は、測定に使用された質量分析装置の質量分解能に依存する。
　イメージング質量分析装置において広く使用されている飛行時間型質量分析装置（ＴＯＦＭＳ：Time-Of-Flight Mass Spectrometer）は一般に質量精度は高いものの、一般的なＴＯＦＭＳの質量分解能では、質量がごく近接した異なる化合物由来のピーク同士を完全に分離することができない場合が多い。
　フーリエ変換型質量分析装置は一般に、極めて高い質量分解能を有するものの、それでも質量がごく近接した化合物が多数、試料に含まれているような場合には、それら化合物のピークを互いに十分に分離するのは困難である。
　こうした分離性の良好でない複数のプロファイルスペクトルから平均マススペクトルを作成すると、m/z値が近接したピークが重なって実質的に１本のピークとなることがしばしばある。こうしたピークから求まるm/z値は、重なり合っている複数の化合物のうちのいずれの化合物に対応するm/z値とも異なる可能性がある。即ち、測定領域内の特定の部位ではプロファイルスペクトルにおいて異なるピークとして認識できていた化合物の情報（質量及び信号強度）が、マススペクトルの平均化や積算を行うことによって失われてしまう可能性がある。
　また一般に、質量分解能が或る程度高い場合であっても、プロファイルスペクトルに現れるピークの裾は広がっていることがある。そのため、或る微小領域に対するプロファイルスペクトルＡにおいて観測されるピークと別の微小領域に対するプロファイルスペクトルＢにおいて観測されるピークのm/z値の差が小さく、それらのピークの信号強度差が大きい場合、マススペクトルの平均化又は積算によって、信号強度の小さな方のピークが信号強度の大きな方のピークの裾に埋没してしまう可能性がある。
　上述した理由により、平均マススペクトルや積算マススペクトルにおいて観測されるピークのm/z値と、実際に試料に含まれている化合物に対応するm/z値とがずれていることはしばしばある。また、試料上で局所的に且つ微量に含まれている化合物由来のピークが平均マススペクトルや積算マススペクトルにおいて観測できない場合も少なくない。そのため、平均マススペクトルや積算マススペクトルにおいて観測されるピークを選択することで特定のm/z値におけるＭＳイメージング画像を表示させる場合、ユーザーが本来観測すべき化合物の分布が正確性を欠くものとなったり、或いは、測定領域内で局所的に存在している重要な化合物を見逃したりするおそれがある。
　本発明はこうした課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、測定領域内に存在している化合物に正確に対応するm/z値のＭＳイメージング画像を表示することができる質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置を提供することである。
　また本発明の別の目的は、測定領域内に局所的に存在している化合物についても見逃すことなく、その存在を把握してＭＳイメージング画像を表示することができる質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置を提供することである。
　上記課題を解決するためになされた本発明に係る質量分析データ解析方法の一態様は、試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことで得られたデータを解析する質量分析データ解析方法であって、
　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られた、複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化ステップと、
　狭幅化がなされたあとの複数のマススペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算ステップと、
　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付ステップと、
　指示されたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成ステップと、
　を有する。
　また、上記課題を解決するためになされた本発明に係るイメージング質量分析装置の一態様は、
　試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことでデータを取得する測定部と、
　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られたデータに基く複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化処理部と、
