DE102007024857A1 - Bildgebende Massenspektrometrie für kleine Moleküle in flächigen Proben - Google Patents

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Die Erfindung bezieht sich auf die ortsaufgelöste massenspektrometrische Messung und Darstellung der Verteilung kleiner Moleküle des Massenbereichs von etwa 150 bis 500 Dalton wie beispielsweise Pharmaka und deren Metaboliten in Dünnschnitten oder anderen flächigen Proben, vorzugsweise mit Ionisierung der Moleküle durch matrixunterstützte Laserdesorption. Die Erfindung besteht darin, nicht das ionisierte kleine Analytmolekül selbst, sondern ein durch erzwungenen Zerfall des Molekülions erzeugtes Tochterion zu messen, das ein wesentlich besseres Verhältnis von Signalstärke zu Untergrundrauschen zeigt, und für die Messung des Tochterions nicht die komplizierten Verfahren der teuren Flugzeit-Tandem-Massenspektrometer einzusetzen, sondern die Tochterionen in einem einfachen Reflektor-Flugzeitmassenspektrometer nachzuweisen. Dadurch kann bei mindestens gleicher Massenauflösung und Empfindlichkeit eine wesentlich schnellere und preiswerte Aufnahme der Tausende von Massenspektren erreicht werden, die als Grundlage für die Darstellung der Ortsverteilung des Analytmoleküls dienen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die ortsaufgelöste massenspektrometrische Messung und Darstellung der Verteilung kleiner Moleküle des Massenbereichs von etwa 150 bis 500 Dalton wie beispielsweise Pharmaka und deren Metaboliten in Dünnschnitten oder anderen flächigen Proben, vorzugsweise mit Ionisierung der Moleküle durch matrixunterstützte Laserdesorption.
  • Die Erfindung besteht darin, nicht das ionisierte kleine Analytmolekül selbst, sondern ein durch erzwungenen Zerfall des Molekülions erzeugtes Tochterion zu messen, das ein wesentlich besseres Verhältnis von Signalstärke zu Untergrundrauschen zeigt, und für die Messung des Tochterions nicht die komplizierten Verfahren der teuren Flugzeit-Tandem-Massenspektrometer einzusetzen, sondern die Tochterionen in einem einfachen Reflektor-Flugzeitmassenspektrometer nachzuweisen. Dadurch kann bei mindestens gleicher Massenauflösung und Empfindlichkeit eine wesentlich schnellere und preiswertere Aufnahme der Tausende von Massenspektren erreicht werden, die als Grundlage für die Darstellung der Ortsverteilung des Analytmoleküls dienen.
  • Stand der Technik
  • Die bildgebende Massenspektrometrie an histologischen Dünnschnitten oder anderen flächigen Proben mit Ionisierung der interessierenden Moleküle durch matrixunterstützte Laserdesorption (MALDI) hat jüngst einen außergewöhnlichen Aufschwung erlebt. Dabei werden in der Regel Verteilungen bestimmter Proteine gemessen, die allein oder in Verbindung mit anderen Proteinen als Biomarker für die Charakterisierung der Stress- oder Krankheitszustände von einzelnen Gewebebereichen des Dünnschnitts dienen können. Ein solches Verfahren ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 037 512.7 (D. Suckau et al.) dargestellt.
  • Der Dünnschnitt muss dabei in besonderer Weise mit einer Schicht aus Matrixkriställchen belegt werden, um eine gute Ionisierbarkeit der Proteine, aber auch anderer interessierender Substanzen, zu gewährleisten. Ein solches Belegungsverfahren ist in der Offenlegungsschrift DE 10 2006 019 530.2 (M. Schürenberg et al.) beschrieben.
