ＭＡＬＤＩ−ＭＳを用いる動的画素走査
動的画素質量分析結像または動的画素結像のための方法が開示される。方法は、レーザビームを走査される試料に当て、その結果、レーザビームが試料から検体を放出することを含む。レーザビームおよび試料は次いで、互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出する。放出された検体の質量分析が行なわれる。方法は、試料に関係する仮想の限定領域を作ることをさらに包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年７月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／８０７，７７６号の利益を主張し、この仮特許出願の内容の全体が本明細書において参考として援用される。
【０００２】
本明細書において用いられる項の見出しは、編成の目的のみのためであり、説明される本件を限定するものとして決して解釈されるべきではない。
【０００３】
（分野）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｉｘｅｌ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ）または動的画素結像（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｉｘｅｌ ｉｍａｇｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００４】
（序論）
質量分析結像は、質量分析計を用いて、二次元の表面をその分子構造に関して分析する技術である。質量分析結像によって作られる画像マップは、試料の表面全体にわたり１つのイオンまたは多数のイオン信号の検出を示す質量マップまたはイオン（ｍ／ｚ）強度マップである。試料は、例えば組織片を含み得る。静止の点ごと（ｓｐｏｔ−ｔｏ−ｓｐｏｔ）の走査方法は、長方形の画素が試料上に定義され、レーザが、画素を有する一箇所においてのみであるが試料からイオンを除去する場合において用いられる。質量スペクトルは、画素内の静止点から得られる。試料は次いで、（試料ステージを介して）レーザに対して移動され、その結果、レーザは次の画素内に集中され、質量スペクトルが得られる。試料ステージは、各スペクトルが得られている間、移動されない。従って、質量スペクトルは、画素ずつに連続して収集される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像または動的画素結像に関する。さらに、出願人の教示は、試料を走査する方法に関する。方法は、レーザビームを走査される試料に当てることであって、レーザビームは、試料から検体を放出する、ことと、レーザビームおよび試料を互いに対して移動させ、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出することと、放出された検体の質量分析を行なうこととを包含する。
【０００６】
さらに、出願人の教示の様々な実施形態に従って、方法は、試料に関係する仮想の限定領域を作ることをさらに包含し、限定領域は、レーザビームが試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義する。
【０００７】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、限定領域は、複数のパーセルに分割される。
【０００８】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、放出された検体の質量分析は、所定の経路に沿って試料から放出された検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる。
【０００９】
パーセルのサイズは、レーザビームのサイズに関係して選択され、分布プロットの解像度および感度を設定し得る。
【００１０】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、限定領域はグリッドであり、複数のパーセルはグリッド要素である。
【００１１】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、試料は、エネルギ吸収基質が備えられている。
【００１２】
さらに、出願人の教示の様々な実施形態に従って、レーザは、選択パルス周波数で試料に当る。
【００１３】
さらに、出願人の教示の一部の実施形態に従って、方法は、試料に関係する少なくとも１つの他の限定領域を仮想的に作ることを包含し、少なくとも１つの他の限定領域は、レーザビームが試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義し、少なくとも１つの他の限定領域においてレーザビームからの放出された検体の質量分析を行なう。
【００１４】
第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域から得られた質量分析は、それぞれの限定領域内の検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられ得る。
【００１５】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、合計され得る。さらに、第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、数学的に解析され得る。
【００１６】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、第１の所定の経路をトレースした後に、レーザビームおよび試料は後に、互いに対して移動され得、その結果、レーザビームは、第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、少なくとも、試料上の第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする。
【００１７】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、質量分析は、質量分析計によって行われる。質量分析計は、例えば、飛行時間型質量分析計、トリプル四重極分光計、またはイオントラップ質量分析計であり得るが、これらに限定され得ない。
【００１８】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、限定仮想領域は、コンピュータによって生成される。試料に対するレーザビームの移動は、コンピュータによって制御され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
当業者は、以下に説明される図面が例示的な目的のみのためであることを理解する。図面は、いかなる方法においても出願人の教示の範囲を限定することは意図されない。
【図１】図１は、ＭＡＬＤＩ標的プレートに載せられた試料を示す。
【図２】図２は、図１の試料上に定義される分析の領域を示す。
【図３】図３は、画素に細分された図２の拡大された領域を示す。
【図４】図４は、図３の個々の画素内のレーザの所定の経路を示す。
【図５】図５は、ラットの脳の冠状切開面において得られた個々の画素に関する動的画素質量分析画像を示す。
【図６】図６は、ラットの脳の矢状切開面において得られる動的画素結像技術から得られた最終画像を示す。
【図７】図７は、画素ごとの質量分析結像技術を示す。
【図８】図８は、図７の質量分析結像技術を用いた質量分析画像を示す。
【図９ａ】図９ａは、図７の個々の画素の拡大された区画を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａに示された画素から収集された質量スペクトルのグラフを示す。
【図１０ａ】図１０ａは、質量分析結像技術を用いた画像を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、図１０ａに類似の画像であるが、動的画素結像技術を用いた画像を示す。
【図１１】図１１は、出願人の教示の様々な実施形態に従った、試料に対するレーザの所定の経路を示す。
【図１２】図１２は、オフセット画素に細分された図２の拡大された領域を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（様々な実施形態の説明）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像または動的画素結像に関する。出願人の教示に従って、試料（例えば、組織などであるがそれに限定されない）を走査する方法が開示される。
