WO2023058234A1 - 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
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Classifications
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- 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
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.
- images are hereinafter referred to as MS (Mass Spectrometry) imaging images.
- MS Mass Spectrometry
- the user indicates an appropriate mass 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 mass peak is created and displayed on the screen of the display unit.
- the average mass spectrum described 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 mass peaks observed in profile spectra depends on the mass resolving power of the mass spectrometer used for measurement.
- Time-of-flight mass spectrometers which are commonly used in imaging mass spectrometers, generally have relatively high mass resolution, but mass peaks appearing in profile spectra have wide tails. There is In such a case, the difference in m/z value between the mass peak observed in a relatively wide area within the measurement area and the mass peak observed locally in a narrow area within the measurement area is small, and the signal intensity of the latter mass peak is lower than that of the former. If the signal intensity is significantly smaller than the signal intensity of the mass peak of , when the mass spectrum is averaged or integrated, the mass peak with the smaller signal intensity may be buried in the tail of the mass peak with the larger signal intensity. . In such cases, locally observed mass peaks do not appear in the average mass spectrum, and as a result, the user may miss important compounds that are unevenly distributed within the measurement region.
- TOFMS Time-of-flight mass spectrometers
- the present invention has been made to solve these problems, and one of its purposes is to reliably detect the presence of a relatively small amount of a compound locally present in the measurement area without overlooking the presence of the compound.
- An object of the present invention is to provide a mass spectrometry data analysis method and an imaging mass spectrometer capable of grasping and confirming an MS imaging image.
- Another object of the present invention is to provide a mass spectrometry data analysis method and an imaging mass spectrometer that can display an MS imaging image with an m/z value that accurately corresponds to a compound present in the measurement region. That is.
- a method for mass spectrometry data analysis comprising: an analysis region determination step of determining a plurality of analysis regions each containing a plurality of the micro regions by dividing the measurement region or according to a user's designation of the inside of the measurement region; In each of the plurality of analysis regions, an individual integrated mass spectrum is obtained by averaging or accumulating profile spectra for each microregion based on data obtained for the plurality of microregions included in one analysis region.
- a spectral calculation step Perform peak detection for each of the plurality of individual integrated mass spectra, collect peak information including at least the mass-to-charge ratio value of the detected peak in each of the plurality of analysis regions, and collect the peak information of the plurality of analysis regions a peak information integration step of collecting peak information and sorting peaks that can be presumed to have substantially the same mass-to-charge ratio values to obtain integrated peak information; an information display step of creating and displaying a peak list or mass spectrum based on the integrated peak information; It has
- 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; an analysis region determination unit that determines a plurality of analysis regions each containing a plurality of the minute regions by dividing the measurement region or according to a user's designation of the inside of the measurement region; A spectrum obtained by averaging or accumulating profile spectra based on data obtained by the measurement unit for a plurality of minute regions included in one analysis region in each of the plurality of analysis regions to obtain an individual integrated mass spectrum.
- a computing unit Perform peak detection for each of the plurality of individual integrated spectra, collect peak information including at least the mass-to-charge ratio value of the detected peak in each of the plurality of analysis regions, and collect the peak information of the plurality of analysis regions a peak information integration unit that collects peak information, organizes peaks that can be estimated to have substantially the same mass-to-charge ratio value, and obtains integrated peak information;
- a display processing unit that creates a peak list or mass spectrum based on the integrated peak information and displays it on a display unit; is provided.
- the profile spectrum is averaged (or integrated) not for the entire measurement area for which data was collected, but for each analysis area that is smaller than that, and integrated peak information is obtained based on the result. Therefore, it is possible to avoid that the peak derived from a compound that is locally present in a relatively small amount in the measurement area is buried in the skirts of other peaks with close m/z values and high intensities. It is possible to provide users with peak lists and mass spectra that accurately reflect the Therefore, according to the above aspect of the present invention, the user can accurately analyze the compound of interest without overlooking the presence of even a small amount of a compound that is locally present in a narrow range within the measurement area. can be done.
- m/z values corresponding to the masses of a plurality of compounds present in the measurement region with high accuracy can be obtained.
- a mass spectrum in which peaks are observed can be displayed.
- the user can observe highly accurate MS imaging images corresponding to each of the plurality of compounds, and can perform more detailed and highly accurate compound distribution analysis than in the past.
- FIG. 1 is a schematic block configuration diagram of an imaging mass spectrometer that is an embodiment of the present invention
- FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a measurement state on a sample in the imaging mass spectrometer of the present embodiment
- FIG. 4 is a diagram showing an example of distribution of compounds in a measurement region on a sample
- FIG. 5 is a diagram showing a modification when setting a plurality of analysis regions within a measurement region in the imaging mass spectrometer of the present embodiment;
- FIG. 1 is a schematic block diagram of the imaging mass spectrometer of 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, the measurement unit of 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 that combines a device and a.
