质量分析数据处理方法和质量分析数据处理设备技术

一种质量分析数据处理方法和质量分析数据处理设备，高效地处理通过成像质量分析收集到的大量数据，从而以分析操作员能够直观理解的形式呈现对分析试样的组织结构有意义的信息。对试样上的各像素，列出与质谱中的最大强度MI(i)相对应的质荷比m/z(i)，并提取所有像素的最大强度中的最大值MII。定义与0～MII范围内的强度值相对应的色标。将各像素的最大强度MI与色标进行比较以对该像素分配颜色。创建并显示像素以各自的颜色示出的映射图像。同时，以峰颜色对应于映射图像上的像素颜色的方式创建表示所有像素的MI(i)和m/z(i)之间关系的频谱。映射图像示出试样的组织结构。通过比较该图像和频谱，可识别出试样中值得注意的物质的m/z。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于分析质谱成像数据的质量分析数据处理方法和质量分析数据处理设备，所述质谱成像数据是通过对试样的二维区域中的多个微小区域进行质量分析而收集到的。
技术介绍
为了观察诸如生物组织等的试样的形态并同时测量存在于该试样的指定区域中的分子的分布，已经研发了被称为质谱显微镜或成像质谱仪的设备(参见以下参考文献 1-5及其它文献)。这些设备不需要对试样进行研磨或粉碎，因此能够在几乎完全地维持试样的原始形态的情况下获得包括在试样上基于显微观察所指定的任何区域中的、具有特定质荷比m/z的离子的分布图像(或映射图像)。期望使用这些设备来获得例如活细胞中包含的蛋白质的分布信息，尤其是在生物化学、医疗护理或药物化学的领域及其它领域中。参考文献1 日本特开2007-66533号公报；参考文献2 日本特开2007-157353号公报；参考文献3 日本特开2007-257851号公报；参考文献 4 :Kiyoshi Ogawa et al. , “Kenbi Shitsuryo Bunseki Sochi no Kaihatsu,，，( "Research and Development of Mass Microscope，，)Shimadzu Review, Shimadzu Corporation, Mar. 31, 2006, vol. 62, nos. 34, pp. 125-135 ；以及参考文献 5 :Takahiro Harada et al. , “Kenbi Shitsuryo Bunseki Sochi ni yoru Seitai Soshiki Bunseki,“ ( "Biological Tissue Analysis using Mass Microscope，，)Shimadzu Review, Shimadzu Corporation, Apr.24,2008, vol. 64, nos. 34, pp.139-146。对于分析操作员而言，能够轻易地掌握所期望的关于试样的信息，例如作为试样的特征的物质的种类或这种物质的量的分布，这很重要。为此，需要对所收集到的质谱成像数据进行适当的分析处理，并且以适当形式显示该处理的结果。如果获得了试样上具有特定面积的二维区域的质谱成像数据，则该数据将包括许多测量点(微小区域)的质谱数据。 自然，这些数据的量非常大。鉴于该因素，已经提出了用以处理海量数据并提取出易于分析操作员理解的形式的、有意义的信息的多种方法。在一种方法中，例如，在显示窗口上显示通过对所有测量点的质谱进行积分获得的积分质谱。在分析操作员从出现在积分质谱上的峰中选择了适当的峰之后，通过使用诸如BioMap (例如参见以下参考文献6)等的通常可得的MS图像显示软件产品来显示所选择的峰的强度空间分布。图6的(a)示出了利用该方法获得的不同的质荷比的峰强度的空间分布的例子，并且图6的(b)示出了这些空间分布的叠加图像的例子。以这种方式叠加两个或更多个峰的强度的空间分布，提供了与指定组织的结构以及该组织的主要物质的质荷比有关的信息。参考文献6 :“MS Imaging Gijutsu ηiyoru Byori Soshiki Seppen jou ni okeruBiomarker no Tansaku,“ ( "Search for Biomarkers on Pathological Samples using MS Imaging Technology"), , Shimadzu Corporation, , internet<URL :http://www. an.shimadzu. co. jp/bio/biomarker/297-0425_msimaging. pdf>在另一方法中，使用诸如主成分分析(principal component analysis，PCA)、独/ 1 (independent component analysis, ICA) > IS^^tlT (factor analysis, FA) 及其它分析等的多变量分析(参考以下参考文献7及其它文献)。