(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン撮像方法であって、
第１の空間解像度で試料を走査して第１の画素位置に関連する第１の質量スペクトルデータを取得することと、
前記第１の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定することであって、前記第１の質量スペクトルデータが前記条件を満たすと決定された場合、
前記第１の空間解像度よりも高い第２の空間解像度で隣接する画素の精査に切り替えることであって、各取得後、前記質量スペクトルデータが前記条件を満たす場合は次の画素が前記第２の空間解像度で分析され、前記質量スペクトルデータが前記条件を満たさない場合は前記第２の空間解像度で代替の隣接する位置に移動する前に、前の画素に戻ることをさらに含み、目的とする標的イオンを含む領域の範囲が決定される、ことと、
その後、前記第１の解像度で前記試料を走査することに戻ることと、をさらに含み、
前記質量スペクトルデータが前記条件を満たすか否かを決定する前記ステップが、前記質量スペクトルデータが、目的とする１つ以上の質量電荷比及び閾値を超える強度を有するイオン、または目的とする１つ以上のイオン移動度及び閾値を超える強度を有するイオンを含むか否かを決定することを含む、前記方法。
【請求項２】
前記第１の解像度で質量スペクトルデータを取得する前記ステップは、前記試料のラスタースキャンを実施することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の解像度で質量スペクトルデータを取得する前記ステップは、前記試料のランダムスキャン、フラッドフィル、局所探索、スキャンライン、または木探索を実施することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の解像度で質量スペクトルデータを取得する前記ステップは、取得パターンを実施することを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記取得パターンを実施する前記ステップは、前記試料のランダムスキャン、フラッドフィル、局所探索、スキャンライン、または木探索を実施することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記取得パターンを実施する前記ステップは、マップアウトして目的とする１つ以上の領域から質量スペクトルデータを取得することを含む、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記目的とする１つ以上の領域内の目的とする特定のイオンの位置を決定することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記目的とする特定のイオンの位置を決定することは、前記試料内の薬物、代謝産物、化学物質、または生物学的物質の位置を決定することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のイオン撮像方法を含む、質量分析方法。
【請求項１０】
質量分析計であって、
制御システムであって、
（ｉ）第１の空間解像度で試料を走査して第１の画素位置に関連する第１の質量スペクトルデータを取得することと、
（ｉｉ）前記第１の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定し、前記第１の質量スペクトルデータが前記条件を満たすと決定された場合、前記制御システムが以下を行うように配置かつ適合される：
（ｉｉｉ）前記第１の空間解像度よりも高い第２の空間解像度で隣接する画素の精査に切り替わることであって、各取得後、前記質量スペクトルデータが前記条件を満たす場合は次の画素が前記第２の空間解像度で分析され、前記質量スペクトルデータが前記条件を満たさない場合は制御システムが前記第２の空間解像度で代替の隣接する位置に移動する前に前の画素に戻るように配置かつ適合され、目的とする標的イオンを含む領域の範囲が決定される、ことと、
（ｉｖ）その後、前記第１の空間解像度で前記試料を走査することに切り替えて戻ることと、を行うようにさらに配置かつ適合される、制御システムを備え、
前記質量スペクトルデータが前記条件を満たすか否かを決定する前記ステップが、前記質量スペクトルデータが、目的とする１つ以上の質量電荷比及び閾値を超える強度を有するイオン、または目的とする１つ以上のイオン移動度及び閾値を超える強度を有するイオンを含むか否かを決定することを含む、
質量分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１５日出願の英国特許出願第１３０４７５７．６号及び２０１３年３月１５日出願の欧州特許出願第１３１５９５７５．３号の優先権及び利益を主張する。これらの出願の内容全体は、参照により本明細書に組み入れる。
【０００２】
本発明は、イオン撮像方法、質量分析方法、及び質量分析計に関する。