- the data processing unit 2 mainly has a function of processing a large amount of data obtained by the imaging mass spectrometry unit 1, and includes functional blocks such as a data storage unit 20, a region division unit 21, a profile spectrum creation unit 22, a spectrum average It includes a conversion unit 23, a peak information collection unit 24, a peak information integration unit 25, a peak list display processing unit 26, a peak selection instruction reception unit 27, an MS imaging image creation unit 28, an image display processing unit 29, and the like.
- the data processing unit 2 is usually configured around a personal computer or a higher performance workstation, and dedicated data processing software (computer program) installed in the computer is Each of the above functional blocks can be embodied by executing on a 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.
- the above computer program shall be stored in a non-temporary computer-readable recording medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, memory card, USB memory (dongle) and provided to the user. can be done.
- the program can also be provided to the user in the form of data transfer via a communication line such as the Internet.
- the program can be pre-installed in a computer that is part of the system (strictly speaking, a storage device that is part of the computer) when the user purchases the system.
- FIG. 2 is an explanatory diagram of a measurement state by the imaging mass spectrometer 1.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of distribution of compounds in a measurement region on a sample.
- FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of data analysis processing in the imaging mass spectrometer of this embodiment.
- 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. Such a 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 . As shown in FIG. 2, the imaging mass spectrometry unit 1 performs mass spectrometry on each minute region 102, which is obtained by finely dividing a predetermined measurement region 101 set on a sample 100 in a grid pattern, and performs mass spectrometry on each region. Acquire mass spectral data over a range. The position, size, shape, and the like of the measurement region 101 can usually be appropriately determined by the user through optical microscope observation or the like.
- the specific analysis operations are as follows.
- the ion source in the imaging mass spectrometry unit 1 irradiates one minute region 102 with a laser beam for a short period of time to generate ions originating from the compound existing in the minute region 102 .
- the generated ions are once introduced into the ion trap, sent to a time-of-flight mass separator, separated according to m/z values, and then detected.
- This detection signal is mass spectrum data corresponding to one minute region 102 .
- This mass spectrum data is data (profile spectrum data) showing a continuous waveform on the m/z axis, as shown in FIG.
- MS/MS analysis in which ions having a specific m/z value or contained in an m/z range are dissociated by collision-induced dissociation or the like for analysis instead of normal mass analysis for each minute region 102, or Product ion spectrum data may be obtained by performing MS n analysis where n is 3 or more.
- a set of mass spectral data in each minute region 102 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 20. stored once.
- the data at this time is raw data obtained by mass spectrometry, and data obtained by performing appropriate waveform processing such as predetermined noise removal on the raw data is stored in the data storage unit 20. good too.
- the data processing unit 2 performs the following processing. Execute.
- the region dividing unit 21 in the data processing unit 2 performs a process of virtually dividing one measurement region 101 into a plurality of analysis regions 103, as shown in FIG. 4(A).
- the rectangular measurement area 101 is divided into six, but the number of divisions is not limited to this.
- the dividing line need not be a straight line.
- the area of each analysis area 103 after division does not necessarily have to be about the same, it is generally better not to make the difference in area extremely large, and one analysis area 103 is divided into a plurality of minute areas. 102 included.
- the six analysis regions 103 are denoted by #1, #2, #3, #4, #5, and #6 in order to distinguish them.
- the profile spectrum creating unit 22 sequentially reads data corresponding to all the minute regions 102 included in the analysis region 103 from the data storage unit 20, and creates profile spectra corresponding to each minute region 102. create.
- the profile spectrum is a continuous waveform in the m/z axis direction, and compounds existing in the minute region 102 are observed as mountain-like peaks.
- one average mass spectrum is calculated for the measurement region 101 by averaging all the profile spectra respectively obtained in all the minute regions 102 within the measurement region 101.
- the spectrum averaging unit 23 performs a process of averaging the profile spectra in all the minute regions 102 included in one analysis region 103 for each analysis region 103. (See FIG. 4B). Therefore, the same number of averaged mass spectra as the number of analysis regions 103, six in this example, are obtained.
- a relatively high-concentration compound A is present in a relatively wide range within the measurement region 101, while a relatively low-concentration compound B is locally present in a part of the measurement region 101.
- a relatively low-concentration compound B is locally present in a part of the measurement region 101.
- the profile spectra in all the minute regions included in the measurement region 101 are averaged, the signal intensity of the peak corresponding to compound B is much lower than the signal intensity of the peak corresponding to compound A, and the m/ If the z-values are close, the peak corresponding to compound B may be buried under the tail of the peak corresponding to compound A.
