專利名稱：質量分析裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對包含在試樣上的二維范圍內的各微小區域分別執行質量分析 并對得到的數據進行分析處理的質量分析裝置，更詳細地說，涉及一種能夠進行MS/MS分 析的質量分析裝置，該MS/MS分析是使特定的離子裂解并對由此生成的產物離子進行質量 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結構、功能的分析迅速發 展。作為這種蛋白質結構/功能分析方法(蛋白質組(proteomo)分析)之一，近年來，廣 泛進行使用了質量分析裝置的蛋白質的表現分析、一級結構分析。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)的質量分 析裝置，通過如下過程來決定蛋白質的氨基酸序列。首先，在利用適當的酶消化蛋白質而使蛋白質成為肽碎片的混合物之后對該肽混 合物進行質量分析。此時，由于構成各肽的元素中存在質量不同的穩定同位素，因此即使是 由同一氨基酸序列構成的肽，由于其同位素組成的不同而產生m/z (質量/電荷比)不同的 多個峰值。這些多個峰值由以下峰值構成僅由自然存在比最大的同位素構成的離子(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Da為間隔排列的多個峰值構成的峰值群、 即同位素峰值群。接著，從上述那樣的肽混合物的質譜數據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(產物離子)進行質量分析、即MS/MS 分析。通過對上述那樣得到的產物離子的質譜圖案、前體離子的質譜圖案進行數據庫搜索， 能夠決定被檢肽的氨基酸序列從而鑒定蛋白質(例如參照專利文獻1等)。在上述那樣的蛋白質鑒定方法中，基本上以從細胞等生物體組織提取蛋白質并經 過精制/分離來制備試樣為前提。然而，在生物化學領域、醫療領域等中，想要盡可能不破 壞生物體內細胞而得到被包含在該細胞中的蛋白質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，專心開發兼備顯微鏡和質量分析裝置的功能的顯微質量分析裝置 (還稱為圖像質量分析裝置)。在顯微質量分析裝置中，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分布信息(圖譜圖像)。在顯微質量分析裝置中為了獲取針 對試樣上的二維范圍內的各微小區域的質譜數據，提出了幾種結構。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所記載的質量分析裝置中， 為了反映試樣上的物質的二維分布，二維狀地大致同時產生離子，使用飛行時間型質量分 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。在上述任一結構中，在得到存在于試樣上的二維范圍內的物質的圖譜圖像時，都需要對在該二維范圍內的每個微小區域中得到的質譜數據進行分析處理，確定存在于各微 小區域中的物質(典型的有蛋白質)。另外，在能夠進行MS/MS分析的質量分析裝置中， 首先，通過對作為不使離子裂解而進行質量分析的結果而得到的質譜數據進行分析處理來 確定要挑選為前體離子的離子，接著在對每個微小區域設定適當的前體之后進行MS/MS分 析，對獲取到的MS/MS譜數據進行分析處理，由此鑒定存在于該微小區域中的物質。作為基于上述那樣針對多個微小區域的每個微小區域而得到的質譜數據或者MS/ MS譜數據的結果的顯示方式，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 域)的質譜或者對多個點的質譜取平均而得到的平均質譜顯示在顯示畫面上，操作員確認 該質譜來指定關注的m/z范圍。于是，對試樣上的二維范圍內的各測量點，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的多個測量點的質譜的平均， 在顯示畫面上描繪根據該平均而制作出的平均質譜。根據上述(A)的技術，能夠獲知在試樣上存在于局部空間的物質的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的m/z。另 一方面，根據(B)的技術，能夠容易地比較試樣中的不同空間區域的質譜。因而，例如在比 較腦、鼻子、下巴等各部位的質譜時較方便。然而，在上述(A)、(B)的技術中，物質的分布較清楚，但是對于被識別為局部存在 的物質不進行鑒定。因此，操作員能夠識別某一種物質為應該關注的物質(下面稱為“關心 物質”)，但是無法獲知該關心物質具體為哪一種物質。為了鑒定關心物質，例如需要通過如 下那樣的過程來進行作業。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存在部位，執行將關心物質的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譜中出現的峰值的信息例如進行現有的數據庫搜索來鑒 定目標物質。對于操作員來說上述作業即麻煩又復雜，作業效率差并且費時。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以外的不期望物質的峰值、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 內藤康秀、「生體試料f対象^ L· &質量顕微鏡」、日本質量分析學 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]權利要求
1.一種質量分析裝置，能夠對設定于試樣上的二維范圍內的多個微小區域分別執行 MS分析和MS/MS分析，該質量分析裝置的特征在于，具備a)MS分析執行單元，其對試樣上的規定的二維范圍內的各微小區域執行MS分析來收 集MS譜數據；b)關心物質指定單元，其用于操作員參照上述MS譜數據來指定一至多個關心物質或 者關心物質的m/z ；c)MS/MS分析執行單元，其對上述規定的二維范圍內的各微小區域執行將所指定的一 至多個關心物質的m/z作為前體的MS/MS分析，來收集MS/MS譜數據；d)區域提取單元，其根據上述MS譜數據，按每個關心物質來提取存在上述一至多個關 心物質的微小區域；e)平均譜算出單元，其從上述MS/MS譜數據中挑選由上述區域提取單元提取出的微小 區域的MS/MS譜數據，使用所挑選出的MS/MS譜數據，按每個上述關心物質來算出平均MS/ MS譜；以及f)鑒定單元，其使用上述關心物質的平均MS/MS譜來鑒定該關心物質。
2.一種質量分析裝置，能夠對設定于試樣上的二維范圍內的多個微小區域分別執行 MS分析和MS/MS分析，該質量分析裝置的特征在于，具備a)MS分析執行單元，其對試樣上的規定的二維范圍內的各微小區域執行MS分析來收 集MS譜數據；b)關心物質指定單元，其用于操作員參照上述MS譜數據來指定一至多個關心物質或 者關心物質的m/z ；c)區域提取單元，其根據上述MS譜數據，按每個關心物質來提取存在上述一至多個關 心物質的微小區域；d)MS/MS分析執行單元，其對由上述區域提取單元提取出的微小區域分別執行將上述 一至多個關心物質的m/z作為前體的MS/MS分析，來收集MS/MS譜數據；e)平均譜算出單元，其使用上述MS/MS譜數據，按每個上述關心物質來算出平均MS/MS 譜；以及f)鑒定單元，其使用上述關心物質的平均MS/MS譜來鑒定該關心物質。
3.根據權利要求1或2所述的質量分析裝置，其特征在于，上述區域提取單元在某個微小區域的MS譜中的上述關心物質的m/z的譜強度為規定 閾值以上時，判斷為在該微小區域中存在該關心物質。
4.根據權利要求1或2所述的質量分析裝置，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上述MS譜數據來描繪示出任意 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指定單元指 定一至多個關心物質或者關心物質的m/z時能夠利用m/z分布圖像。
全文摘要
提供一種質量分析裝置，對試樣上的指定的質量分析范圍內的各微小區域執行MS分析，根據由此得到的數據制作出指定的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并指示該關心物質的m/z值時(S15)，提取在MS譜上該關心物質的m/z強度為閾值以上的微小區域，將關心物質的m/z作為前體來對該微小區域執行MS/MS分析(S26、S27)。根據所得到的各微小區域的MS/MS譜數據來算出平均MS/MS譜(S28)，利用在平均MS/MS譜中出現的峰值信息來執行關心物質的鑒定(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 優先權日2008年7月3日
發明者梶原茂樹 申請人:株式會社島津制作所