　前記狭幅化処理部による処理がなされたあとの複数のマススペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算部と、
　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付部と、
　前記ピーク選択受付部により受け付けられたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成部と、
　を備える。
　ここでいうピーク幅の狭幅化とは、その処理後のピークの幅がその処理前よりも小さければよく、処理後のピークの幅が実質的にゼロであってもよい。
　本発明に係る上記態様の質量分析データ解析方法及びイメージング質量分析装置によれば、測定に使用する質量分析装置の質量精度を活かしながら、試料上の測定領域内に存在する複数の化合物の質量に高い精度で対応するm/z値のピークが観測されるマススペクトルを表示することができる。それによって、その複数の化合物にそれぞれ対応する、精度の高い分布画像を観察することができる。また、測定領域内の狭い範囲に局所的に僅かに存在する化合物についても、その存在を見落とすことなく、その化合物の分布画像を確認することができる。このようにして本発明によれば、従来に比べてより子細で精度の高い化合物の分布解析を行うことができる。
本発明の一実施形態によるイメージング質量分析装置の概略構成図。 本実施形態のイメージング質量分析装置におけるピーク幅狭幅化処理の一例の概念図。 本実施形態のイメージング質量分析装置における平均マススペクトル作成処理と従来の平均マススペクトル作成処理との差異の説明図。 実測プロファイルスペクトルの一例を示す図。 図４に示したプロファイルスペクトルに対してセントロイド化を実施して得られるセントロイドスペクトルの一例を示す図。 セントロイドピークを平均化する際のビン二ング処理の一例を示す図。 図６に示したビン二ング処理結果に基く疑似的なプロファイルスペクトルの一例を示す図。 本実施形態のイメージング質量分析装置におけるピーク幅狭幅化処理の変形例の概念図。 プロファイルスペクトルから得られる平均マススペクトル上のピークとセントロイドピークを利用して得られる平均マススペクトル上のピークとの比較の一例を示す図。
　以下、本発明に係るイメージング質量分析装置及び質量分析データ解析方法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概略構成図である。
　本実施形態のイメージング質量分析装置は、イメージング質量分析部１と、データ処理部２と、入力部３と、表示部４と、を含む。
　イメージング質量分析部１は、例えば大気圧ＭＡＬＤＩイオントラップ飛行時間型質量分析装置（ＡＰＭＡＬＤＩ－ＩＴ－ＴＯＦＭＳ）を利用した装置である。但し、イメージング質量分析部１は、特許文献２に開示されているような、レーザーマイクロダイセクション装置と、該装置によって試料から採取された微細な試料片から調製された試料を質量分析する質量分析装置とを組み合わせた装置であってもよい。また、イオン源は大気圧ＭＡＬＤＩイオン源に限らない。質量分離器は飛行時間型質量分離器に限らないが、高い質量精度が得られることが望ましく、飛行時間型質量分離器以外に、フーリエ変換型質量分離器などを用いることができる。
　データ処理部２は、機能ブロックとして、データ格納部２１、プロファイルスペクトル作成部２２、ピーク検出部２３、ピーク幅狭幅化部２４、スペクトル平均化部２５、ピーク選択指示受付部２６、ＭＳイメージング画像作成部２７、表示処理部２８、などを含む。
　本実施形態のイメージング質量分析装置において、データ処理部２は、通常、パーソナルコンピューター又はより高性能なワークステーションを中心に構成され、該コンピューターにインストールされた専用のデータ処理ソフトウェアを該コンピューター上で実行することによって、上記各機能ブロックが具現化されるものとすることができる。この場合、入力部３はコンピューターに付設されたキーボードやポインティングデバイス（マウスなど）であり、表示部４はディスプレイモニターである。
　本実施形態のイメージング質量分析装置におけるデータ解析処理の手順の一例を、図２及び図３を参照しつつ説明する。
　図２は、ピーク幅狭幅化処理の一例の概念図である。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平均マススペクトル作成処理と従来の平均マススペクトル作成処理との差異の説明図である。
　イメージング質量分析部１による測定対象は、例えば、実験動物の脳や内臓などの生体組織が薄くスライスされた切片試料である。該試料は試料プレート上に載せられ、その表面にＭＡＬＤＩ用のマトリックスが塗布されてイメージング質量分析部１の所定位置にセットされる。
　イメージング質量分析部１は、図３（Ａ）に示すように、試料１００上の所定の測定領域１０１を格子状に細かく区切った微小領域１０２毎に、それぞれ質量分析を行い、所定のm/z範囲に亘るマススペクトルデータを取得する。
