專利名稱：增加基于基質(zhì)的離子源的高分辨率成像的景深的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增加基于基質(zhì)的離子源的高分辨率成像的景深。
背景技術(shù)：
質(zhì)譜分析是用于定性和定量確定化學(xué)和生物樣品中的化合物的分析方法。樣品中的分析物被電離，根據(jù)它們的質(zhì)量被質(zhì)譜儀所分離，并被檢測以產(chǎn)生質(zhì)譜。質(zhì)譜提供關(guān)于質(zhì)量的信息，并且在某些情況下，還提供關(guān)于構(gòu)成樣品的各種分析物的量的信息。在特定實施例中，質(zhì)譜分析可以被用于確定樣品中的分析物的分子量或分子結(jié)構(gòu)。因為質(zhì)譜分析快捷、清楚、靈敏，因此質(zhì)譜儀設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于生物分析物的快速識別和表征。
在過去幾年間，基于基質(zhì)的電離方法(例如基質(zhì)輔助激光解吸/電離(MALDI)方法)已被證明對樣品的電離很有價值，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其被廣泛應(yīng)用于諸如基因?qū)W和蛋白質(zhì)組學(xué)之類的各種領(lǐng)域。在執(zhí)行基于基質(zhì)的方法時，與樣品共結(jié)晶的有機基質(zhì)與樣品相結(jié)合，然后將樣品沉積在樣品板上。樣品板被放置在離子源中，并且諸如激光束之類的能量源使樣品汽化。在樣品汽化期間，形成分析物離子。基質(zhì)的出現(xiàn)被認(rèn)為使分析物能夠被電離，從而解決了其他方法的問題。
在很多情況下，基于基質(zhì)的離子源與分析設(shè)備(例如質(zhì)譜儀)集成在一起，以研究被電離的分析物。在大多數(shù)情況下，飛行時間質(zhì)譜儀(“TOF-MS”)被用于此目的，但是，也可以使用多種其他質(zhì)譜儀，包括離子回旋加速共振質(zhì)譜儀(例如傅立葉變換離子回旋加速共振質(zhì)譜儀)、離子阱質(zhì)譜儀(例如高頻四極離子阱質(zhì)譜儀)或者混合儀器(例如四極/飛行時間質(zhì)譜儀，或Q-TOF)。
在使用基于基質(zhì)的電離方法使樣品電離時，一般需要查看樣品板上的某個區(qū)域，以確保樣品已被沉積在該區(qū)域上，并確保激光實際上將要撞擊該樣品。具體而言，需要一個提供樣品詳細(xì)圖像(具體而言，示出分析物晶體區(qū)域的圖像)的成像系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)的成像系統(tǒng)能夠捕獲到基于基質(zhì)的離子源的樣品板上的樣品的圖像，并將該圖像傳輸?shù)奖O(jiān)視器，以使該樣品可以被查看。但是，由于在這些成像系統(tǒng)中采用了光學(xué)器件，而它們通常受到限制，這是因為它們無法產(chǎn)生在整個視場(或者至少視場的擴展區(qū)域)上對焦的高分辨率、高對比度的圖像。
例如，產(chǎn)生基于基質(zhì)的離子源中的樣品板的某個區(qū)域的高分辨率圖像是很有挑戰(zhàn)性的，因為該區(qū)域通常無法從上方(即在x和y方向與樣品板的表面共面時從z方向)直接查看。在大多數(shù)情況下，在產(chǎn)生離子源中的樣品板的某個區(qū)域的圖像時，必須以一定角度從側(cè)面查看該區(qū)域，該角度可能依賴于所使用的特定離子源和成像系統(tǒng)而差別很大。因為所使用的成像系統(tǒng)所固有的限制，所以使用這種系統(tǒng)產(chǎn)生高分辨率圖像是很有挑戰(zhàn)性的。
因此，仍需要新型的基于基質(zhì)的樣品板成像系統(tǒng)。本發(fā)明滿足該需求以及其他需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于產(chǎn)生離子源的樣品板上某個區(qū)域的對焦圖像的方法。該方法一般包括a)在成像設(shè)備的視場中定位某個區(qū)域；b)產(chǎn)生該區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像；以及c)使用這多個圖像生成該區(qū)域的對焦圖像。對焦圖像一般是包含這多個圖像的對焦區(qū)的合成圖像，并且可以是二維或三維圖像。所述具有不同對焦區(qū)的多個圖像可以使用多種方法來獲得，例如通過在樣品板的平面中移動所述區(qū)域，通過改變成像設(shè)備的焦距，或通過它們的組合。本發(fā)明還提供了用于執(zhí)行上述方法的系統(tǒng)和程序。本發(fā)明可用于多種分析方法。例如，本發(fā)明可用于化學(xué)、環(huán)境、法醫(yī)、食品、藥品和生物研究應(yīng)用。
這里描述的本發(fā)明可以用于產(chǎn)生為用于離子源而配置的樣品板的表面上的樣品的對焦高分辨率圖像。包含了包含晶體的分析物的樣品區(qū)域可以通過使用本發(fā)明被識別出。在某些實施例中，可以在基于基質(zhì)的離子源中移動樣品板，以使離子源的電離激光撞擊分析物包含晶體，從而促進分析物離子的產(chǎn)生。
本發(fā)明可以應(yīng)用在采用了在其上沉積有樣品的樣品板的任意類型離子源中。下面將更詳細(xì)描述采用了用于基于基質(zhì)的離子源的樣品板的示例性實施例。


圖1示意性地示出了離子源的樣品板表面上的某個區(qū)域，該區(qū)域是由成像設(shè)備以相對于樣品板表面一定角度捕獲的。
圖2示意性地示出了本發(fā)明的第一實施例。
圖3A示意性地示出了本發(fā)明的第二實施例。
圖3B示意性地示出了本發(fā)明的第三實施例。
圖4示意性地示出了本發(fā)明的第一示例性離子源。
圖5示意性地示出了本發(fā)明的第二示例性離子源。
圖6示意性地示出了本發(fā)明的質(zhì)譜分析系統(tǒng)。
圖7示出了本發(fā)明的第四實施例。
圖8A到圖8D示出了本發(fā)明的示例。
具體實施例方式
術(shù)語定義除非另外定義，否則這里使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的相同意義。而且，下面的某些元素是出于簡化和易于參考的目的而定義的。
這里使用的術(shù)語“使用”與其傳統(tǒng)意義相同，同樣指采用(例如交付使用)方法或構(gòu)成以達到目的。例如，如果程序被用于創(chuàng)建文件，則程序被執(zhí)行以創(chuàng)建文件，該文件通常是該程序的輸出。在另一示例中，如果文件被使用，則它被訪問、讀取，并且存儲在該文件中的信息被采用以達到目的。