  • Bei Verwendung besonders geformter Laserstrahlprofile, wie sie beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 044 196 A1 (A. Hase et al.) dargelegt sind, ergeben sich Ortsauflösungen von etwa 50 Mikrometern bei der Messung der Verteilungen von Molekülen in Dünnschnitten, was für die meisten Anwendungen völlig ausreicht. Für eine gute Messung mit hoher Empfindlichkeit und genügend hoher Genauigkeit für die Konzentrationsmessung genügt nicht die Aufnahme eines einzelnen Massenspektrums, es sind vielmehr zwischen 50 und 500 Einzelspektren zu einem Summenspektrum zu addieren. Bei voller Ausschöpfung der Ortsauflösung durch einen Rasterabstand der Messungen von 50 Mikrometern bedeutet das, dass pro Quadratzentimeter Dünnschnitt 40 000 Summenspektren aufzunehmen sind, die aus mehreren Millionen Einzelspektren zusammengesetzt werden müssen. Daraus ergibt sich, dass die Aufnahmezeit für ein einzelnes Summenspektrum für die Anwendbarkeit des Verfahrens eine große Rolle spielt. Selbstredend können auch geringere Ortsauflösungen gewählt werden, so können beispielsweise für Körperquerschnitte von Mäusen oder Ratten mit Rasterabständen von 200 bis 500 Mikrometer sehr gute Verteilungen der Analytsubstanzen auf die einzelnen Organe und Organzwischenräume gemessen werden, wobei nur 2500 bzw. 400 Summenspektren pro Quadratzentimeter auf zunehmen sind, die aber immer noch Hunderttausend bis eine Million Einzelspektren umfassen können. Es ist auch in diesem Falle eine hohe Frequenz der Spektrenaufnahme mit möglichst mehr als 1000 Einzelspektren pro Sekunde wünschenswert.
  • Das Interesse richtet sich aber nicht nur auf Proteine und andere große Moleküle, sondern zunehmend auf die Verteilung kleiner Moleküle wie Pharmaka oder deren Metabolite in den Gewebebereichen der Dünnschnitte. Die Ansammlung von Pharmaka und ihrer Metabolite in bestimmten Organen oder in bestimmten Gewebearten wie Sehnen, Bindegeweben, Nervensträngen, Muskelfasern, arteriellen oder venösen Blutgefäßen ist von höchstem Interesse für das Studium der Wirksamkeit dieser Pharmaka. Diese kleinen Moleküle haben in der Regel Molekulargewichte im Bereich von etwa 150 bis 500 Dalton und liegen daher in einem Massenbereich, der in der MALDI-Flugzeitmassenspektrometrie durch Ionen von Komplexen der Matrix-Substanz und ihrer Fragmente so überdeckt wird, dass hier keine gute Nachweisempfindlichkeit erreicht wird. Es ist hier jede einzelne Masse der Massenskala bereits mit mehreren verschiedenen Arten von Komplexionen belegt, die somit ein starkes chemisches Untergrundrauschen bilden, das jede empfindliche Messung von kleinen Molekülen stört oder sogar ausschließt.
  • Ein Ausweg aus diesem Dilemma besteht darin, nicht die Molekülionen dieser kleinen Moleküle selbst zu messen, sondern nach deren Fragmentierung ein ausgewähltes Tochterion. Solche Verfahren, die zur Verbesserung des Verhältnisses von Signal zu Rauschen, aber auch zur Erhöhung der Spezifität des Nachweises dienen, sind bereits in anderen Anwendungsgebieten der Massenspektrometrie unter dem Kürzel SRM (selective reaction monitoring) bekannt geworden. Für die Messung der Tochterionen stehen moderne Tandem-Flugzeitmassenspektrometer zur Verfügung, wie sie in der Patentschrift DE 198 56 014 C2 (C. Köster et al.) beschrieben werden. Diese Tandem-Flugzeitmassenspektrometer bestehen aus zwei aufeinander folgenden Flugzeitmassenspektrometem und werden generisch mit dem Kürzel „TOF-TOF" bezeichnet. Das erste Flugzeitmassenspektrometer dient der Auswahl der Elternionen, das zweite misst die durch Fragmentierung der Elternionen entstehenden Tochterionen. Die Fragmentierung kann durch eine verstärkte Lasereinstrahlung im MALDI-Prozess vorgenommen werden, wobei metastabile Ionen entstehen, die während des Fluges zerfallen, oder auch durch Stöße in gasbefüllten Stoßkammern.