　具体的には、イオン源は一つの微小領域１０２にレーザー光を短時間照射し、その微小領域１０２に存在する化合物由来のイオンを発生させる。そのイオンをイオントラップに一旦導入したあと、飛行時間型質量分離器に送り込むことでイオンをm/z値に応じて分離して検出する。試料１００上でレーザー光の照射位置が移動するように試料１００又はイオン源を移動させながら分析動作を繰り返すことで、測定領域１０１内に設定された全ての微小領域１０２についてのマススペクトルデータを収集する。
　なお、通常の質量分析ではなく、特定のm/z値を有する又はm/z範囲に含まれるイオンを、衝突誘起解離等により解離させて分析するＭＳ／ＭＳ分析やｎが３以上のＭＳn分析を行ってプロダクトイオンスペクトルデータを取得してもよい。
　上述したようにして収集された各微小領域におけるマススペクトルデータ、即ち、測定領域１０１全体についてのＭＳイメージングデータは、イメージング質量分析部１からデータ処理部２に転送され、データ格納部２１に格納される。このときのデータは、質量分析により得られた生データであるが、ノイズ除去などの適宜の波形処理が行われたデータでもよい。
　上述したようにデータ格納部２１に測定領域１０１全体のＭＳイメージングデータが格納されている状態で、ユーザーが入力部３から解析実行を指示すると、データ処理部２では以下のような処理が実施される。
　プロファイルスペクトル作成部２２は、データ格納部２１から各微小領域に対応するデータを順番に読み出してプロファイルスペクトルを作成する。図３（Ｂ）に示すように、プロファイルスペクトルはm/z軸方向に連続的な波形であり、化合物に対応するピークは山状のピークとして観測される。従来のイメージング質量分析装置では、図３（Ｂ）の右方に記載したように、測定領域１０１内の全ての微小領域１０２に対して得られた複数のプロファイルスペクトルを平均化することによって、測定領域１０１に対する平均マススペクトルが求められる。
　これに対し、本実施形態のイメージング質量分析装置では、ピーク検出部２３が、各プロファイルスペクトルにおいて所定の基準に従ってピークを検出する。次に、ピーク幅狭幅化部２４は、図２に示すように、検出された各ピークの幅を狭くする処理、言い換えれば、ピークトップの信号強度を保持しつつピークを細くする先鋭化処理を実行する。ピークの狭幅化処理としては、ピークを先鋭化するための既知の様々な手法を利用することができる。具体的には、例えばウェーブレット変換処理、フーリエ変換処理、微分処理などを用いて、ピークを先鋭化することができる。
　一般にＴＯＦＭＳでは、ピークの質量精度はピーク幅に比べて十分に（通常１桁以上）高い。このようにピークの質量精度が高ければ、ピークの幅を質量精度と同程度まで小さくしても実用的に問題はない。具体的には、ピークの幅を１／３以下、例えば１／１０程度まで小さくすることができる。なお、イオントラップ型質量分析装置などの一部の質量分析装置では、質量精度が低く質量のずれがピークの幅以上に大きい場合がある。こうした場合には、ピーク幅を狭くすることは好ましくない。何故なら、ピーク幅を狭くすると、そのピークから得られるm/z値と真の（理論上の）m/z値との乖離が大きくなる可能性が高いからである。
　スペクトル平均化部２５は、図３（Ｃ）に示すように、ピーク幅の狭幅化処理が終了した全てのプロファイルスペクトルを平均化する処理を実行することにより、一つの平均マススペクトルを統合マススペクトルとして算出する。もちろん、ピーク幅の狭幅化処理とプロファイルスペクトルの平均化処理とは並行して行うことができる。即ち、ピーク幅の狭幅化処理を先行して実施し、それが終了したプロファイルスペクトルから順に積算を行って最終的に平均化すればよい。また、平均マススペクトルの代わりに、ピーク幅の狭幅化処理が終了した全てのプロファイルスペクトルを積算した積算マススペクトルを算出してもよい。
　上述したように、プロファイルスペクトルにおいて各ピークのピーク幅を小さくすることによって、プロファイルスペクトルを平均化（又は積算）したときにm/z値がごく近い複数のピークが合体して分離不能になる可能性を低くすることができる。また、仮にm/z値がごく近い複数のピークが合体した場合であっても、それによるピークトップのm/z値のずれを抑えることができる可能性が高い。また、ピーク幅を狭くするとピークの裾の広がりも小さくなるので、信号強度の小さいピークと信号強度の大きなピークとが近接している場合でも、信号強度の小さいピークが信号強度の大きなピークの裾部に埋もれてしまうことを避けることができる。
　ピーク選択指示受付部２６は、上述のようにして作成された、ピークの分離性が良好である平均マススペクトルを表示部４の画面上に表示する。ユーザーは、この平均マススペクトルを確認し、例えば、該平均マススペクトル上で所望のピークを入力部３で指示することにより選択する。ピーク選択指示受付部２６は、指示されたピークを認識し、そのピークに対応付けられているm/z値、通常はピークトップの位置のm/z値を確定する。
