专利名称：质量分析装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对包含在试样上的二维范围内的各微小区域分别执行质量分析 并对得到的数据进行分析处理的质量分析装置，更详细地说，涉及一种能够进行MS/MS分 析的质量分析装置，该MS/MS分析是使特定的离子裂解并对由此生成的产物离子进行质量 分析。
背景技术：
近年来，作为后基因组研究，对生物体组织中的蛋白质结构、功能的分析迅速发 展。作为这种蛋白质结构/功能分析方法(蛋白质组(proteomo)分析)之一，近年来，广 泛进行使用了质量分析装置的蛋白质的表现分析、一级结构分析。作为这种方法之一已知 如下方法使用随着特定离子的挑选以及裂解操作而能够进行MSn分析(n ^ 2)的质量分 析装置，通过如下过程来决定蛋白质的氨基酸序列。首先，在利用适当的酶消化蛋白质而使蛋白质成为肽碎片的混合物之后对该肽混 合物进行质量分析。此时，由于构成各肽的元素中存在质量不同的稳定同位素，因此即使是 由同一氨基酸序列构成的肽，由于其同位素组成的不同而产生m/z (质量/电荷比)不同的 多个峰值。这些多个峰值由以下峰值构成仅由自然存在比最大的同位素构成的离子(主 离子)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离子(同位素离子)的峰 值，在1价离子的情况下，它们形成由以IDa至数Da为间隔排列的多个峰值构成的峰值群、 即同位素峰值群。接着，从上述那样的肽混合物的质谱数据中选择来源于单一肽的一组同位素峰值 群作为前体离子，对使该前体离子裂解而生成的离子(产物离子)进行质量分析、即MS/MS 分析。通过对上述那样得到的产物离子的质谱图案、前体离子的质谱图案进行数据库搜索， 能够决定被检肽的氨基酸序列从而鉴定蛋白质(例如参照专利文献1等)。在上述那样的蛋白质鉴定方法中，基本上以从细胞等生物体组织提取蛋白质并经 过精制/分离来制备试样为前提。然而，在生物化学领域、医疗领域等中，想要尽可能不破 坏生物体内细胞而得到被包含在该细胞中的蛋白质的二维分布信息这种要求非常强烈。作 为应对这种要求的装置，专心开发兼备显微镜和质量分析装置的功能的显微质量分析装置 (还称为图像质量分析装置)。在显微质量分析装置中，例如能够得到设置成显微镜用标本 等的试样上的二维范围的物质分布信息(图谱图像)。在显微质量分析装置中为了获取针 对试样上的二维范围内的各微小区域的质谱数据，提出了几种结构。例如，在专利文献2、专利文献3、非专利文献1等中记载的质量分析装置中，在试 样上依次扫描用于离子化的激光、粒子线的照射位置，将每次照射位置移动时从照射位置 产生的离子按每个m/z分离并进行检测。另外，在非专利文献2所记载的质量分析装置中， 为了反映试样上的物质的二维分布，二维状地大致同时产生离子，使用飞行时间型质量分 离器按每个m/z来分离这些离子并使用二维检测器来进行检测。在上述任一结构中，在得到存在于试样上的二维范围内的物质的图谱图像时，都需要对在该二维范围内的每个微小区域中得到的质谱数据进行分析处理，确定存在于各微 小区域中的物质(典型的有蛋白质)。另外，在能够进行MS/MS分析的质量分析装置中， 首先，通过对作为不使离子裂解而进行质量分析的结果而得到的质谱数据进行分析处理来 确定要挑选为前体离子的离子，接着在对每个微小区域设定适当的前体之后进行MS/MS分 析，对获取到的MS/MS谱数据进行分析处理，由此鉴定存在于该微小区域中的物质。作为基于上述那样针对多个微小区域的每个微小区域而得到的质谱数据或者MS/ MS谱数据的结果的显示方式，已知如下两个例子(例如参照非专利文献3)。(A)使试样上的某个测量点(严格地说是被视作点的程度的面积较小的微小区 域)的质谱或者对多个点的质谱取平均而得到的平均质谱显示在显示画面上，操作员确认 该质谱来指定关注的m/z范围。于是，对试样上的二维范围内的各测量点，在显示画面上描 绘出被指定的m/z范围的与谱强度值对应的被着色的图谱图像。(B)在示出试样表面的光学图像或者特定的m/z (或者m/z范围)的二维分布的图 谱图像上，操作员利用任意形状的ROI (Region of Interest 关心区域)设定框来指定所 关注的部分。于是，算出包含在由该ROI设定框包围的范围内的多个测量点的质谱的平均， 在显示画面上描绘根据该平均而制作出的平均质谱。根据上述(A)的技术，能够获知在试样上存在于局部空间的物质的m/z。因此，例 如能够获知不存在于鼻子、下巴等部位而局部存在于脑或者脑的特定部位的物质的m/z。另 一方面，根据(B)的技术，能够容易地比较试样中的不同空间区域的质谱。因而，例如在比 较脑、鼻子、下巴等各部位的质谱时较方便。然而，在上述(A)、(B)的技术中，物质的分布较清楚，但是对于被识别为局部存在 的物质不进行鉴定。因此，操作员能够识别某一种物质为应该关注的物质(下面称为“关心 物质”)，但是无法获知该关心物质具体为哪一种物质。为了鉴定关心物质，例如需要通过如 下那样的过程来进行作业。