  • Neben der Verwendung von TOF-TOF-Geräten ist auch eine Messung der Tochterionen durch ein Gerät möglich, dass den MALDI-Prozess zur Innenerzeugung verwendet, die Tochterionen aus den Analytionen durch Stoßprozesse generiert und in einem Flugzeitmassenspektrometer mit orthogonalem Inneneinschuss nachweist. Diese Geräte sind jedoch mindestens ähnlich teuer wie Tandem-Flugzeitmassenspektrometer.
  • Die Tandem-Flugzeitmassenspektrometer haben das früher übliche Verfahren zur Messung von Tochterionen in einfachen Flugzeitmassenspektrometern mit Reflektor, das unter dem Kürzel „PSD" (post source decay) bekannt geworden ist, praktisch vollkommen abgelöst, da sie eine wesentlich bessere Massenauflösung, eine höhere Substanzausnutzung und eine weitaus bequemere Handhabung bieten. Die PSD-Spektren konnten zwar in relativ preiswerten Reflektor-Flugzeitmassenspektrometern erhalten werden, sie mussten aber in kompliziert gesteuerten Verfahren aus 12 bis 15 einzeln mit jeweils neuer Ionisierung von Probe aufzunehmenden Spektrenabschnitten zusammengesetzt werden. Die modernen Tandem-Flugzeitmassenspektrometer sind aber auch nicht ohne Nachteile; sie sind verhältnismäßig teuer und können für die Messung der Tochterionen aus elektronischen Gründen bisher keine hohe Frequenz der Spektrenaufnahme für Tochterionen bieten.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein preiswertes und besonders schnell durchzuführendes Verfahren für die Messung der Verteilung von kleinen Analytmolekülen in histologischen Dünnschnitten oder anderen flächigen Proben bereitzustellen.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung besteht darin, die Verteilung einer ausgewählten Sorte kleiner Analytmoleküle in einer flächigen Probe in einem Flugzeitmassenspektrometer mit Reflektor dadurch zu messen, dass
    • (a) die Analytmoleküle eines Ortes der Probe mindestens teilweise ionisiert und die Molekülionen zu einem Innenstrahl beschleunigt werden,
    • (b) die Molekülionen mindestens teilweise zum Zerfall zu Tochterionen gebracht werden,
    • (c) die Molekülionen und ihre Tochterionen durch einen Ionenselektor selektiert werden,
    • (d) eine ausgewählte Tochterionensorte durch eine vorgegeben einjustierte Spannung am Reflektor auf den Detektor gelenkt und dort in Form eines Tochterionenspektrums gemessen wird,
    • (e) die Schritte (a) bis (d) am selben Ort der Probe wiederholt und die Tochterionenspektren dieses Ortes zu Summenspektren zusammengefasst werden,
    • (f) die Schritte (a) bis (e) zur Messung der örtlichen Verteilung der Analytionen an anderen Orten der Probe wiederholt werden, und
    • (g) aus den Summenspektren die Signalstärken der Tochterionen und damit die relativen Konzentrationen der Analytionen an den einzelnen Orten der Probe gewonnen werden.
  • Unter „kleinen Molekülen" werden hier Moleküle von Substanzen mit Molekulargewichten unter 1000 Dalton, im engeren Sinne mit Molekulargewichten zwischen etwa 150 und 500 Dalton verstanden. Der Ausdruck „small molecules" bezeichnet, wie der Fachmann weiß, ein wieder auflebendes Fachgebiet innerhalb der Massenspektrometrie, das auch auf Fachkonferenzen zunehmend eigene Sessionen erhält.
  • Das Selektieren im Ionenselektor soll bedeuten, dass im Wesentlichen nur die selektierten Ionen ungestört durchgelassen werden, und dass alle anderen Ionen so abgelenkt werden, dass sie nicht mehr zur Detektion kommen können. Das Selektieren bezieht sich dabei naturgemäß nicht auf die Masse, sondern auf die Geschwindigkeit der Ionen, so dass auch die Tochterionen aus bereits vorher erfolgten Zerfällen ungestört durchgelassen werden.
