專利名稱：質(zhì)量分析裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對包含在試樣上的二維范圍內(nèi)的各微小區(qū)域分別執(zhí)行質(zhì)量分析 并對得到的數(shù)據(jù)進行分析處理的質(zhì)量分析裝置，更詳細地說，涉及一種能夠進行MS/MS分 析的質(zhì)量分析裝置，該MS/MS分析是使特定的離子裂解并對由此生成的產(chǎn)物離子進行質(zhì)量 分析。
背景技術：
近年來，作為后基因組研究，對生物體組織中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能的分析迅速發(fā) 展。作為這種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)/功能分析方法(蛋白質(zhì)組(proteomo)分析)之一，近年來，廣 泛進行使用了質(zhì)量分析裝置的蛋白質(zhì)的表現(xiàn)分析、一級結(jié)構(gòu)分析。作為這種方法之一已知 如下方法使用隨著特定離子的挑選以及裂解操作而能夠進行MSn分析(n ^ 2)的質(zhì)量分 析裝置，通過如下過程來決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列。首先，在利用適當?shù)拿赶鞍踪|(zhì)而使蛋白質(zhì)成為肽碎片的混合物之后對該肽混 合物進行質(zhì)量分析。此時，由于構(gòu)成各肽的元素中存在質(zhì)量不同的穩(wěn)定同位素，因此即使是 由同一氨基酸序列構(gòu)成的肽，由于其同位素組成的不同而產(chǎn)生m/z (質(zhì)量/電荷比)不同的 多個峰值。這些多個峰值由以下峰值構(gòu)成僅由自然存在比最大的同位素構(gòu)成的離子(主 離子)的峰值和包含除自然存在比最大的同位素以外的同位素的離子(同位素離子)的峰 值，在1價離子的情況下，它們形成由以IDa至數(shù)Da為間隔排列的多個峰值構(gòu)成的峰值群、 即同位素峰值群。接著，從上述那樣的肽混合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)中選擇來源于單一肽的一組同位素峰值 群作為前體離子，對使該前體離子裂解而生成的離子(產(chǎn)物離子)進行質(zhì)量分析、即MS/MS 分析。通過對上述那樣得到的產(chǎn)物離子的質(zhì)譜圖案、前體離子的質(zhì)譜圖案進行數(shù)據(jù)庫搜索， 能夠決定被檢肽的氨基酸序列從而鑒定蛋白質(zhì)(例如參照專利文獻1等)。在上述那樣的蛋白質(zhì)鑒定方法中，基本上以從細胞等生物體組織提取蛋白質(zhì)并經(jīng) 過精制/分離來制備試樣為前提。然而，在生物化學領域、醫(yī)療領域等中，想要盡可能不破 壞生物體內(nèi)細胞而得到被包含在該細胞中的蛋白質(zhì)的二維分布信息這種要求非常強烈。作 為應對這種要求的裝置，專心開發(fā)兼?zhèn)滹@微鏡和質(zhì)量分析裝置的功能的顯微質(zhì)量分析裝置 (還稱為圖像質(zhì)量分析裝置)。在顯微質(zhì)量分析裝置中，例如能夠得到設置成顯微鏡用標本 等的試樣上的二維范圍的物質(zhì)分布信息(圖譜圖像)。在顯微質(zhì)量分析裝置中為了獲取針 對試樣上的二維范圍內(nèi)的各微小區(qū)域的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，提出了幾種結(jié)構(gòu)。例如，在專利文獻2、專利文獻3、非專利文獻1等中記載的質(zhì)量分析裝置中，在試 樣上依次掃描用于離子化的激光、粒子線的照射位置，將每次照射位置移動時從照射位置 產(chǎn)生的離子按每個m/z分離并進行檢測。另外，在非專利文獻2所記載的質(zhì)量分析裝置中， 為了反映試樣上的物質(zhì)的二維分布，二維狀地大致同時產(chǎn)生離子，使用飛行時間型質(zhì)量分 離器按每個m/z來分離這些離子并使用二維檢測器來進行檢測。在上述任一結(jié)構(gòu)中，在得到存在于試樣上的二維范圍內(nèi)的物質(zhì)的圖譜圖像時，都需要對在該二維范圍內(nèi)的每個微小區(qū)域中得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行分析處理，確定存在于各微 小區(qū)域中的物質(zhì)(典型的有蛋白質(zhì))。