“離子源”是可以產(chǎn)生離子以用于質(zhì)譜分析系統(tǒng)中分析的任何裝置。示例性的離子源包括電子撞擊(EI)和基于基質(zhì)的離子源以及其他離子源。離子源可以工作于任意環(huán)境壓力(例如大約10-8Torr到大約2,500Torr之間)，其中“環(huán)境壓力”是離子源外殼內(nèi)的壓力。離子源內(nèi)的環(huán)境壓力例如可以是高于或低于100mTorr的任意壓力，在100mTorr到大約2,500Torr或者高真空(例如從大約10-8Torr到大約10-4Torr)范圍內(nèi)的任意壓力，包括大氣壓(大致760Torr)。換句話說，離子源可以工作于大氣壓、高于大氣壓或者低于大氣壓。
術(shù)語“基于基質(zhì)的離子源”指的是這樣的離子源，在該離子源中，樣品與基質(zhì)(一般是有機基質(zhì))相結(jié)合，并在其被電離之前被沉積在樣品板上。基于基質(zhì)的離子源不依賴于用于電離的揮發(fā)溶劑。示例性的基于基質(zhì)的離子源包括快原子轟擊電離(FAB)離子源和基質(zhì)輔助激光解吸電離(MALDI)離子源。這里使用的術(shù)語“MALDI”包含大氣壓MALDI(AP-MALDI)以及低于大氣壓的MALDI(例如真空或中間壓力MALDI)。因此，對MALDI設(shè)備(例如MALDI離子源或MALDI樣品板)的引用指示該設(shè)備適合與AP-MALDI方法一起使用，或者適合與低于大氣壓的MALDI(例如真空或中間真空MALDI)方法一起使用。
“離子源樣品板”或“被配置為在離子源中使用的樣品板”是適合在質(zhì)譜分析系統(tǒng)的離子源中使用的樣品板。離子源樣品板可以具有任何形狀，例如圓形、方形、矩形、橢圓形等等，并且可以由任何材料(例如任何金屬)構(gòu)成。在離子源樣品板的表面上的樣品在離子源中被電離。
術(shù)語“相鄰的”指的是附近的、緊接著的或者鄰接的。相鄰的某物也可以是與另一組件相接觸、圍繞另一組件、與另一組件相隔或者包含另一組件的一部分。
“遠(yuǎn)端位置”指的是除離子源所在位置之外的位置。例如，遠(yuǎn)端位置可以是同一建筑物中的另一房間，或者同一城市中的另一建筑物、不同城市中的另一位置、不同州中的另一位置、不同國家中的另一位置等等。當(dāng)一個項目被指示為位于另一項目的“遠(yuǎn)端”時，意味著這兩個項目可能在同一房間中，但被分離開，或者至少在不同的房間或不同的建筑物中，并且可能至少相距1英里、10英里或至少100英里?！皞鬏敗毙畔⒅傅氖峭ㄟ^合適的通信信道(例如專用或公共網(wǎng)絡(luò))將代表該信息的數(shù)據(jù)作為電信號傳送。“轉(zhuǎn)發(fā)”項目指的是無論通過物理地運輸該項目還是利用其他方法(在該方法可能的情況下)將該項目從一個位置轉(zhuǎn)移到下一位置的任何手段，并且至少在該項目為數(shù)據(jù)的情況下，包括物理地運輸攜帶數(shù)據(jù)的介質(zhì)或傳輸該數(shù)據(jù)。傳輸介質(zhì)的示例包括去往另一計算機或聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線電或紅外傳輸信道以及網(wǎng)絡(luò)連接，以及包括了電子郵件傳輸和記錄在網(wǎng)站上的信息的因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等等?！岸鄠€”至少是2個，例如2、3、4、6、8、10、12或大于12。短語“多個”和“多重”可互換使用。多個元件至少包含第一元件和第二元件。
術(shù)語“光圈數(shù)”指的是成像設(shè)備的光圈大小的量度。光圈數(shù)越大，光圈越小。
作為其他圖像的“組合”的圖像是由來自兩個或更多個其他圖像中的每個圖像的至少一部分構(gòu)成的圖像。
“二維圖像”是可以利用x和y坐標(biāo)來描述的圖像。二維圖像是平面的并且沒有深度。
“三維圖像”是可以參考x、y和z坐標(biāo)來描述的圖像。三維圖像具有深度并且可以在任何一個維度上旋轉(zhuǎn)。
術(shù)語“定位”指物體在一維、二維或三維中的任意方向上的移動。當(dāng)?shù)谝晃矬w相對于第二物體定位時，第一物體可以移動，第二物體可以移動，或者兩個物體都可以移動。
本發(fā)明的具體描述本發(fā)明提供了產(chǎn)生基于基質(zhì)的離子源的樣品板上的某個區(qū)域的對焦圖像的方法。該方法一般包括a)在成像設(shè)備的視場中定位某個區(qū)域；b)產(chǎn)生該區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像；以及c)使用這多個圖像生成該區(qū)域的對焦圖像。該對焦圖像一般是包含了多個圖像的對焦區(qū)的合成圖像，并且可以是二維的或者三維的圖像。具有不同對焦區(qū)的多個圖像可以使用多種方法來獲得，例如通過在樣品板的平面上以彼此相對的方式移動該區(qū)域和成像設(shè)備，通過改變成像設(shè)備的焦距或者通過這些方法的組合。用于執(zhí)行這些方法的系統(tǒng)和程序已被提供。本發(fā)明可用于多種分析方法。例如，本發(fā)明可用于化學(xué)、環(huán)境、法醫(yī)、食品、藥品和生物研究應(yīng)用。本發(fā)明尤其可用于MALDI(例如AP-MALDI)方法中。
這里敘述的方法可以以被敘述事件的任意邏輯上可能的順序來執(zhí)行，也可以以事件的敘述順序來執(zhí)行。此外，當(dāng)提供了值的范圍時，應(yīng)該理解，該范圍的上限和下限之間的所有中間值，以及在所述范圍中的任意其他已述值或中間值都被包含在本發(fā)明內(nèi)。
提供所引用的項目僅僅是因為在本申請的申請日前它們已公開。這里任何內(nèi)容都不應(yīng)解釋為許可由于在先發(fā)明而使本發(fā)明無權(quán)使這些材料的日期提前。
對單數(shù)項目的引用包括出現(xiàn)多個相同項目的可能性。更具體而言，這里以及在所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“所述”等包括多個指示物，除非上下文另外明確指示。還要注意，權(quán)利要求可能被撰寫為排除任何可選元素。這種陳述正如其所表示的一樣，是要結(jié)合權(quán)利要求元素的引述、或者“否定”限制的使用，作為諸如“僅僅”、“唯一”等這種排他術(shù)語使用的在前基礎(chǔ)。