  • Bei den flächigen Proben handelt es sich vorzugsweise um histologische Dünnschnitte, aber es können auch Platten für Dünnschicht-Chromatographie, Acryl-Gele für ein- oder zweidimensionale Gel-Elektrophorese, oder andere Proben mit einer Verteilung der Analytmoleküle auf oder in einer Oberfläche in ähnlicher Weise analysiert werden. Dabei findet die Ionisierung der Analytmoleküle vorzugsweise durch matrixunterstützte Laserdesorption statt; es sind jedoch auch andere Verfahren zur Ionisierung von Substanzen an Oberflächen, wie die einfache Laserdesorption (LD), Nanowire Assisted Laserdesorption (NALDI) oder die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS), anwendbar. Die matrixunterstützte Laserdesorption bedarf des Aufbrin gens einer Schicht von Matrixkriställchen, die aus aufgebrachten Tröpfchen der Matrixlösung relativ langsam auskristallisieren sollen, so dass das Lösungsmittel die Analytmoleküle aus der flächigen Probe herausziehen und während der Kristallisation in die Matrixkriställchen einlagern kann. Eine solche Schicht aus Matrixkriställchen kann wiederum mit einer dünnen Metallschicht, insbesondere mit einer Goldschicht, belegt sein, damit die Schicht auch bei einer hohen Wiederholungsrate für die Spektrenaufnahme keine Aufladungserscheinungen zeigt.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Beschleunigung der Molekülionen gegenüber der Laserdesorption verzögert einsetzt, weil dadurch nicht nur in bekannter Weise das Massenauflösungsvermögen des Flugzeitmassenspektrometers erhöht wird, sondern auch eine zeitliche Fokussierung der Ionen einer Sorte an einer Stelle im Flugzeitmassenspektrometer bewirkt wird. Die Ionen, die diese Stelle mit Zeitfokus passieren, werden dann vom geschwindigkeitsfokussierenden Reflektor auf den Detektor fokussiert. Wird der Ionenselektor für die Molekülionen genau an diese Stelle des Zeitfokus' der verzögerten Beschleunigung gesetzt, so erhöht sich dessen Auflösungsvermögen für die Innenselektion. Der Zerfall der Molekülionen zu Tochterionen kann übrigens sowohl vor dem Ionenselektor wie auch danach eintreten, weil der Ionenselektor die Ionen gleicher Geschwindigkeit selektiert. Da sich beim Zerfall die Geschwindigkeit der Ionen nur völlig unwesentlich ändert, werden die bereits vor dem Ionenselektor entstandenen Tochterionen mit ausgewählt. Damit kann der Zerfall der Molekülionen zu Tochterionen bereits durch eine leicht erhöhte Lasereinstrahlung während der matrixunterstützten Laserdesorption eingeleitet werden. Diese Lasereinstrahlung erzeugt, zumal bei Erhöhung der eingestrahlten Energiedichte, einen großen Anteil metastabiler Ionen, die mit einer Halbwertszeit von einigen Mikrosekunden zerfallen und so Tochterionen liefern. Andererseits kann der Zerfall auch durch Stoßfragmentierung in einem gasbefüllten Stoßraum bewirkt werden.
  • Das frühere PSD genannte Verfahren war für sein schlechtes Massenauflösungsvermögen in den Tochterionenspektren, für seine geringe Empfindlichkeit und sein langsames Arbeiten bekannt. Die in Schritt (d) beschriebene Verwendung des Reflektors ähnelt diesem alten Verfahren. Es ist daher auch für den Fachmann überraschend, dass sich durch günstige Einstellung der elektrischen Parameter des Flugzeitmassenspektrometers im Tochterionenspektrum an der Stelle des nachzuweisenden Tochterions ein Massenauflösungsvermögen und eine Empfindlichkeit ergeben, die dem der modernen Tandem-Flugzeitspektrometer überhaupt nicht nachstehen, sondern sogar übertreffen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat aber nicht nur den Vorteil der Benutzung eines preiswerteren Gerätes, sondern gegenüber den modernen Tandem-Flugzeitspektrometern den weiteren Vorteil, sich wesentlich leichter und mit viel weniger elektronischem Verschleiß auf eine hohe Spektrenaufnahmefrequenz von etwa zwei Kilohertz einstellen zu lassen, weil nur mäßige Spannungen im Takte dieser Frequenz zu schalten sind. Dadurch wird, bei nicht zu hoher Anzahl der Einzelspektren pro Summenspektrum, durchaus die Aufnahme von über zehn Summenspektren pro Sekunde für die Tochterionenmessung möglich. Ein Quadratzentimeter Dünnschnitt kann dann bei voller Ausreizung der Ortsauflösung mit der Messung von 40 000 Summenspektren in der Größenordnung von nur einer Stunde abgerastert werden, während mit Tandem-Flugzeitmassenspektrometern etwa zehn Stunden benötigt würden.