【背景技術】
【０００３】
一連の質量スペクトルデータが試料にわたって取得されるイオン撮像方法を実施することが知られている。
【０００４】
米国特許第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）は、目的とするエリアが決定され得るように第１の粗全エリアスキャンが取得され、次の第１のスキャン取得が、境界を見つけるための勾配探索を定義し、その後、高解像度でこれらのエリアのその後の取得を行うことによって実施される仕組みを開示する。
【０００５】
米国特許出願公開第２００４／０１８３００９号（Ｒｅｉｌｌｙ）（特許文献２）は、レーザーステアリングアセンブリを有するＭＡＬＤＩ質量分析計を開示する。
【０００６】
特開２００７−２２５２８５号（Ｓｈｕｉｃｈｉ）（特許文献３）は、ＭＡＬＤＩイオン源を用いた二次元質量配信画像を生成する方法を開示する。
【０００７】
特開２００７−２５７８５１号（Ｓｈｕｉｃｈｉ）（特許文献４）は、ＭＡＬＤＩイオン源を用いて高空間解像度で詳細な二次元物質分布を測定することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０１８３００９号（Ｒｅｉｌｌｙ）
【特許文献３】特開２００７−２２５２８５号（Ｓｈｕｉｃｈｉ）
【特許文献４】特開２００７−２５７８５１号（Ｓｈｕｉｃｈｉ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
改善されたイオン撮像方法を提供することが所望される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に従い、
第１の解像度で試料を走査して第１の画素位置に関連する第１の質量スペクトルデータを取得することと、
第１の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定することと、を含み、第１の質量スペクトルデータがその条件を満たすと決定された場合、
（ｉ）第２の質量スペクトルデータが、第１の解像度よりも高い第２の解像度で取得されるように、第１の画素位置に実質的に隣接する第２の画素位置に関連する前記第２の質量スペクトルデータを、取得することに切り替えることと、
（ｉｉ）第２の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定することと、をさらに含み、第２の質量スペクトルデータが条件を満たすと決定された場合、第３の質量スペクトルデータが第２の解像度で取得されるように、第１または第２の画素位置に実質的に隣接する第３の画素位置に関連する第３の質量スペクトルデータを取得することをさらに含み、第２または第３の質量スペクトルデータが条件を満たさないと決定され、かつ好ましくは、試料領域が調査された場合、好ましくは、第１の解像度で試料を走査することに切り替えて戻ることをさらに含むイオン撮像方法が提供される。
【００１１】
米国特許第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）の図９〜１１は、標的エリアが撮像されるエリアにわたって不規則に分布される仕組みを開示する。第１の撮像スキャンが、標的エリアのそれぞれを連続して照射することによって低解像度で実施される。
【００１２】
次に、一度取得された全ての低解像度データが、目的とする１つ以上のエリアを識別するために分析される。次に、高解像度の標的領域が、その目的とするエリア内に配置され、米国第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）の図１１に示されるように目的とするエリアを満たすように配置される。
【００１３】
本発明が最初に第１の（低）空間解像度で試料を走査し始めることに留意されたい。目的とするイオンが存在すると決定された場合、本発明は、隣接する画素位置、ひいては第２のより高い空間解像度での質量スペクトルデータの取得に切り替える。本工程は、より高い空間解像度で取得された質量スペクトルデータが、もはや目的とするイオンを含んでいないことが決定されるまで続行する。この時点で、イオン撮像方法は、第１の低空間解像度で質量スペクトルデータを取得し続けることに切り替えて戻る。
【００１４】
米国第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）に開示されたアプローチが、隣接する画素位置での高解像度データの取得に切り替わることによって低解像度質量スペクトルデータを取得する工程を中断せず、質量スペクトルデータがもはや目的とするイオンを含んでいない場合に低解像度データの取得に切り替えて戻ることも開示しないことが明らかなはずである。対照的に、米国第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）に開示されたアプローチは、試料全体にわたって低解像度データを取得し、そのときになるとそのデータを後処理して目的とする領域を識別し、その時点で目的とする識別された領域についての第２のより高い解像度データが取得される。