- the peak information collecting unit 24 detects peaks in the average mass spectrum for each analysis region 103 according to a predetermined standard (see FIG. 4(C)). Then, information on detected peaks is collected for each analysis region 103 to create a peak list (see FIG. 4(D)).
- the peak information shall include at least the m/z value of the peak and may include the intensity of the peak.
- peaks derived from compound B locally contained in a part of the measurement region 101 are also observed, so the peak list corresponding to the analysis region 103 may also include such compound B peak information.
- the peak information integration unit 25 collects the peak lists of all the analysis regions 103 and integrates the peak information (see FIG. 4(E)). Specifically, for example, the m / z values of all peaks listed in the peak list are arranged in ascending order, and the difference between the m / z values of two or more adjacent peaks is the device used for measurement If the m/z error is within the m/z error determined according to the mass accuracy of , the peaks are integrated assuming that they are derived from the same compound. When integrating multiple peaks with very close m/z values, the m/z value of any one of the multiple peaks before integration may be used as the m/z value of the peak after integration. Alternatively, an m/z value obtained by a predetermined calculation from the m/z values of a plurality of peaks before integration may be used as the m/z value of the peak after integration.
- the peak information integration unit 25 creates an organized peak list for the entire measurement region 101 by integrating all the peaks that can be integrated as described above (see FIG. 4(F)). Peak information corresponding to compounds widely distributed within the measurement region 101, such as compound A shown in FIG. Although the peak information may differ slightly between analysis regions 103, the differences should be within the mass accuracy error of the instrument, so the peaks are integrated. On the other hand, as for compound B shown in FIG. 3, peak information corresponding to compounds locally distributed within the measurement region 101 is listed only in the peak list corresponding to one analysis region 103, but this is also integrated. will be reflected in the peak list.
- the peak list display processing unit 26 displays on the screen of the display unit 4 the peak list for the entire measurement region 1 created as described above.
- the peak list display processing unit 26 may create a mass spectrum (hereinafter referred to as an integrated mass spectrum) based on the peak list created as described above, and display this integrated mass spectrum (FIG. 4 (G)).
- the user confirms the displayed peak list or integrated mass spectrum on the screen, and selects, for example, a desired peak on the peak list or integrated mass spectrum by designating the input unit 3 .
- the peak selection instruction receiving unit 27 recognizes the instructed peak and determines the m/z value associated with the peak.
- the MS imaging image creation unit 28 reads out the signal intensity value for each minute area 102 corresponding to the determined m/z value from the data storage unit 20, and creates an MS imaging image.
- the image display processing section 29 displays the created MS imaging image on the screen of the display section 4 .
- the MS imaging image is displayed in the same screen as the above peak list or integrated mass spectrum, and when the user changes the peak indicated on the peak list or integrated mass spectrum, the indication changes (indicated m/z value change), the displayed MS imaging image can be rapidly updated.
- the peak list and/or An integrated mass spectrum can be presented to the user.
- the user can appropriately select the peak corresponding to the compound of interest on the integrated mass spectrum and confirm the MS imaging image showing the distribution of the compound with high accuracy.
- the region dividing unit 21 automatically divides the measurement region 101 into a plurality of regions according to a predetermined rule, but the user may set the rule as appropriate.
- the region dividing unit 21 instead of dividing the entire measurement region 101, for example, only a specific range specified by the user in the measurement region 101 is divided to define a plurality of analysis regions, and the plurality of analysis regions are described above. Such processing may be implemented.
- FIG. 5 is a diagram showing a modification when setting a plurality of analysis regions in the measurement region 101 by manual operation.
- the area dividing unit 21 displays an optical microscope image of the entire measurement area 101, and accepts designation of a plurality of analysis areas by the user on the display screen.
- four analysis areas 104A-104D are specified.
- the shape of each analysis region is rectangular here, it is not limited to this. Its size, position and number are also arbitrary.
- the analysis areas 104A to 104D thus specified can be treated as they are in the same manner as the analysis areas after being automatically divided, and the processing can proceed.
- a specific site biological tissue, lesion site, etc.
- 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 Specifically, in addition to various time-of-flight mass spectrometers, a Fourier transform mass spectrometer using a Fourier transform ion cyclotron resonance mass separator, an orbitrap mass separator, or the like is useful. Also, the ion source in the imaging mass spectrometry unit 1 is not limited to the atmospheric pressure MALDI ion source, and an ion source based on any ionization method can be used.