用于產(chǎn)生樣品板的某個區(qū)域的對焦圖像的方法在理想設(shè)置中，用于產(chǎn)生基于基質(zhì)的離子源的樣品板的某個區(qū)域的圖像的成像系統(tǒng)應(yīng)該具有盡可能開啟(open)的物鏡(例如設(shè)置為具有小光圈數(shù)，并因此具有大數(shù)值孔徑)，以便提供最大的分辨率。但是，由于景深(DOF；即圖像的對焦區(qū)的大小)與數(shù)值孔徑的平方成反比(即遵循等式DOF＝λ/n2，其中λ是光的波長，而n是所使用透鏡的數(shù)值孔徑)，因此采用開啟的物鏡的成像系統(tǒng)通常具有非常小的景深。代表由具有開啟的物鏡的系統(tǒng)產(chǎn)生的典型圖像的圖示如圖1所示。參考圖1，圖像2一般包含視場4，視場4包含樣品板6的某個區(qū)域。視場4包含三個區(qū)對焦區(qū)8和兩個離焦區(qū)10和12。視場4是以透視圖的方式示出的，如圖所示該區(qū)域具有梯形的形狀。離焦區(qū)10最接近成像設(shè)備，而離焦區(qū)12遠(yuǎn)離成像設(shè)備。因此，使用采用開啟的物鏡的成像系統(tǒng)產(chǎn)生的樣品板的某個區(qū)域的圖像通常包含具有高清晰度和對比度的對焦區(qū)和大量模糊的離焦區(qū)。這種圖像通常不適合于識別被沉積樣品的小的結(jié)構(gòu)特征，例如包含了樣品晶體的區(qū)域，因為這些特征可能出現(xiàn)在圖像的離焦區(qū)中。
相反，物鏡光圈盡可能緊縮(close)(即設(shè)置在最大的光圈數(shù))的成像系統(tǒng)可以被用于產(chǎn)生在其整個視場上完全對焦的樣品板上某個區(qū)域的圖像。但是，由于通過緊縮物鏡降低了分辨率，因此由這種系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像通常不適合于識別小的結(jié)構(gòu)特征。雖然由這種系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像可以完全對焦，但是圖像的分辨率可能低到不足以識別這些特征。
鑒于以上論述，這里描述的方法提供了一種使用可以采用開啟物鏡(例如光圈數(shù)為大約1.0到大約8.0的物鏡，例如光圈數(shù)是1.0、1.4、2、2.8、4、5.6或8或者等同的數(shù)值孔徑值)的成像系統(tǒng)來產(chǎn)生樣品板的某個區(qū)域的對焦圖像的裝置。所產(chǎn)生的圖像通常是對焦的(即清晰且銳利)，并且具有足夠高的分辨率和對比度以識別樣品板表面(例如包含分析物晶體的區(qū)域)上的小特征。在某些實施例中，可以認(rèn)為本發(fā)明的方法在不用緊縮成像設(shè)備的光圈的情況下延長了成像設(shè)備的景深。
本發(fā)明的方法的一般特征在圖2中示出。參考圖2，該方法一般包括產(chǎn)生多個(即至少2個)圖像，例如MALDI樣品板的區(qū)域19的圖像20、24和28。所產(chǎn)生的具有不同對焦區(qū)(例如對焦區(qū)22、26和30)的圖像被組合在一起以生成該區(qū)域的對焦圖像32。因此，利用該方法產(chǎn)生的對焦圖像32是包含了多個圖像的對焦區(qū)的合成圖像。
一般而言，方法是利用由計算機的處理器執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令(即程序)來執(zhí)行的。用于執(zhí)行該方法的計算機可執(zhí)行指令一般存儲在計算機可讀介質(zhì)中，該計算機可讀介質(zhì)可以與包含樣品板成像系統(tǒng)的離子源相分離，也可以可操作地與之相連接。換句話說，計算機可執(zhí)行指令可以與離子源相關(guān)聯(lián)或不相關(guān)聯(lián)。該樣品板成像系統(tǒng)將在下面更詳細(xì)的描述。
取決于采用哪種具體方法，下面還將更詳細(xì)描述，對焦圖像可以是高分辨率的二維圖像或三維圖像，這些圖像允許在二維或三維空間中容易地識別特征(例如分析物晶體包含區(qū)域)。
在執(zhí)行所述方法時，所產(chǎn)生的圖像的數(shù)目一般依賴于將被成像的區(qū)域的大小以及所采用的成像系統(tǒng)的景深。此外，可以使用該系統(tǒng)產(chǎn)生任意數(shù)目的具有不同對焦區(qū)的圖像，并且所產(chǎn)生的任意數(shù)目的圖像可以被組合以生成對焦圖像。例如，在某些實施例中，可以產(chǎn)生2個或更多個、3個或更多個、4個或更多個、5個或更多個、10個或更多個、50個或更多個、100個或更多個、500個或更多個、1000個或更多個或者10000個或更多個具有不同對焦區(qū)的圖像。來自所產(chǎn)生的圖像的全部或任意部分的對焦區(qū)可以被組合以產(chǎn)生對焦圖像。此外，由于在這些圖像的對焦區(qū)之間可能存在大量重疊，因此不是所產(chǎn)生的圖像中的每個圖像的所有對焦區(qū)都可以被用于產(chǎn)生對焦圖像。換句話說，來自所產(chǎn)生的任意多個圖像的對焦區(qū)的任意兩個或更多個區(qū)域可以被組合以生成對焦圖像。
在某些實施例中，將被組合的對焦區(qū)的位置和大小可能在產(chǎn)生包含這些區(qū)的圖像之前就已知道。例如，圖像的對焦區(qū)的位置可以憑經(jīng)驗確定或使用已知的公式來計算(例如通過計算所使用的成像系統(tǒng)的景深，并使景深與圖像相關(guān))。在這些實施例中，多個圖像的對焦區(qū)可以以預(yù)定的方式被組合。需要產(chǎn)生其對焦圖像的區(qū)域的不同圖像的數(shù)目也可以被容易地計算出。例如參考圖2，如果所使用的成像系統(tǒng)的景深不改變(即是固定的)，則需要產(chǎn)生其對焦圖像的區(qū)域的圖像數(shù)目可容易地計算出(在此情況下，需要3個圖像)。此外，由于對焦區(qū)22、26和30的大小和位置因為景深已知而可以容易地計算出，因此這些區(qū)域可以以預(yù)定方式(即無需任意進一步的分析來識別每個圖像中的對焦區(qū))被組合以得到對焦圖像32。
在其他實施例中，將被組合的圖像的對焦區(qū)的位置和大小在它們被產(chǎn)生時可能是未知的。在這些實施例中，可以采用圖像分析軟件來識別將被組合的圖像的對焦區(qū)。適用于這些實施例的圖像分析方法是本領(lǐng)域公知的，并且包括基于對比度的方法(例如參見US 6,320,979)和基于金字塔的方法(例如參見Ogden等人的RCA Engineer 1984 30-54-15、Adelson等人的RCA Engineer 1984 29-433-41和US專利4,797,942、6,661,986和4,498,843，這里通過參考而將這些參考資料結(jié)合于此)以及當(dāng)前在共焦顯微鏡中采用的其他方法。用于執(zhí)行這種圖像分析方法的軟件可以從多個供應(yīng)商(包括Sun Microsystems(Santa Clara，CA))處購買并且容易適用于此。
因為基于金字塔的方法可被用于產(chǎn)生二維和三維圖像，因此它們尤其適用于即時方法?；诮鹱炙姆椒梢允堑屯ǖ?或者基于“高斯金字塔”)，也可以是帶通的(或者基于“拉普拉斯金字塔”)。雖然關(guān)于這些方法存在若干變體，但是這些方法可以包含使具有不同對焦區(qū)的多個原始圖像模糊以產(chǎn)生多個模糊的圖像，從它們相應(yīng)的原始圖像中減去模糊的圖像以產(chǎn)生一組其中顯示有“邊沿”(即定義的特征)的圖像。這些邊沿指示原始圖像的對焦區(qū)，并且這些對焦區(qū)的組合產(chǎn)生完全對焦的圖像。例如，多個連續(xù)的對焦二維圖像可以被堆疊在彼此的頂上或旁邊，以得到對焦三維圖像。
