[发明专利]在成像质谱法中跨越长测量时间段维持光谱质量

说明书

本发明涉及在薄样品切片上的成像质谱法，特别是通过基质辅助激光解吸(MALDI)法利用电离来进行，其中高横向图像分辨率意味着必须获取数百万个(甚至上亿个)质谱图并且图像获取要跨越多个小时进行。在这种情况下质谱图的质量从一个小时到下一小时明显劣化。本发明基于如下发现：跨越多个小时的连续测量系列的光谱质量下降仅部分地由检测器增益的减小引起，并且另一显著原因是每个离子产生脉冲的可用离子数量的下降，这归因于几种难以调节的现象。现在本发明提出以这样一种方式代替仅调节检测器增益：不仅补偿了检测器增益的减小，而且还补偿了每个离子产生脉冲(例如，激光发射)的可用离子数量的减少。

技术领域

本发明涉及在薄样品切片上、尤其是在薄组织切片上的成像质谱法，并且优选地通过基质辅助激光解吸(MALDI)法利用电离来进行，其中，高横向图像分辨率意味着必须获取数百万(甚至数亿)个独立的质谱图，并且图像获取要跨越多个小时进行。在这种情况下，质谱图的质量通常从一个小时到下一小时明显劣化。如果不采取特殊措施，通常在几个小时之后再也无法对质谱图中的质量信号进行有用的评价。

背景技术

下面参考特殊方面来说明现有技术，特别是飞行时间质谱法，具体来说是MALDI飞行时间质谱法，并且另外地在特别是作为薄样品切片的薄组织切片上。然而，这不应解释为限制。现有技术已知的有用的进一步发展和修改也可以在本背景技术介绍的相对窄的范围之上和之外使用，并且对于本领域技术人员来说在阅读了下面的本公开之后将是显而易见的。

薄组织切片的质谱图像显示每个图像点的完整质谱图，就像彩色图像包含每个像素的彩色光谱一样。质谱图可以用于帮助将组织图像中的特定分子的分布可视化，特定分子例如为肽、脂质、磷酸化分子、药剂或者甚至是用于异常组织状态的复合标记。这种异常组织状态可能与一直到致癌性退变(carcinogenic degeneration)的特定形式的组织应力有关。

薄组织切片的质谱图像的获取可能花费多个小时，这取决于薄组织切片的尺寸或期望的横向分辨率。28小时或更长(有时长达40小时)的获取时间是已知的。电离通常是通过基质辅助激光解吸(MALDI)法利用来自脉冲激光器的精确聚焦的激光束来进行的；每个图像点的质谱图通常是在特殊的飞行时间质谱仪中测量的。一般来说，如此获取每秒10,000个独立的质谱图，但全部源自薄组织切片的小区域的大约10个至1,000个独立的质谱图加起来以形成总谱图。薄组织切片的该小区域称为“像素”；因此，质谱组织图像由像素的质谱图组成。通常选取边长大致为10μm至200μm的正方形像素。像素的尺寸限定了质谱图像的横向分辨率。

用激光束扫描像素：将激光束聚焦到样品上，在样品上形成所谓的“激光光斑”；该光斑的直径典型地小于像素尺寸(例如，5μm)。

在若干小时的长获取时间期间，如通常在成像质谱法的情况中那样，光谱质量连续地劣化，这特别地表现为质谱图中的质量信号的强度下降。许多现象可能同时对光谱质量的下降有贡献。

例如，激光焦点的位置可能会因温度影响而改变；这意味着样品上的激光光斑直径发生改变，因此电离的强度改变。电离的强度与激光能量密度的六次方大致成正比，这就是为什么即使小的改变也会产生相应大的影响。整个质谱仪的温度稳定性非常复杂并且仍然不能完全消除这种影响，因为质谱仪包含诸如涡轮泵等局部热源。对涡轮泵进行冷却也是有帮助的，但这也不能完全消除这种影响。

激光器还可能会遭受疲劳，或者平均激光能量可能会波动。例如，考虑到重新校准样品支撑件所需的时间，传统操作中的28小时的获取意味着2亿次激光发射。例如，从出版物WO 2017/108091 A1(PCT/EP2015/080926；A.Haase 2017)中已知延长脉冲激光器的使用寿命的方法，但它们要求对激光器系统的附加适配。