【００２１】
手短に言えば、出願人の教示に従って、試料を走査する方法は、レーザビームを走査される試料に当て、その結果、レーザビームは、試料から検体を放出する。レーザビームおよび試料は互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出する。放出された検体の質量分析が行なわれる。
【００２２】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、質量分析は、質量分析計によって行われる。生成された、結果としての画像は、試料の表面全体にわたり１つのイオンまたは多数のイオン信号の検出を示す質量マップまたはイオン（ｍ／ｚ）強度マップである。
【００２３】
出願人の教示は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）計器を用い得る。しかしながら、適切な表面から物質をイオン化して引き離す能力のある供給源を有する任意の質量分析計が用いられ得る。
【００２４】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザは、例えば、２０Ｈｚのパルス周波数で動作するが、これに限定されない周波数で動作する窒素レーザであり得る。しかしながら、出願人の教示に従って、より高い周波数レーザが用いられ得、該レーザは、同様に、検体検出感度を維持しながら、実例試料からの検体の蓄積時間を短くし得る。例えば、１ｋＨｚ（例示であり、これに限定されない）で動作するＮｄ：ＹＡＧ高周波レーザ（例示であり、これに限定されない）が用いられ得る。
【００２５】
出願人の教示に従って、レーザビームおよび試料は、互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出する。一般的に試料は、平行移動するステージ（図示されていない）上に提供され、平行移動のステージは、Ｘ軸およびＹ軸の両方の方向に試料を移動するかまたは動かす。コンピュータは、平行移動のステージの動きを制御し得る。
【００２６】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースし、以下のように検体を放出する。図を参照すると、図１は、少なくとも１つの試料１２が載っているＭＡＬＤＩ標的プレート１０を例示する。
【００２７】
図２に例示されるように、分析する領域は次いで、標的プレート上で選択される。出願人の教示に従って、試料に関係する仮想の限定領域が作られる。限定領域は、レーザビームが試料１２上の所定の経路を実質的に連続してトレースする境界を定義する。図２において、選択された限定領域は、１４で例示される。出願人の教示の様々な実施形態において、コンピュータは、限定領域を生成する。
【００２８】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、所定の領域はさらに、複数のパーセルに分割され得、一部の実施形態に関して、パーセルはより小さい画素またはグリッドであり得る。図３は、複数のグリッドまたは画素１６に分割される、試料１２の領域１４を例示する。コンピュータは、限定領域１４を複数のグリッドまたは画素に分割し得る。
【００２９】
出願人の教示を例示する目的のために、図４に例示されるように、図３の画素１６のうちの１つが拡大される。拡大された画素１８は、出願人の教示の一部の実施形態に従い、関連する矢印２０ａ〜２０ｆを有するレーザビームの所定の経路を示すために用いられる。
【００３０】
特に、レーザビーム１７は、選択された画素１８における所定の位置において開始する。出願人の教示の一部の実施形態に関して、開始位置は、例えば、図４に例示されるように、位置２２（画素１８の中心）であり得るが、これに限定されない。レーザビームは、位置２２において開始し、矢印２０ａに沿って経路を実質的に連続的にトレースし、それから経路は、矢印２０ｂによって示されるように、方向を変えかつ継続し、それから経路は、矢印２０ｃによって示されるように、方向を変えかつ継続し、矢印２０ｄによって示されるように、方向を変えかつ継続し、矢印２０ｅによって示されるように、方向を変えかつ継続し、そして、矢印２０ｆによって示されるように、方向を変えかつ継続する。図４に例示される経路は、例示の目的のみであり、出願人の教示に従って画素内における任意の他の連続的トレースもまた適用され得る。
【００３１】
さらに出願人の教示に従って、レーザビームは、試料１２上において図４の所定の経路２０ａ〜２０ｆを実質的に連続的にトレースし、従って、検体は試料１２から実質的に連続的に放出され、レーザは所定の経路に沿って試料１２に当る。従って、レーザが試料に対して実質的に連続して移動されると、質量スペクトルは、試料１２から収集される。
【００３２】
出願人の教示の動的画素走査技術は、同期的なリアルタイムプロセスとしてインプリメントされ、その結果、走査される各画素は、レーザと試料との間の移動の領域に一致する。移動、パターン、速度、持続時間は、どの画素でも一貫し得る。移動の各領域に関する一部の実施形態に関して、試料は、レーザがオンにされた後に移動を開始し、レーザがオフにされた後に停止する。レーザは次いで、隣接する画素の適切な位置に置かれ、レーザがオンにされ、隣接する画素内の、レーザの所定の経路が完了するまでプロセスが繰り返され、それからレーザがオフにされ、試料の移動が停止される。レーザは次いで、以前のようにさらなる隣接の画素に置かれ、試料が完全に走査されるまで、処理が繰り返される。出願の教示の一部の実施形態において、レーザはオンのままであり、試料に対して移動され、その結果、試料は実質的に連続して走査される。
【００３３】
出願人の教示の局面は、次の例示を考慮してさらに理解され得、該例示は、本教示の範囲を限定するものとして決して解釈されるべきではない。
【００３４】
レーザビームが試料に対して実質的に継続して移動されるとき、試料１２から放出された検体の質量分析は、選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる。図５は、薬剤投与された組織の動的画素質量分析画像を示し、特に、図５は、ラットの脳の冠状切開面である。この例示に用いられる基質は、シナピン酸（ｓｉｎａｐｉｎｉｃ ａｃｉｄ）基質である。但し、当該分野において公知のような他の適切な基質が用いられ得る。試料はＭＳＭＳモードで結像される。親質量は３４７ダルトンであり、検出されたフラグメントは１１２ダルトンである。図５に示される動的画素質量分析画像は、ラットの脳の冠状切開面の試料の表面上に１１２ダルトンイオンの検出によって生成される。図５において、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００３５】
図６は、出願人の教示の動的画素質量分析結像を用いて図５に関して得られる画像に類似の画像であるが、ラットの脳の矢状切開面に関して得られる画像を示す。再び、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００３６】
この例示に関して、出願人の教示の増加された感度は、図５および図６からの画像と静的質量分析結像技術（図８を参照されたい）によって得られる画像とを比較することによって、理解され得る。
【００３７】
静的質量分析結像技術は、図７に例示されるように、画素ごとに走査される複数のグリッドまたは画素を有する。特に静的質量分析結像技術は、各画素内の静止点から得られる質量スペクトルを有する。図７において、試料２４は、限定境界２６内に提供される。境界２６は画素２８に細分される。質量スペクトルは、次のように、各画素内の静止点３０から得られる。各画素に関して、平行移動のステージは移動され、その結果、レーザは点３０において隣接する画素内に集中される。一旦集中されると、質量スペクトルが得られる。各スペクトルは、それに関係するロケータタグを有し、標的プレート上における試料の位置を決定する。しかしながら、静的分析結像に関して、画素のスペクトルが得られるとき、平行移動のステージは移動しない。
【００３８】
この例示の目的のために、試料２４は、出願人の教示を用いて結像されかつ図６に示されたように、同じ組織すなわちラットの脳の矢状切開面である。
【００３９】