基于金字塔的方法將圖像表示為空間上帶通的多個圖像之和，同時在每個頻帶中保留局部空間信息。金字塔可以通過利用緊湊的二維濾波器對圖像G0進行低通濾波而創(chuàng)建。然后，經(jīng)濾波的圖像通過每隔一個像素和每隔一行執(zhí)行刪除而被子采樣，從而獲得簡化圖像G1。該過程被重復(fù)，以形成高斯金字塔G0、G1、G2、G3...GnGk(i,j)=ΣmΣnGk-1(2i+m,2+n),k=1...N]]>將G1擴展到與G0相同的大小并且相減，從而產(chǎn)生帶通圖像L0?？梢詷?gòu)建包含遞減的大小和空間頻率的帶通圖像的拉普拉斯金字塔L0、L1、L2，...Ln-1Lk＝Gk-Gk+1，k＝0...N-1其中經(jīng)擴展的圖像G由下式給出Gk,l(i,j)=4ΣmΣnGk,l-1[(2i+m/2.2j+n)/2]f(m,n)]]>原始圖像可以從經(jīng)擴展的帶通圖像重建G0＝L0+L1，1+L2，2+...+LN-1，N-1+GN，N在逐漸降低的空間頻率上，高斯金字塔包含原始G0的低通版本。當(dāng)高斯金字塔的層級被擴展到與G0相同的大小時，可以清楚地看到這種效果。拉普拉斯金字塔包含G0的帶通拷貝。每個拉普拉斯層級包含某個大小的邊沿，并且在空間頻率上大致跨越一個倍頻程。
在將圖像合并之前先將它們分解成一組帶通分量。然后，寬交換域(transition zone)被用于低頻分量，而窄交換域被用于高頻分量。為了具有平滑的混合，在給定頻帶中的轉(zhuǎn)換域?qū)挾葢?yīng)該大約是頻帶中心頻率的一個波長。然后，經(jīng)合并的帶通分量被重組以獲得最終的圖像鑲嵌。
令S0、S1、S2...Sk是一組K個源圖像。一組二進制掩碼(mask)圖像M0、M1、M2...Mk確定源圖像可以被如何組合。當(dāng)源圖像Sk有效時Mk為“1”，否則為“0”。通過將Sk與Mk相乘，并在k上求和，從而提供帶有階梯邊沿的“剪貼”合成?？商鎿Q地，可以產(chǎn)生每個源圖像的拉普拉斯金字塔Lkl、以及每個掩碼圖像的高斯金字塔Mkl。通過利用每個源金字塔層級的相應(yīng)掩碼圖像對該源金字塔層級進行加權(quán)，從而通過在每個空間尺度上“剪貼”來形成合成的拉普拉斯金字塔LclLcl(i，j)＝Mk(i，j)Lkl(i，j)最終的圖像是通過擴展每個層級并求和而從Lc重建的。由于在每個金字塔層級中的交換域與該層級的中心頻率的波長具有可比性，因此實現(xiàn)了平滑混合。某些類型的信息可以被逐個節(jié)點地合并到金字塔中，并被節(jié)點自己的值所引導(dǎo)。
在一個示例中，兩個源圖像的拉普拉斯金字塔LA和LB被采用。由于焦距的改變對圖像的低頻分量幾乎沒有影響，因此這些金字塔的低頻層級應(yīng)該具有幾乎相等的值。焦距的改變將影響編碼高空間頻率信息的金字塔層級中的節(jié)點值。在兩個圖像中的相應(yīng)節(jié)點一般將代表場景的同一特征，并且其差別將主要在于由于模糊而引起的衰減。具有最大幅度的節(jié)點將在最接近對焦的圖像中?！皩埂眻D像分量可以在金字塔中逐個節(jié)點地選出，而不是在原始圖像中逐個區(qū)地選出。通過將每個節(jié)點設(shè)置為等于具有較大絕對值的LA或LB中的相應(yīng)節(jié)點來構(gòu)建合成圖像的金字塔LC如果LAl(i，j)＞LBl(i，j)那么LCl(i，j)＝LAl(i，j)否則LCl(i，j)＝LBl(i，j)最終的對焦圖像是通過將LC的層級擴展并相加而獲得的。
有多種方法可以被用于產(chǎn)生具有不同對焦區(qū)的多個圖像。這些方法一般可以包括a)相對于樣品板表面上的某個區(qū)域改變成像設(shè)備的視場(例如通過在樣品板的x-y平面上在朝著和/或遠(yuǎn)離成像設(shè)備的方向上移動樣品板，通過相對于樣品板移動成像設(shè)備或者通過移動成像設(shè)備和樣品板兩者)，b)改變成像設(shè)備的焦距，或者c)例如相對于樣品板表面上的某個區(qū)域改變成像設(shè)備的視場并且改變成像設(shè)備的焦距。在使用在其他光學(xué)裝備(例如數(shù)碼相機等等)中常用的對焦裝置和/或機動化的樣品板托架的離子源中，可以容易地實現(xiàn)這些方法。示例性的方法如圖3A和圖3B所示。
在圖3A所示的一個示例性實施例中，成像設(shè)備40被對焦在樣品板44的區(qū)域42上。如雙向箭頭所指示，樣品板可以在其樣品包含表面的平面中在朝著和/或遠(yuǎn)離成像設(shè)備移動。在該示例性實施例中，樣品板朝向成像設(shè)備(在圖3A中從右到左)移動，并且在位置46、48和50處，產(chǎn)生樣品區(qū)域42的圖像。圖像以透視的方式被分別示為元素52、54和56。區(qū)域42是相對于成像設(shè)備的視場(被示為梯形)被示出的。圖像52、54和56的陰影區(qū)域代表這些圖像的對焦區(qū)。圖像52、54和56的對焦區(qū)通過使用上述方法被組合，從而產(chǎn)生對焦圖像58。
在圖3B所示的另一示例性實施例中，成像設(shè)備60被對焦在樣品板44的區(qū)域42上。如雙向箭頭所指示，成像設(shè)備60的焦距可以改變(實際上是改變物鏡和該區(qū)域之間的距離)。在該示例性實施例中，成像設(shè)備的焦距被改變以產(chǎn)生圖像62、64和66，其中每個圖像具有不同對焦區(qū)。區(qū)域42是相對于成像設(shè)備的視場(被示為梯形)被示出的。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，在該實施例中，視場通常是固定的，并且改變的是成像設(shè)備的焦距，以產(chǎn)生具有不同對焦區(qū)的多個圖像。圖像62、64和66的陰影區(qū)域代表這些圖像的對焦區(qū)。圖像62、64和66的對焦區(qū)通過使用上述方法被組合，從而產(chǎn)生對焦圖像68。
在另一實施例中，采用圖3A和圖3B所示方法的組合。換句話說，在某些實施例中，通過既移動成像設(shè)備的視場(例如通過相對移動樣品板和成像設(shè)備，例如通過移動樣品板和/或成像設(shè)備)也改變成像設(shè)備的焦距來產(chǎn)生多個圖像。
上述方法可以被用于產(chǎn)生樣品板的某個區(qū)域的二維或三維圖像。通過朝著和/或遠(yuǎn)離成像設(shè)備移動樣品板并且改變成像系統(tǒng)的焦距來產(chǎn)生多個圖像的方法的實施例尤其適用于生成三維圖像。在一個示例性實施例中，可以通過如上所述那樣生成一系列二維圖像，并且利用軟件將這些圖像按順序彼此相鄰對齊(即“堆疊”)，從而產(chǎn)生三維圖像。這些方法容易從例如共焦顯微鏡和醫(yī)療成像(例如磁共振成像(MRI)或計算機化X線斷層照相掃描(CAT掃描))中已經(jīng)采用的那些方法中修改而來。在某些實施例中，三維圖像可以被存儲在計算機可讀介質(zhì)中，以使其可以被圖像分析軟件所訪問。三維圖像可以在監(jiān)視器上查看。
