質量分析装置
【課題】異なる個体から採取した同一部位の試料の比較を、分析担当者が煩雑な操作や面倒な判断を行うことなく効率よく行えるようにする。
【解決手段】複数の試料の顕微観察画像に基づいて試料又はその中の特定の部位の形状を把握し、その形状が揃うように一方の画像を、移動、回転、拡大・縮小など、変形操作する（Ｓ２）。その変形操作情報に基づいて、同一座標を持つ微小領域に対する質量スペクトルデータの比較が可能となるように、変形させた画像に対応した微小領域の座標情報を変更する（Ｓ３）。その後に、同一座標の微小領域の質量スペクトルを比較するように主成分分析を行い、差異などに関する情報を取得する（Ｓ４）。
【解決手段】複数の試料の顕微観察画像に基づいて試料又はその中の特定の部位の形状を把握し、その形状が揃うように一方の画像を、移動、回転、拡大・縮小など、変形操作する（Ｓ２）。その変形操作情報に基づいて、同一座標を持つ微小領域に対する質量スペクトルデータの比較が可能となるように、変形させた画像に対応した微小領域の座標情報を変更する（Ｓ３）。その後に、同一座標の微小領域の質量スペクトルを比較するように主成分分析を行い、差異などに関する情報を取得する（Ｓ４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微質量分析装置、イメージング質量分析装置などと呼ばれる、試料上の二次元領域の質量分析を行うための質量分析装置に関し、さらに詳しくは、そうした質量分析装置で収集されるデータの処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、試料上の二次元領域内を例えば格子状に細かく区分した各微小領域（測定点）に対する質量分析をそれぞれ行い、その結果により試料上に存在する分子のマッピング（イメージング）画像を作成するような質量分析装置が開発されている（特許文献１、２、非特許文献１など参照）。こうした質量分析装置は、顕微質量分析装置、或いはイメージング質量分析装置などと呼ばれており、試料をすり潰したり破砕したりすることなく試料の形態をほぼ維持したまま、顕微観察を行いながら該試料を構成する分子の二次元的な分布を測定することが可能である。こうしたことから、特に、生化学分野、医療・薬学分野などにおいて、例えば生体内細胞に含まれるタンパク質等の分布情報を得るといった応用が期待されている。
【０００３】
上記のような質量分析装置を利用した分析では、複数の試料同士の分子イメージングの比較を行いたいような場合がよくある。例えば、医薬品の開発等を行う際に、マウス等の実験動物の生体組織（例えば脳組織）の切片を試料とし、その生体組織中の特定の部位に発生している病変組織の状態の変化を、薬品投与の有無や投与量の相違等について比較することがよく行われる。こうした場合、異なるマウスから採取した同一生体組織の分子イメージングを比較すれば、光学的な観察だけでは分からない病変組織の変化を把握することが可能となる。
【０００４】
上記のような比較分析を行う場合に、複数の試料は同一種類の生体組織であったとしても個体差があるから、形状や大きさが異なることが避けられない。また、質量分析装置の試料ステージ上での試料の載置位置も全く同一ではない。そのために、比較しようとする部位の位置が分子イメージング画像上で異なり、分析担当者が目視で同一部位を確認しながら上記ような比較処理を行う必要がある。しかしながら、比較すべき試料の数が多い場合や分子イメージング画像の数（つまりは分子イメージング画像を作成する質量電荷比の数）自体が多い場合には、分析担当者の負担は大きく作業効率も悪い。また、分析担当者の見落としや見間違いなどのミスも起こり易くなる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６６５３３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７３５３号公報
【非特許文献１】小河潔、ほか５名、「顕微質量分析装置の開発」、島津評論、株式会社島津製作所、平成１８年３月３１日発行、第６２巻、第３・４号、ｐ．１２５−１３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、複数の試料に対して得られたイメージング画像の比較や差異抽出などを分析担当者に大きな負担を強いることなく効率的に行うことができる質量分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された第１発明は、試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料全体又は該試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握する形状把握手段と、
b)複数の試料について前記形状把握手段により把握された形状を用いて、その形状が一致するように少なくとも１つの試料に対する前記画像の変形操作を行う変形処理手段と、
c)前記変形処理手段による変形操作に応じて前記微小領域の位置情報を修正した上で、複数の試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００８】
また上記課題を解決するために成された第２発明は、試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料の中の特定部位を識別する部位識別手段と、
b)複数の試料について前記部位識別手段により識別された同一であるとみなせる部位毎に、その部位に対応する位置の微小領域について取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
なお、第１及び第２発明に係る質量分析装置において、質量分析を行う手段は、試料上の二次元範囲内の各微小領域に対する質量分析を所定の順番で逐次的に行うものでも、複数の微小領域に対する質量分析を同時並行的に行うものでもよい。前者は例えば特許文献１に記載のように、試料上の微小領域にレーザ光を照射して、そのレーザ光の照射により生成されるイオンを質量分析し、例えば試料を二次元的に移動させることでレーザ光の照射位置を移動させることにより微小領域の位置の走査を実行する構成とすることができる。一方、後者は例えば特許文献２に記載のように、複数の微小領域をカバーする広い領域にレーザ光を照射し、異なる微小領域で生成されたイオンがその位置情報を失わないようにしながら質量分析を実行し、二次元的な検出面を持つ検出器で検出する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る質量分析装置では、比較手段により複数の試料に対する質量スペクトルデータに基づく分子イメージング等の比較や差異抽出などを行う前に、複数の試料の個体間の形状や大きさの相違、或いは試料の置かれた位置の相違などを包括した比較対象の二次元的な相違を修正する、いわば前処理を実行する。そのために、まず形状把握手段が各試料の試料全体又はその試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握し、次いで変形処理手段が、複数の試料についての上記形状が揃うように、例えば移動、回転、拡大・縮小、剪断などの各種の画像の変形操作を行う。