【００１５】
本発明の利点は、低解像度で取得した質量スペクトルデータが、特定の画素位置における質量スペクトルデータが目的とするものでないと決定された場合に、直ちに廃棄され得ることである。対照的に、米国第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）に開示されたアプローチでは、目的とする領域を決定するために後処理できるように、低解像度走査中に取得される全ての質量スペクトルデータが保持される必要がある。したがって、従来のアプローチが、場合によっては莫大な量の質量スペクトルデータの保持及び後処理を必要とすることが明らかである。
【００１６】
対照的に、本発明は、保持及び処理される質量スペクトルデータの量を著しく低減することができる。
【００１７】
したがって、本発明に従うアプローチは、米国第７６５５４７６号（Ｂｕｉ）（特許文献１）に開示されたアプローチに比べて特に有利である。
【００１８】
データセットを減らして関連情報だけを含むようにすることによって取得時間を低減するために、特定の画素位置で取得された質量スペクトルが、取得中に目的とする情報を含んでいるか否かを決定する新しい方法が開示される。
【００１９】
既知の質量電荷比及び／またはイオン移動度を有するイオン用の組織切片を選別するとき、目的とするイオン（複数可）の局所性を識別することが目標である。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、目的とするイオンが存在する質量スペクトルのみが何らかの関連性がある。好ましくは、機器は、目的とするイオンの強度が、定義された閾値レベルまたは他の所定の条件を超える画素位置を見つけるまで、組織試料上で低解像度ラスタースキャンを実施するように構成される。この時点で、好ましくは、機器は、目的とするイオンの強度が閾値を下回るレベルまで落ちるポイントまで隣接する画素からスペクトルを取得する高解像度取得に戻る。取得パターンを決定する工程は、フラッドフィル法または局所探索法を含み得る。
【００２１】
一旦全ての隣接する画素が閾値を下回るイオン強度を有すると決定されると、好ましくは、機器は、目的とするイオンが閾値を超える強度を有する次の位置まで粗低解像度ラスタースキャンに戻り、その時点で、好ましくは、この工程が繰り返される。
【００２２】
標的とする分析のための取得率を向上させる他の方法は、より高い解像度撮像モードに切り替えて目的とする識別された領域を調査する前に、低解像度撮像パターンを用いて、より高い解像度で分析されるエリアの輪郭を決定することに依存する。
【００２３】
イオン撮像データセットのサイズは、処理時間を長くし、さらなる処理のためのデータ転送までの時間を長くし得る。本発明に従う様式で、関連情報を実際に含むスペクトルだけにまでデータサイズを低減させることにより、データセットを扱う時間を著しく低減し、特定のイオンのために精査され得るイオン画像を生成することができる。
【００２４】
関連性のあるスペクトルと見なされるものの条件付き決定は、目的とする特定のイオンの局所性ではなく目的とする領域を決定するために使用され得る。これは、ユーザではなく機器が実験の範囲を画定することを可能にする。
【００２５】
好ましい方法がデータ指向的様式で目的とする領域を決定するため、組織画像、取得前にユーザによって画定された目的とする領域、及び機器のステージ位置間の共同登録の正確度が、あまり問題視されなくなる。
【００２６】
質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定するステップは、質量スペクトルデータが、（ｉ）閾値を超える強度を有するイオン、（ｉｉ）目的とする１つ以上の質量電荷比を有するイオン、（ｉｉｉ）目的とする１つ以上の質量電荷比と閾値を超える強度とを有するイオン、（ｉｖ）目的とする１つ以上のイオン移動度を有するイオン、または（ｖ）目的とする１つ以上のイオン移動度と閾値を超える強度を有するイオンを含むか否かを決定することを含む。
【００２７】
第１の解像度で質量スペクトルデータを取得するステップは、好ましくは、試料のラスタースキャンを実施することを含む。
【００２８】
第１の解像度で質量スペクトルデータを取得するステップは、試料のランダムスキャン、フラッドフィル、局所探索、スキャンライン、または木探索を実施することを含み得る。
【００２９】
第２の解像度で質量スペクトルデータを取得するステップは、好ましくは、取得パターンを実施することを含む。
【００３０】
取得パターンを実施するステップは、好ましくは、試料のランダムスキャン、フラッドフィル、局所探索、スキャンライン、または木探索を実施することを含む。
【００３１】
取得パターンを実施するステップは、好ましくは、マップアウトして目的とする１つ以上の領域から質量スペクトルデータを取得することを含む。
【００３２】