在一個實施例中，本發(fā)明可以被用于產(chǎn)生樣品板表面上的三維樣品的三維圖像。三維圖像一旦產(chǎn)生，就可以對其進行檢查(例如自動地使用圖像分析軟件、利用監(jiān)視器手工查看圖像或其組合)以識別樣品內(nèi)的物體。在特定實施例中，三維圖像可以被檢查以識別呈現(xiàn)在三維樣品中的感興趣的特征(例如晶體)。
一旦感興趣的特征被識別出，就可以產(chǎn)生關(guān)于該特征的位置信息(例如該特征相對于樣品板上的固定位置的x、y和z坐標(biāo))，并且該位置信息可以被用于在離子源的電離激光的路徑中定位該特征。這可以通過移動樣品板和/或通過移動激光來實現(xiàn)，從而使激光照射該特征。該特征內(nèi)的分析物可以通過用電離激光照射該特征而被電離。
因此，如上所述，本發(fā)明提供了多種用于分析在樣品板表面上的三維樣品的方法。樣品的三維圖像可以通過使用上述方法產(chǎn)生，并且上述方法可以被用于識別和/或電離樣品內(nèi)的特征。
上述方法還可以包括校正由于從側(cè)面對該區(qū)域成像而導(dǎo)致的對焦圖像失真。例如，幾何失真(例如透視失真)和/或?qū)Ρ榷仁д婵梢员恍Ｕ?，從而產(chǎn)生看起來好像是從某區(qū)域上方直接對該區(qū)域成像的圖像。用于執(zhí)行這種校正的軟件是本領(lǐng)域公知的。
計算機可讀介質(zhì)本發(fā)明還提供了用于執(zhí)行以上方法的計算機可執(zhí)行指令(即程序)。計算機可執(zhí)行指令被記錄在計算機可讀介質(zhì)上。因此，本發(fā)明提供了包含如下程序的計算機可讀介質(zhì)，所述程序用于產(chǎn)生離子源(例如MALDI離子源)中的樣品板上某個區(qū)域的對焦圖像。所述程序包括用于產(chǎn)生該區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像的指令；以及用于利用這些圖像來生成該區(qū)域的對焦圖像的指令。所述指令可以控制樣品板在離子源中其x-y平面中的移動，可以控制成像設(shè)備的焦距和/或可以控制圖像捕獲的時刻。該程序還可以包括用于校正該程序產(chǎn)生的對焦圖像的任意失真的指令。
這里使用的術(shù)語“計算機可讀介質(zhì)”指的是參與向計算機提供指令和/或數(shù)據(jù)以用于執(zhí)行和/或處理的任意存儲設(shè)備或傳輸介質(zhì)。存儲介質(zhì)的示例包括軟盤、磁帶、CD-ROM、硬盤驅(qū)動器、ROM或集成電路、磁光盤或諸如PCMCIA卡之類的計算機可讀卡等等，這些設(shè)備可以位于計算機內(nèi)部或外部。包含信息的文件可以被“存儲”在計算機可讀介質(zhì)上，其中“存儲”的意思是記錄信息，以使其能夠隨后被計算機訪問和獲取。
關(guān)于計算機可讀介質(zhì)，“永久存儲器”指的是永久不變的存儲器。永久存儲器不會由于向計算機或處理器的供電終止而被擦除。計算機硬件ROM(即沒有被用作虛擬存儲器的ROM)、CD-ROM、軟盤和DVD都是永久存儲器的示例。隨機訪問存儲器(RAM)是非永久存儲器的一個示例。在永久存儲器中的文件是可以被編輯和重寫的。
在一個實施例中，計算機可讀介質(zhì)是計算機的存儲器。在另一實施例中，計算機可讀介質(zhì)是便攜式存儲設(shè)備，例如CD-ROM等等。
離子源本發(fā)明一般地提供產(chǎn)生離子源(例如基于基質(zhì)的離子源)的樣品板的某個區(qū)域的對焦圖像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般包含基于基質(zhì)的離子源，該離子源包含用于對樣品板成像的成像設(shè)備。在該系統(tǒng)中，成像設(shè)備可操作地鏈接到包含上述計算機可讀介質(zhì)的計算機。如上所述，計算機可讀介質(zhì)一般包含用于產(chǎn)生某個區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像的指令；以及用于利用這些圖像生成該區(qū)域的對焦圖像的指令。
在操作期間，離子源可能具有至少100mTorr(例如大氣壓)或小于100mTorr的環(huán)境壓力(并且，在某些實施例中，可能是大氣壓、真空或中間真空MALDI離子源)。成像設(shè)備一般在離子源內(nèi)，并且直接朝向(經(jīng)由任意反射鏡和/或其他光學(xué)組件)將被成像的區(qū)域。離子源還可以包括照明設(shè)備，例如離子源內(nèi)的燈泡或者具有離子源外部光源的光纖照明器，以用于照亮該區(qū)域。成像設(shè)備可以被連接到顯示器(例如視頻監(jiān)視器)以用于查看該區(qū)域的對焦圖像。被成像的樣品板的區(qū)域可能包含激光在樣品板上的撞擊點，并且該區(qū)域還可以包含被沉積的樣品。
在圖4中示意性地圖示出了示例性系統(tǒng)。參考圖4，示例性系統(tǒng)70包含離子源72，該離子源72包含成像設(shè)備74。該成像設(shè)備一般包含光電傳感器陣列(例如像素陣列)76和物鏡(它也被稱為“成像”透鏡)78。成像設(shè)備74產(chǎn)生離子源內(nèi)的樣品板82上的區(qū)域80的圖像。成像設(shè)備的視場在圖4中被示為元素84。該成像設(shè)備被連接到包含上述程序的計算機86。線纜88可以將成像設(shè)備連接到計算機。
成像設(shè)備74可以是任意類型的照相機，但是提供數(shù)字化輸出的照相機(例如數(shù)碼相機)最容易被采用。在某些實施例中，所采用的照相機可以是電荷耦合設(shè)備(CCD)或者互補金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)照相機。如上所述，這些成像設(shè)備一般包含光電傳感器陣列。該陣列的方向可以與進入成像設(shè)備的光線呈任意角度。在一個實施例中，光電傳感器陣列的方向可以被確定為在通常垂直于(即在垂線旁1°以內(nèi))進入成像設(shè)備的光線的方向上，以確保高分辨率和對比度。在某些實施例中，成像設(shè)備是可對焦的(如雙向箭頭90所示)，并且成像設(shè)備的焦距可以受控于計算機86的指令。在其他實施例中并如雙向箭頭92所示，樣品板可以在其x-y平面中(即在其樣品包含表面的平面中)朝著和/或遠(yuǎn)離成像設(shè)備移動。樣品板朝著和/或遠(yuǎn)離成像設(shè)備的移動可以受控于計算機86的指令。計算機86的指令一般可以控制系統(tǒng)的多個方面，例如成像設(shè)備74的焦距和/或樣品板92的移動，成像設(shè)備74捕獲圖像的時刻，以及對每個區(qū)域產(chǎn)生多少圖像。一旦多個圖像被系統(tǒng)產(chǎn)生，計算機就利用上述方法而使用這些圖像來產(chǎn)生對焦圖像，并將該圖像(該圖像可以是二維或三維圖像)顯示在顯示器上。在顯示器上還可以示出電離激光的撞擊點。在圖5所示的一個實施例中，本發(fā)明提供了包含圖4所示元件的系統(tǒng)以及用于以光線96照亮區(qū)域80的照明設(shè)備94。在某些實施例中，照明設(shè)備可以經(jīng)由光導(dǎo)(例如光纖光導(dǎo))100被連接到離子源外部的光源98(例如鹵素或LED燈)。離子源還可包含電離激光102，該電離激光被引導(dǎo)到區(qū)域80內(nèi)的激光撞擊點104。離子源還可以包含置于激光撞擊點104上方的離子出口管106，其用于將離子傳出離子源。離子源還可以包含X-Y臺以用于移動樣品板。