【００１１】
形状把握手段は光学顕微鏡や光学的な顕微撮影装置などで得られた画像を利用してもよいし、或いは、質量スペクトルデータを用いて再現した画像、例えば特定質量（厳密には質量電荷比）における分子イメージング画像を利用してもよい。後者の場合、まず各試料毎に各微小領域毎に得られた質量スペクトルデータを変数入力値とする主成分分析などの多変量解析を行って特徴的な質量を抽出し、その質量が観測される微小領域が或る程度以上、二次元的に集中して存在している場合に、それを１つの部位であるとみなすようにして分子イメージング画像を作成するようにするとよい。
【００１２】
また変形処理手段は、１つの試料について得られた形状に他の試料について得られた形状を一致させるように変形操作を行ってもよいし、或る基準となる試料を別途用意し、その基準試料についての形状に各試料について得られた形状を一致させるように変形操作を行ってもよい。
【００１３】
上述のような変形操作によりその変形操作情報が得られ、それに応じて微小領域の位置情報（例えば座標情報）を修正することにより、複数の試料において同一の位置情報を持つ微小領域は同一部位に含まれることなる。従って、比較手段においては、同一の位置情報を持つ微小領域の質量スペクトルデータ同士を比較することが可能となる。例えばこの比較手段は、変形操作に応じて位置情報が修正された微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする、主成分分析などの多変量解析を行う構成とすることができる。
【００１４】
一方、第２発明に係る質量分析装置では、第１発明のように形状の変形は行わず、まず部位識別手段が各試料の中で同一部位であるとみなせる特定部位を識別する。ここで、部位識別手段も上記形状把握手段と同様に、光学顕微鏡や光学的な顕微撮影装置などで得られた画像を利用してもよいし、或いは、質量スペクトルデータを用いて再現した画像、例えば特定質量における分子イメージング画像を利用してもよいが、一般的には後者のほうが望ましい。そうして、比較すべき同一の特定部位が識別できたならば、比較手段は、各部位毎にその部位に対応する位置の微小領域に対する質量スペクトルデータを集め、これを比較するような処理を行う。この場合には、第１発明とは異なり微小領域の位置情報は修正されていないので、通常、試料毎に異なる位置情報を持つ質量スペクトルデータ同士が比較されることになる。
【００１５】
第１及び第２発明に係る質量分析装置によれば、複数の試料における比較対象部位を分析担当者が目視で確認しながら差異の抽出などの比較処理を行う手間が不要になり、試料の個体差や試料の載置位置の相違などの影響が自動的に補正されて精度の高い比較分析を行うことができる。これにより、分析の作業効率が向上し、多数の試料の比較分析を行う場合でもそのスループットが改善される。また、分析担当者の見落としや見間違いなどのミスが起こりにくく、分析精度の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施例］
以下、第１発明に係る質量分析装置の一実施例（第１実施例）であるイメージング質量分析装置の構成と動作について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本実施例によるイメージング質量分析装置の要部の構成図である。略大気圧雰囲気に維持される気密室１内には試料を大気圧ＭＡＬＤＩ（又は大気圧ＬＤＩ）イオン化法によりイオン化するイオン化部、及び試料の顕微観察を行う顕微観察部が配置されている。即ち、上部に試料３を載置する試料ステージ２はステージ駆動部２４により少なくともｘ軸、ｙ軸の二軸方向に移動自在であり、この試料ステージ２が図１中に実線で示す位置にあるときに、レーザ照射部４から出射され、レンズ６により収束されたレーザ光５が試料３の上面に当たるようになっている。このレーザ光５の照射により、試料３においてレーザ光照射位置３ａ付近から試料由来のイオンが発生する。
【００１８】
気密室１内で試料３から発生したイオンはイオン輸送管７を通して、図示しない真空ポンプにより真空排気される真空チャンバ１０内に輸送される。真空チャンバ１０内において、イオンはイオンレンズ１１により収束されてその後段のイオントラップ１２に送り込まれる。イオントラップ１２はリング電極と一対のエンドキャップ電極とから成る３次元四重極型の構成であり、それら電極に印加される高周波電圧により形成される電場によりイオンを一時的に蓄積・保持し、所定のタイミングでほぼ一斉にそれらイオンを吐き出して飛行時間型質量分析器（ＴＯＦ）１３に導入する。飛行時間型質量分析器１３はリフレクトロン電極１４を備え、リフレクトロン電極１４により形成される直流電場によりイオンを折返し飛行させる。ほぼ一斉に導入された各種イオンはその質量（厳密には質量電荷比ｍ／ｚ）に応じて異なる飛行時間で以て飛行してイオン検出器１５に到達し、イオン検出器１５は入射したイオンの量に応じた検出信号を出力する。
【００１９】
なお、イオントラップ１２において、各種イオンの中で特定の質量を有するイオンをプリカーサイオンとして選別した上でＣＩＤ（衝突誘起解離）により開裂を生じさせ、それによって生成されたプロダクトイオンを飛行時間型質量分析器１３に導入して質量分析する、つまりＭＳ／ＭＳ分析又はｎ＝３以上のＭＳｎ分析を行うことも可能である。
【００２０】
気密室１内で試料ステージ２はガイド３０に沿って図１中に点線で示す位置（観察位置）２Ｂに移動可能となっており、観察位置２Ｂの上方で気密室１の外側にはＣＣＤカメラ３１が配置され、観察位置２Ｂの下方には透過照明部３３が設置されている。試料ステージ２が観察位置２Ｂに来るように移動された状態では、透過照明部３３から出射した光が試料ステージ２に形成されている開口を通して試料３の下面に当たり、その透過光による試料像をレンズ３２を通してＣＣＤカメラ３１で撮影できるようになっている。ＣＣＤカメラ３１で撮影された顕微画像は後述する制御部２３を介して表示部２６の画面上に表示可能である。もちろん、このような透過観察のほかに反射観察や蛍光観察のための照明系を別途設けてもよい。また、ＣＣＤカメラ３１で撮像する代わりに、光学顕微鏡を設け、オペレータが直接的に顕微観察画像を観察できるようにしてもよい。
【００２１】
質量分析によりイオン検出器１５で得られた検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタル値に変換されてデータ処理部２１に入力され、データ処理部２１で質量と信号強度との関係を表す質量スペクトルデータが求められ、これがデータ記憶部２２に格納される。さらにデータ処理部２１は、データ記憶部２２に格納された質量スペクトルデータを用いた各種のデータ処理を実行し、例えば所定の分子の分布を表すマッピング画像を作成する。制御部２３は試料３に対する質量分析動作を実行するためにステージ駆動部２４を始めとする各部を制御する（図１では煩雑になるためにそうした制御信号線の記載は省略している）とともに、顕微観察画像や分析結果などを表示部２６に表示する。また、操作部２５はキーボードやポインティングデバイスなどであり、分析のための各種のパラメータの入力設定や各種の指示に利用される。
