對(duì)樣品中的靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行鑒定和定量的方法，所述包括以下步驟：a)將待分析的樣品沉積在支持物上；b)通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)所述樣品進(jìn)行分析，從而得到所述樣品中靶分子的質(zhì)譜；c)通過(guò)對(duì)所述靶分子和所述樣品特異性的消光系數(shù)（TEC）對(duì)與所述樣品中靶分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及任選地d)使用所述靶分子的加權(quán)信號(hào)來(lái)確定所述樣品中靶分子的量。
【專利說(shuō)明】對(duì)樣品中的靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法。更具體地，本發(fā)明提供一種直接在樣品表面上通過(guò)使用質(zhì)譜法成像、特別是基質(zhì)輔助的激光解吸/電離(MALDI)成像對(duì)靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法。
[0002]通常，本發(fā)明可以應(yīng)用在其中對(duì)樣品中的分子進(jìn)行定量是有用或必要的任何領(lǐng)域中。本發(fā)明可以應(yīng)用在例如藥物領(lǐng)域中以對(duì)藥物在各種生物組織中的分布和藥動(dòng)學(xué)進(jìn)行研究。另外，本發(fā)明可以應(yīng)用在農(nóng)業(yè)化學(xué)領(lǐng)域中，特別是用于對(duì)諸如除草劑的分子在植物和/或環(huán)境(土壤、周圍地下水等)中的毒性和降解進(jìn)行評(píng)估。
【背景技術(shù)】
[0003]質(zhì)譜法是化學(xué)和生物化學(xué)分析中廣泛已知并用于檢測(cè)和鑒定樣品中的目標(biāo)分子的技術(shù)。近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了質(zhì)譜法分子成像例如MALDI成像，使得可以直接在生物組織切片上將目標(biāo)分子的分布可視化。MALDI成像，由于其高靈敏度，使得可以直接在樣品表面上將非常大量的不同分子的分布同時(shí)可視化。在藥物領(lǐng)域中，這種技術(shù)使得例如可以對(duì)處理期間各種時(shí)間點(diǎn)處各種器官中的分子分布進(jìn)行比較。
[0004]然而，如果希望對(duì)在時(shí)間t處由此檢測(cè)到的分子進(jìn)行定量，則需要將該成像技術(shù)通過(guò)傳統(tǒng)方法或儀器方法與定量化學(xué)分析進(jìn)行偶聯(lián)。該第二定量步驟可能是處理和解釋錯(cuò)誤的來(lái)源。而且，它不能使目標(biāo)分子的存在與其在樣品中的定量分布直接關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種在單一分析期間通常使用質(zhì)譜法來(lái)檢測(cè)并任選地定量樣品中的靶分子的方法。優(yōu)先地，本發(fā)明的方法使用質(zhì)譜法成像，所述質(zhì)譜法成像使得能夠直接在樣品上自動(dòng)獲取與分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)，從而重建所述靶分子在樣品中的分布圖像和至少相對(duì)量。
[0006]為此，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)靶分子的消光系數(shù)(TEC)(對(duì)給定樣品中的每種靶分子特異性的)進(jìn)行限定并將其整合到所述方法中。事實(shí)上，在給定濃度下的給定分子不發(fā)出相同強(qiáng)度的信號(hào)，這依賴于所檢測(cè)的分子所處在其中的樣品。類似地，給定樣品中相同濃度的兩種不同分子具有不同的信號(hào)強(qiáng)度。TEC的計(jì)算和整合使得可以識(shí)別并考慮到與待分析的樣品中靶分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)強(qiáng)度變化。然后，可以使用TEC對(duì)所述分子得到的信號(hào)進(jìn)行歸一化，從而使其代表其濃度，與樣品的性質(zhì)及其在所述樣品中的位置無(wú)關(guān)。由此可以根據(jù)所得到的分析樣品中靶分子的質(zhì)譜法結(jié)果直接對(duì)分子進(jìn)行定量。
[0007]由此本發(fā)明的一個(gè)目的涉及通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行鑒定和/或定量的方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]a)將待分析的樣品沉積在支持物上；
[0009]b)通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)所述樣品進(jìn)行分析，從而得到所述樣品中靶分子的質(zhì)譜；
[0010]c)通過(guò)對(duì)靶分子和樣品特異性的消光系數(shù)(TEC)對(duì)與所述樣品中靶分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及任選地
[0011]d)使用靶分子的加權(quán)信號(hào)來(lái)確定樣品中靶分子的量。