方法は、好ましくは、目的とする１つ以上の領域内の目的とする特定のイオンの位置を決定することをさらに含む。
【００３３】
目的とする特定のイオンの位置を決定するステップは、好ましくは、試料内に薬物、代謝産物、化学物質、または生物学的物質の位置を決定することを含む。
【００３４】
本発明の別の態様に従い、上記のようなイオン撮像方法を含む質量分析方法が提供される。
【００３５】
本発明の別の態様に従い、
（ｉ）第１の解像度で試料を走査して第１の画素位置に関連する第１の質量スペクトルデータを取得し、
（ｉｉ）第１の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定するように配置かつ適合され、第１の質量スペクトルデータがその条件を満たすと決定された場合、
（ｉｉｉ）第２の質量スペクトルデータが、第１の解像度よりも高い第２の解像度で取得されるように、第１の画素位置に実質的に隣接する第２の画素位置に関連する第２の質量スペクトルデータを取得するように切り替え、
（ｉｖ）第２の質量スペクトルデータが条件を満たすか否かを決定するようにさらに配置かつ適合され、第２の質量スペクトルデータが条件を満たすと決定された場合、第３の質量スペクトルデータが第２の解像度で取得されるように、第１または第２の画素位置に実質的に隣接する第３の画素位置に関連する第３の質量スペクトルデータを取得するように配置かつ適合され、第２または第３の質量スペクトルデータが条件を満たさないと決定され、かつ好ましくは試料領域が調査された場合、好ましくは、第１の解像度で試料を走査することに切り替えて戻るように配置かつ適合される制御システムを備える、質量分析計が提供される。
【００３６】
本発明の別の態様に従い、
第１の空間解像度で質量スペクトルデータを取得することと、
目的とする１つ以上のイオンが存在すると決定された場合に、第２のより高い空間解像度で質量スペクトルデータを取得することに切り替え、その後、マップアウトして第２の空間解像度で目的とする領域に関連する質量スペクトルデータを取得することと、
第１の空間解像度で質量スペクトルデータを取得することに切り替えて戻ることと、を含むイオン撮像方法が提供される。
【００３７】
本発明の別の態様に従い、
（ｉ）第１の空間解像度で質量スペクトルデータを取得し、
（ｉｉ）目的とする１つ以上のイオンが存在すると決定された場合に、第２のより高い空間解像度で質量スペクトルデータを取得するように切り替え、その後、マップアウトして第２の空間解像度で目的とする領域に関連する質量スペクトルデータを取得し、かつ
（ｉｉｉ）その後、第１の空間解像度で質量スペクトルデータを取得することに切り替えて戻るように配置かつ適合された制御システムを備える質量分析計が提供される。
【００３８】
実施形態に従い、否定的な結果のスペクトルまたは条件を満たさない第１の質量スペクトルデータは、廃棄され得る。あるいは、否定的な結果のスペクトルまたは条件を満たさない第１の質量スペクトルデータは、将来の取得後分析及び／または確認のために記憶され得る。
【００３９】
実施形態では、否定的な結果のスペクトルを廃棄するか、または取得後分析のために否定的な結果のスペクトルを記憶させるか否かの決定が下され得ることが企図される。
【００４０】
実施形態に従い、質量分析計は、
（ａ）（ｉ）エレクトロスプレーイオン化（「ＥＳＩ」）イオン源、（ｉｉ）大気圧光イオン化（「ＡＰＰＩ」）イオン源、（ｉｉｉ）大気圧化学イオン化（「ＡＰＣＩ」）イオン源、（ｉｖ）マトリックス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源、（ｖ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｖｉ）大気圧イオン化（「ＡＰＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）シリコン上脱離イオン化（「ＤＩＯＳ」）イオン源、（ｖｉｉｉ）電子衝撃（「ＥＩ」）イオン源、（ｉｘ）化学イオン化（「ＣＩ」）イオン源、（ｘ）電界イオン化（“ＦＩ”）イオン源、（ｘｉ）電界脱離（「ＦＤ」）イオン源、（ｘｉｉ）誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン源、（ｘｉｖ）液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン源、（ｘｖ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉ）ニッケル６３放射性イオン源、（ｘｖｉｉ）大気圧マトリックス支援レーザー脱離イオン化イオン源、（ｘｖｉｉｉ）サーモスプレーイオン源、（ｘｉｘ）大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン源、（ｘｘ）グロー放電（「ＧＤ」）イオン源、（ｘｘｉ）インパクタイオン源、（ｘｘｉｉ）リアルタイムでのダイレクト分析（「ＤＡＲＴ」）イオン源、（ｘｘｉｉｉ）レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）イオン源、（ｘｘｉｖ）ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）イオン源、（ｘｘｖ）マトリクス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）イオン源、（ｘｘｖｉ）溶剤支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）イオン源、（ｘｘｖｉｉ）脱着エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン源、及び（ｘｘｖｉｉｉ）レーザー除去エレクトロスプレーイオン化（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源からなる群から選択されたイオン源、ならびに／あるいは
（ｂ）１つ以上の連続またはパルスイオン源、ならびに／あるいは
（ｃ）１つ以上のイオンガイド、ならびに／あるいは
（ｄ）１つ以上のイオン移動度分離器及び／または１つ以上の電場非対称イオン移動度計装置、ならびに／あるいは
（ｅ）１つ以上のイオントラップまたは１つ以上のイオントラップ領域、ならびに／あるいは
（ｆ）（ｉ）衝突誘発解離（「ＣＩＤ」）断片化装置、（ｉｉ）表面誘発解離（「ＳＩＤ」）断片化装置、（ｉｉｉ）電子移動解離（「ＥＴＤ」）断片化装置、（ｉｖ）電子捕獲解離（「ＥＣＤ」）断片化装置、（ｖ）電子衝突または衝撃解離断片化装置、（ｖｉ）光誘発解離（「ＰＩＤ」）断片化装置、（ｖｉｉ）レーザー誘発解離断片化装置、（ｖｉｉｉ）赤外線照射誘発解離装置、（ｉｘ）紫外線照射誘発解離装置、（ｘ）ノズルスキマーインターフェース断片化装置、（ｘｉ）インソース断片化装置、（ｘｉｉ）インソース衝突誘発解離断片化装置、（ｘｉｉｉ）熱源または温度源断片化装置、（ｘｉｖ）電場誘発断片化装置、（ｘｖ）磁場誘導断片化装置、（ｘｖｉ）酵素消化または酵素分解断片化装置、（ｘｖｉｉ）イオン−イオン反応断片化装置、（ｘｖｉｉｉ）イオン−分子反応断片化装置、（ｘｉｘ）イオン−原子反応断片化装置、（ｘｘ）イオン−準安定イオン反応断片化装置、（ｘｘｉ）イオン−準安定分子反応断片化装置、（ｘｘｉｉ）イオン−準安定原子反応断片化装置、（ｘｘｉｉｉ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−イオン反応装置、（ｘｘｉｖ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−分子反応装置、（ｘｘｖ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−原子反応装置、（ｘｘｖｉ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−準安定イオン反応装置、（ｘｘｖｉｉ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−準安定分子反応装置、（ｘｘｖｉｉｉ）付加または生成イオンを形成するようにイオンを反応させるためのイオン−準安定原子反応装置、及び（ｘｘｉｘ）電子イオン化解離（「ＥＩＤ」）断片化装置からなる群から選択された１つ以上の衝突、断片化、または反応セル、ならびに／あるいは
（ｇ）（ｉ）四重極型質量分析器、（ｉｉ）２Ｄまたは線形四重極型質量分析器、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極型質量分析器、（ｉｖ）ペニングトラップ質量分析器、（ｖ）イオントラップ質量分析器、（ｖｉ）磁場型質量分析器、（ｖｉｉ）イオンサイクロトロン共鳴（「ＩＣＲ」）質量分析器、（ｖｉｉｉ）フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（「ＦＴＩＣＲ」）質量分析器、（ｉｘ）クアドロ対数関数的潜在的分布を有する静電場を生成するように配置された静電質量分析器、（ｘ）フーリエ変換静電質量分析器、（ｘｉ）フーリエ変換質量分析器、（ｘｉｉ）飛行時間型質量分析器、（ｘｉｉｉ）直交加速飛行時間型質量分析器、及び（ｘｉｖ）線形加速飛行時間型質量分析器からなる群から選択された質量分析器、ならびに／あるいは
（ｈ）１つ以上のエネルギー分析器または静電エネルギー分析器、ならびに／あるいは
（ｉ）１つ以上のイオン検出器、ならびに／あるいは
（ｊ）（ｉ）四重極型質量フィルタ、（ｉｉ）２Ｄまたは線形四重極型イオントラップ、（ｉｉｉ）ポールまたは３Ｄ四重極型イオントラップ、（ｉｖ）ペニングイオントラップ、（ｖ）イオントラップ、（ｖｉ）磁場型質量フィルタ、（ｖｉｉ）飛行時間型質量フィルタ、（ｖｉｉｉ）ウィーンフィルタからなる群から選択された１つ以上の質量フィルタ、ならびに／あるいは
（ｋ）イオンにパルスを発するための装置またはイオンゲート、ならびに／あるいは
（ｌ）実質的に連続的なイオンビームをパルスイオンビームに変換するための装置をさらに備える。