【００２２】
制御部２３やデータ処理部２１は例えば汎用のパーソナルコンピュータにより構成することができ、該コンピュータにインストールされた専用の制御／処理ソフトウエアを実行することにより、各種の制御やデータ処理の機能を達成することができる。
【００２３】
次に、本実施例のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作、実際にはデータ処理部２１を中心として実行されるデータ処理動作について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２はこの分析動作の手順を示すフローチャート、図３、図４は分析動作の中でのデータ処理の内容を説明するための図である。
【００２４】
ここでは、同一種類の異なる２つの生体から採取された同一生体組織（例えば脳）を試料として比較する場合について説明する。一方を試料Ａ、他方を試料Ｂとし、ここでは試料Ａが基準であるとする。
【００２５】
まず、上記イメージング質量分析装置により、試料Ａ、Ｂそれぞれについて質量分析イメージングのための質量スペクトルデータの取得を行う（ステップＳ１）。即ち、図３（ａ）に示したように、試料３をカバーする二次元範囲５０をｘ軸、ｙ軸の二軸方向に格子状に細かく区画した、Δｘ×Δｙの大きさの微小領域５１を考え、各微小領域５１毎に質量と信号強度との関係を表す質量スペクトルデータを取得する。
【００２６】
そのために、オペレータは試料Ａを試料ステージ２上に載せ、操作部２５により分析開始を指示する。すると、ステージ駆動部２４により試料ステージ２がｘ軸、ｙ軸方向に所定距離ステップ（Δｘ、Δｙ）移動される毎に、試料Ａに向けてレーザ光５が照射され、それに伴って試料Ａ上のレーザ照射位置（実際には図３（ａ）に示したように略円形の範囲）から発生したイオンが質量分析に供される。但し、１回のレーザ光照射だけで十分な量のイオン発生が期待できない場合には、同一の微小領域５１に対して短時間のレーザ光照射を複数回繰り返し、各レーザ光照射毎に発生したイオンを前述の如くイオントラップ１２に蓄積した上で飛行時間型質量分析器１３により質量分析するようにするとよい。このようにして、図３（ａ）に示したような細かく区画した多数の微小領域５１のそれぞれについて、各微小領域５１に存在する物質（分子）を反映した質量スペクトルデータが得られ、これがデータ記憶部２２に格納される。ここで便宜的に、各微小領域５１の座標（ｘ、ｙ）を図３中に記したように（０，０）、…、（ｎ、ｍ）とする。
【００２７】
また試料Ｂについても試料Ａと同様の手順で質量スペクトルデータを取得する。但し、同一生体組織であると言っても個体が相違し、生体からの切除等の試料採取作業も全く同じようには行えないので、試料Ｂの形状や大きさは試料Ａとは若干異なる。また、試料ステージ２上へ試料が置かれる位置が相違すると、ｘ−ｙの二次元平面内での試料の傾きや位置が同一とならない。いま、ここでは、顕微観察画像上で試料Ａが図３（ａ）、試料Ｂが図３（ｂ）の状態であるとする。このような状態で各微小領域の質量スペクトルデータが収集された場合、同一の微小領域座標に対する質量スペクトルデータは必ずしも同一部位（組織）に対して得られたものとはならない。
【００２８】
例えば図３の例では、座標（６，２）にある微小領域は、試料Ａに対する画像上では組織ａに対応した質量スペクトルデータであるのに対し、試料Ｂに対する画像上ではいずれの組織も存在しない部分の質量スペクトルデータである。従って、同一座標毎に両質量スペクトルデータを比較するのは適切ではない。そこで、本実施例では、データ処理部２１は、まず試料Ｂの画像上の試料像が試料Ａの画像上の試料像に一致するように画像の変形処理を行う（ステップＳ２）。そのために、まず両方の画像において組織ａ、ｂ、ｃのそれぞれ又は１つの境界（輪郭）を把握する。そして、把握した組織の境界の位置的な誤差がゼロに近づくように試料Ｂの画像に対する変形操作を実行する。変形操作としては、ｘ軸、ｙ軸方向への移動、任意の位置を中心点とする回転、拡大・縮小、剪断などがある。このとき、組織の境界が完全に一致しなくても、所定の誤差以下に収まった時点で変形終了とすることにより、処理時間を短くすることができる。
【００２９】
また、オペレータが特定の組織、例えば組織ａにのみ着目する場合には、その組織ａが一致するようにすれば十分であるから、例えば表示部２６の画面上でオペレータが組織ａを指示すると、その組織ａの境界が一致するようにその組織ａの境界で囲まれる範囲のみの変形処理を行うようにしてもよい。
【００３０】
変形操作による形状一致処理が終了すると、次に、その変形操作情報に基づいて試料Ｂに対して収集された質量スペクトルデータの座標情報、つまりｘ−ｙ平面内での微小領域の位置情報を変更する（ステップＳ３）。例えば図４（ａ）→（ｂ）に示すように、試料Ｂの画像が変形されたとき、その際に実行された、回転操作情報（回転中心位置、回転方向、回転角度など）、拡大・縮小操作情報（拡大・縮小範囲、倍率など）などの変形情報が得られているから、それに基づいて各微小領域の座標の移動情報を計算する。こうした計算により、例えば図４（ａ）における座標（７，８）は変形操作により図４（ｂ）では座標（６，２）に移動していることが分かる。各座標について、こうした対応関係が明確化される。なお、拡大・縮小などの変形操作が加わった場合、変形前後の座標の位置関係が必ずしも一対一になるとは限らないが、多対一又は逆に一対多となっても何ら構わないし、或いは、こうした座標変換に伴って、信号強度についての平均化、重み付け計算などのより複雑な計算を行って質量スペクトルデータ自体を微修正するようにしてもよい。
【００３１】
こうして質量スペクトルデータの座標情報が変更された後には、同一座標を有する微小領域は同一組織に属している筈である。例えば図３（ａ）と図４（ｂ）とを見れば分かるように、座標（６，２）の微小領域は組織ａに含まれている。そこで、試料Ａ、試料Ｂについて、同一座標を持つ微小領域の質量スペクトルデータ同士を比較し、その類似性や相違性を明確化するような処理を実行することが可能となる。具体的には、例えば、質量スペクトルデータを多変量の入力値として多変量解析の一手法である主成分分析（ＰＣＡ：Principal Component Analysis）により分析する（ステップＳ４）。主成分分析は、多数の変数を少数の指標値でもって表わすようにするもので、詳しくは、例えば、宮下芳勝、佐々木慎一著「ケモメトリックス」、共立出版（１９９５年）などの文献にその方法が記載されている。また、主成分分析の演算処理をパーソナルコンピュータやワークステーション上で行うためのソフトウェアは種々のものが入手可能である。従って、ここでは主成分分析の詳細な説明は省略する。
【００３２】
主成分分析では、サンプルの関係を示すスコアと、変数つまり質量ピークの相関関係を示すローディングとを求めることができ、主成分を軸とするグラフ上にローディング値をプロットしたローディングプロットにより、試料Ａ、Ｂとの相違を特徴付ける質量ピークを抽出することができる。従って、例えば、そうして得た質量ピークの質量のマッピング画像（イメージング画像）を作成すると、試料Ａ、Ｂの相違が視覚的に明確になる。このようにして、オペレータが面倒な作業や判断を行うことなく、試料Ａ、試料Ｂの質量スペクトルの比較結果を得ることができる。