　ＭＳイメージング画像作成部２７は、各微小領域における、上記確定したm/z値に対応する信号強度値を取得し、ＭＳイメージング画像を作成する。表示処理部２８は、作成されたＭＳイメージング画像を表示部４の画面上に表示する。例えば、ＭＳイメージング画像は平均マススペクトルと同じ画面内に表示され、ユーザーが平均マススペクトル上で指示するピークを変更すると、その指示の変更（指示されたm/z値の変更）に対応して、表示するＭＳイメージング画像が更新されるようにすることができる。
　以上のように、本実施形態のイメージング質量分析装置では、測定領域１０１内に全体的に又は局所的に存在する様々な化合物由来のイオンピークが、平均マススペクトルにおいて重ならずにそれぞれ分離された状態で観測される。それにより、その平均マススペクトル上で各化合物に対応するピークをユーザーが適切に選択し、その化合物の分布を高い精度で示すＭＳイメージング画像を確認することができる。
　なお、平均マススペクトルにおいて観測されるピークをグラフィカルに指示する代わりに、平均マススペクトルにおいて観測されるピークのm/z値のリストを表示し、そのリスト中でユーザーが観察したいm/z値を選択することができるようにしてもよい。
　次に、上記実施形態のイメージング質量分析装置の一変形例について、図４～図７により説明する。
　この変形例では、図１に示したイメージング質量分析装置の構成において、ピーク幅狭幅化部２４及びスペクトル平均化部２５の処理が上記説明と相違する。この相違点について説明する。
　図４は、プロファイルスペクトル作成部２２において作成される一つの微小領域に対応するプロファイルスペクトルの一例である。既に述べたように、プロファイルスペクトルには山状のピークが観測される。ピーク検出部２３は、各微小領域にそれぞれ対応するプロファイルスペクトルにおいて所定の基準に従ってピークを検出する。
　次いで、ピーク幅狭幅化部２４は、検出された各ピークについてセントロイド化を実行する。セントロイド化は、周知のように、山状のピークの重心位置（m/z値）を計算し、その重心位置に、幅が実質的にゼロ、高さがピーク面積値である棒状のピーク（セントロイドピーク）を、元の山状のピークに置き換えて配置する処理である。セントロイド表示のマススペクトル（つまりはセントロイドスペクトル）では、各セントロイドピークを所定幅の線で示すが、原理的には、セントロイドピークのピーク幅はゼロ（無限に小さい）であり、ピークの裾部は存在しない。図５は、図４に示した実測のプロファイルスペクトルにおいて検出された各ピークをセントロイド化して示すマススペクトル、つまりはセントロイドスペクトルである。
　続いて、スペクトル平均化部２５は、測定領域１０１に含まれる全ての微小領域１０２に対応するセントロイドスペクトルを平均化して平均マススペクトルを算出する。但し、上述のようにセントロイドピークのピーク幅は実質的にゼロであるため、平均化時には以下のようなビン二ング処理を実行する。
　まず、十分な質量分解能のビン幅で以てm/z軸を分割してビンを作成する。ビン幅の目安としては、測定に使用した質量分析装置の質量精度と同程度とすることができる。そして、全てのセントロイドスペクトルにおけるピークを、そのm/z値に応じていずれか一つのビンに振り分ける。つまり、セントロイドピーク毎にいずれのm/z範囲のビンに属するのかを決定する。そして、ビン毎に、一つのビンに割り振られた全てのセントロイドピークの信号強度を積算したうえで平均化する。こうした処理によって、図６に示すような、m/z軸がビン毎に区切られた柱状グラフが得られる。この例ではビン幅は0.002Daであるが、ビン幅はこれに限らない。
　スペクトル平均化部２５は、こうして得られた柱状グラフから、図７に示すようなm/z軸上において波形が連続する疑似的なプロファイルスペクトルを作成する。この疑似的なプロファイルスペクトルに対して再度ピーク検出処理を行ってピークを求め、さらに必要に応じてセントロイド化を行うことにより平均マススペクトルを作成する。こうして得られた平均マススペクトルを表示部４に表示することで、ユーザーによるピークの選択指示を受け付ければよい。
　図９は、ピークの狭幅化処理を行っていないプロファイルスペクトルから求まる平均マススペクトル上のピーク（つまりは従来法により得られるピーク）と、上述したセントロイドピークを利用して得られる平均マススペクトル上のピーク（つまりは本発明の一例を利用して得られるピーク）との比較の一例を示す図である。セントロイドピークを利用することにより、平均マススペクトル上のピークの幅はかなり狭くなっていることが確認できる。これにより、測定領域１０１内にm/z値の差が僅かである複数の化合物が存在している場合であっても、平均マススペクトル上で、それら化合物に対応するピークが合体してしまうことを避けることができ、各化合物に対応する個々のピークを選択指示することが可能となる。