図８は、薬剤投与された組織２４に関する静的質量分析画像を例示する。再びこの例示に用いられた基質は、シナピン酸基質である。但し、当該分野において公知のような他の適切な基質が用いられ得る。試料はＭＳＭＳモードで結像される。親質量は３４７ダルトンであり、検出されたフラグメントは１１２ダルトンである。図８に示される質量分析画像は、各画素の中心２８から１１２ダルトンイオンの検出によって生成され、この間、レーザおよび試料は互いに対して静止したままである。スペクトルは、画素ごとに収集される。図８において、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００４０】
図５からの出願人の教示の動的画素結像技術と図８に示される静的質量分析画像とを比較すると、出願人の教示が化合物の検出の感度を増加させることが示され得る。また、この例示の目的のために、図８に示される静的質量分析画像が、まず得られた。図８に示される画像が得られた後に、同じ試料が出願人の教示の動的画素結像技術を受け、図５に示される画像であるが増加した化合物の検出の感度を有する画像を生成した。
【００４１】
出願人の教示の動的画素結像技術において、レーザビームが試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースすると、レーザビームによって検体が試料から放出される。従って、レーザおよび試料が互いに対して移動される間、質量スペクトルが得られる。出願人の教示に従って、動的画素結像に関して、レーザは各画素内のより多くの領域をカバーし得る。さらに、１画素当りの獲得時間は、質量分析画像技術の場合と同じままであり得る。
【００４２】
図７に関連して別の例示が示され得、図９ａおよび図９ｂおよび１０ａからの例示（これらのすべては静的質量分析結像技術を用いた結果を示す）は、図１０ａの静的質量分析結像後に生成されるが出願人の教示の動的画素結像技術を用いる、同じ試料の画像である図１０ｂと比較する。この例示の目的のために、図１０ａおよび図１０ｂに示されかつ結像される試料は、図８および図５に結像された試料と同じ組織試料すなわち、ラットの脳の冠状切開面である。
【００４３】
図７からの選択画素３２が、図９ａに例示される。レーザは、画素３２の中心箇所３０において静止試料に当たる。個々の画素３２の質量スペクトルは、９ｂに示されるように、静的質量分析結像を用いて収集される。
【００４４】
イオンｍ／ｚ強度マップは次いで、質量スペクトルが試料２４において得られる二次元領域全体に生成され得る。図１０ａは、試料における天然化合物すなわち化合物アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）の静的質量分析結像を用いるイオン強度マップである。親質量は３４８ダルトンであり、検出されたフラグメントは１３６ダルトンである。再び、白い画素は検出の最高レベルを示し、黒い画素は検出がないことを示す。グレーレベルは検出の適度なレベルを示す。
【００４５】
図１０ｂは、親３４８ダルトン質量からの検出された１３６ダルトンのフラグメントイオンであって、出願人の教示の動的画素結像を用いるイオン強度マップにおいて表示されたフラグメントイオンを示す。前の例示の場合のように、静的質量分析結像を受けた後に、同じ試料が、出願人の教示の動的画素結像技術を受け、図１０ａを生成する。再び、図１０ｂに関して、白は検出の最高レベルを示し、黒は検出がないことを示す。グレーレベルは検出の適度なレベルを示す。図１０ｂは、１０ａからの画像より１０倍（１０×）明るい状態で見られ得る。
【００４６】
ＭＡＬＤＩ用途において、出願人は、レーザが組織に対して固定された位置に選択時間より長く維持されたときクエンチング（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）が起こり得ることに注目した。クエンチングプロセスは、基質結晶の表面における基質化合物構造における物理的変化、または例えば、高周波レーザの熱強度に長時間曝されることによって起こる局所的加熱によって引き起こされ得る。クエンチングプロセスは、組織／基質標的によるレーザ吸収を効果的に減少し、供給源におけるＭＡＬＤＩイオン形成を抑制し得る。
【００４７】
出願人は、質量分析結像によって、例えば１ｋＨｚなどのより高い周波レーザが基質除去プロセスのクエンチングを引き起こし得ることに注目した。１ｋＨｚなどの高周波レーザは、組織に対して固定された位置において約２００ミリ秒で基質をクエンチングし得る。低周波レーザ（例えば、窒素レーザ）は、固定された組織位置においてクエンチングが起こるまで１０〜１５秒かかり得る。高周波レーザは、検体の蓄積時間を短くし得る。
【００４８】
出願人の教示に従って、レーザが試料上において実質的に連続的に所定の経路をトレースするようにレーザが移動する限定領域は、十分な基質冷却を可能にするようであり、任意の所定の地点における基質クエンチングを効果的に防ぐ。
【００４９】
さらに出願人の教示に従って、レーザの連続的な移動はまた、観察されたクエンチング反応に関わらず、組織からのイオン化を向上させ得る。出願人は、ＭＡＬＤＩイオン化中に起こり得る２つのステップがあると考える。除去現象は、試料表面から基質（コクリスタル化（ｃｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ）検体によって）を排出させる高エネルギプロセスである。レーザが検体イオンのプルーム（ｐｌｕｍｅ）と相互作用すると、第２のプロセスが起こる。出願人は、第２のプロセスが、気相において試料の表面から離れて起こり、レーザから基質イオン／クラスタイオンを介して検体分子へのエネルギ転送をなおも伴い得ると考える。レーザが基質コーティングされた表面を連続的に移動しているとき、第２のプロセスは促進されるようである。
【００５０】
レーザが移動する長方形の限定領域は、任意のユーザが例えばコンピュータソフトウェアを用いて画像収集法で事前定義し得る、水平および垂直の解像度設定によって定義される。基本的には移動の各領域は、図３に示されるように画素１６を表し得る。静止の地点から地点への走査すなわち図７に例示される質量分析結像において、レーザは、画素の中心においてのみ除去する。長方形の画素の面積が組織上のレーザ地点よりも大きい場合、画素の一部分のみが実際に走査される。これは、大きい画素面積に対し真に表現する走査とはならない。
しかしながら、動的画素結像は、限定領域内において試料標的をレーザに対してリアルタイムに常時移動させ、十分な基質冷却を可能にし、任意の所定の地点における基質クエンチングを効果的に防ぐ。上に詳述される出願人の例示に従って、出願人の教示は、動的画素結像が測定上１０〜２０倍の感度向上を提供することを示す。従って、出願人の教示は、検出される余剰の化合物が非常に少なく、組織試料における検体の高速である検出を可能にする。
【００５１】
図２および図３（図３はより小さい画素またはグリッドに細分化されている領域を例示する）に例示される限定仮想領域は、典型的には、コンピュータにおいて仮想的に作られた。コンピュータは次いで、レーザビームに対して試料を移動し得、その結果、レーザは、仮想の限定領域内において所定の経路を実質的に連続的にトレースする。典型的には、試料は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に試料を移動させ得る平行移動のステージ上に提供される。
【００５２】
出願人の教示に従ってレーザおよび試料は、互いに対して実質的に連続的に移動するので、特定の画素上の検体は、はるかに長い時間フレームの間、実行され得る。このことは、質量分析計が例えば製品イオン走査などの例えばタンデム質量スペクトル実験を実行しているとき、多くの化合物に対する複合反応監視を容易にし得る。換言すると、１つの結像実行内において複数の実験が、同じ画素内において同時に獲得され得る。含まれる実験の各々は、種々の獲得パラメータを有し得る。このことはまた、画像実験がなされていると、ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄａｎｔ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（ＩＤＡ）を行う能力に導く。結像ＩＤＡはソフトウェアツールから結果として生じ、該ソフトウェアツールは、初期調査ＭＳ実験を用い、画像が獲得されると、各画素に対して何の更なるディペンデント実験が実行されるべきかを決定する。
【００５３】
さらに飛行時間（ＴＯＦ）ＭＳモードにおいて、基質が十分に除去され、試料内における感度の向上および余剰の少ない種類のより良い検出が可能になるまで、スペクトルが獲得され得る。
【００５４】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、二次元資料の質量スペクトル分析は、試料ステージが常時動作している状態で行われ得、その結果、レーザは、試料の全領域をカバーする所定の経路またはパターンを定義する。