【００３３】
なお、上記説明では、ステップＳ２で各試料の形状や特定組織の形状を把握・及び変形操作するために顕微観察画像を利用したが、ステップＳ１で収集した質量スペクトルデータに基づいて作成される画像を利用したもよい。そうした際に利用できる画像の作成手法として、後述の第２実施例における組織識別処理を行う際に作成される画像を利用することができる。
【００３４】
［第２実施例］
次に第２発明の一実施例（第２実施例）によるイメージング質量分析装置について説明する。この第２実施例ではイメージング質量分析装置の基本的な構成は第１実施例と同じであり、データ処理部２１におけるデータ処理の内容、つまりはパーソナルコンピュータ上で実行されるデータ処理用のソフトウエアが相違するだけである。従って、装置の構成についての説明は省略し、図５に従ってデータ処理の手順を説明する。
【００３５】
まず第１実施例のステップＳ１と同様に、試料Ａ、Ｂそれぞれについて質量分析イメージングのための質量スペクトルデータの取得を行う（ステップＳ１１）。続いて、試料Ａ、Ｂにおいて、それぞれ同一部位、例えば組織ａ、ｂ、ｃなどを識別する組織識別処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的に、組織を識別する方法として、顕微観察画像に対して例えば画像認識処理などを行うことにより、１乃至複数の組織を識別することができる。但し、顕微観察画像から試料全体像は把握し易いが、試料中の各組織を識別することが難しい場合がある。そこで、試料中の組織を識別する他の方法として、質量スペクトルデータを利用する方法を用いることができる。
【００３６】
具体的には、１つの試料について各微小領域で得られた質量スペクトルデータを利用して主成分分析などの手法により特徴的な質量ピーク（つまり質量電荷比）を抽出する。そして、その質量ピークが観察される特定微小領域が二次元的にかたまっているか否かを統計的に、例えば二次元的な座標分散等に基づいて判断し、特定微小領域がかたまって存在していると判断された場合にその特定微小領域が集中した部分を１つの組織とみなすようにするとよい。なお、これについては詳しくは特願２００７−１９１６５４号に記載されている 。
【００３７】
上記組織識別処理により、例えば試料Ａに対しては図６（ａ）に示すように特定組織ａの範囲が識別され、試料Ｂに対しては図６（ｂ）に示すように同じ特定組織ａの範囲が識別されたものとする。また別の組織ｂなども同様にして識別される。
【００３８】
次に、識別された組織毎に、その組織に含まれる微小領域の質量スペクトルデータを集め分類してリスト化する（ステップＳ１３）。実際には、或る組織、例えば組織ａに含まれる微小領域の座標をリスト化すれば、そのリストに基づいて質量スペクトルデータをデータ記憶部２２から読み出すことができるから、座標情報をリスト化しさえすればよい。その後に、試料Ａ、Ｂについての同一組織毎に、上記リスト化された微小領域の質量スペクトルデータを集め、これを比較することで類似性や相違性を比較する（ステップＳ１４）。即ち、組織毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする主成分分析を行うことにより、異なる試料間の同一組織についての差異などに関する情報を取得する。
【００３９】
以上のように第２実施例のイメージング質量分析装置でも第１実施例と同様の比較分析結果を得ることができる。
【００４０】
上記第１、第２実施例では、試料をイオン化する際に大気圧ＭＡＬＤＩ／ＬＤＩイオン化法を用いていたが、イオン化法は特に限定されない。また、試料上の二次元範囲内で微小領域を順次走査しながら各微小領域の質量分析を行う代わりに、特許文献２などに記載の手法により、二次元範囲内の質量分析イメージングを行うようにしてもよい。即ち、試料３上の所定の二次元範囲内の分子分布を反映した質量分析イメージングが可能な装置であって、各微小領域の質量スペクトルデータが収集可能な装置であれば、特にその装置の構成は問わない。
【００４１】
また、それ以外の点についても、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１発明の一実施例によるイメージング質量分析装置の要部の構成図。
【図２】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作（データ処理）の手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【図４】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【図５】第２発明の一実施例（第２実施例）のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作（データ処理）の手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１…気密室
２…試料ステージ
３…試料
３ａ…レーザ光照射位置
４…レーザ照射部
５…レーザ光
６…レンズ
７…イオン輸送管
１０…真空チャンバ
１１…イオンレンズ
１２…イオントラップ
１３…飛行時間型質量分析器
１４…リフレクトロン電極
１５…イオン検出器
２０…Ａ／Ｄ変換器
２１…データ処理部
２２…データ記憶部
２３…制御部
２４…ステージ駆動部
２５…操作部
２６…表示部
３０…ガイド
３１…ＣＣＤカメラ
３２…レンズ
３３…透過照明部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微質量分析装置、イメージング質量分析装置などと呼ばれる、試料上の二次元領域の質量分析を行うための質量分析装置に関し、さらに詳しくは、そうした質量分析装置で収集されるデータの処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、試料上の二次元領域内を例えば格子状に細かく区分した各微小領域（測定点）に対する質量分析をそれぞれ行い、その結果により試料上に存在する分子のマッピング（イメージング）画像を作成するような質量分析装置が開発されている（特許文献１、２、非特許文献１など参照）。こうした質量分析装置は、顕微質量分析装置、或いはイメージング質量分析装置などと呼ばれており、試料をすり潰したり破砕したりすることなく試料の形態をほぼ維持したまま、顕微観察を行いながら該試料を構成する分子の二次元的な分布を測定することが可能である。こうしたことから、特に、生化学分野、医療・薬学分野などにおいて、例えば生体内細胞に含まれるタンパク質等の分布情報を得るといった応用が期待されている。
【０００３】
上記のような質量分析装置を利用した分析では、複数の試料同士の分子イメージングの比較を行いたいような場合がよくある。例えば、医薬品の開発等を行う際に、マウス等の実験動物の生体組織（例えば脳組織）の切片を試料とし、その生体組織中の特定の部位に発生している病変組織の状態の変化を、薬品投与の有無や投与量の相違等について比較することがよく行われる。こうした場合、異なるマウスから採取した同一生体組織の分子イメージングを比較すれば、光学的な観察だけでは分からない病変組織の変化を把握することが可能となる。