- 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 an analysis region determination step of determining a plurality of analysis regions each containing a plurality of the micro regions by dividing the measurement region or according to a user's designation of the inside of the measurement region;
- an individual integrated mass spectrum is obtained by averaging or accumulating profile spectra for each microregion based on data obtained for the plurality of microregions included in one analysis region.
- a spectral calculation step Perform peak detection for each of the plurality of individual integrated mass spectra, collect peak information including at least the mass-to-charge ratio value of the detected peak in each of the plurality of analysis regions, and collect the peak information of the plurality of analysis regions a peak information integration step of collecting peak information and sorting peaks that can be presumed to have substantially the same mass-to-charge ratio values to obtain integrated peak information; an information display step of creating and displaying a peak list or mass spectrum based on the integrated peak information; have
- One aspect of the imaging mass spectrometer according to the present invention 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; an analysis region determination unit that determines a plurality of analysis regions each containing a plurality of the minute regions by dividing the measurement region or according to a user's designation of the inside of the measurement region; A spectrum obtained by averaging or accumulating profile spectra based on data obtained by the measurement unit for a plurality of minute regions included in one analysis region in each of the plurality of analysis regions to obtain an individual integrated mass spectrum.
- a computing unit Perform peak detection for each of the plurality of individual integrated spectra, collect peak information including at least the mass-to-charge ratio value of the detected peak in each of the plurality of analysis regions, and collect the peak information of the plurality of analysis regions a peak information integration unit that collects peak information, organizes peaks that can be estimated to have substantially the same mass-to-charge ratio value, and obtains integrated peak information;
- a display processing unit that creates a peak list or mass spectrum based on the integrated peak information and displays it on a display unit; Prepare.
- the profile spectrum is averaged for each analysis area that is smaller than the entire measurement area where data is collected. Then, based on the result, integrated peak information is obtained. Therefore, it is possible to avoid that the peak derived from a compound that is locally present in a relatively small amount in the measurement area is buried in the skirts of other peaks with close m/z values and high intensities. It is possible to provide users with peak lists and mass spectra that accurately reflect the Therefore, according to the above aspect of the present invention, the user can accurately analyze the compound of interest without overlooking the presence of even a small amount of a compound that is locally present in a narrow range within the measurement area. can be done.
- the mass spectrometry data analysis method described in item 1 and the imaging mass spectrometer described in item 4 while taking advantage of the high mass accuracy of the mass spectrometer used for measurement, It is possible to display a mass spectrum in which peaks with m/z values corresponding to the masses of multiple existing compounds are observed with high accuracy. As a result, the user can observe highly accurate MS imaging images corresponding to each of the plurality of compounds, and can perform more detailed and highly accurate compound distribution analysis than in the past.
- a peak selection acceptance step of accepting a user's instruction to select a peak on the peak list or mass spectrum displayed by the information display step; an image creation step of creating a mass spectrometry imaging image corresponding to the indicated peak; can further have