在某些實施例中，所述區(qū)域可以通過使用掠射角照明系統(tǒng)而被照亮，該系統(tǒng)在2005年6月8日遞交的題為“ION SOURCE SAMPLE PLATEILLUMINATION SYSTEM”的共同待決美國專利申請中有所描述，這里為了所有目的而將該專利申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此。
使用上述系統(tǒng)產(chǎn)生的對焦圖像可以被用于多個目的。在一個實施例中，該圖像被用于確保電離激光將撞擊樣品板表面上的所需區(qū)域。因此，如上所述，本發(fā)明還提供了使樣品電離的方法。該方法一般包括在成像設(shè)備的視場中定位樣品；產(chǎn)生樣品的具有不同對焦區(qū)的多個圖像；利用這些圖像生成樣品的對焦圖像；定位樣品板以使離子源的電離激光將撞擊該樣品以及使樣品電離。
質(zhì)譜分析系統(tǒng)本發(fā)明還提供了質(zhì)譜分析系統(tǒng)，其包含上述用于產(chǎn)生樣品板的某個區(qū)域的對焦圖像的系統(tǒng)。包含離子源的質(zhì)譜分析系統(tǒng)一般是本領(lǐng)域公知的，因此在這里無需對其進行詳細(xì)描述。一般而言，質(zhì)譜分析系統(tǒng)包含離子源和包含離子檢測器的質(zhì)量分析儀，它們通過一個或多個中間腔體相連。圖6示出了本發(fā)明的示例性質(zhì)譜分析系統(tǒng)。本領(lǐng)域常見離子源72和質(zhì)量分析儀通過至少一個中間真空腔體118相分離，通過該中間真空腔體，離子在已經(jīng)經(jīng)由離子出口管退出離子源之后被傳輸。依賴于系統(tǒng)需求，可以采用一個或多個真空級。如上面詳細(xì)描述的，計算機116處理由成像設(shè)備114產(chǎn)生的圖像以產(chǎn)生樣品板112的某個區(qū)域的對焦圖像。
質(zhì)量分析儀和檢測器122可以例如包括四極、三組四極、三維離子阱、線性離子阱、飛行時間(TOF)、磁區(qū)、傅立葉變換離子回旋加速共振(FTICR)或其他本領(lǐng)域公知的質(zhì)荷分析儀。
在使用中，如果離子源72保持在大氣壓，則中間腔體118保持在比環(huán)境壓力低大約2個數(shù)量級的壓力，而質(zhì)量分析儀122保持在比中間腔體的壓力低大約2到4個數(shù)量級的壓力。離子經(jīng)由離子收集管退出離子源72，并且由于離子源72和腔體118之間的壓力差而通常經(jīng)由漏勺(skimmer)以氣體流的形式?jīng)_入真空腔體118。離子穿過腔體118(以及任意離子導(dǎo)引120，和可能存在的離子束成形或?qū)雇哥R)并且進入質(zhì)量分析儀122。質(zhì)量分析儀122確定離子的m/z比，因此它可用于確定樣品中的分析物的分子量。離子導(dǎo)引120可以是多極離子導(dǎo)引、分段的多極離子導(dǎo)引、連續(xù)盤狀RF離子導(dǎo)引、離子漏斗或其他本領(lǐng)域公知的離子導(dǎo)引。離子導(dǎo)引120可以連續(xù)延伸到一個或多個真空抽運級，或者可以在單個真空級中開始和結(jié)束。
效用上述方法一般地提供了離子源的樣品板某個區(qū)域的高分辨率對焦圖像。該對焦圖像一般示出成像區(qū)域內(nèi)特征的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，并且可以容易地區(qū)分樣品包含區(qū)域、包含分析物晶體的區(qū)域以及其他結(jié)構(gòu)。由上述方法產(chǎn)生的對焦圖像可以以各種不同的方式被采用。
例如，在一個實施例中，該方法可以被用于產(chǎn)生樣品板的某個區(qū)域的二維或三維圖像，并且在顯示器(例如監(jiān)視器)上示出該圖像。在某些實施例中，還可以在顯示器上示出離子源的激光撞擊點(即離子源的電離激光在樣品板表面上的撞擊點)。因此，可以與電離激光在樣品板上的撞擊點相關(guān)地查看樣品板的樣品包含區(qū)域的位置，并且可以據(jù)此調(diào)整(例如手工地或通過使用軟件)樣品板的位置，以確保激光被發(fā)射時撞擊樣品包含區(qū)域(或樣品包含區(qū)域的任意特征)。
在本實施例中，可以在樣品板的被照亮區(qū)域中的樣品被電離之前、期間或之后對該區(qū)域成像。此外，當(dāng)樣品板被成像時，樣品板可以在樣品板表面的平面(即x-y平面)內(nèi)移動，從而允許操作者識別希望電離的區(qū)域(例如樣品包含區(qū)域或樣品包含區(qū)域內(nèi)的晶體包含區(qū)域)并且無需太多努力就可以將電離激光引導(dǎo)至這些區(qū)域。
在另一實施例中，例如，可以對圖像進行分析，并且可以確定(手工或使用軟件)用于描述樣品板上的樣品的二維或三維形狀、尺寸和位置的樣品參數(shù)。樣品板的樣品參數(shù)可以被存儲在文件或存儲器中，并被離子源用于將激光引導(dǎo)至該樣品板上的樣品包含區(qū)域。這樣的方法在2003年5月2日遞交的公布為US20040217278的共同待決美國專利申請10/429,234中作了一般性地詳細(xì)描述，這里為了所有目將該專利申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此。