【０００４】
上記のような比較分析を行う場合に、複数の試料は同一種類の生体組織であったとしても個体差があるから、形状や大きさが異なることが避けられない。また、質量分析装置の試料ステージ上での試料の載置位置も全く同一ではない。そのために、比較しようとする部位の位置が分子イメージング画像上で異なり、分析担当者が目視で同一部位を確認しながら上記ような比較処理を行う必要がある。しかしながら、比較すべき試料の数が多い場合や分子イメージング画像の数（つまりは分子イメージング画像を作成する質量電荷比の数）自体が多い場合には、分析担当者の負担は大きく作業効率も悪い。また、分析担当者の見落としや見間違いなどのミスも起こり易くなる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−６６５３３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７３５３号公報
【非特許文献１】小河潔、ほか５名、「顕微質量分析装置の開発」、島津評論、株式会社島津製作所、平成１８年３月３１日発行、第６２巻、第３・４号、ｐ．１２５−１３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、複数の試料に対して得られたイメージング画像の比較や差異抽出などを分析担当者に大きな負担を強いることなく効率的に行うことができる質量分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された第１発明は、試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料全体又は該試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握する形状把握手段と、
b)複数の試料について前記形状把握手段により把握された形状を用いて、その形状が一致するように少なくとも１つの試料に対する前記画像の変形操作を行う変形処理手段と、
c)前記変形処理手段による変形操作に応じて前記微小領域の位置情報を修正した上で、複数の試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００８】
また上記課題を解決するために成された第２発明は、試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料の中の特定部位を識別する部位識別手段と、
b)複数の試料について前記部位識別手段により識別された同一であるとみなせる部位毎に、その部位に対応する位置の微小領域について取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００９】
なお、第１及び第２発明に係る質量分析装置において、質量分析を行う手段は、試料上の二次元範囲内の各微小領域に対する質量分析を所定の順番で逐次的に行うものでも、複数の微小領域に対する質量分析を同時並行的に行うものでもよい。前者は例えば特許文献１に記載のように、試料上の微小領域にレーザ光を照射して、そのレーザ光の照射により生成されるイオンを質量分析し、例えば試料を二次元的に移動させることでレーザ光の照射位置を移動させることにより微小領域の位置の走査を実行する構成とすることができる。一方、後者は例えば特許文献２に記載のように、複数の微小領域をカバーする広い領域にレーザ光を照射し、異なる微小領域で生成されたイオンがその位置情報を失わないようにしながら質量分析を実行し、二次元的な検出面を持つ検出器で検出する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る質量分析装置では、比較手段により複数の試料に対する質量スペクトルデータに基づく分子イメージング等の比較や差異抽出などを行う前に、複数の試料の個体間の形状や大きさの相違、或いは試料の置かれた位置の相違などを包括した比較対象の二次元的な相違を修正する、いわば前処理を実行する。そのために、まず形状把握手段が各試料の試料全体又はその試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握し、次いで変形処理手段が、複数の試料についての上記形状が揃うように、例えば移動、回転、拡大・縮小、剪断などの各種の画像の変形操作を行う。
【００１１】
形状把握手段は光学顕微鏡や光学的な顕微撮影装置などで得られた画像を利用してもよいし、或いは、質量スペクトルデータを用いて再現した画像、例えば特定質量（厳密には質量電荷比）における分子イメージング画像を利用してもよい。後者の場合、まず各試料毎に各微小領域毎に得られた質量スペクトルデータを変数入力値とする主成分分析などの多変量解析を行って特徴的な質量を抽出し、その質量が観測される微小領域が或る程度以上、二次元的に集中して存在している場合に、それを１つの部位であるとみなすようにして分子イメージング画像を作成するようにするとよい。
【００１２】
また変形処理手段は、１つの試料について得られた形状に他の試料について得られた形状を一致させるように変形操作を行ってもよいし、或る基準となる試料を別途用意し、その基準試料についての形状に各試料について得られた形状を一致させるように変形操作を行ってもよい。
【００１３】
上述のような変形操作によりその変形操作情報が得られ、それに応じて微小領域の位置情報（例えば座標情報）を修正することにより、複数の試料において同一の位置情報を持つ微小領域は同一部位に含まれることなる。従って、比較手段においては、同一の位置情報を持つ微小領域の質量スペクトルデータ同士を比較することが可能となる。例えばこの比較手段は、変形操作に応じて位置情報が修正された微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする、主成分分析などの多変量解析を行う構成とすることができる。
【００１４】
一方、第２発明に係る質量分析装置では、第１発明のように形状の変形は行わず、まず部位識別手段が各試料の中で同一部位であるとみなせる特定部位を識別する。ここで、部位識別手段も上記形状把握手段と同様に、光学顕微鏡や光学的な顕微撮影装置などで得られた画像を利用してもよいし、或いは、質量スペクトルデータを用いて再現した画像、例えば特定質量における分子イメージング画像を利用してもよいが、一般的には後者のほうが望ましい。そうして、比較すべき同一の特定部位が識別できたならば、比較手段は、各部位毎にその部位に対応する位置の微小領域に対する質量スペクトルデータを集め、これを比較するような処理を行う。この場合には、第１発明とは異なり微小領域の位置情報は修正されていないので、通常、試料毎に異なる位置情報を持つ質量スペクトルデータ同士が比較されることになる。
【００１５】
第１及び第２発明に係る質量分析装置によれば、複数の試料における比較対象部位を分析担当者が目視で確認しながら差異の抽出などの比較処理を行う手間が不要になり、試料の個体差や試料の載置位置の相違などの影響が自動的に補正されて精度の高い比較分析を行うことができる。これにより、分析の作業効率が向上し、多数の試料の比較分析を行う場合でもそのスループットが改善される。また、分析担当者の見落としや見間違いなどのミスが起こりにくく、分析精度の向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１実施例］
以下、第１発明に係る質量分析装置の一実施例（第１実施例）であるイメージング質量分析装置の構成と動作について図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本実施例によるイメージング質量分析装置の要部の構成図である。略大気圧雰囲気に維持される気密室１内には試料を大気圧ＭＡＬＤＩ（又は大気圧ＬＤＩ）イオン化法によりイオン化するイオン化部、及び試料の顕微観察を行う顕微観察部が配置されている。即ち、上部に試料３を載置する試料ステージ２はステージ駆動部２４により少なくともｘ軸、ｙ軸の二軸方向に移動自在であり、この試料ステージ２が図１中に実線で示す位置にあるときに、レーザ照射部４から出射され、レンズ６により収束されたレーザ光５が試料３の上面に当たるようになっている。このレーザ光５の照射により、試料３においてレーザ光照射位置３ａ付近から試料由来のイオンが発生する。
【００１８】
気密室１内で試料３から発生したイオンはイオン輸送管７を通して、図示しない真空ポンプにより真空排気される真空チャンバ１０内に輸送される。真空チャンバ１０内において、イオンはイオンレンズ１１により収束されてその後段のイオントラップ１２に送り込まれる。イオントラップ１２はリング電極と一対のエンドキャップ電極とから成る３次元四重極型の構成であり、それら電極に印加される高周波電圧により形成される電場によりイオンを一時的に蓄積・保持し、所定のタイミングでほぼ一斉にそれらイオンを吐き出して飛行時間型質量分析器（ＴＯＦ）１３に導入する。飛行時間型質量分析器１３はリフレクトロン電極１４を備え、リフレクトロン電極１４により形成される直流電場によりイオンを折返し飛行させる。ほぼ一斉に導入された各種イオンはその質量（厳密には質量電荷比ｍ／ｚ）に応じて異なる飛行時間で以て飛行してイオン検出器１５に到達し、イオン検出器１５は入射したイオンの量に応じた検出信号を出力する。
【００１９】
なお、イオントラップ１２において、各種イオンの中で特定の質量を有するイオンをプリカーサイオンとして選別した上でＣＩＤ（衝突誘起解離）により開裂を生じさせ、それによって生成されたプロダクトイオンを飛行時間型質量分析器１３に導入して質量分析する、つまりＭＳ／ＭＳ分析又はｎ＝３以上のＭＳｎ分析を行うことも可能である。
【００２０】
気密室１内で試料ステージ２はガイド３０に沿って図１中に点線で示す位置（観察位置）２Ｂに移動可能となっており、観察位置２Ｂの上方で気密室１の外側にはＣＣＤカメラ３１が配置され、観察位置２Ｂの下方には透過照明部３３が設置されている。試料ステージ２が観察位置２Ｂに来るように移動された状態では、透過照明部３３から出射した光が試料ステージ２に形成されている開口を通して試料３の下面に当たり、その透過光による試料像をレンズ３２を通してＣＣＤカメラ３１で撮影できるようになっている。ＣＣＤカメラ３１で撮影された顕微画像は後述する制御部２３を介して表示部２６の画面上に表示可能である。もちろん、このような透過観察のほかに反射観察や蛍光観察のための照明系を別途設けてもよい。また、ＣＣＤカメラ３１で撮像する代わりに、光学顕微鏡を設け、オペレータが直接的に顕微観察画像を観察できるようにしてもよい。
【００２１】
質量分析によりイオン検出器１５で得られた検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタル値に変換されてデータ処理部２１に入力され、データ処理部２１で質量と信号強度との関係を表す質量スペクトルデータが求められ、これがデータ記憶部２２に格納される。さらにデータ処理部２１は、データ記憶部２２に格納された質量スペクトルデータを用いた各種のデータ処理を実行し、例えば所定の分子の分布を表すマッピング画像を作成する。制御部２３は試料３に対する質量分析動作を実行するためにステージ駆動部２４を始めとする各部を制御する（図１では煩雑になるためにそうした制御信号線の記載は省略している）とともに、顕微観察画像や分析結果などを表示部２６に表示する。また、操作部２５はキーボードやポインティングデバイスなどであり、分析のための各種のパラメータの入力設定や各種の指示に利用される。
【００２２】
制御部２３やデータ処理部２１は例えば汎用のパーソナルコンピュータにより構成することができ、該コンピュータにインストールされた専用の制御／処理ソフトウエアを実行することにより、各種の制御やデータ処理の機能を達成することができる。
【００２３】
次に、本実施例のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作、実際にはデータ処理部２１を中心として実行されるデータ処理動作について、図２〜図４を参照しつつ説明する。図２はこの分析動作の手順を示すフローチャート、図３、図４は分析動作の中でのデータ処理の内容を説明するための図である。
【００２４】
ここでは、同一種類の異なる２つの生体から採取された同一生体組織（例えば脳）を試料として比較する場合について説明する。一方を試料Ａ、他方を試料Ｂとし、ここでは試料Ａが基準であるとする。
【００２５】
まず、上記イメージング質量分析装置により、試料Ａ、Ｂそれぞれについて質量分析イメージングのための質量スペクトルデータの取得を行う（ステップＳ１）。即ち、図３（ａ）に示したように、試料３をカバーする二次元範囲５０をｘ軸、ｙ軸の二軸方向に格子状に細かく区画した、Δｘ×Δｙの大きさの微小領域５１を考え、各微小領域５１毎に質量と信号強度との関係を表す質量スペクトルデータを取得する。
【００２６】
そのために、オペレータは試料Ａを試料ステージ２上に載せ、操作部２５により分析開始を指示する。すると、ステージ駆動部２４により試料ステージ２がｘ軸、ｙ軸方向に所定距離ステップ（Δｘ、Δｙ）移動される毎に、試料Ａに向けてレーザ光５が照射され、それに伴って試料Ａ上のレーザ照射位置（実際には図３（ａ）に示したように略円形の範囲）から発生したイオンが質量分析に供される。但し、１回のレーザ光照射だけで十分な量のイオン発生が期待できない場合には、同一の微小領域５１に対して短時間のレーザ光照射を複数回繰り返し、各レーザ光照射毎に発生したイオンを前述の如くイオントラップ１２に蓄積した上で飛行時間型質量分析器１３により質量分析するようにするとよい。このようにして、図３（ａ）に示したような細かく区画した多数の微小領域５１のそれぞれについて、各微小領域５１に存在する物質（分子）を反映した質量スペクトルデータが得られ、これがデータ記憶部２２に格納される。ここで便宜的に、各微小領域５１の座標（ｘ、ｙ）を図３中に記したように（０，０）、…、（ｎ、ｍ）とする。
【００２７】
また試料Ｂについても試料Ａと同様の手順で質量スペクトルデータを取得する。但し、同一生体組織であると言っても個体が相違し、生体からの切除等の試料採取作業も全く同じようには行えないので、試料Ｂの形状や大きさは試料Ａとは若干異なる。また、試料ステージ２上へ試料が置かれる位置が相違すると、ｘ−ｙの二次元平面内での試料の傾きや位置が同一とならない。いま、ここでは、顕微観察画像上で試料Ａが図３（ａ）、試料Ｂが図３（ｂ）の状態であるとする。このような状態で各微小領域の質量スペクトルデータが収集された場合、同一の微小領域座標に対する質量スペクトルデータは必ずしも同一部位（組織）に対して得られたものとはならない。