- the user can specify a specific peak based on this peak list or mass spectrum and display the MS imaging image, so the distribution of the target compound can be displayed with high accuracy.
- the user can confirm the distribution of the compound by the MS imaging image without overlooking even the compound that is locally present in the measurement area in a small amount.
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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、測定領域を分割することで、又は測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部（２１）と、複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部（２２、２３）と、複数の個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、複数の解析領域の各々において、検出されたピークのm/z値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、m/z値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部（２４、２５）と、統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部（２６）と、を備える。
Description
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、こうした画像をＭＳ（Mass Spectrometry）イメージング画像という。
一般的な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、表示部の画面上に表示される。
一般的な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、表示部の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、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マスピークを指示する。すると、イメージング質量分析装置では、その指示されたマスピークのm/z値に対応するＭＳイメージング画像が作成され、表示部の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、ユーザーがマス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対し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（平均マススペクトルと積算マススペクトルとは実質的に同じであるので、以下の説明では、平均マススペクトルのみを挙げるが、積算マススペクトルも同様である）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。
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上記解析手法では次のような問題がある。
上述した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マスピークの幅は、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一般に使用されている飛行時間型質量分析装置（ＴＯＦＭＳ：Time-Of-Flight Mass Spectrometer）では、概して質量分解能は比較的高いものの、プロファイルスペクトルに現れるマスピークの裾は広がっていることがある。そうした場合、測定領域内の比較的広い領域において観測されるマスピークと測定領域内の狭い領域で局所的に観測されるマスピークとのm/z値の差が小さく、後者のマスピークの信号強度が前者のマスピークの信号強度に比べて格段に小さいと、マススペクトルを平均化又は積算したときに、信号強度の小さな方のマスピークが信号強度の大きな方のマスピークの裾に埋没してしまう可能性がある。そうした場合、局所的に観測されるマスピークは平均マススペクトルには現れず、その結果、測定領域内で偏在している重要な化合物をユーザーが見逃すおそれがある。
また、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マスピーク同士を十分に分離することができないことがある。こうした分離が不十分である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値が近接したマスピークが重なって実質的に１本のマスピークとなってしまうことがしばしばある。こうしたマスピークから求まる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値とも異なるおそれがある。
上述したように、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マスピークが平均マススペクトルにおいて観測できないことは少なくない。また、平均マススペクトルにおいて観測されるマスピークの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もしばしばある。こうしたことから、平均マススペクトルにおいて観測されるマスピークを選択してそれに対応する特定のm/z値におけるＭＳイメージング画像を表示させると、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、測定領域内に局所的に存在している比較的少量の化合物についても、その存在を見逃すことなく確実に把握してＭＳイメージング画像を確認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。
また本発明の他の目的は、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。
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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定ステップと、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して得られたデータに基く該微小領域毎のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算ステップと、
複数の前記個別統合マススペクトルの各々に対しピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合ステップと、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示する情報表示ステップと、
を有するものである。
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定ステップと、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して得られたデータに基く該微小領域毎のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算ステップと、
複数の前記個別統合マススペクトルの各々に対しピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合ステップと、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示する情報表示ステップと、
を有するものである。
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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部と、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して前記測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部と、
複数の前記個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部と、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部と、
を備えるものである。