【００５５】
図１１は、ＭＡＬＤＩプレート２１０上の試料２１２を例示する。適切な限定領域２１４は、試料２１２の全体の周りに定義される。図４と同様に、レーザのための所定の経路が選択され、その結果、レーザは、図１１において矢印２２０ａ〜２２０ｋによって示される経路を実質的に連続的にトレースする。例えば、レーザビームが２２２において試料に対して動作するとき、質量分析器が質量スペクトルを記録するたびに、質量スペクトルは記録され、ソフトウェアは位置参照タグを生成し得、その結果、ソフトウェアは標的プレート上に試料の位置を決定し得る。
【００５６】
図１２は、動的画素結像法が、レーザの地点サイズを減少させる必要なく、より高い解像度の画像を生成し得るような、出願人の教示の様々な実施形態を例示する。図１２に示されるような出願人の教示の様々な実施形態に関して、試料３１２はＭＡＬＤＩプレート３１０上に提供され、限定領域３１４は図３と同様に定義される。
【００５７】
グリッドまたは画素３１６ａなどの、試料上の限定領域は次いで、作られ、前の図４に関するように、レーザは試料に対して移動され、その結果、ビームはグリッド３１６ａ内において試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースする。図１２に例示されるように、グリッドまたは画素３１６ｂなどの少なくとも１つの他の限定領域が、第１の定義された領域または画素３１６ａに関して仮想的に作られる。該少なくとも１つの他の限定領域は、レーザビームが試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続してトレースする境界を定義する。
【００５８】
所定の全領域上におけるレーザビームからの検体の質量分析が得られる。それぞれの限定領域内における検体からの選択化合物の強度分布ピークは、前述の実施形態に従ってプロットされ得る。３３０における場合などのように、限定領域が重なる領域からの複数のピーク領域は、合計される。出願人の教示に従って、解像度の増加した試料の画像が得られ得る。重なった領域を合計することなく、より高い解像度はレーザの地点サイズを減少させることによって得られるが、これは、同等のデータが収集され得る時間を増加させる。
【００５９】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、第１の限定領域およびもう一方の限定領域が重なる領域を介するピーク強度は、例えば、ハッブル宇宙望遠鏡（Ｈｕｂｂｌｅ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）のためにＮＡＳＡによって開発された「Ｄｒｉｚｚｌｅ」などの、より低い解像度の画像によって高い解像度をつくるための天文学技術を用いて、これに限定されないが、数学的に解析され得る。
【００６０】
さらに、出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザが試料上の所定の経路を連続的にトレースした後に、レーザおよび試料は、その後、互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、試料上の少なくとも第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする。試料上において複数の走行を実行し、次いで得られたスペクトルを合計することによって、信号におけるノイズが減少され得る。
出願人の教示が様々な実施形態に関連して説明されるが、出願人の教示は、そのような実施形態に限定されることは意図されない。それどころか、当業者によって理解されるように、出願人の教示は、様々な代案、修正、および均等物を包含する。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年７月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／８０７，７７６号の利益を主張し、この仮特許出願の内容の全体が本明細書において参考として援用される。
【０００２】
本明細書において用いられる項の見出しは、編成の目的のみのためであり、説明される本件を限定するものとして決して解釈されるべきではない。
【０００３】
（分野）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｉｘｅｌ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ ｉｍａｇｉｎｇ）または動的画素結像（ｄｙｎａｍｉｃ ｐｉｘｅｌ ｉｍａｇｉｎｇ）に関する。
【背景技術】
【０００４】
（序論）
質量分析結像は、質量分析計を用いて、二次元の表面をその分子構造に関して分析する技術である。質量分析結像によって作られる画像マップは、試料の表面全体にわたり１つのイオンまたは多数のイオン信号の検出を示す質量マップまたはイオン（ｍ／ｚ）強度マップである。試料は、例えば組織片を含み得る。静止の点ごと（ｓｐｏｔ−ｔｏ−ｓｐｏｔ）の走査方法は、長方形の画素が試料上に定義され、レーザが、画素を有する一箇所においてのみであるが試料からイオンを除去する場合において用いられる。質量スペクトルは、画素内の静止点から得られる。試料は次いで、（試料ステージを介して）レーザに対して移動され、その結果、レーザは次の画素内に集中され、質量スペクトルが得られる。試料ステージは、各スペクトルが得られている間、移動されない。従って、質量スペクトルは、画素ずつに連続して収集される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像または動的画素結像に関する。さらに、出願人の教示は、試料を走査する方法に関する。方法は、レーザビームを走査される試料に当てることであって、レーザビームは、試料から検体を放出する、ことと、レーザビームおよび試料を互いに対して移動させ、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出することと、放出された検体の質量分析を行なうこととを包含する。
【０００６】
さらに、出願人の教示の様々な実施形態に従って、方法は、試料に関係する仮想の限定領域を作ることをさらに包含し、限定領域は、レーザビームが試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義する。
【０００７】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、限定領域は、複数のパーセルに分割される。
【０００８】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、放出された検体の質量分析は、所定の経路に沿って試料から放出された検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる。
【０００９】
パーセルのサイズは、レーザビームのサイズに関係して選択され、分布プロットの解像度および感度を設定し得る。
【００１０】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、限定領域はグリッドであり、複数のパーセルはグリッド要素である。
【００１１】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、試料は、エネルギ吸収基質が備えられている。
【００１２】
さらに、出願人の教示の様々な実施形態に従って、レーザは、選択パルス周波数で試料に当る。
【００１３】
さらに、出願人の教示の一部の実施形態に従って、方法は、試料に関係する少なくとも１つの他の限定領域を仮想的に作ることを包含し、少なくとも１つの他の限定領域は、レーザビームが試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義し、少なくとも１つの他の限定領域においてレーザビームからの放出された検体の質量分析を行なう。
【００１４】
第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域から得られた質量分析は、それぞれの限定領域内の検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられ得る。
【００１５】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、合計され得る。さらに、第１の限定領域および少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、数学的に解析され得る。