[0012]本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于能夠通過(guò)質(zhì)譜儀分析的任何類型的樣品，無(wú)論所述樣品為有機(jī)或無(wú)機(jī)的液體或固體。本發(fā)明的方法還適用于質(zhì)譜法中可使用的任何類型的支持物(載玻片、板、膜等)。所述方法由此特別適用于分析生物組織。在此情形中，制備組織切片，典型地在數(shù)微米厚的數(shù)量級(jí)上，并將其沉積在支持物如載玻片上，使其能夠引入質(zhì)譜儀中。本發(fā)明的方法還可以用于分析所有生物液體如血液、血漿、血清、唾液、腦脊液、尿等。本發(fā)明的方法還可以用于分析環(huán)境樣品如土壤、水、植物等的樣品。
[0013]在步驟a)期間，可以通過(guò)任何已知技術(shù)即手動(dòng)(例如利用移液管)或自動(dòng)(例如通過(guò)使用成斑裝置或通過(guò)噴霧或升華)地沉積樣品?？梢栽诔练e到樣品支持物上之前對(duì)樣品進(jìn)行稀釋或處理。
[0014]可以通過(guò)任何質(zhì)譜法、特別是使用直接質(zhì)譜法(MS)或串聯(lián)質(zhì)譜法(MSn、MRM, SRM)進(jìn)行靶分子的分析的步驟b)。
[0015]對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)例如質(zhì)量范圍和/或激光強(qiáng)度進(jìn)行有利設(shè)定，從而在強(qiáng)度、靈敏度和分辨率方面優(yōu)化靶分子的檢測(cè)。
[0016]然后獲取質(zhì)譜。
[0017]對(duì)于步驟C)，各種光譜特性可以被用作信號(hào)，特別是質(zhì)譜的峰強(qiáng)度、信噪比(S/N)、峰面積等。
[0018]所述方法的重要步驟在于測(cè)得的信號(hào)的歸一化。為此，通過(guò)對(duì)分子和樣品特異性的消光系數(shù)(TEC)對(duì)被選擇作為樣品中靶分子的信號(hào)的光譜特性進(jìn)行加權(quán)。這種加權(quán)將信號(hào)歸一化并使其僅取決于信號(hào)起源處分子的量。
[0019]TEC代表與惰性樣品支持物上靶分子的信號(hào)相比或與標(biāo)準(zhǔn)分子的信號(hào)相比，靶分子的信號(hào)強(qiáng)度隨樣品性質(zhì)和/或其在樣品上的位置而變的損失或增加。TEC取決于數(shù)種因素，特別是樣品的起源(動(dòng)物、植物、細(xì)菌、無(wú)機(jī)物質(zhì))、表面類型(組織、植物細(xì)胞、金屬等)、化學(xué)環(huán)境、是否存在樣品的化學(xué)處理等。在生物組織樣品的情形中，分子的消光系數(shù)對(duì)應(yīng)于組織的消光系數(shù)。
[0020]有利地，對(duì)樣品進(jìn)行初步組織學(xué)、化學(xué)或其他研究，以限定各種目標(biāo)區(qū)域并將其用于計(jì)算TEC。事實(shí)上，TEC可以與樣品的特定區(qū)域相關(guān)聯(lián)，特別是在非均質(zhì)樣品上。
[0021]在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過(guò)如下關(guān)系得到TEC:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，所述方法包括以下步驟: a)將待分析的樣品沉積在支持物上； b)通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)所述樣品進(jìn)行分析，從而得到所述樣品中靶分子的質(zhì)譜； c)通過(guò)對(duì)所述靶分子和所述樣品特異性的消光系數(shù)(TEC)對(duì)與所述樣品中靶分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及任選地 d)使用所述靶分子的加權(quán)信號(hào)來(lái)確定所述樣品中靶分子的量。
2.權(quán)利要求1的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中待分析的樣品中靶分子的消光系數(shù)(TEC)對(duì)應(yīng)于參比介質(zhì)中靶分子的信號(hào)與所述樣品中靶分子的信號(hào)之比，或者待分析的樣品中靶分子的消光系數(shù)(TEC)對(duì)應(yīng)于所述樣品中靶分子的信號(hào)與參比介質(zhì)中靶分子的信號(hào)之比。
3.權(quán)利要求1的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中待分析的樣品中靶分子的消光系數(shù)(TEC)對(duì)應(yīng)于所述樣品中標(biāo)準(zhǔn)分子的信號(hào)與所述樣品中靶分子的信號(hào)之比，或者待分析的樣品中靶分子的消光系數(shù)(TEC)對(duì)應(yīng)于所述樣品中靶分子的信號(hào)與所述樣品中標(biāo)準(zhǔn)分子的信號(hào)之比。
4.權(quán)利要求3的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中將已知濃度的標(biāo)記有同位素的靶分子用作標(biāo)準(zhǔn)分子。
5.權(quán)利要求4的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中使用質(zhì)譜法成像，并且其中將已知濃度的標(biāo)記有同位素的靶分子與基質(zhì)混合，然后將得到的混合物鋪展在所述樣品和所述支持物兩者上。