【００２８】
例えば図３の例では、座標（６，２）にある微小領域は、試料Ａに対する画像上では組織ａに対応した質量スペクトルデータであるのに対し、試料Ｂに対する画像上ではいずれの組織も存在しない部分の質量スペクトルデータである。従って、同一座標毎に両質量スペクトルデータを比較するのは適切ではない。そこで、本実施例では、データ処理部２１は、まず試料Ｂの画像上の試料像が試料Ａの画像上の試料像に一致するように画像の変形処理を行う（ステップＳ２）。そのために、まず両方の画像において組織ａ、ｂ、ｃのそれぞれ又は１つの境界（輪郭）を把握する。そして、把握した組織の境界の位置的な誤差がゼロに近づくように試料Ｂの画像に対する変形操作を実行する。変形操作としては、ｘ軸、ｙ軸方向への移動、任意の位置を中心点とする回転、拡大・縮小、剪断などがある。このとき、組織の境界が完全に一致しなくても、所定の誤差以下に収まった時点で変形終了とすることにより、処理時間を短くすることができる。
【００２９】
また、オペレータが特定の組織、例えば組織ａにのみ着目する場合には、その組織ａが一致するようにすれば十分であるから、例えば表示部２６の画面上でオペレータが組織ａを指示すると、その組織ａの境界が一致するようにその組織ａの境界で囲まれる範囲のみの変形処理を行うようにしてもよい。
【００３０】
変形操作による形状一致処理が終了すると、次に、その変形操作情報に基づいて試料Ｂに対して収集された質量スペクトルデータの座標情報、つまりｘ−ｙ平面内での微小領域の位置情報を変更する（ステップＳ３）。例えば図４（ａ）→（ｂ）に示すように、試料Ｂの画像が変形されたとき、その際に実行された、回転操作情報（回転中心位置、回転方向、回転角度など）、拡大・縮小操作情報（拡大・縮小範囲、倍率など）などの変形情報が得られているから、それに基づいて各微小領域の座標の移動情報を計算する。こうした計算により、例えば図４（ａ）における座標（７，８）は変形操作により図４（ｂ）では座標（６，２）に移動していることが分かる。各座標について、こうした対応関係が明確化される。なお、拡大・縮小などの変形操作が加わった場合、変形前後の座標の位置関係が必ずしも一対一になるとは限らないが、多対一又は逆に一対多となっても何ら構わないし、或いは、こうした座標変換に伴って、信号強度についての平均化、重み付け計算などのより複雑な計算を行って質量スペクトルデータ自体を微修正するようにしてもよい。
【００３１】
こうして質量スペクトルデータの座標情報が変更された後には、同一座標を有する微小領域は同一組織に属している筈である。例えば図３（ａ）と図４（ｂ）とを見れば分かるように、座標（６，２）の微小領域は組織ａに含まれている。そこで、試料Ａ、試料Ｂについて、同一座標を持つ微小領域の質量スペクトルデータ同士を比較し、その類似性や相違性を明確化するような処理を実行することが可能となる。具体的には、例えば、質量スペクトルデータを多変量の入力値として多変量解析の一手法である主成分分析（ＰＣＡ：Principal Component Analysis）により分析する（ステップＳ４）。主成分分析は、多数の変数を少数の指標値でもって表わすようにするもので、詳しくは、例えば、宮下芳勝、佐々木慎一著「ケモメトリックス」、共立出版（１９９５年）などの文献にその方法が記載されている。また、主成分分析の演算処理をパーソナルコンピュータやワークステーション上で行うためのソフトウェアは種々のものが入手可能である。従って、ここでは主成分分析の詳細な説明は省略する。
【００３２】
主成分分析では、サンプルの関係を示すスコアと、変数つまり質量ピークの相関関係を示すローディングとを求めることができ、主成分を軸とするグラフ上にローディング値をプロットしたローディングプロットにより、試料Ａ、Ｂとの相違を特徴付ける質量ピークを抽出することができる。従って、例えば、そうして得た質量ピークの質量のマッピング画像（イメージング画像）を作成すると、試料Ａ、Ｂの相違が視覚的に明確になる。このようにして、オペレータが面倒な作業や判断を行うことなく、試料Ａ、試料Ｂの質量スペクトルの比較結果を得ることができる。
【００３３】
なお、上記説明では、ステップＳ２で各試料の形状や特定組織の形状を把握・及び変形操作するために顕微観察画像を利用したが、ステップＳ１で収集した質量スペクトルデータに基づいて作成される画像を利用したもよい。そうした際に利用できる画像の作成手法として、後述の第２実施例における組織識別処理を行う際に作成される画像を利用することができる。
【００３４】
［第２実施例］
次に第２発明の一実施例（第２実施例）によるイメージング質量分析装置について説明する。この第２実施例ではイメージング質量分析装置の基本的な構成は第１実施例と同じであり、データ処理部２１におけるデータ処理の内容、つまりはパーソナルコンピュータ上で実行されるデータ処理用のソフトウエアが相違するだけである。従って、装置の構成についての説明は省略し、図５に従ってデータ処理の手順を説明する。
【００３５】
まず第１実施例のステップＳ１と同様に、試料Ａ、Ｂそれぞれについて質量分析イメージングのための質量スペクトルデータの取得を行う（ステップＳ１１）。続いて、試料Ａ、Ｂにおいて、それぞれ同一部位、例えば組織ａ、ｂ、ｃなどを識別する組織識別処理を実行する（ステップＳ１２）。具体的に、組織を識別する方法として、顕微観察画像に対して例えば画像認識処理などを行うことにより、１乃至複数の組織を識別することができる。但し、顕微観察画像から試料全体像は把握し易いが、試料中の各組織を識別することが難しい場合がある。そこで、試料中の組織を識別する他の方法として、質量スペクトルデータを利用する方法を用いることができる。
【００３６】
具体的には、１つの試料について各微小領域で得られた質量スペクトルデータを利用して主成分分析などの手法により特徴的な質量ピーク（つまり質量電荷比）を抽出する。そして、その質量ピークが観察される特定微小領域が二次元的にかたまっているか否かを統計的に、例えば二次元的な座標分散等に基づいて判断し、特定微小領域がかたまって存在していると判断された場合にその特定微小領域が集中した部分を１つの組織とみなすようにするとよい。なお、これについては詳しくは特願２００７−１９１６５４号に記載されている 。
【００３７】
上記組織識別処理により、例えば試料Ａに対しては図６（ａ）に示すように特定組織ａの範囲が識別され、試料Ｂに対しては図６（ｂ）に示すように同じ特定組織ａの範囲が識別されたものとする。また別の組織ｂなども同様にして識別される。
【００３８】