【００１６】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、第１の所定の経路をトレースした後に、レーザビームおよび試料は後に、互いに対して移動され得、その結果、レーザビームは、第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、少なくとも、試料上の第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする。
【００１７】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、質量分析は、質量分析計によって行われる。質量分析計は、例えば、飛行時間型質量分析計、トリプル四重極分光計、またはイオントラップ質量分析計であり得るが、これらに限定され得ない。
【００１８】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、限定仮想領域は、コンピュータによって生成される。試料に対するレーザビームの移動は、コンピュータによって制御され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
当業者は、以下に説明される図面が例示的な目的のみのためであることを理解する。図面は、いかなる方法においても出願人の教示の範囲を限定することは意図されない。
【図１】図１は、ＭＡＬＤＩ標的プレートに載せられた試料を示す。
【図２】図２は、図１の試料上に定義される分析の領域を示す。
【図３】図３は、画素に細分された図２の拡大された領域を示す。
【図４】図４は、図３の個々の画素内のレーザの所定の経路を示す。
【図５】図５は、ラットの脳の冠状切開面において得られた個々の画素に関する動的画素質量分析画像を示す。
【図６】図６は、ラットの脳の矢状切開面において得られる動的画素結像技術から得られた最終画像を示す。
【図７】図７は、画素ごとの質量分析結像技術を示す。
【図８】図８は、図７の質量分析結像技術を用いた質量分析画像を示す。
【図９ａ】図９ａは、図７の個々の画素の拡大された区画を示す。
【図９ｂ】図９ｂは、図９ａに示された画素から収集された質量スペクトルのグラフを示す。
【図１０ａ】図１０ａは、質量分析結像技術を用いた画像を示す。
【図１０ｂ】図１０ｂは、図１０ａに類似の画像であるが、動的画素結像技術を用いた画像を示す。
【図１１】図１１は、出願人の教示の様々な実施形態に従った、試料に対するレーザの所定の経路を示す。
【図１２】図１２は、オフセット画素に細分された図２の拡大された領域を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（様々な実施形態の説明）
出願人の教示は、動的画素質量分析結像または動的画素結像に関する。出願人の教示に従って、試料（例えば、組織などであるがそれに限定されない）を走査する方法が開示される。
【００２１】
手短に言えば、出願人の教示に従って、試料を走査する方法は、レーザビームを走査される試料に当て、その結果、レーザビームは、試料から検体を放出する。レーザビームおよび試料は互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出する。放出された検体の質量分析が行なわれる。
【００２２】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、質量分析は、質量分析計によって行われる。生成された、結果としての画像は、試料の表面全体にわたり１つのイオンまたは多数のイオン信号の検出を示す質量マップまたはイオン（ｍ／ｚ）強度マップである。
【００２３】
出願人の教示は、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析計（ＭＡＬＤＩ ＭＳ）計器を用い得る。しかしながら、適切な表面から物質をイオン化して引き離す能力のある供給源を有する任意の質量分析計が用いられ得る。
【００２４】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザは、例えば、２０Ｈｚのパルス周波数で動作するが、これに限定されない周波数で動作する窒素レーザであり得る。しかしながら、出願人の教示に従って、より高い周波数レーザが用いられ得、該レーザは、同様に、検体検出感度を維持しながら、実例試料からの検体の蓄積時間を短くし得る。例えば、１ｋＨｚ（例示であり、これに限定されない）で動作するＮｄ：ＹＡＧ高周波レーザ（例示であり、これに限定されない）が用いられ得る。
【００２５】
出願人の教示に従って、レーザビームおよび試料は、互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースし、所定の経路に沿って試料から検体を放出する。一般的に試料は、平行移動するステージ（図示されていない）上に提供され、平行移動のステージは、Ｘ軸およびＹ軸の両方の方向に試料を移動するかまたは動かす。コンピュータは、平行移動のステージの動きを制御し得る。
【００２６】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザビームは、試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースし、以下のように検体を放出する。図を参照すると、図１は、少なくとも１つの試料１２が載っているＭＡＬＤＩ標的プレート１０を例示する。
【００２７】
図２に例示されるように、分析する領域は次いで、標的プレート上で選択される。出願人の教示に従って、試料に関係する仮想の限定領域が作られる。限定領域は、レーザビームが試料１２上の所定の経路を実質的に連続してトレースする境界を定義する。図２において、選択された限定領域は、１４で例示される。出願人の教示の様々な実施形態において、コンピュータは、限定領域を生成する。
【００２８】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、所定の領域はさらに、複数のパーセルに分割され得、一部の実施形態に関して、パーセルはより小さい画素またはグリッドであり得る。図３は、複数のグリッドまたは画素１６に分割される、試料１２の領域１４を例示する。コンピュータは、限定領域１４を複数のグリッドまたは画素に分割し得る。
【００２９】
出願人の教示を例示する目的のために、図４に例示されるように、図３の画素１６のうちの１つが拡大される。拡大された画素１８は、出願人の教示の一部の実施形態に従い、関連する矢印２０ａ〜２０ｆを有するレーザビームの所定の経路を示すために用いられる。
【００３０】
特に、レーザビーム１７は、選択された画素１８における所定の位置において開始する。出願人の教示の一部の実施形態に関して、開始位置は、例えば、図４に例示されるように、位置２２（画素１８の中心）であり得るが、これに限定されない。レーザビームは、位置２２において開始し、矢印２０ａに沿って経路を実質的に連続的にトレースし、それから経路は、矢印２０ｂによって示されるように、方向を変えかつ継続し、それから経路は、矢印２０ｃによって示されるように、方向を変えかつ継続し、矢印２０ｄによって示されるように、方向を変えかつ継続し、矢印２０ｅによって示されるように、方向を変えかつ継続し、そして、矢印２０ｆによって示されるように、方向を変えかつ継続する。図４に例示される経路は、例示の目的のみであり、出願人の教示に従って画素内における任意の他の連続的トレースもまた適用され得る。
【００３１】
さらに出願人の教示に従って、レーザビームは、試料１２上において図４の所定の経路２０ａ〜２０ｆを実質的に連続的にトレースし、従って、検体は試料１２から実質的に連続的に放出され、レーザは所定の経路に沿って試料１２に当る。従って、レーザが試料に対して実質的に連続して移動されると、質量スペクトルは、試料１２から収集される。
【００３２】
出願人の教示の動的画素走査技術は、同期的なリアルタイムプロセスとしてインプリメントされ、その結果、走査される各画素は、レーザと試料との間の移動の領域に一致する。移動、パターン、速度、持続時間は、どの画素でも一貫し得る。移動の各領域に関する一部の実施形態に関して、試料は、レーザがオンにされた後に移動を開始し、レーザがオフにされた後に停止する。レーザは次いで、隣接する画素の適切な位置に置かれ、レーザがオンにされ、隣接する画素内の、レーザの所定の経路が完了するまでプロセスが繰り返され、それからレーザがオフにされ、試料の移動が停止される。レーザは次いで、以前のようにさらなる隣接の画素に置かれ、試料が完全に走査されるまで、処理が繰り返される。出願の教示の一部の実施形態において、レーザはオンのままであり、試料に対して移動され、その結果、試料は実質的に連続して走査される。