【００４１】
質量分析計は、
（ｉ）Ｃトラップ、及びクアドロ対数関数的潜在的分布を用いて静電場を形成する外側の樽形電極と、同軸内側の紡錘形電極とを有する質量分析器であって、第１の操作モードでは、イオンが、Ｃトラップへ送られ、次に質量分析器内へ注入され、第２の操作モードでは、イオンが、Ｃトラップへ送られ、次に衝突セルまたは電子移動解離装置へ送られ、少なくともいくつかのイオンが、断片イオンに断片化され、次にその断片イオンが、質量分析器内へ注入される前に、Ｃトラップへ送られる、Ｃトラップ及び質量分析器、ならびに／あるいは
（ｉｉ）使用中にイオンが送られる開口部を各々有する、複数の電極を備える積層リングイオンガイドであって、電極の間隔がイオン経路の長さに沿って増加し、イオンガイドの上流区画内の電極の開口部が、第１の直径を有し、イオンガイドの下流区画内の電極の開口部が、第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、ＡＣまたはＲＦ電圧の逆位相が、使用中に、連続的な電極に印加される、積層リングイオン、のいずれかをさらに備える。
【００４２】
実施形態に従い、質量分析計は、ＡＣまたはＲＦ電圧を電極に供給するように配置かつ適合される装置をさらに備える。ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは、（ｉ）最大値−最小値：５０Ｖ未満、（ｉｉ）最大値−最小値：５０〜１００Ｖ、（ｉｉｉ）最大値−最小値：１００〜１５０Ｖ、（ｉｖ）最大値−最小値：１５０〜２００Ｖ、（ｖ）最大値−最小値：２００〜２５０Ｖ、（ｖｉ）最大値−最小値：２５０〜３００Ｖ、（ｖｉｉ）最大値−最小値：３００〜３５０Ｖ、（ｖｉｉｉ）最大値−最小値：３５０〜４００Ｖ、（ｉｘ）最大値−最小値：４００〜４５０Ｖ、（ｘ）最大値−最小値：４５０〜５００Ｖ、及び（ｘｉ）最大値−最小値：５００Ｖ超からなる群から選択される振幅を有する。
【００４３】
ＡＣまたはＲＦ電圧は、好ましくは、（ｉ）１００ｋＨｚ未満、（ｉｉ）１００〜２００ｋＨｚ、（ｉｉｉ）２００〜３００ｋＨｚ、（ｉｖ）３００〜４００ｋＨｚ、（ｖ）４００〜５００ｋＨｚ、（ｖｉ）０．５〜１．０ＭＨｚ、（ｖｉｉ）１．０〜１．５ＭＨｚ、（ｖｉｉｉ）１．５〜２．０ＭＨｚ、（ｉｘ）２．０〜２．５ＭＨｚ、（ｘ）２．５〜３．０ＭＨｚ、（ｘｉ）３．０〜３．５ＭＨｚ、（ｘｉｉ）３．５〜４．０ＭＨｚ、（ｘｉｉｉ）４．０〜４．５ＭＨｚ、（ｘｉｖ）４．５〜５．０ＭＨｚ、（ｘｖ）５．０〜５．５ＭＨｚ、（ｘｖｉ）５．５〜６．０ＭＨｚ、（ｘｖｉｉ）６．０〜６．５ＭＨｚ、（ｘｖｉｉｉ）６．５〜７．０ＭＨｚ、（ｘｉｘ）７．０〜７．５ＭＨｚ、（ｘｘ）７．５〜８．０ＭＨｚ、（ｘｘｉ）８．０〜８．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｉ）８．５〜９．０ＭＨｚ、（ｘｘｉｉｉ）９．０〜９．５ＭＨｚ、（ｘｘｉｖ）９．５〜１０．０ＭＨｚ、及び（ｘｘｖ）１０．０ＭＨｚ超からなる群から選択される周波数を有する。
【００４４】
また、質量分析計は、イオン源の上流にクロマトグラフィーまたは他の分離装置を含み得る。実施形態に従い、クロマトグラフィー分離装置は、液体クロマトグラフィーまたは気体クロマトグラフィー装置を含む。別の実施形態に従い、分離装置は、（ｉ）キャピラリ電気泳動（「ＣＥ」）分離装置、（ｉｉ）キャピラリ電気クロマトグラフィー（「ＣＥＣ」）分離装置、（ｉｉｉ）かなり堅いセラミック系多層マイクロ流体基板（「セラミックタイル」）分離装置、または（ｉｖ）超臨界流体クロマトグラフィー分離装置を含み得る。
【００４５】
イオンガイドは、好ましくは、（ｉ）０．０００１ｍｂａｒ未満、（ｉｉ）０．０００１〜０．００１ｍｂａｒ、（ｉｉｉ）０．００１〜０．０１ｍｂａｒ、（ｉｖ）０．０１〜０．１ｍｂａｒ、（ｖ）０．１〜１ｍｂａｒ、（ｖｉ）１〜１０ｍｂａｒ、（ｖｉ）１０〜１００ｍｂａｒ、（ｖｉｉｉ）１００〜１０００ｍｂａｒ、及び（ｉｘ）１０００ｍｂａｒ超からなる群から選択された圧力において維持される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本発明の様々な実施形態を、ほんの一例として、添付の図面を参照して、これから説明する。
【００４７】
【図１】好ましい実施形態に従ったデータ指向性検索アプローチを示す。
【図２】実装された試料と第１の画素とを備えた試料プレートの画像を示す。
【図３】目的とする領域のための粗ラスター探索のポイント進行によるポイントの画素を示す、実装された試料を備えた試料プレートの画像を示す。
【図４】粗探索が目的とするポイントを配置し、その位置とＭＳデータを記憶したとき時点における試料プレートの画像を示す。
【図５】高解像度撮像を実施し、ＭＳデータを記憶しながら隣接する画素の精査を開始するように切り替える機器を示す。
【図６】目的とする領域のエッジ位置を決定し、探索基準を満たすＭＳデータを保持し、そうでないデータを廃棄しながら、その輪郭の周囲に進んでいる機器を示す。