6.權(quán)利要求4的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中將已知濃度的標(biāo)記有同位素的靶分子沉積在所述樣品和所述支持物兩者上。
7.權(quán)利要求1或2的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中對(duì)于給定類型的待分析的樣品中給定的靶分子，TEC僅計(jì)算一次，并且所述TEC被重復(fù)用于給定類型的樣品中所述靶分子的每個(gè)定量。
8.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中所述靶分子為蛋白質(zhì)、肽、脂質(zhì)、代謝物、小分子或能夠通過(guò)質(zhì)譜法電離的任何分子。
9.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中分析的樣品為有機(jī)樣品或無(wú)機(jī)樣品。
10.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中所述靶分子為蛋白質(zhì)，并且在檢測(cè)步驟b)之前對(duì)所述靶分子進(jìn)行酶和/或化學(xué)預(yù)處理，并且其中對(duì)從所述預(yù)處理得到的肽中的至少一種進(jìn)行檢測(cè)和定量。
11.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中在分析步驟b)之前使用至少一種溶劑和/或至少一種洗滌劑對(duì)所述樣品進(jìn)行處理，從而優(yōu)化所述靶分子的檢測(cè)。
12.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中與所述靶分子的質(zhì)譜相關(guān)的信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述質(zhì)譜的峰強(qiáng)度、峰面積或信噪比。
13.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中使用質(zhì)譜法成像，并且其中直接在分析樣品上對(duì)所述靶分子的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行加權(quán)，從而使得所述樣品中靶分子的分布和濃度同時(shí)可視化。
14.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中使用質(zhì)譜法成像，并且其中在分析步驟b)之前，相對(duì)于參比基質(zhì)的沉積對(duì)所述樣品上基質(zhì)沉積的均勻性進(jìn)行評(píng)估。
15.權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法成像對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中同時(shí)對(duì)所述樣品中至少兩種不同的靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量。
16.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中所述樣品為至少一種組織的切片，并且其中直接在所述組織上通過(guò)質(zhì)譜法成像對(duì)所述靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量。
17.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的通過(guò)質(zhì)譜法成像對(duì)樣品中的至少一種靶分子進(jìn)行檢測(cè)和定量的方法，其中所述樣品為整個(gè)動(dòng)物的切片，并且其中直接在所述切片上通過(guò)質(zhì)譜法成像對(duì)所述靶分子進(jìn)行檢 測(cè)和定量，從而同時(shí)比較所述動(dòng)物的各種組織中所述靶的分布。
18.計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)介質(zhì)，其包含適合于使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)的方法的步驟c)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令。
19.權(quán)利要求18的計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)介質(zhì)，其包含在至少兩種不同樣品類型中的至少一種靶分子的TEC數(shù)據(jù)庫(kù)。
20.權(quán)利要求18或19的計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)介質(zhì)，其包含質(zhì)譜法成像中使用的至少一種基質(zhì)的參比信號(hào)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
【文檔編號(hào)】G01N33/68GK103620413SQ201280014694
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月21日
【發(fā)明者】喬納森·斯陶貝爾, 法比安·帕默拉爾, 大衛(wèi)·博內(nèi)爾, 格雷戈里·阿姆 申請(qǐng)人:Ima生物科技公司