  • Der wesentliche Schritt für eine günstige Einjustierung der Reflektorspannung in Schritt (d) besteht übrigens darin, die angelegte Reflektorspannung so zu reduzieren, dass das ausgewählte Tochterion im Reflektor etwa dieselbe Trajektorie durchfliegt, die bei voller Reflektorspannung vom Analytion durchflogen würde.
  • Das Abrastern der Probenoberfläche geschieht zweckmäßigerweise durch eine Bewegung der Probe, die auf einem beweglichen Halter befestigt ist.
  • Es ist manchmal von besonderer Bedeutung, nicht nur die Verteilung eines einzigen kleinen Analytmoleküls zu messen, sondern die Verteilungen mehrerer kleiner Analytmoleküle miteinander vergleichen zu können. Als Beispiel möge ein Pharmakon und eine seiner ersten Reaktionsstufen im Körper, also eines seiner Metaboliten, dienen. Die beiden Analytmoleküle, also das Pharmakon und sein Reaktionsprodukt haben dabei in der Regel zwei Massen, die nicht weit auseinander liegen. Auch die auszuwählenden Tochterionen werden nicht weit in ihrer Masse auseinander liegen, wenn nicht sogar das gleiche Tochterion ausgewählt werden kann. Durch eine zweimalige oder eine länger dauernde Öffnung des Ionenselektors können jetzt die beiden Analytionen für die Erzeugung eines einzigen Tochterionenspektrums ausgewählt werden. Die Tochterionen der beiden Analytionen werden jetzt mit leichter zeitlicher Verzögerung im selben Tochterionenspektrum gemessen, selbst wenn die beiden Tochterionen die gleiche Masse haben. Es können also mit diesem leicht geänderten Verfahren beide Verteilungen gemeinsam ohne Verlängerung der Messzeit im direkten Vergleich gemessen werden
  • Kurze Beschreibung der Abbildung
  • Die 1 zeigt ein Schema eines MALDI-Flugzeitmassenspektrometers mit Reflektor (13) und Eltemionenselektor (10).
  • Beste Ausführungsformen
  • Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf die Messung der örtlichen Verteilung einer einzigen Molekülsorte in einem histologischen Dünnschnitt mit einer Ionisierung der Analytmoleküle durch matrixunterstützte Laserdesorption (MALDI). Die Ortsverteilung dieser ausgewählten Sorte kleiner Analytmoleküle auf der flächigen Probe wird in einem einfachen MALDI-Flugzeitmassenspektrometer mit Reflektor gemessen, wie es als Schema in 1 dargestellt ist. Der Pulslaser (3) soll vorzugsweise im Takt von etwa zwei Kilohertz arbeiten können. Die Probe befindet sich auf einer Probenplatte (1), die sich durch eine Bewegungseinrichtung (2) mit einer hohen Ortsgenauigkeit von nur wenigen Mikrometern in der Ebene der Probe, also in zwei Dimensionen, verschieben lässt.
  • Die Dünnschnitte werden in üblicher Weise von gefrorenem Gewebe mit einem Kryo-Mikrotom gewonnen. Für gewöhnlich sind sie etwa 20 Mikrometer dick. Sie werden für die massenspektrometrische Analyse auf Objektträger aufgelegt, wo sie adhäsiv festgehalten werden. Die Objektträger sind in bekannter Weise oberflächlich leitend gemacht, um ein gut definiertes Potential für die spätere Beschleunigung der Ionen zu geben. Der Dünnschnitt wird, wie in der bildgebenden MALDI-Massenspektrometrie üblich, mit einer Schicht von Matrixsubstanz versehen, um eine Ionisierung der Analytmoleküle durch die matrixunterstützte Laserdesorption zu ermöglichen. Die Objektträger werden dann auf den Probenplatten befestigt. Sie bilden mit der Probenplatte (1) eine Einheit und werden zusammen mit der Probenplatte (1) in die Innenquelle des Massenspektrometers eingefahren.