在多变量分析中，形成相近的强度空间分布的两种或更多种物质按照因子而聚集。通常，按照各个因子来显示分数 (score)和载荷(loading)。在参考文献7所述的方法中，将分数显示为二维空间分布，并将载荷显示为散布图。参考文献7 :Morinaga et al.，“Development of the software using Principal Component Analysis for MS Imaging Data，”Abstract of the 57th Annual Conference on Mass Spectrometry 2009, Journal of Spectrometry Society of Japan, May 1,2009然而，前述的传统方法存在以下缺点。在使用MS图像显示软件的分析方法中，当分析操作员在积分质谱上选择峰时，显示与所选择的峰相对应的质荷比的强度空间分布。该方法无法保证所选择的峰总是与示出空间特定分布的物质相对应。如果需要针对试样上的各微小区域确定示出空间特定分布的峰的位置，则分析操作员需要通过反复试验(trial and error)来比较并叠加两个或更多个峰的强度空间分布。结果，操作员通常不得不针对积分质谱上的许多峰重复用于显示图像的操作，这需要大量的精力和时间。在使用多变量分析的方法中，在大多数情况下，确定因子的数量以及解释各因子的载荷值需要专业的知识和技能。在PCA的情况下，所显示的主成分的质谱上可能包括具有负强度(negative intensity)的峰，因此有时难以解释这种结果的物理意义。因此，并不是所有人都可以进行这种分析，从而使得难以高效地进行分析及提高处理量。PCA方法的另一缺点在于，在与某种物质有关的信息反映在多个主成分上的情况下，由于通过PCA获得的空间分布仅示出一个主成分，因此利用该方法获得的信息不足以确定这种物质的空间分布或含量。
技术实现思路
已经研发了本专利技术以解决前述问题，并且本专利技术的目的在于提供以下的质量分析数据处理方法和质量分析数据处理设备该质量分析数据处理方法和质量分析数据处理设备能够高效地处理通过成像质量分析所收集到的大量数据，从而以分析操作员能够直观地理解的形式呈现对于分析生物试样或其它物体的组织结构而言有意义的信息。为了解决前述问题，本专利技术的第一方面提供一种质量分析数据处理方法，用于处理通过对设置在试样的二维区域内的多个微小区域分别进行质量分析所收集到的数据，所述质量分析数据处理方法包括a)第一步骤，用于基于与各微小区域相对应的质谱数据，提取各微小区域的最大强度和展现该最大强度的质荷比；b)第二步骤，用于提取在所述第一步骤获得的各微小区域的最大强度中的最大值，基于该最大值确定用于显示强度的色标(color scale)，根据所述色标对各微小区域分配与在所述第一步骤获得的各微小区域的最大强度相对应的颜色，以及创建并显示与所述二维区域的部分或整体相对应的着色二维图像；以及c)第三步骤，用于创本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种质量分析数据处理方法，用于处理通过对设置在试样的二维区域内的多个微小区域分别进行质量分析所收集到的数据，所述质量分析数据处理方法包括：ａ）第一步骤，用于基于与各微小区域相对应的质谱数据，提取各微小区域的最大强度和展现该最大强度的质荷比；ｂ）第二步骤，用于提取在所述第一步骤获得的各微小区域的最大强度中的最大值，基于该最大值确定用于显示强度的色标，根据所述色标对各微小区域分配与在所述第一步骤获得的各微小区域的最大强度相对应的颜色，以及创建并显示与所述二维区域的部分或整体相对应的着色二维图像；以及ｃ）第三步骤，用于创建表示在所述第一步骤获得的各微小区域的最大强度和展现该最大强度的质荷比之间的关系的最大强度频谱，并且结合所述着色二维图像以如下方式显示所述最大强度频谱：使用所述色标中与由同一质荷比展现出的多个最大强度中的最大值相关联的颜色来示出具有与该最大值相对应的强度值的峰的至少一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梶原茂树，池上将弘，森永浩子，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：JP