在特別感興趣的實施例中，所述方法被用在所謂的“成像質(zhì)譜分析”方法中，在該方法中，生物樣品(例如可以是單個細(xì)胞或組織切片)被固定在基于基質(zhì)的離子源的樣品板上。該樣品可以利用任意可獲得的手段獲取，包括切片或激光捕獲顯微解剖?；|(zhì)被添加到樣品中，并且可以使用能與基質(zhì)相容的染色劑對樣品染色。利用本發(fā)明的方法產(chǎn)生的樣品的對焦圖像一般可以具有足夠細(xì)節(jié)(即可以具有足夠高的分辨率)以允許樣品的特定區(qū)域被識別和電離。例如，對焦圖像可以示出染色區(qū)域、未染色區(qū)域、細(xì)胞器官、細(xì)胞、細(xì)胞類型或感興趣的切片的特定區(qū)域。該區(qū)域可以使用上述方法來電離，以提供關(guān)于該區(qū)域中的分子(例如多肽)的質(zhì)量的信息。在替換實施例中，樣品的區(qū)域可以被隨意(例如隨機地)電離，并且從這些區(qū)域獲得的質(zhì)量概況可以與在圖像上識別出的結(jié)構(gòu)相關(guān)。成像質(zhì)譜分析方法的細(xì)節(jié)可以在多種出版物中找到，包括但不局限于Rubakhin等的(Anal.Chem.2003 755374-5380)；Chaurand等的(Anal.Chem.2004 761145-1155)；Stoechli等的(Nat.Med.200 17493-496)；Masumori等的(Cancer Res.2001 612239-2249)；Chaurand等的(Proteomics 2001 11320-1236)和Palmer-Toy等的(Clin.Chem 2000461513-1516)，通過參考將這些出版物結(jié)合于此。這些方法可以被用于檢查正常和患病的細(xì)胞，例如包括癌細(xì)胞和患病細(xì)胞。
在另一實施例中，如圖7所示，本發(fā)明的方法可以被用于產(chǎn)生包含在存在于樣品板的表面上的三維透明樣品內(nèi)的物體(例如植入樣品)的二維或三維高分辨率圖像。該物體可以使用本發(fā)明的方法來識別，并且該物體可以在離子源的激光下移動并被電離。如圖7所示，成像設(shè)備136結(jié)合上述方法被用于產(chǎn)生物體134的對焦圖像，該物體134處于在樣品板130上的三維透明基板132內(nèi)部。
本發(fā)明通常被用在樣品質(zhì)量分析的方法中，其中樣品可以是沉積或結(jié)晶在樣品板表面上的任意物質(zhì)或多種物質(zhì)的混合物。樣品通常包含一種或多種感興趣的成分。樣品可以從多種來源獲得，例如來自食品、環(huán)境物質(zhì)、諸如從物體(例如植物體或動物體)分離的組織或流體之類的生物樣品或其任意生化片段，其中所述生物樣品例如包括但不局限于，血漿、血清、脊髓液、精液、淋巴液、皮膚的外切片、呼吸、腸內(nèi)和泌尿生殖器的器官系統(tǒng)、眼淚、唾液、乳汁、血細(xì)胞、腫瘤、器官以及生物體外的細(xì)胞培養(yǎng)菌成分的樣品(包括但不局限于來源于細(xì)胞培養(yǎng)基成長過程中的條件培養(yǎng)基、推定被病毒感染的細(xì)胞、重組細(xì)胞和細(xì)胞成分)。
工具包與本發(fā)明結(jié)合使用的工具包也被提供。這種工具包包括上述組成部分中的任意一種，包括計算機可讀介質(zhì)或可對焦的成像設(shè)備。該工具包還可以包含用于改進帶有成像設(shè)備的基于基質(zhì)的離子源的指令或用于執(zhí)行任意上述方法的指令，其中這些指令通常出現(xiàn)在與該工具包相關(guān)的材料上，例如一張或多張紙。
用于實施這些方法的指令通常被記錄在合適的記錄介質(zhì)上。例如，指令可以被打印在諸如紙或塑料等的材料上。同樣，指令可以作為包裝說明書存在于工具包中，或存在于工具包的包裝物標(biāo)簽中或其組件(即與包裝或分包裝相關(guān)聯(lián))中等等。在其他實施例中，指令作為存在于合適的計算機可讀存儲介質(zhì)(例如CD-ROM、磁盤等)上的電子存儲數(shù)據(jù)文件而出現(xiàn)。在其它實施例中，實際指令沒有存在于工具包中，而是提供例如經(jīng)由因特網(wǎng)從遠(yuǎn)端源獲得指令的裝置。該實施例的示例是包括web地址的工具包，在所述web地址處可以查看指令和/或從其下載指令。對于指令，這種用于獲取指令的手段被記錄在合適的材料上。
實驗方式以下示例是為了向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供關(guān)于如何實現(xiàn)和使用本發(fā)明的某些實施例的描述而提出的，并且這些示例不是要限制發(fā)明人所認(rèn)為的其發(fā)明的范圍。
示例1以下方法使用了AP-MALDI樣品板的三個單獨的圖像。AP-MALDI樣品板被放置在AP-MALDI離子源內(nèi)。這些圖像是使用黑白CCD照相機捕獲的，并被發(fā)送到程序以用于在個人計算機上顯示圖像?？梢酝ㄟ^使用控制樣點位置的程序利用光標(biāo)按鈕來移動樣品板(通過控制機動臺)。
第一圖像是在對焦到沉積的樣品的最左側(cè)部分時被拍攝的(參見圖8A)。樣品板并重新定位，并且在對焦到樣點中心區(qū)域時拍攝第二圖像(參見圖8B)。樣品板并重新定位，并且在對焦到樣點的最右側(cè)部分時拍攝第三圖像(參見圖8C)。
在個人計算機上，通過使用標(biāo)準(zhǔn)圖像分析軟件PAINTSHOP PROTM來可視化地檢查所有三個圖像。通過復(fù)制和粘貼將樣點的被認(rèn)為對焦的部分組合起來以產(chǎn)生樣品在整體上對焦的圖像。最終的對焦圖像如圖8D所示。
然后，最終圖像被饋送到在個人計算機上運行的另一程序，該程序用于自動監(jiān)測樣點位置。然后，該程序能夠找到樣點的確切中心位置，這在圖像沒完全對焦的情況下利用同樣程序無法實現(xiàn)的。
從上述結(jié)果和論述中顯而易見，本發(fā)明提供了一種用于產(chǎn)生樣品板上的樣品的對焦圖像的重要手段。因此，本發(fā)明代表了對質(zhì)譜分析領(lǐng)域的重大貢獻。
本說明書中引用的所有出版物和專利都通過參考結(jié)合于此，就好像專門單獨指示出每個單獨的出版物或?qū)＠纪ㄟ^參考結(jié)合于此一樣。引用任意公開物是因為該公開物在申請日前已公開，而不應(yīng)解釋為許可由于在前發(fā)明而使本發(fā)明無權(quán)使該公開物的日期提前。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的特定實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的真實精神和范圍的情況下，可以作出各種改變并且可以對等同物進行替換。另外，可以作出很多修改，以使特定情形、材料、物質(zhì)組合、過程、過程步驟或步驟適于本發(fā)明的目的、精神和范圍。所有這些修改都是在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生基于基質(zhì)的離子源的樣品板上的區(qū)域的對焦圖像的方法，包括在成像設(shè)備的視場中定位所述區(qū)域；使用所述成像設(shè)備產(chǎn)生具有對焦區(qū)和離焦區(qū)的第一圖像；使用所述成像設(shè)備產(chǎn)生具有對焦區(qū)和離焦區(qū)的第二圖像；以及使用所述第一和第二圖像的所述對焦區(qū)生成最終對焦圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法包括產(chǎn)生多于兩個具有對焦區(qū)的圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最終對焦圖像包括多個所述對焦區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一圖像和所述第二圖像是通過改變所述成像設(shè)備相對于所述區(qū)域的位置而產(chǎn)生的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述視場通過在所述樣品板表面的平面中移動所述樣品板而被改變。