首先，通过(B)的技术，操作员利用ROI设定框来在光学图像或 者图谱图像上指定通过(A)的技术而明确的关心物质存在部位，执行将关心物质的m/z设 为前体的MS/MS分析。并且，计算通过该测量而得到的各测量点的MS/MS谱的平均来求出 平均MS/MS谱。通过对在该MS/MS谱中出现的峰值的信息例如进行现有的数据库搜索来鉴 定目标物质。对于操作员来说上述作业即麻烦又复杂，作业效率差并且费时。另外，无法过于缩 小利用ROI设定框能够在光学图像、图谱图像上指定的范围，因此导致在用于计算平均MS/ MS谱的MS/MS谱中包含很多来源于关心物质以外的不期望物质的峰值、即噪声而使S/N(信 号/噪声比)较差，因此还存在难以提高鉴定精度的问题。专利文献1 日本特开2006-284509号公报专利文献2 美国专利第5808300号说明书专利文献3 日本特开2007-66533号公报非专利文献1 小河潔、 如5名、「顕微質量分析装置^開発」、島津評論、株式会 社島津製作所、2006年3月31日発行、第62卷、第3 · 4号、p. 125-135非专利文献2 内藤康秀、「生体試料f対象^ L· &質量顕微鏡」、日本質量分析学 会誌、Vol. 53、No. 3,2005 年非专利文献3 「工A工7 4 乂一夕 > 夕.’八4才7夕7° (msimaging BioMap)」、[online]权利要求
1.一种质量分析装置，能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行 MS分析和MS/MS分析，该质量分析装置的特征在于，具备a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收 集MS谱数据；b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一至多个关心物质或 者关心物质的m/z ；c)MS/MS分析执行单元，其对上述规定的二维范围内的各微小区域执行将所指定的一 至多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；d)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一至多个关 心物质的微小区域；e)平均谱算出单元，其从上述MS/MS谱数据中挑选由上述区域提取单元提取出的微小 区域的MS/MS谱数据，使用所挑选出的MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/ MS谱；以及f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
2.一种质量分析装置，能够对设定于试样上的二维范围内的多个微小区域分别执行 MS分析和MS/MS分析，该质量分析装置的特征在于，具备a)MS分析执行单元，其对试样上的规定的二维范围内的各微小区域执行MS分析来收 集MS谱数据；b)关心物质指定单元，其用于操作员参照上述MS谱数据来指定一至多个关心物质或 者关心物质的m/z ；c)区域提取单元，其根据上述MS谱数据，按每个关心物质来提取存在上述一至多个关 心物质的微小区域；d)MS/MS分析执行单元，其对由上述区域提取单元提取出的微小区域分别执行将上述 一至多个关心物质的m/z作为前体的MS/MS分析，来收集MS/MS谱数据；e)平均谱算出单元，其使用上述MS/MS谱数据，按每个上述关心物质来算出平均MS/MS 谱；以及f)鉴定单元，其使用上述关心物质的平均MS/MS谱来鉴定该关心物质。
3.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，上述区域提取单元在某个微小区域的MS谱中的上述关心物质的m/z的谱强度为规定 阈值以上时，判断为在该微小区域中存在该关心物质。
4.根据权利要求1或2所述的质量分析装置，其特征在于，还具备分布图像描绘单元，该分布图像描绘单元根据上述MS谱数据来描绘示出任意 的m/z或者m/z范围的空间分布的m/z分布图像，操作员在利用上述关心物质指定单元指 定一至多个关心物质或者关心物质的m/z时能够利用m/z分布图像。
全文摘要
提供一种质量分析装置，对试样上的指定的质量分析范围内的各微小区域执行MS分析，根据由此得到的数据制作出指定的m/z或者m/z范围的分布图像并描绘在显示画面上(S10～S14)。当操作员观察该分布图像来确定关心物质并指示该关心物质的m/z值时(S15)，提取在MS谱上该关心物质的m/z强度为阈值以上的微小区域，将关心物质的m/z作为前体来对该微小区域执行MS/MS分析(S26、S27)。根据所得到的各微小区域的MS/MS谱数据来算出平均MS/MS谱(S28)，利用在平均MS/MS谱中出现的峰值信息来执行关心物质的鉴定(S19)。
文档编号G01N27/62GK102077086SQ20088013015
公开日2011年5月25日 申请日期2008年7月3日 优先权日2008年7月3日
发明者梶原茂树 申请人:株式会社岛津制作所