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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部と、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して前記測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部と、
複数の前記個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部と、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部と、
を備えるものである。
本発明の上記態様では、データを収集した測定領域全体ではなく、それよりも小さい面積である解析領域毎にプロファイルスペクトルを平均化（又は積算）し、その結果に基いて統合ピーク情報を求める。そのため、測定領域内で局所的に比較的少量存在している化合物に由来するピークがm/z値が近く強度が大きい他のピークの裾に埋もれてしまうことを回避することができ、そうしたピークを的確に反映したピークリストやマススペクトルをユーザーに提供することができる。それにより、本発明の上記態様によれば、ユーザーは、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、目的とする化合物の解析を正確に行うことができる。
また、本発明の上記態様によれば、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、ユーザーは、その複数の化合物にそれぞれ対応する、精度の高いＭＳイメージング画像を観察することができ、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。
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ブロック構成図である。
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。
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）の測定部である。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。
データ処理部２は、主として、イメージング質量分析部１で得られた大量のデータを処理する機能を有し、機能ブロックとして、データ格納部２０、領域分割部２１、プロファイルスペクトル作成部２２、スペクトル平均化部２３、ピーク情報収集部２４、ピーク情報統合部２５、ピークリスト表示処理部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、画像表示処理部２９、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（コンピュータープログラム）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。
上記コンピュータープログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、メモリーカード、ＵＳＢメモリー（ドングル）などの、コンピューター読み取り可能である非一時的な記録媒体に格納されてユーザーに提供されるものとすることができる。また、上記プログラムは、インターネットなどの通信回線を介したデータ転送の形式で、ユーザーに提供されるようにすることもできる。さらにまた、上記プログラムは、ユーザーがシステムを購入する時点で、予めシステムの一部であるコンピューター（厳密にはコンピューターの一部である記憶装置）にプリインストールしておくこともできる。
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一例を、図２～図４を参照しつつ説明する。
図２は、イメージング質量分析部１による測定状態の説明図である。図３は、試料上の測定領域における化合物の分布状況の一例を示す図である。図４は、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一例の説明図である。
図２は、イメージング質量分析部１による測定状態の説明図である。図３は、試料上の測定領域における化合物の分布状況の一例を示す図である。図４は、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一例の説明図である。
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。こうした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。
図２に示すように、イメージング質量分析部１は、試料１００上に設定された所定の測定領域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。測定領域の１０１の位置や大きさ、形状などは、通常、ユーザーが光学顕微観察などにより適宜に決めることができる。
図２に示すように、イメージング質量分析部１は、試料１００上に設定された所定の測定領域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。測定領域の１０１の位置や大きさ、形状などは、通常、ユーザーが光学顕微観察などにより適宜に決めることができる。
具体的な分析動作は以下の通りである。イメージング質量分析部１における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。発生したイオンはイオントラップに一旦導入されたあと、飛行時間型質量分離器に送り込まれてm/z値に応じて分離されたうえで検出される。この検出信号が一つの微小領域１０２に対応するマススペクトルデータである。このマススペクトルデータは、図２中に示すように、m/z軸上で連続波形を示すデータ（プロファイルスペクトルデータ）である。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同様の分析動作を繰り返すことにより、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それぞれ収集することができる。
なお、各微小領域１０２に対して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、或いはｎが３以上であるＭＳn分析を行い、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１０２におけるマススペクトルデータの集合、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２０に一旦格納される。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、この生データに対して所定のノイズ除去などの適宜の波形処理が実施されたデータをデータ格納部２０に格納するようにしてもよい。
上述のように測定領域１０１全体のＭＳイメージングデータがデータ格納部２０に格納されている状態で、ユーザーが入力部３から解析実行の指示を行うと、データ処理部２は以下のような処理を実行する。
まず、データ処理部２において領域分割部２１は、図４（Ａ）に示すように、一つの測定領域１０１を仮想的に複数の解析領域１０３に分割する処理を行う。図４（Ａ）の例では、矩形状である測定領域１０１を６個に分割しているが、分割数はこれに限らない。また、分割線は直線である必要はない。また、分割後の各解析領域１０３の面積は必ずしも同程度である必要はないものの、一般には、面積の差が極端に大きくならないようにする方がよく、一つの解析領域１０３は複数の微小領域１０２を含む。図４の例では、６個の解析領域１０３を区別するために、それら解析領域１０３に＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６の符号を付してある。
次に、プロファイルスペクトル作成部２２は、解析領域１０３毎にその解析領域１０３に含まれる全ての微小領域１０２に対応するデータをデータ格納部２０から順に読み出し、微小領域１０２にそれぞれ対応するプロファイルスペクトルを作成する。図２に示したように、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、その微小領域１０２に存在する化合物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、測定領域１０１内の全ての微小領域１０２においてそれぞれ得られたプロファイルスペクトルの全てを平均化することによって、測定領域１０１に対して一つの平均マススペクトルを算出している。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、スペクトル平均化部２３は、解析領域１０３毎に、一つの解析領域１０３に含まれる全ての微小領域１０２におけるプロファイルスペクトルを平均化する処理を実行する（図４（Ｂ）参照）。従って、解析領域１０３の数と同数の、この例では６個の平均マススペクトルが得られる。
