[发明专利]使用离子迁移率进行物质鉴定的质谱成像

说明书

一种用于在组织学薄组织切片中鉴定和定位小分子种类的方法，该方法包括以下步骤：a)获取组织切片的质量/迁移率图像，并且对于图像的各个像素而生成目的小分子种类的质量/迁移率图；b)提供相同组织的第二样本并提取目的小分子，将目的小分子分离，并从分离出的小分子中获取质量和离子迁移率光谱；c)使用相应的参考数据库鉴定目的小分子；以及d)通过将经鉴定的种类的离子质量和迁移率与第二薄组织切片的离子质量和迁移率进行比较，将经鉴定的小分子分配到第一组织切片的质量/迁移率图的条目中。

技术领域

本申请涉及组织学上的薄组织切片的质谱成像，特别是涉及图像内小分子的鉴定。

背景技术

在本文中，通过质谱成像(MSI)获得的薄组织切片的术语“质谱图像”用于包括具有每个图像点(称为“像素”)的分子信息的质谱的图像。因此，“质谱图像”精确地对应于包括每个图像点的全色谱的“未减少的彩色图像”。

质谱分析法的趋势指向施用离子迁移率分离器。如果成像质谱仪配备有离子迁移率分离器，那么利用每个像素的精确质量和离子迁移率的图，能够进行“质量/迁移率成像”。对于“质量/迁移率成像”，没有简单的视觉对应。

通过基质辅助激光解吸电离(MALDI)进行样本电离的质谱分析法已经多年成功用于确定精确的分子量，并且已经用于鉴定生物物质，特别是蛋白质和肽。这种类型的分析技术也可以用于复杂的混合物，并取得了一些成就。

在质谱成像中，迄今为止，仅在极少数情况下才可能从薄组织切片直接鉴定蛋白质、内源性肽、天然物质或药物的代谢物、聚糖和脂质；因此，它们的鉴定需要其他措施。在非成像质谱法中，这些措施通常需要蛋白质或它们的离子的碎片以增加信息量，通过酶消化使蛋白质分子碎片化或使所选择的母离子碎片化这两者中的一者或甚至是两者的组合来产生碎片离子。可在800原子质量单位至4,000原子质量单位测定的蛋白水解肽(有时称为“消化肽”)是由蛋白质链的酶促降解(例如，通过用蛋白酶胰蛋白酶消化)产生的肽。可以从碎片离子质谱中读取大部分氨基酸序列；这使得鉴定这些蛋白质成为可能。然而，用于获取碎片离子质谱的方法消耗了相当大量的物质；对于质谱成像，图像点(“像素”)的物质的量对于碎片离子谱获取而言几乎是不足的。此外，基质辅助激光解吸电离(MALDI)主要用于质谱成像，主要仅产生单电荷离子，这些单电荷离子的碎片化更困难、不敏感且不能传递很多信息。到目前为止，产生碎片离子光谱的尝试示出了可以从图像点的一个或有时为两个高强度肽中获得中等质量的子离子光谱，但是这决不足以用于更大规模的物质鉴定。

在美国专利No.10,197,576 B2(Suckau等人)中已经公开了通过质谱法鉴定薄组织切片中的蛋白质的先进方法，该专利通过引用并入本文。该方法使用两个相似的组织切片，并通过合适的酶消化两个切片中的蛋白质，同时基本上保留组织切片中的生物分子位置。一个切片用于获取消化肽的质量图像，其中各像素中的肽的精确质量生成了各像素的肽图。从另一切片中，提取整体组织切片的消化肽，并通过液相色谱串联质谱(LC/MS/MS)进行分析，通过电喷雾电离，从而通过消化肽的碎片离子光谱产生蛋白质鉴定。特别是，通过以下对肽进行鉴定：(1)保留时间；(2)精确质量；和(3)离子碎片化模式。如果将属于特定蛋白质的肽的质量与像素的一者中的肽图的消化肽质量进行比较，并且该比较揭示了几种质量一致性，那么根据质量一致性的数量，认为或多或少可靠地鉴定了该蛋白质。

Suckau专利详细描述了薄组织切片的制备、消化步骤和鉴定方法。然而，该方法主要涉及组织切片中较大的蛋白质的鉴定和局部分布。仍然需要正确地鉴定聚糖、脂质、内源性肽、代谢物、药物或其他较小分子。仅通过精确质量在质谱图像中进行鉴定似乎不够可靠。

发明内容