[发明专利]通过质谱成像表征样品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用质谱成像表征样品的方法。更具体地，本发明提出通过质谱法获得的成像数据用于提取和测定与样品中一种或多种离子的分布相关的形态测定数据和/或纹理数据的用途。本发明还提出这种形态测定数据和/或纹理数据用于鉴定和/或选择样品中一种或多种目标分子的用途。

一般来说，本发明可用于其中样品或样品中的化合物的表征是有用的/必要的任何领域。例如，本发明可用于药学领域中用于在不同生物组织中鉴定分子标记物，或用于医学诊断的领域，从而鉴定样品中组织的类型和/或细胞的类型。此外，本发明可用于质量控制领域，以检查部分实际上具有期望的特性。

背景技术

质谱法是一种广泛已知并且在化学和生物化学分析中用于检测和鉴定样品中的目标分子的技术。近年来，已经开发了通过质谱法的分子成像，这提供了直接在样品中观察目标分子的分布的可能性。质谱成像(MSI)集合了使用电离源的所有成像技术，这提供了定位来自样品的分子离子的可能性。可以提及多种电离源，如激光，离子，气体，液体，溶剂，等离子体(单独或组合的源)，微波，电子，它们可以用在成像模式中，如DESI(“解吸电喷雾电离”)，LAESI(“激光消融电喷雾电离”)，MALDI(“基质辅助激光解吸电离”)，SIMS(“次级离子质谱分析法”)，MALDESI(“基质辅助激光解吸电喷雾电离”)和LESA(“液体提取表面分析”)，ICP-MSI(电感耦合等离子体质谱成像)。

通过质谱法的成像目前主要用于生物组织的分析。事实上，可以利用MSI直接研究组织的分子组成或组织的切片的分子组成，而无需通过荧光标记且不具有任何放射性。此外，因为其特异性，MSI提供了在样品上直接辨别和鉴定所检测的离子的可能性。因此，现在通常利用MSI来研究或搜索目标生物样品中的内源性分子标记物。更具体地，通过将离子或其质量对电荷比(m/z)作为目标，可以直接分析已知分子的分布。也可以使用统计工具，尤其是ACP(主成分分析)、PLSA、T-检验、ANOVA或其它工具，以比较至少两个目标区域，并由此鉴定对于这些区域中的一个或另一个区域来说特异性的一种或多种分子(J.Stauber等,蛋白质组研究杂志(J Proteome Res),2008.7(3):p.969-78；D.Bonnel等,分析和生物分析化学(Anal Bioanal Chem),2011)。在样品的图像的光谱的分析中使用分割方法也是已知的，以根据所述样品的离子的强度将光谱分类。因此，根据所检测的组织学区域的分子强度属性(profile)，知道生物组织的表征(T.Alexandrov等,癌症研究和临床肿瘤学杂志(J Cancer Res ClinOncol),2012.139(1):p.85-95；T.Alexandrov等,蛋白质组学杂志(J Proteomics),2011.75(1):p.237-45)。于是可以根据组织的完整分子属性而不再仅根据少量标记物的光谱属性来将组织分类。

然而，所有MSI数据分析方法目前都基于与m/z比相关的强度值的研究。更具体地，在通过MSI获取样品的图像期间，利用来自电离源的束分析所述样品以在样品的每个点中记录对应于所检测的离子的平均光谱。所记录的数据的整体表现为具有每个记录值的坐标的矩阵，一种在一列上含有不同m/z比且在第二列中含有相应强度的光谱。随后，对于与特定化合物对应的特定离子(即，给定的m/z比)来说，该离子的强度的测定(或峰的面积的积分)提供了利用图像重建软件包，通过将具有记录坐标的峰的强度考虑在内并通过向每个点分派具有限定的颜色和/或颜色强度的像素，获得该离子的分布(并因此获得相应的化合物)的可能性。可选地，还已知如何将电离源散焦以在单次射击中分析全部或部分样品。然后利用位置检测器获得定位(Luxembourg等,分析化学(Anal.Chem)2004)。

然而，不能辨别具有相同属性或光谱特征的两种生物样品，即使它们显示出不同的组织和/或细胞构造。于是需要将通过MSI的分析与另一种用于分析样品的方法如染色(免疫组织化学，组织射线照相术等)组合，以例如鉴定在两种样品的组织构造中的差异。

发明内容

本发明提出通过质谱法成像常规获得的样品的成像数据(即，位置，m/z比，强度)的用途，其中不再仅考虑与所述样品的离子相关的强度值，也考虑样品中所述离子的空间布置和表征所述空间布置的测量结果。