図３に示す例では、測定領域１０１内の比較的広い範囲に比較的高濃度の化合物Ａが存在している一方、測定領域１０１内の一部に局所的に比較的低濃度の化合物Ｂが存在している。こうした場合、測定領域１０１に含まれる全ての微小領域におけるプロファイルスペクトルを平均化してしまうと、化合物Ｂに対応するピークの信号強度は化合物Ａに対応するピークの信号強度よりかなり低く、両者のm/z値が近いと、化合物Ｂに対応するピークは化合物Ａに対応するピークの裾に埋もれてしまうおそれがある。
これに対し、図３中に一点鎖線で示すように、測定領域１０１を複数の解析領域１０３に分割して、解析領域１０３毎にそれに含まれる微小領域１０２のプロファイルスペクトルを平均化すると、一部の解析領域１０３において得られる平均スペクトルでは、化合物Ｂに対応するピークが化合物Ａのピークに埋もれずに観測できる可能性が高くなる。
ピーク情報収集部２４は、解析領域１０３毎の平均マススペクトルに対し所定の基準に従ってピークを検出する（図４（Ｃ）参照）。そして、解析領域１０３毎に、検出されたピークの情報を収集してピークリストを作成する（図４（Ｄ）参照）。ピーク情報は、少なくともそのピークのm/z値を含むものとし、ピークの強度を含んでいてもよい。上述したように、一部の解析領域１０３の平均マススペクトルには、測定領域１０１の一部に局所的に含まれる化合物Ｂ由来のピークも観測されるため、該解析領域１０３に対応するピークリストには、そうした化合物Ｂのピーク情報も含まれ得る。
次いでピーク情報統合部２５は、全ての解析領域１０３のピークリストを収集し、そのピーク情報を統合する（図４（Ｅ）参照）。具体的には例えば、全てのピークリストに挙げられているピークのm/z値を昇順に並べ、隣接する２又はそれ以上の数のピークのm/z値の差が、測定に使用した装置の質量精度に応じて決まるm/z誤差以内である場合には、同じ化合物由来のピークであるみなしてピークを統合する。m/z値がごく近い複数のピークを統合する際には、統合前の複数のピークのうちのいずれか一つのピークのm/z値を統合後のピークのm/z値としてもよいし、統合前の複数のピークのm/z値から所定の計算によって求めたm/z値を統合後のピークのm/z値としてもよい。
ピーク情報統合部２５は、上述したように統合可能であるピークを全て統合することで、測定領域１０１全体に対する整理されたピークリストを作成する（図４（Ｆ）参照）。図３において示した化合物Ａのように、測定領域１０１内に広く分布する化合物に対応するピーク情報は、複数の解析領域１０３に対応するピークリストにダブって掲載される。そのピーク情報は解析領域１０３によって僅かに相違する可能性があるものの、その相違は装置の質量精度の誤差範囲内である筈なので、ピークは統合される。一方、図３において示した化合物Ｂのように、測定領域１０１内で局所的に分布する化合物に対応するピーク情報は一つの解析領域１０３に対応するピークリストのみ掲載されるものの、これも統合されたピークリストに反映されることになる。
ピークリスト表示処理部２６は、上述のようにして作成された測定領域１全体についてのピークリストを表示部４の画面上に表示する。或いは、ピークリスト表示処理部２６は、上述のようにして作成されたピークリストに基いてマススペクトル（以下、統合マススペクトルという）を作成し、この統合マススペクトルを表示してもよい（図４（Ｇ）参照）。
ユーザーは、表示されたピークリスト又は統合マススペクトルを画面上で確認し、例えば、該ピークリスト又は統合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２７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値を確定する。
ＭＳイメージング画像作成部２８は、上記確定したm/z値に対応する微小領域１０２毎の信号強度値をデータ格納部２０から読み出し、ＭＳイメージング画像を作成する。画像表示処理部２９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上記ピークリスト又は統合マススペクトルと同じ画面内に表示され、ユーザーがピークリスト又は統合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迅速に更新されるようにすることができる。
以上のようにして、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の情報が漏れなく反映されたピークリスト及び／又は統合マススペクトルをユーザーに提示することができる。それにより、その統合マススペクトル上で目的の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。
上記実施形態のイメージング質量分析装置では、領域分割部２１が予め決められた規則に従って自動的に測定領域１０１を複数に分割していたが、その規則をユーザーが適宜に設定できるようにしてもよい。また、測定領域１０１の全体を分割するのではなく、測定領域１０１の中で例えばユーザーにより指定された特定の範囲内のみを分割して複数の解析領域を定め、その複数の解析領域について上述したような処理を実施してもよい。
さらにまた、測定領域１０１内における複数の解析領域自体をユーザーがマニュアルで指定できるようにしてもよい。図５は、測定領域１０１内にマニュアル操作により複数の解析領域を設定する際の変形例を示す図である。
例えば領域分割部２１は、測定領域１０１全体の光学顕微画像を表示し、その表示画面上で、ユーザーによる複数の解析領域の指定を受け付ける。図５の例では、４個の解析領域１０４Ａ～１０４Ｄが指定されている。ここでは、各解析領域の形状は矩形状であるが、これに限るものではない。その大きさや位置、数も任意である。そうして指定された解析領域１０４Ａ～１０４Ｄをそのまま、自動的に分割したあとの解析領域と同様に扱って処理を進めることができる。このようなマニュアル操作により解析領域の設定を可能としておくことで、例えば光学顕微画像において観測可能である特定の部位（生体組織や病変部位など）を一つの解析領域として処理を行うことができ、通常は見逃し易い化合物の把握などに有用である。
上記実施形態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、各種の飛行時間型質量分析装置以外に、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におけるイオン源も大気圧ＭＡＬＤＩイオン源に限らず、任意のイオン化法によるイオン源を用いることができる。
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。
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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定ステップと、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して得られたデータに基く該微小領域毎のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算ステップと、
複数の前記個別統合マススペクトルの各々に対しピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合ステップと、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示する情報表示ステップと、
を有する。
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定ステップと、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して得られたデータに基く該微小領域毎のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算ステップと、
複数の前記個別統合マススペクトルの各々に対しピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合ステップと、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示する情報表示ステップと、
を有する。
（第４項）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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部と、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して前記測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部と、
複数の前記個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部と、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部と、
を備える。
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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部と、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して前記測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部と、