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述方法包括改變所述成像設(shè)備的焦距。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述方法包括相對所述成像設(shè)備移動所述樣品板；以及改變所述成像設(shè)備的焦距。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最終對焦圖像是二維圖像。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最終對焦圖像是三維圖像。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)定數(shù)目的圖像被組合以產(chǎn)生所述最終對焦圖像。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一圖像和所述第二圖像的圖像在預(yù)定位置上被組合在一起，以產(chǎn)生所述最終對焦圖像。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一圖像和所述第二圖像的對焦區(qū)是使用圖像分析軟件選擇出的，并且被組合以產(chǎn)生所述最終對焦圖像。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在顯示器上顯示所述最終對焦圖像。
14.一種使基于基質(zhì)的離子源中的樣品板上的樣品電離的方法，包括在成像設(shè)備的視場中定位所述樣品；使用所述成像設(shè)備產(chǎn)生具有對焦區(qū)和離焦區(qū)的第一圖像；使用所述成像設(shè)備產(chǎn)生具有對焦區(qū)和離焦區(qū)的第二圖像；使用所述第一和第二圖像的所述對焦區(qū)生成所述樣品的最終對焦圖像；以及使所述樣品電離。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述基于基質(zhì)的離子源中移動所述樣品板，以使所述樣品可以被電離。
16.一種計算機可讀介質(zhì)，其包含用于產(chǎn)生基于基質(zhì)的離子源中的區(qū)域的對焦圖像的程序，所述程序包括用于產(chǎn)生所述區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像的指令；以及用于使用所述圖像來生成所述區(qū)域的對焦圖像的指令。
17.如權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述指令使成像設(shè)備相對于所述區(qū)域移動。
18.如權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述指令改變所述成像設(shè)備的焦距。
19.如權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于校正所述對焦圖像的任意幾何失真的指令。
20.如權(quán)利要求16所述的計算機可讀介質(zhì)，還包括用于校正所述對焦圖像中的任意對比度差異的指令。
21.一種用于產(chǎn)生樣品板的區(qū)域的對焦圖像的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括成像設(shè)備的基于基質(zhì)的離子源；以及包含程序的計算機，所述程序包括用于產(chǎn)生所述區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像的指令；以及用于通過使用所述多個圖像來生成所述區(qū)域的對焦圖像的指令。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括連接到所述成像設(shè)備的顯示器。
23.一種質(zhì)譜分析系統(tǒng)，包括包括成像設(shè)備的基于基質(zhì)的離子源；可操作地鏈接到所述基于基質(zhì)的離子源的離子傳輸設(shè)備；鏈接到所述離子傳輸設(shè)備的質(zhì)譜儀；以及包含程序的計算機，所述程序包括用于產(chǎn)生樣品板的區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像的指令；以及用于使用所述多個圖像來生成所述區(qū)域的對焦圖像的指令。
24.如權(quán)利要求23所述的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，其中所述質(zhì)譜儀是單組四極質(zhì)譜儀、三組四極質(zhì)譜儀、二維離子阱質(zhì)譜儀、三維離子阱質(zhì)譜儀、飛行時間質(zhì)譜儀、磁區(qū)質(zhì)譜儀或傅立葉變換離子回旋加速共振質(zhì)譜儀。
25.如權(quán)利要求23所述的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，其中所述基于基質(zhì)的離子源是基質(zhì)輔助激光解吸/電離離子源。
26.如權(quán)利要求23所述的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)輔助激光解吸/電離離子源工作于至少100mTorr的壓力。
27.如權(quán)利要求23所述的質(zhì)譜分析系統(tǒng)，其中所述基質(zhì)輔助激光解吸/電離離子源工作于小于100mTorr的壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方法，用于產(chǎn)生離子源的樣品板上區(qū)域的對焦圖像，該離子源例如是基于基質(zhì)的離子源、或采用了其上沉積有樣品的樣品板的任意其他類型的離子源。該方法一般包括a)在成像設(shè)備的視場中定位樣品板的一個區(qū)域；b)產(chǎn)生該區(qū)域的具有不同對焦區(qū)的多個圖像；以及c)使用這多個圖像生成該區(qū)域的對焦圖像。該對焦圖像可以是二維的或三維的。本發(fā)明還提供了用于執(zhí)行這些方法的系統(tǒng)和程序。
文檔編號G06K9/00GK1888880SQ20051013019
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者瓊-魯克·圖克, 格雷戈·歐瓦內(nèi) 申請人:安捷倫科技有限公司