【００３３】
出願人の教示の局面は、次の例示を考慮してさらに理解され得、該例示は、本教示の範囲を限定するものとして決して解釈されるべきではない。
【００３４】
レーザビームが試料に対して実質的に継続して移動されるとき、試料１２から放出された検体の質量分析は、選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる。図５は、薬剤投与された組織の動的画素質量分析画像を示し、特に、図５は、ラットの脳の冠状切開面である。この例示に用いられる基質は、シナピン酸（ｓｉｎａｐｉｎｉｃ ａｃｉｄ）基質である。但し、当該分野において公知のような他の適切な基質が用いられ得る。試料はＭＳＭＳモードで結像される。親質量は３４７ダルトンであり、検出されたフラグメントは１１２ダルトンである。図５に示される動的画素質量分析画像は、ラットの脳の冠状切開面の試料の表面上に１１２ダルトンイオンの検出によって生成される。図５において、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００３５】
図６は、出願人の教示の動的画素質量分析結像を用いて図５に関して得られる画像に類似の画像であるが、ラットの脳の矢状切開面に関して得られる画像を示す。再び、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００３６】
この例示に関して、出願人の教示の増加された感度は、図５および図６からの画像と静的質量分析結像技術（図８を参照されたい）によって得られる画像とを比較することによって、理解され得る。
【００３７】
静的質量分析結像技術は、図７に例示されるように、画素ごとに走査される複数のグリッドまたは画素を有する。特に静的質量分析結像技術は、各画素内の静止点から得られる質量スペクトルを有する。図７において、試料２４は、限定境界２６内に提供される。境界２６は画素２８に細分される。質量スペクトルは、次のように、各画素内の静止点３０から得られる。各画素に関して、平行移動のステージは移動され、その結果、レーザは点３０において隣接する画素内に集中される。一旦集中されると、質量スペクトルが得られる。各スペクトルは、それに関係するロケータタグを有し、標的プレート上における試料の位置を決定する。しかしながら、静的分析結像に関して、画素のスペクトルが得られるとき、平行移動のステージは移動しない。
【００３８】
この例示の目的のために、試料２４は、出願人の教示を用いて結像されかつ図６に示されたように、同じ組織すなわちラットの脳の矢状切開面である。
【００３９】
図８は、薬剤投与された組織２４に関する静的質量分析画像を例示する。再びこの例示に用いられた基質は、シナピン酸基質である。但し、当該分野において公知のような他の適切な基質が用いられ得る。試料はＭＳＭＳモードで結像される。親質量は３４７ダルトンであり、検出されたフラグメントは１１２ダルトンである。図８に示される質量分析画像は、各画素の中心２８から１１２ダルトンイオンの検出によって生成され、この間、レーザおよび試料は互いに対して静止したままである。スペクトルは、画素ごとに収集される。図８において、白い画素は、分子検出の最も集中した領域を示し、黒い画素は、検体の検出がないことを示し、グレーの陰は検体の検出の様々な程度を示す。
【００４０】
図５からの出願人の教示の動的画素結像技術と図８に示される静的質量分析画像とを比較すると、出願人の教示が化合物の検出の感度を増加させることが示され得る。また、この例示の目的のために、図８に示される静的質量分析画像が、まず得られた。図８に示される画像が得られた後に、同じ試料が出願人の教示の動的画素結像技術を受け、図５に示される画像であるが増加した化合物の検出の感度を有する画像を生成した。
【００４１】
出願人の教示の動的画素結像技術において、レーザビームが試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースすると、レーザビームによって検体が試料から放出される。従って、レーザおよび試料が互いに対して移動される間、質量スペクトルが得られる。出願人の教示に従って、動的画素結像に関して、レーザは各画素内のより多くの領域をカバーし得る。さらに、１画素当りの獲得時間は、質量分析画像技術の場合と同じままであり得る。
【００４２】
図７に関連して別の例示が示され得、図９ａおよび図９ｂおよび１０ａからの例示（これらのすべては静的質量分析結像技術を用いた結果を示す）は、図１０ａの静的質量分析結像後に生成されるが出願人の教示の動的画素結像技術を用いる、同じ試料の画像である図１０ｂと比較する。この例示の目的のために、図１０ａおよび図１０ｂに示されかつ結像される試料は、図８および図５に結像された試料と同じ組織試料すなわち、ラットの脳の冠状切開面である。
【００４３】
図７からの選択画素３２が、図９ａに例示される。レーザは、画素３２の中心箇所３０において静止試料に当たる。個々の画素３２の質量スペクトルは、９ｂに示されるように、静的質量分析結像を用いて収集される。
【００４４】
イオンｍ／ｚ強度マップは次いで、質量スペクトルが試料２４において得られる二次元領域全体に生成され得る。図１０ａは、試料における天然化合物すなわち化合物アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）の静的質量分析結像を用いるイオン強度マップである。親質量は３４８ダルトンであり、検出されたフラグメントは１３６ダルトンである。再び、白い画素は検出の最高レベルを示し、黒い画素は検出がないことを示す。グレーレベルは検出の適度なレベルを示す。
【００４５】
図１０ｂは、親３４８ダルトン質量からの検出された１３６ダルトンのフラグメントイオンであって、出願人の教示の動的画素結像を用いるイオン強度マップにおいて表示されたフラグメントイオンを示す。前の例示の場合のように、静的質量分析結像を受けた後に、同じ試料が、出願人の教示の動的画素結像技術を受け、図１０ａを生成する。再び、図１０ｂに関して、白は検出の最高レベルを示し、黒は検出がないことを示す。グレーレベルは検出の適度なレベルを示す。図１０ｂは、１０ａからの画像より１０倍（１０×）明るい状態で見られ得る。
【００４６】
ＭＡＬＤＩ用途において、出願人は、レーザが組織に対して固定された位置に選択時間より長く維持されたときクエンチング（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）が起こり得ることに注目した。クエンチングプロセスは、基質結晶の表面における基質化合物構造における物理的変化、または例えば、高周波レーザの熱強度に長時間曝されることによって起こる局所的加熱によって引き起こされ得る。クエンチングプロセスは、組織／基質標的によるレーザ吸収を効果的に減少し、供給源におけるＭＡＬＤＩイオン形成を抑制し得る。
【００４７】
出願人は、質量分析結像によって、例えば１ｋＨｚなどのより高い周波レーザが基質除去プロセスのクエンチングを引き起こし得ることに注目した。１ｋＨｚなどの高周波レーザは、組織に対して固定された位置において約２００ミリ秒で基質をクエンチングし得る。低周波レーザ（例えば、窒素レーザ）は、固定された組織位置においてクエンチングが起こるまで１０〜１５秒かかり得る。高周波レーザは、検体の蓄積時間を短くし得る。
【００４８】
出願人の教示に従って、レーザが試料上において実質的に連続的に所定の経路をトレースするようにレーザが移動する限定領域は、十分な基質冷却を可能にするようであり、任意の所定の地点における基質クエンチングを効果的に防ぐ。
【００４９】
さらに出願人の教示に従って、レーザの連続的な移動はまた、観察されたクエンチング反応に関わらず、組織からのイオン化を向上させ得る。出願人は、ＭＡＬＤＩイオン化中に起こり得る２つのステップがあると考える。除去現象は、試料表面から基質（コクリスタル化（ｃｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ）検体によって）を排出させる高エネルギプロセスである。レーザが検体イオンのプルーム（ｐｌｕｍｅ）と相互作用すると、第２のプロセスが起こる。出願人は、第２のプロセスが、気相において試料の表面から離れて起こり、レーザから基質イオン／クラスタイオンを介して検体分子へのエネルギ転送をなおも伴い得ると考える。レーザが基質コーティングされた表面を連続的に移動しているとき、第２のプロセスは促進されるようである。