複数の前記個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部と、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部と、
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４項に記載のイメージング質量分析装置では、データを収集した測定領域全体ではなく、それよりも小さい面積である解析領域毎にプロファイルスペクトルを平均化又は積算し、その結果に基いて統合ピーク情報を求める。そのため、測定領域内で局所的に比較的少量存在している化合物に由来するピークがm/z値が近く強度が大きい他のピークの裾に埋もれてしまうことを回避することができ、そうしたピークを的確に反映したピークリストやマススペクトルをユーザーに提供することができる。それにより、本発明の上記態様によれば、ユーザーは、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、目的とする化合物の解析を正確に行うことができる。
また、第１項に記載の質量分析データ解析方法、及び第４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、ユーザーは、その複数の化合物にそれぞれ対応する、精度の高いＭＳイメージング画像を観察することができ、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は、
前記情報表示ステップにより表示された前記ピークリスト又は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、
をさらに有するものとすることができる。
前記情報表示ステップにより表示された前記ピークリスト又は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、
をさらに有するものとすることができる。
第１項に記載の質量分析データ解析方法における表示ステップにより表示されたピークリスト又はマススペクトルでは、測定領域内に存在する複数の化合物にそれぞれ対応する精度の高いピーク又はそのピークのm/z値情報が得られる。第２項に記載の質量分析データ解析方法によれば、ユーザーは、このピークリスト又はマススペクトルに基いて特定のピークを指定してＭＳイメージング画像を表示させることができるので、目的の化合物の分布を高い精度で反映したＭＳイメージング画像を表示することができる。また、測定領域内に局所的に僅かな量だけ存在している化合物についてもユーザーが見落とすことなく、その化合物の分布をＭＳイメージング画像により確認することができる。
（第３項）第１項又は第２項に記載の質量分析データ解析方法において、前記ピーク情報統合ステップでは、質量分析に使用された装置の質量精度に応じた基準に従って、複数のピークの質量電荷比値が実質的に同一であるか否かを判定する処理を実施するものとすることができる。
第３項に記載の質量分析データ解析方法では、装置の質量精度の高さを十分に活かして、m/z値がごく近接した異なる複数の化合物由来のピークの情報をそれぞれ別のピークとして的確にユーザーに提供することができる。また、m/z値が異なるものの同じ化合物由来であると推定されるピークを統合し、一つのピークの情報としてユーザーに提供することができ、ユーザーに無用で冗長な情報を提供することを避けることができる。
１…イメージング質量分析部
２…データ処理部
２０…データ格納部
２１…領域分割部
２２…プロファイルスペクトル作成部
２３…スペクトル平均化部
２４…ピーク情報収集部
２５…ピーク情報統合部
２６…ピークリスト表示処理部
２７…ピーク選択指示受付部
２８…ＭＳイメージング画像作成部
２９…画像表示処理部
３…入力部
４…表示部
２…データ処理部
２０…データ格納部
２１…領域分割部
２２…プロファイルスペクトル作成部
２３…スペクトル平均化部
２４…ピーク情報収集部
２５…ピーク情報統合部
２６…ピークリスト表示処理部
２７…ピーク選択指示受付部
２８…ＭＳイメージング画像作成部
２９…画像表示処理部
３…入力部
４…表示部
Claims (4)
- 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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定ステップと、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して得られたデータに基く該微小領域毎のプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算ステップと、
複数の前記個別統合マススペクトルの各々に対しピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合ステップと、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示する情報表示ステップと、
を有する質量分析データ解析方法。 - 前記情報表示ステップにより表示された前記ピークリスト又は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、
をさらに有する、請求項１に記載の質量分析データ解析方法。 - 前記ピーク情報統合ステップでは、質量分析に使用された装置の質量精度に応じた基準に従って、複数のピークの質量電荷比値が実質的に同一であるか否かを判定する処理を実施する、請求項１に記載の質量分析データ解析方法。
- 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、
前記測定領域を分割することで、又は前記測定領域内についてのユーザーの指定に応じて、それぞれ前記微小領域が複数含まれる複数の解析領域を決定する解析領域決定部と、
前記複数の解析領域の各々において、一つの解析領域に含まれる複数の微小領域に対して前記測定部により得られたデータに基くプロファイルスペクトルを平均化又は積算して個別統合マススペクトルを取得するスペクトル演算部と、
複数の前記個別統合スペクトルの各々に対してピーク検出を行い、前記複数の解析領域の各々において、検出されたピークの質量電荷比値を少なくとも含むピーク情報を収集するとともに、該複数の解析領域のピーク情報を集め、質量電荷比値が実質的に同一であると推定され得るピークを整理して統合ピーク情報を求めるピーク情報統合部と、
前記統合ピーク情報に基くピークリスト又はマススペクトルを作成して表示部に表示する表示処理部と、
を備えるイメージング質量分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023552664A JPWO2023058234A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | |
| PCT/JP2021/037385 WO2023058234A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/037385 WO2023058234A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023058234A1 true WO2023058234A1 (ja) | 2023-04-13 |
Family
ID=85804074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2021/037385 WO2023058234A1 (ja) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 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 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2023058234A1 (ja) |
| WO (1) | WO2023058234A1 (ja) |
Citations (6)
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| WO2020026353A1 (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社島津製作所 | 質量分析装置、質量分析方法および質量分析プログラム |
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-
2021
- 2021-10-08 WO PCT/JP2021/037385 patent/WO2023058234A1/ja active Application Filing
- 2021-10-08 JP JP2023552664A patent/JPWO2023058234A1/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| JPWO2023058234A1 (ja) | 2023-04-13 |
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