次に、識別された組織毎に、その組織に含まれる微小領域の質量スペクトルデータを集め分類してリスト化する（ステップＳ１３）。実際には、或る組織、例えば組織ａに含まれる微小領域の座標をリスト化すれば、そのリストに基づいて質量スペクトルデータをデータ記憶部２２から読み出すことができるから、座標情報をリスト化しさえすればよい。その後に、試料Ａ、Ｂについての同一組織毎に、上記リスト化された微小領域の質量スペクトルデータを集め、これを比較することで類似性や相違性を比較する（ステップＳ１４）。即ち、組織毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする主成分分析を行うことにより、異なる試料間の同一組織についての差異などに関する情報を取得する。
【００３９】
以上のように第２実施例のイメージング質量分析装置でも第１実施例と同様の比較分析結果を得ることができる。
【００４０】
上記第１、第２実施例では、試料をイオン化する際に大気圧ＭＡＬＤＩ／ＬＤＩイオン化法を用いていたが、イオン化法は特に限定されない。また、試料上の二次元範囲内で微小領域を順次走査しながら各微小領域の質量分析を行う代わりに、特許文献２などに記載の手法により、二次元範囲内の質量分析イメージングを行うようにしてもよい。即ち、試料３上の所定の二次元範囲内の分子分布を反映した質量分析イメージングが可能な装置であって、各微小領域の質量スペクトルデータが収集可能な装置であれば、特にその装置の構成は問わない。
【００４１】
また、それ以外の点についても、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜に変更、修正、追加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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１発明の一実施例によるイメージング質量分析装置の要部の構成図。
【図２】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作（データ処理）の手順を示すフローチャート。
【図３】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【図４】第１実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【図５】第２発明の一実施例（第２実施例）のイメージング質量分析装置における特徴的な分析動作（データ処理）の手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施例のイメージング質量分析装置における特徴的なデータ処理の説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１…気密室
２…試料ステージ
３…試料
３ａ…レーザ光照射位置
４…レーザ照射部
５…レーザ光
６…レンズ
７…イオン輸送管
１０…真空チャンバ
１１…イオンレンズ
１２…イオントラップ
１３…飛行時間型質量分析器
１４…リフレクトロン電極
１５…イオン検出器
２０…Ａ／Ｄ変換器
２１…データ処理部
２２…データ記憶部
２３…制御部
２４…ステージ駆動部
２５…操作部
２６…表示部
３０…ガイド
３１…ＣＣＤカメラ
３２…レンズ
３３…透過照明部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料全体又は該試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握する形状把握手段と、
b)複数の試料について前記形状把握手段により把握された形状を用いて、その形状が一致するように少なくとも１つの試料に対する前記画像の変形操作を行う変形処理手段と、
c)前記変形処理手段による変形操作に応じて前記微小領域の位置情報を修正した上で、複数の試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記比較手段は、変形操作に応じて位置情報が修正された微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする多変量解析を行うことを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項３】
試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料の中の特定部位を識別する部位識別手段と、
b)複数の試料について前記部位識別手段により識別された同一であるとみなせる部位毎に、その部位に対応する位置の微小領域について取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
前記比較手段は、同一とみなせる部位に対応する位置の微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする多変量解析を行うことを特徴とする請求項３に記載の質量分析装置。
【請求項１】
試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料全体又は該試料の中の特定部位の二次元的な形状を把握する形状把握手段と、
b)複数の試料について前記形状把握手段により把握された形状を用いて、その形状が一致するように少なくとも１つの試料に対する前記画像の変形操作を行う変形処理手段と、
c)前記変形処理手段による変形操作に応じて前記微小領域の位置情報を修正した上で、複数の試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項２】
前記比較手段は、変形操作に応じて位置情報が修正された微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする多変量解析を行うことを特徴とする請求項１に記載の質量分析装置。
【請求項３】
試料上の所定の二次元範囲内に設定された複数の微小領域毎の質量分析を行って質量スペクトルデータを取得し、それを利用して質量分析イメージングを行う質量分析装置において、
a)試料に対する光学的な顕微観察画像又は該試料に対して取得された質量スペクトルデータに基づく二次元画像を利用して、試料の中の特定部位を識別する部位識別手段と、
b)複数の試料について前記部位識別手段により識別された同一であるとみなせる部位毎に、その部位に対応する位置の微小領域について取得された質量スペクトルデータに基づいて、それら試料の相違性や類似性に関する比較を行う比較手段と、
を備えることを特徴とする質量分析装置。
【請求項４】
前記比較手段は、同一とみなせる部位に対応する位置の微小領域毎の質量スペクトルデータを変数入力値とする多変量解析を行うことを特徴とする請求項３に記載の質量分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２５２７５（Ｐ２００９−２５２７５Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９１７７５（Ｐ２００７−１９１７７５）
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２４日（２００７．７．２４）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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