【００５０】
レーザが移動する長方形の限定領域は、任意のユーザが例えばコンピュータソフトウェアを用いて画像収集法で事前定義し得る、水平および垂直の解像度設定によって定義される。基本的には移動の各領域は、図３に示されるように画素１６を表し得る。静止の地点から地点への走査すなわち図７に例示される質量分析結像において、レーザは、画素の中心においてのみ除去する。長方形の画素の面積が組織上のレーザ地点よりも大きい場合、画素の一部分のみが実際に走査される。これは、大きい画素面積に対し真に表現する走査とはならない。
しかしながら、動的画素結像は、限定領域内において試料標的をレーザに対してリアルタイムに常時移動させ、十分な基質冷却を可能にし、任意の所定の地点における基質クエンチングを効果的に防ぐ。上に詳述される出願人の例示に従って、出願人の教示は、動的画素結像が測定上１０〜２０倍の感度向上を提供することを示す。従って、出願人の教示は、検出される余剰の化合物が非常に少なく、組織試料における検体の高速である検出を可能にする。
【００５１】
図２および図３（図３はより小さい画素またはグリッドに細分化されている領域を例示する）に例示される限定仮想領域は、典型的には、コンピュータにおいて仮想的に作られた。コンピュータは次いで、レーザビームに対して試料を移動し得、その結果、レーザは、仮想の限定領域内において所定の経路を実質的に連続的にトレースする。典型的には、試料は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に試料を移動させ得る平行移動のステージ上に提供される。
【００５２】
出願人の教示に従ってレーザおよび試料は、互いに対して実質的に連続的に移動するので、特定の画素上の検体は、はるかに長い時間フレームの間、実行され得る。このことは、質量分析計が例えば製品イオン走査などの例えばタンデム質量スペクトル実験を実行しているとき、多くの化合物に対する複合反応監視を容易にし得る。換言すると、１つの結像実行内において複数の実験が、同じ画素内において同時に獲得され得る。含まれる実験の各々は、種々の獲得パラメータを有し得る。このことはまた、画像実験がなされていると、ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄａｎｔ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（ＩＤＡ）を行う能力に導く。結像ＩＤＡはソフトウェアツールから結果として生じ、該ソフトウェアツールは、初期調査ＭＳ実験を用い、画像が獲得されると、各画素に対して何の更なるディペンデント実験が実行されるべきかを決定する。
【００５３】
さらに飛行時間（ＴＯＦ）ＭＳモードにおいて、基質が十分に除去され、試料内における感度の向上および余剰の少ない種類のより良い検出が可能になるまで、スペクトルが獲得され得る。
【００５４】
出願人の教示の様々な実施形態に従って、二次元資料の質量スペクトル分析は、試料ステージが常時動作している状態で行われ得、その結果、レーザは、試料の全領域をカバーする所定の経路またはパターンを定義する。
【００５５】
図１１は、ＭＡＬＤＩプレート２１０上の試料２１２を例示する。適切な限定領域２１４は、試料２１２の全体の周りに定義される。図４と同様に、レーザのための所定の経路が選択され、その結果、レーザは、図１１において矢印２２０ａ〜２２０ｋによって示される経路を実質的に連続的にトレースする。例えば、レーザビームが２２２において試料に対して動作するとき、質量分析器が質量スペクトルを記録するたびに、質量スペクトルは記録され、ソフトウェアは位置参照タグを生成し得、その結果、ソフトウェアは標的プレート上に試料の位置を決定し得る。
【００５６】
図１２は、動的画素結像法が、レーザの地点サイズを減少させる必要なく、より高い解像度の画像を生成し得るような、出願人の教示の様々な実施形態を例示する。図１２に示されるような出願人の教示の様々な実施形態に関して、試料３１２はＭＡＬＤＩプレート３１０上に提供され、限定領域３１４は図３と同様に定義される。
【００５７】
グリッドまたは画素３１６ａなどの、試料上の限定領域は次いで、作られ、前の図４に関するように、レーザは試料に対して移動され、その結果、ビームはグリッド３１６ａ内において試料上の所定の経路を実質的に連続してトレースする。図１２に例示されるように、グリッドまたは画素３１６ｂなどの少なくとも１つの他の限定領域が、第１の定義された領域または画素３１６ａに関して仮想的に作られる。該少なくとも１つの他の限定領域は、レーザビームが試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続してトレースする境界を定義する。
【００５８】
所定の全領域上におけるレーザビームからの検体の質量分析が得られる。それぞれの限定領域内における検体からの選択化合物の強度分布ピークは、前述の実施形態に従ってプロットされ得る。３３０における場合などのように、限定領域が重なる領域からの複数のピーク領域は、合計される。出願人の教示に従って、解像度の増加した試料の画像が得られ得る。重なった領域を合計することなく、より高い解像度はレーザの地点サイズを減少させることによって得られるが、これは、同等のデータが収集され得る時間を増加させる。
【００５９】
出願人の教示の一部の実施形態に従って、第１の限定領域およびもう一方の限定領域が重なる領域を介するピーク強度は、例えば、ハッブル宇宙望遠鏡（Ｈｕｂｂｌｅ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）のためにＮＡＳＡによって開発された「Ｄｒｉｚｚｌｅ」などの、より低い解像度の画像によって高い解像度をつくるための天文学技術を用いて、これに限定されないが、数学的に解析され得る。
【００６０】
さらに、出願人の教示の一部の実施形態に従って、レーザが試料上の所定の経路を連続的にトレースした後に、レーザおよび試料は、その後、互いに対して移動され、その結果、レーザビームは、第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、試料上の少なくとも第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする。試料上において複数の走行を実行し、次いで得られたスペクトルを合計することによって、信号におけるノイズが減少され得る。
出願人の教示が様々な実施形態に関連して説明されるが、出願人の教示は、そのような実施形態に限定されることは意図されない。それどころか、当業者によって理解されるように、出願人の教示は、様々な代案、修正、および均等物を包含する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を走査する方法であって、該方法は、
（ａ）レーザビームを走査される試料に当てることであって、該レーザビームは、該試料から検体を放出する、ことと、
（ｂ）該レーザビームおよび該試料を互いに対して移動させることであって、その結果、該レーザビームは、該試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、該所定の経路に沿って該試料から検体を放出する、ことと、
該放出された検体の質量分析を行なうことと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記試料に関係する仮想の限定領域を作ることをさらに包含し、該限定領域は、前記レーザビームが該試料上の前記所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記限定領域は、複数のパーセルに分割される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記放出された検体の質量分析は、前記所定の経路に沿って前記試料から放出された該検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パーセルのサイズは、前記レーザビームのサイズに関係して選択され、前記分布プロットの解像度および感度を設定する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記限定領域はグリッドであり、前記複数のパーセルはグリッド要素である、請求項３〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記試料は、エネルギ吸収基質が備えられている、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザは、選択パルス周波数で前記試料に当る、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記試料に関係する少なくとも１つの他の限定領域を仮想的に作ることをさらに包含し、該少なくとも１つの他の限定領域は、前記レーザビームが該試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義し、該少なくとも１つの他の限定領域において該レーザビームから、放出された検体の質量分析を行なう、請求項２〜８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域から得られた質量分析は、該それぞれの限定領域内の前記検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、合計される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、数学的に解析される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