　また、上述したようにセントロイドピークについてビン二ング処理を行う代わりに、次のような処理を実行してもよい。
　ピーク幅狭幅化部２４は、図８に示すように、プロファイルスペクトルにおいて検出された各ピークについてセントロイド化を実行し、セントロイドピークを取得する。上述したように、セントロイドピークのピーク幅ｗ2は実質的にゼロである。また、セントロイドピークの位置（m/z М1）は、元のプロファイルスペクトル上のピークの重心の位置である。
　次にピーク幅狭幅化部２４は、各セントロイドピークに対し、セントロイド化の前のピーク（プロファイルスペクトル上のピーク）のピーク幅ｗ1に所定の係数を乗じて求めたピーク幅を与え、適宜の形状、例えば二等辺三角形状や矩形状のピークを形成する。なお、ピーク幅ｗ1に乗じる係数の値は質量分析装置の質量精度等を考慮して、適宜に決めることができ、例えば０．０５～０．３程度の範囲、一例としては０．１とするとよい。これにより、各ピークは、適宜のピーク幅を有しながら、裾の広がりが小さな（又は実質的にない）ピークに変換される。こうして得られた、各微小領域に対応するプロファイルスペクトルを全て集め、平均化を行うことで平均マススペクトルを得ることができる。これは、上述したピーク幅狭幅化処理に似ているが、一旦、セントロイド化を実施するため、ピークの位置が移動する可能性がある。
　上記実施形態及びその変形例のイメージング質量分析装置において、イメージング質量分析部１は質量分離器として飛行時間型質量分離器を用いていたが、飛行時間型質量分離器に限らず、これと同等程度以上の質量分解能を有する質量分離器を用いたものとするとよい。具体的には、各種のＴＯＦＭＳ以外に、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型質量分離器、オービトラップ型質量分離器などを用いたフーリエ変換型の質量分析装置などが有用である。
　また、イメージング質量分析部１は、試料１００上の測定領域１０１内に設定された微小領域１０２を順番に走査しながら質量分析を行うものでなく、多数の微小領域に対する質量分析を同時並行的に実施する投影型（又は投射型）イメージング質量分析を行うものであってもよい。さらにまた、イメージング質量分析部１は、レーザーマイクロダイセクション等の手法により、測定領域１０１内の各微小領域１０２からそれぞれ微細な試料片を物理的に切り出し、各試料片から調製した液体試料をそれぞれ質量分析することでデータを取得するものであってもよい。即ち、その測定手法は、測定領域１０１内の各微小領域１０２における所定のm/z範囲のマススペクトルデータが得られるものであればよい。
　また、上記実施形態及び変形例はあくまでも本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜変形、修正、追加等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。
　　［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）本発明に係る質量分析データ解析方法の一態様は、試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことで得られたデータを解析する質量分析データ解析方法であって、
　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られた、複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化ステップと、
　狭幅化がなされたあとの複数のマススペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算ステップと、
　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付ステップと、
　指示されたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成ステップと、
　を有する。
　（第６項）また本発明に係るイメージング質量分析装置の一態様は、
　試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことでデータを取得する測定部と、
　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られたデータに基く複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化処理部と、