【図７】画定される目的とする位置付けられた領域の境界を示す。
【図８】精査される境界内の領域を示す。
【図９】目的とする別の領域が識別されるまで、さらにＭＳデータを廃棄する粗走査モードに戻る機器を示す。
【図１０】目的とする第２の領域を識別し、その目的とする第２の領域の範囲を決定することを開始した後、２回目用の高解像度モードに戻る機器を示す。
【図１１】目的とする第２の領域の分析を完了する機器を示す。
【図１２】完全な試料が分析されるまで、粗走査に戻る機器を示す。
【図１３】目的とする２つの領域に関連する質量スペクトルデータを含む記憶されたデータセットを示す。
【図１４】目的とする２つの領域内の特に目的とする特定のイオンの局在性を決定するために精査中の記憶されたデータセットを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明の好ましい実施形態をこれから説明する。
【００４９】
イオン撮像実験を実施するとき、生成されたデータの量は、処理を遅くするほど過剰であり得る。本発明の好ましい実施形態に従い、好ましくは、データ指向性アプローチが、取得されたスペクトルが関連するスペクトルコンテンツを含むか否かを決定することによって、分析下の画素が目的とする領域にあるか否かを決定し、機器の動作を指示して取得時間とデータセットサイズを著しく低減するために使用される。
【００５０】
記憶されたデータと高解像度で分析された試料のエリアを、質量スペクトルデータが所与の強度閾値を超える目的とする標的イオンを実際に含む領域に限定し、低解像度モードで試料の全体を調査することによって、試料が精査され得、関連情報が、試料全体を十分に分析するために要したわずかな時間の数分の一内に取得される。画素が関連するか否かを決定するために使用される単純なイオン閾値条件に加えて、他の条件も適用し得る。
【００５１】
以下に説明する好ましい方法では、好ましくは、イオン撮像取得が、「探索」モードにおいて機器を用いて開始する。その最も単純な形態では、機器は、低解像度の、すなわち各画素間の距離が比較的大きい（ユーザ定義）グリッドパターンにおいて分布した画素からデータを取得する。好ましくは、各画素においてＭＡＬＤＩ取得が取得され、好ましくは、その結果のデータが、設定された閾値または他の所定の基準を超える標的とする所定のイオン質量電荷比の存在について分析される。基準が満たされない場合、好ましくは、その質量スペクトルデータが廃棄され、好ましくは、機器が次の画素に移動する、等である。質量スペクトルデータが、基準を満たす画素に一旦遭遇すると、好ましくは、機器は、画素間がより小さな（ユーザ定義）ピッチのすぐ周辺の画素の高解像度精査に切り替える。各取得後、好ましくは、そのデータは、基準が満たされたか否かを決定するために調査される。基準を満たす場合は、次の画素が分析される、等である。基準を満たさない場合、機器は、そのスペクトルを廃棄し、代替の近隣の位置に移動する前に、前の画素に戻る。このようにして、標的とするイオンを含む領域の範囲が決定され得る。
【００５２】
目的とする領域の境界が一旦画定されると、その領域の内部エリアは、同様な方法で精査され得、好ましくは、その領域内の高解像度撮像データが収集される。
【００５３】
その領域が完全に分析された後、好ましくは、機器は、基準を満たす次の画素が位置付けられるまで「探索」モードに戻る。
【００５４】
好ましくは、本工程は、試料が十分に調査されるまで繰り返される。
【００５５】
ペプチド質量フィンガープリンティング及びＭＯＷＳＥスコア、主成分分析（ＰＣＡ）、及び複数の質量電荷比イオンの存在（二者択一、または存在する全てのイオンのための要件として）を含む他の定義済み基準が、機器を方向付けるために使用され得る。
【００５６】
実施形態に従い、「探索」モードの間にトレースされたパターンは、単純なラスターである必要はなく、ランダムウォークまたは他のパターンを含み得る。
【００５７】
高解像度取得に用いられる方法は、画像内の境界を画定する局所探索法を含み得る。
【００５８】
試料ステージの移動を指向するデータ指向性探索アプローチを用いることにより、取得時間と取得されたデータセットのサイズが低減される。
【００５９】
撮像されるエリアを画定した後の実験的ワークフロー、粗調査走査のピッチ、及び画素高解像度は、図１に示すように概要が示される。
【００６０】
本アプローチは、ＭＡＬＤＩ質量分析計上で取得されたデータに適用され得る。
【００６１】
目的とするものであると識別された画素の全スペクトル含有量を保持することによって、他の共局在的種が分析され得る。
【００６２】
図２は、実装された試料を備えた試料プレートの画像を示す。分析されるエリアは、プレート及び目的とする実際の領域の全てのエリアがダークシェーディングで示される。第１の初期画素が示される。
【００６３】
図３は、試料プレートの画像と、目的とする領域のための粗ラスター探索のポイント進行によるポイントの画素とを示す。ＭＳスペクトルは、探索基準を満たさないため、廃棄される。