第１の所定の経路をトレースした後に、前記レーザビームおよび前記試料は、その後、互いに対して移動され、その結果、該レーザビームは、該第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、該試料上の少なくとも第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記質量分析は、質量分析計によって行われる、請求項１〜１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記質量分析計は、飛行時間型質量分析計、トリプル四重極分光計、またはイオントラップ質量分析計である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記限定仮想領域は、コンピュータによって生成される、請求項２〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記試料に対する前記レーザビームの移動は、前記コンピュータによって制御される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
試料を走査する方法であって、該方法は、
（ａ）レーザビームを走査される試料に当てることであって、該レーザビームは、該試料から検体を放出する、ことと、
（ｂ）該レーザビームおよび該試料を互いに対して移動させることであって、その結果、該レーザビームは、該試料上の所定の経路を実質的に連続的にトレースし、該所定の経路に沿って該試料から検体を放出する、ことと、
該放出された検体の質量分析を行なうことと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記試料に関係する仮想の限定領域を作ることをさらに包含し、該限定領域は、前記レーザビームが該試料上の前記所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記限定領域は、複数のパーセルに分割される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記放出された検体の質量分析は、前記所定の経路に沿って前記試料から放出された該検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パーセルのサイズは、前記レーザビームのサイズに関係して選択され、前記分布プロットの解像度および感度を設定する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記限定領域はグリッドであり、前記複数のパーセルはグリッド要素である、請求項３〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記試料は、エネルギ吸収基質が備えられている、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザは、選択パルス周波数で前記試料に当る、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記試料に関係する少なくとも１つの他の限定領域を仮想的に作ることをさらに包含し、該少なくとも１つの他の限定領域は、前記レーザビームが該試料上の少なくとも１つの他の所定の経路を実質的に連続的にトレースする境界を定義し、該少なくとも１つの他の限定領域において該レーザビームから、放出された検体の質量分析を行なう、請求項２〜８のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域から得られた質量分析は、該それぞれの限定領域内の前記検体からの選択化合物のピーク強度の分布をプロットするために用いられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、合計される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の限定領域および前記少なくとも１つの他の限定領域が重なり合う領域からのピーク強度は、数学的に解析される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
第１の所定の経路をトレースした後に、前記レーザビームおよび前記試料は、その後、互いに対して移動され、その結果、該レーザビームは、該第１の所定の経路の少なくとも一部分と実質的に同一の広がりをもつ、該試料上の少なくとも第２の所定の経路を実質的に連続してトレースする、請求項１〜１２のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記質量分析は、質量分析計によって行われる、請求項１〜１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記質量分析計は、飛行時間型質量分析計、トリプル四重極分光計、またはイオントラップ質量分析計である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記限定仮想領域は、コンピュータによって生成される、請求項２〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記試料に対する前記レーザビームの移動は、前記コンピュータによって制御される、請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００９−５４４０１８（Ｐ２００９−５４４０１８Ａ）
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１９７６６（Ｐ２００９−５１９７６６）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００７／００１２７６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００９１２１
【国際公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（５０８１５３８５５）エムディーエス アナリティカル テクノロジーズ， ア ビジネス ユニット オブ エムディーエス インコーポレイテッド， ドゥーイング ビジネス スルー イッツ サイエックス ディビジョン (17)
【出願人】（５０００６９０５７）アプライド バイオシステムズ インコーポレイテッド (120)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００７／００１２７６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００９１２１
【国際公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（５０８１５３８５５）エムディーエス アナリティカル テクノロジーズ， ア ビジネス ユニット オブ エムディーエス インコーポレイテッド， ドゥーイング ビジネス スルー イッツ サイエックス ディビジョン (17)
【出願人】（５０００６９０５７）アプライド バイオシステムズ インコーポレイテッド (120)
【Ｆターム（参考）】
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