另外，在能夠進行MS/MS分析的質(zhì)量分析裝置中， 首先，通過對作為不使離子裂解而進行質(zhì)量分析的結(jié)果而得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行分析處理來 確定要挑選為前體離子的離子，接著在對每個微小區(qū)域設定適當?shù)那绑w之后進行MS/MS分 析，對獲取到的MS/MS譜數(shù)據(jù)進行分析處理，由此鑒定存在于該微小區(qū)域中的物質(zhì)。作為基于上述那樣針對多個微小區(qū)域的每個微小區(qū)域而得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)或者MS/ MS譜數(shù)據(jù)的結(jié)果的顯示方式，已知如下兩個例子(例如參照非專利文獻3)。(A)使試樣上的某個測量點(嚴格地說是被視作點的程度的面積較小的微小區(qū) 域)的質(zhì)譜或者對多個點的質(zhì)譜取平均而得到的平均質(zhì)譜顯示在顯示畫面上，操作員確認 該質(zhì)譜來指定關注的m/z范圍。于是，對試樣上的二維范圍內(nèi)的各測量點，在顯示畫面上描 繪出被指定的m/z范圍的與譜強度值對應的被著色的圖譜圖像。(B)在示出試樣表面的光學圖像或者特定的m/z (或者m/z范圍)的二維分布的圖 譜圖像上，操作員利用任意形狀的ROI (Region of Interest 關心區(qū)域)設定框來指定所 關注的部分。于是，算出包含在由該ROI設定框包圍的范圍內(nèi)的多個測量點的質(zhì)譜的平均， 在顯示畫面上描繪根據(jù)該平均而制作出的平均質(zhì)譜。根據(jù)上述(A)的技術，能夠獲知在試樣上存在于局部空間的物質(zhì)的m/z。因此，例 如能夠獲知不存在于鼻子、下巴等部位而局部存在于腦或者腦的特定部位的物質(zhì)的m/z。另 一方面，根據(jù)(B)的技術，能夠容易地比較試樣中的不同空間區(qū)域的質(zhì)譜。因而，例如在比 較腦、鼻子、下巴等各部位的質(zhì)譜時較方便。然而，在上述(A)、(B)的技術中，物質(zhì)的分布較清楚，但是對于被識別為局部存在 的物質(zhì)不進行鑒定。因此，操作員能夠識別某一種物質(zhì)為應該關注的物質(zhì)(下面稱為“關心 物質(zhì)”)，但是無法獲知該關心物質(zhì)具體為哪一種物質(zhì)。為了鑒定關心物質(zhì)，例如需要通過如 下那樣的過程來進行作業(yè)。首先，通過(B)的技術，操作員利用ROI設定框來在光學圖像或 者圖譜圖像上指定通過(A)的技術而明確的關心物質(zhì)存在部位，執(zhí)行將關心物質(zhì)的m/z設 為前體的MS/MS分析。并且，計算通過該測量而得到的各測量點的MS/MS譜的平均來求出 平均MS/MS譜。通過對在該MS/MS譜中出現(xiàn)的峰值的信息例如進行現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫搜索來鑒 定目標物質(zhì)。對于操作員來說上述作業(yè)即麻煩又復雜，作業(yè)效率差并且費時。另外，無法過于縮 小利用ROI設定框能夠在光學圖像、圖譜圖像上指定的范圍，因此導致在用于計算平均MS/ MS譜的MS/MS譜中包含很多來源于關心物質(zhì)以外的不期望物質(zhì)的峰值、即噪聲而使S/N(信 號/噪聲比)較差，因此還存在難以提高鑒定精度的問題。專利文獻1 日本特開2006-284509號公報專利文獻2 美國專利第5808300號說明書專利文獻3 日本特開2007-66533號公報非專利文獻1 小河潔、 如5名、「顕微質(zhì)量分析裝置^開発」、島津評論、株式會 社島津製作所、2006年3月31日発行、第62卷、第3 · 4號、p. 125-135非專利文獻2 內(nèi)藤康秀、「生體試料f対象^ L· &質(zhì)量顕微鏡」、日本質(zhì)量分析學 會誌、Vol. 53、No. 3,2005 年非專利文獻3 「工A工7 4 乂一夕 > 夕.’八4才7夕7° (msimaging BioMap)」、[online]權(quán)利要求