【００６４】
図４は、粗探索が目的とする領域を配置し、機器がその位置とＭＳデータを記憶した時点のポイントを示す試料プレートの画像を示す。
【００６５】
図５は、高解像度撮像を実施し、ＭＳデータを記憶しながら隣接する画素の精査を開始するように切り替える機器を示す。
【００６６】
図６は、目的とする領域のエッジ位置を決定し、探索基準を満たすＭＳデータを保持し、そうでないデータを廃棄しながら、その輪郭の周囲に進んでいる機器を示す。
【００６７】
図７は、画定される目的とする最初に位置付けられた領域の境界を示す。
【００６８】
図８は、精査される境界内のエリアを示す。
【００６９】
図９は、目的とする第２の領域が識別されるまで、粗走査の実施に戻り、ＭＳデータを廃棄する機器を示す。
【００７０】
図１０は、高解像度モードに戻り、目的とする第２の領域の範囲を決定する機器を示す。
【００７１】
図１１は、目的とする第２の領域の分析を完了する機器を示す。
【００７２】
図１２は、完全な試料が分析されるまで、粗走査に戻る機器を示す。
【００７３】
図１３は、目的とする領域に関連する質量スペクトルデータだけを含む記憶されたデータセットを示す。
【００７４】
図１４は、目的とするイオンの局在性を決定するために精査中の記憶されたデータセットを示す。
【００７５】
様々な代替実施形態が企図される。
【００７６】
データセットは、ＭＳ撮像データ、ＭＳ／ＭＳ撮像データ、またはイオン移動度分離ＭＳまたはＭＳ／ＭＳ撮像データを含み得る。
【００７７】
スペクトルを記憶するための条件は、特定の質量電荷比を有するイオンの単純閾値強度、または多くの所定の質量電荷比強度閾値を含み得る。また、好ましい方法は、スペクトルが関連するスペクトルか、またはデータベース探索を実施すべきか（例えばＭＯＷＳＥスコアを決定するＭＡＳＣＯＴ）を決定する主成分分析（ＰＣＡ）を採用してもよい。
【００７８】
粗探索パターンによって精査されたエリアは、ユーザによって事前に画定され得るか、または試料プレートの全エリアを含み得る。
【００７９】
高解像度分析は、フラッドフィルまたはスキャンラインフィルタイプのステージの移動を含むいくつかのパターン方法のうちの１つに従い得る。他の局所探索または木探索アプローチもまた、採用され得る。同様に、粗探索は、低解像度での同様なパターン探索に従い得る。
【００８０】
好ましい実施形態に従う出力は、ＭＳデータと重要であると決定された画素の画素座標とを保持する、または重要であると決定される画素座標と関連するスペクトル（またはＩＭＳ  ＭＳ）までデータを低減しながら、イオン画像の座標を画定するプレースホルダーと、非関連画素位置からスペクトルコンテンツの除去とを含み得る。
【００８１】
本技術は、精査のための特定の組織または目的とする領域を識別し、例えば、組織セクションのイオン画像における特定の臓器の局所性を識別し、次にその特定の臓器内の薬剤または代謝産物の局在性を決定するために適用され得る。
【００８２】
実施形態に従い、否定的な結果のスペクトルまたは条件を満たさない第１の質量スペクトルデータは、廃棄され得る。あるいは、否定的な結果のスペクトルまたは条件を満たさない第１の質量スペクトルデータは、将来の取得後分析及び／または確認のために記憶され得る。
【００８３】
実施形態では、否定的な結果のスペクトルを廃棄するか、または取得後分析のために否定的な結果のスペクトルを記憶させるか否かの決定が下され得ることが企図される。
【００８４】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されるが、当業者は、添付の請求項に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、形態及び詳細の多様な変更が行われてもよいことを理解するであろう。
【要約】
第１解像度で試料を走査して第１画素位置に関する第１質量スペクトルデータを取得することを含むイオン撮像方法。第１質量スペクトルデータが条件を満たすかが決定され、第１質量スペクトルデータが条件を満たすと決定された場合方法は第２質量スペクトルデータが、第１解像度より高い第２解像度で取得されるよう、第１画素位置に隣接する第２画素位置に関する第２質量スペクトルデータを取得することに切り替えることと、第２質量スペクトルデータが条件を満たすかを決定することとを更に含み、第２質量スペクトルデータが条件を満たすと決定された場合方法は第３質量スペクトルが第２解像度で取得されるよう、第１又は第２画素位置に隣接する第３画素位置に関する第３質量スペクトルデータを取得することを更に含み、第２又は第３質量スペクトルデータが条件を満たさないと決定された場合方法は第１解像度で試料を走査することに切り替えて戻ることを更に含む。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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