　前記狭幅化処理部による処理がなされたあとの複数のマススペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算部と、
　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付部と、
　前記ピーク選択受付部により受け付けられたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成部と、
　を備える。
　第１項に記載の質量分析データ解析方法、及び第６項に記載のイメージング質量分析装置によれば、測定に使用する質量分析装置の質量精度の高さを活かしながら、測定領域内に存在する複数の化合物の質量に正確に対応するm/z値のピークが観測されるマススペクトルを表示することができる。それによって、その複数の化合物にそれぞれ対応する精度の高い分布画像を観察することが可能である。また、測定領域内の狭い範囲に局所的に存在する化合物についてもその存在を見落とすことなく、その化合物の分布画像を確認することができる。このようにして、本発明によれば、従来に比べてより子細で精度の高い化合物の分布解析を行うことができる。
　（第２項）第１項に記載の質量分析データ解析方法において、前記狭幅化ステップでは、プロファイルスペクトルにおいて検出されるピークに対しセントロイド化を行うものとすることができる。
　セントロイド化は、山状のピークを線ピークに変換する処理であり、一種の狭幅化処理である。但し、セントロイド化されたあとのピークのピーク幅は実質的にゼロである。
　（第３項）第２項に記載の質量分析データ解析方法において、前記狭幅化ステップでは、セントロイド化によって得られたピークの幅を広げる処理を実施するものとすることができる。
　ここで、「ピークの幅を広げる処理」はセントロイド化する前のピークのピーク幅に応じてピーク幅を広げるものとするとよい。例えば、セントロイド化する前のピークのピーク幅に１未満の所定の係数を乗じて求めたピーク幅を、セントロイド化されたピークに与えるとよい。
　第３項に記載の質量分析データ解析方法によれば、比較的簡単なデータ処理によって、近接するピークの分離性が高い統合マススペクトルを作成することができる。
　（第４項）また第２項に記載の質量分析データ解析方法において、前記スペクトル演算ステップでは、平均化又は積算の対象である複数の微小領域の全てにおいて、セントロイド化によって得られたピークをその質量電荷比に応じてビン二ングし、ビン毎に割り当てられたピークの強度を集約することで得られる離散的なスペクトルから統合マススペクトルを求めるものとすることができる。
　第４項に記載の質量分析データ解析方法によれば、元のプロファイルスペクトル上のピークのピーク幅とはほぼ無関係に、つまりはピーク幅が比較的大きなピークが存在するような場合であっても、そのピーク幅の影響をあまり受けずに、近接するピークの分離性が高い統合マススペクトルを作成することができる。
　（第５項）第１項～第４項のいずれか１項に記載の質量分析データ解析方法において、前記データは、飛行時間型質量分析又はフーリエ変換型質量分析により得られたデータであるものとすることができる。
　上述したように、測定に使用する質量分析装置の質量精度が観測されるピークの幅以上に低い場合、ピーク形状に基いてピーク幅を狭くすると、そのピークから得られるm/z値と真の（理論上の）m/z値との乖離が大きくなり、マススペクトルの精度を低下させる可能性がある。それに対し、飛行時間型質量分析装置やフーリエ変換型質量分析装置では一般に、その質量精度はかなり高く、その質量誤差は観測されるピークの幅に比べて小さいので、上述したような本発明の効果を十分に発揮させることができる。
１…イメージング質量分析部
２…データ処理部
　２１…データ格納部
　２２…プロファイルスペクトル作成部
　２３…ピーク検出部
　２４…ピーク幅狭幅化部
　２５…スペクトル平均化部
　２６…ピーク選択指示受付部
　２７…ＭＳイメージング画像作成部
　２８…表示処理部
３…入力部
４…表示部
１００…試料
１０１…測定領域
１０２…微小領域

Claims (6)

  1. 　試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことで得られたデータを解析する質量分析データ解析方法であって、
    　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られた、複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化ステップと、
    　狭幅化がなされたあとの複数のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算ステップと、
    　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付ステップと、