1.一種質(zhì)量分析裝置，能夠?qū)υO定于試樣上的二維范圍內(nèi)的多個微小區(qū)域分別執(zhí)行 MS分析和MS/MS分析，該質(zhì)量分析裝置的特征在于，具備a)MS分析執(zhí)行單元，其對試樣上的規(guī)定的二維范圍內(nèi)的各微小區(qū)域執(zhí)行MS分析來收 集MS譜數(shù)據(jù)；b)關心物質(zhì)指定單元，其用于操作員參照上述MS譜數(shù)據(jù)來指定一至多個關心物質(zhì)或 者關心物質(zhì)的m/z ；c)MS/MS分析執(zhí)行單元，其對上述規(guī)定的二維范圍內(nèi)的各微小區(qū)域執(zhí)行將所指定的一 至多個關心物質(zhì)的m/z作為前體的MS/MS分析，來收集MS/MS譜數(shù)據(jù)；d)區(qū)域提取單元，其根據(jù)上述MS譜數(shù)據(jù)，按每個關心物質(zhì)來提取存在上述一至多個關 心物質(zhì)的微小區(qū)域；e)平均譜算出單元，其從上述MS/MS譜數(shù)據(jù)中挑選由上述區(qū)域提取單元提取出的微小 區(qū)域的MS/MS譜數(shù)據(jù)，使用所挑選出的MS/MS譜數(shù)據(jù)，按每個上述關心物質(zhì)來算出平均MS/ MS譜；以及f)鑒定單元，其使用上述關心物質(zhì)的平均MS/MS譜來鑒定該關心物質(zhì)。
2.一種質(zhì)量分析裝置，能夠?qū)υO定于試樣上的二維范圍內(nèi)的多個微小區(qū)域分別執(zhí)行 MS分析和MS/MS分析，該質(zhì)量分析裝置的特征在于，具備a)MS分析執(zhí)行單元，其對試樣上的規(guī)定的二維范圍內(nèi)的各微小區(qū)域執(zhí)行MS分析來收 集MS譜數(shù)據(jù)；b)關心物質(zhì)指定單元，其用于操作員參照上述MS譜數(shù)據(jù)來指定一至多個關心物質(zhì)或 者關心物質(zhì)的m/z ；c)區(qū)域提取單元，其根據(jù)上述MS譜數(shù)據(jù)，按每個關心物質(zhì)來提取存在上述一至多個關 心物質(zhì)的微小區(qū)域；d)MS/MS分析執(zhí)行單元，其對由上述區(qū)域提取單元提取出的微小區(qū)域分別執(zhí)行將上述 一至多個關心物質(zhì)的m/z作為前體的MS/MS分析，來收集MS/MS譜數(shù)據(jù)；e)平均譜算出單元，其使用上述MS/MS譜數(shù)據(jù)，按每個上述關心物質(zhì)來算出平均MS/MS 譜；以及f)鑒定單元，其使用上述關心物質(zhì)的平均MS/MS譜來鑒定該關心物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于，上述區(qū)域提取單元在某個微小區(qū)域的MS譜中的上述關心物質(zhì)的m/z的譜強度為規(guī)定 閾值以上時，判斷為在該微小區(qū)域中存在該關心物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)量分析裝置，其特征在于，還具備分布圖像描繪單元，該分布圖像描繪單元根據(jù)上述MS譜數(shù)據(jù)來描繪示出任意 的m/z或者m/z范圍的空間分布的m/z分布圖像，操作員在利用上述關心物質(zhì)指定單元指 定一至多個關心物質(zhì)或者關心物質(zhì)的m/z時能夠利用m/z分布圖像。
全文摘要
提供一種質(zhì)量分析裝置，對試樣上的指定的質(zhì)量分析范圍內(nèi)的各微小區(qū)域執(zhí)行MS分析，根據(jù)由此得到的數(shù)據(jù)制作出指定的m/z或者m/z范圍的分布圖像并描繪在顯示畫面上(S10～S14)。當操作員觀察該分布圖像來確定關心物質(zhì)并指示該關心物質(zhì)的m/z值時(S15)，提取在MS譜上該關心物質(zhì)的m/z強度為閾值以上的微小區(qū)域，將關心物質(zhì)的m/z作為前體來對該微小區(qū)域執(zhí)行MS/MS分析(S26、S27)。根據(jù)所得到的各微小區(qū)域的MS/MS譜數(shù)據(jù)來算出平均MS/MS譜(S28)，利用在平均MS/MS譜中出現(xiàn)的峰值信息來執(zhí)行關心物質(zhì)的鑒定(S19)。
文檔編號G01N27/62GK102077086SQ20088013015
公開日2011年5月25日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者梶原茂樹 申請人:株式會社島津制作所