    　指示されたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成ステップと、
    　を有する質量分析データ解析方法。
  2. 　前記狭幅化ステップでは、プロファイルスペクトルにおいて検出されるピークに対しセントロイド化を行う、請求項１に記載の質量分析データ解析方法。
  3. 　前記狭幅化ステップでは、セントロイド化によって得られたピークの幅を広げる処理を実施する、請求項２に記載の質量分析データ解析方法。
  4. 　前記スペクトル演算ステップでは、平均化又は積算の対象である複数の微小領域の全てにおいて、セントロイド化によって得られたピークをその質量電荷比に応じてビン二ングし、ビン毎に割り当てられたピークの強度を集約することで得られる離散的なスペクトルから統合マススペクトルを求める、請求項２に記載の質量分析データ解析方法。
  5. 　前記データは、飛行時間型質量分析又はフーリエ変換型質量分析により得られたデータである、請求項１に記載の質量分析データ解析方法。
  6. 　試料上の測定領域内の複数の微小領域毎にそれぞれ質量分析を行うことでデータを取得する測定部と、
    　平均化又は積算の対象である複数の微小領域の各々で得られたデータに基く複数のプロファイルスペクトルにおいてそれぞれ検出された各ピークに対し、ピーク幅を狭める処理を行う狭幅化処理部と、
    　前記狭幅化処理部による処理がなされたあとの複数のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して統合マススペクトルを得るスペクトル演算部と、
    　前記統合マススペクトルを表示するとともに、該マススペクトル上でユーザーによるピークの選択の指示を受け付けるピーク選択受付部と、
    　前記ピーク選択受付部により受け付けられたピークに対応する質量分析イメージング画像を作成する画像作成部と、
    　を備えるイメージング質量分析装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247198A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Shimadzu Corp 質量分析データ解析方法及び解析装置
WO2019229900A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 株式会社島津製作所 イメージングデータ処理装置
WO2019229902A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 株式会社島津製作所 イメージング質量分析データ処理装置
US10877040B1 (en) * 2016-10-28 2020-12-29 Frontier Diagnostics, Llc Imaging mass spectrometry and uses thereof
WO2021019752A1 (ja) * 2019-08-01 2021-02-04 株式会社島津製作所 イメージング質量分析装置
WO2021130840A1 (ja) * 2019-12-24 2021-07-01 株式会社島津製作所 イメージングデータ処理方法、イメージングデータ処理装置、及びイメージングデータ処理用プログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247198A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Shimadzu Corp 質量分析データ解析方法及び解析装置
US10877040B1 (en) * 2016-10-28 2020-12-29 Frontier Diagnostics, Llc Imaging mass spectrometry and uses thereof
WO2019229900A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 株式会社島津製作所 イメージングデータ処理装置
WO2019229902A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 株式会社島津製作所 イメージング質量分析データ処理装置
WO2021019752A1 (ja) * 2019-08-01 2021-02-04 株式会社島津製作所 イメージング質量分析装置
WO2021130840A1 (ja) * 2019-12-24 2021-07-01 株式会社島津製作所 イメージングデータ処理方法、イメージングデータ処理装置、及びイメージングデータ処理用プログラム

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