  • Durch Lichtblitze aus dem Laser (3), die durch eine Linse (4) fokussiert über einen Spiegel (5) auf einen Ort (6) der Probe auf der Probenplatte (1) gelenkt werden, werden Analytmoleküle dieses Ortes (6) der Probe desorbiert und ionisiert. Die Lichtblitze haben zeitliche Dauern zwischen 100 Picosekunden und 10 Nanosekunden; ihr Profil kann in spezieller Weise geformt sein, wie bereits oben dargelegt. Die Laserenergiedichte wird dabei so hoch gewählt, dass ein beträchtlicher Anteil der Molekülionen metastabil wird, und zwar mit einer kurzen Zerfallshalbwertszeit von nur einigen 10 Mikrosekunden. Sie zerfallen daher zu großen Anteilen in der Flugstrecke zum Reflektor (13) des Flugzeitmassenspektrometers. Durch Spannungen an den Beschleunigungsblenden (7) und (8) werden die Ionen zu einem Innenstrahl (9) beschleunigt. Dabei wird die Spannung an der Beschleunigungsblende (7) so geschaltet, dass die Beschleunigung erst mit einer einstellbaren Verzögerungszeit, die zwischen etwa 50 bis 500 Nanosekunden liegt, nach der Laserdesorption einsetzt; dadurch können die Analytionen der desorbierten Plasmawolke (und die bis dahin entstehenden Tochterionen) zeitlich auf den Elternionenselektor (10) fokussiert werden. Dieses Verfahren ist unter dem Namen „delayed extraction" (DE) für MALDI-Flugzeitmassenspektrometer weithin bekannt.
  • Der Elternionenselektor (10) wird nun so beschaltet, dass er nur für kurze Zeit öffnet und sonst alle Ionen, die nicht die Geschwindigkeit der ausgewählten Sorte kleiner Analytmoleküle besitzen, so weit seitlich auf den Pfad (12) ablenkt, dass sie nicht mehr zum Detektor (14) gelangen können. Nur die selektierten Analytionen und ihre durch Zerfall entstandenen Tochterionen verbleiben ungestört auf ihrem Pfad (11) zum Reflektor (13). Die Tochterionen haben im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie ihre Elternionen, weil sie beim Zerfall praktisch keine Geschwindigkeitsänderung erfahren, und werden zusammen mit ihren Elternionen selektiert.
  • Am Reflektor (13) werden für gewöhnlich zwei Spannungen angelegt, eine Bremsspannung und eine Reflektionsspannung. Nur in Ausnahmefällen werden nur eine Spannung oder mehrere Spannungen verwendet. Durch die Einstellung von Brems- und Reflektionsspannungen im Reflektor (13) kann jetzt eine ausgewählte Sorte der Tochterionen auf den Detektor (14) gelenkt werden. Der wesentliche Schritt für eine günstige Einjustierung der Reflektorspannungen besteht darin, die angelegten Reflektorspannungen so zu reduzieren, dass das ausgewählte Tochterion im Reflektor dieselbe Trajektorie durchfliegt, die bei voller Reflektorspannung vom Analytion durchflogen würde. Die dazu notwendige Reduktion der Spannungen am Reflektor kann aus den beiden Werten der Massen von ausgewähltem Tochterion und Analytion automatisch berechnet werden. Die Reduktion folgt streng dem Quotienten der beiden Massen, da die Massen den Energien dieser beiden Ionen entsprechen, und bezieht sich proportional auf beide Reflektorspannungen. Ionen reduzierter Energie lässt der Reflektor auf den gleichen Trajektorien fliegen, wenn seine Spannungen im gleichen Verhältnis wie die Energie reduziert werden. Diese Einstellung ergibt insbesondere dann eine Erhöhung der Empfindlichkeit, wenn der Reflektor durch besondere Ausformung des elektrischen Feldes im hinteren Teil eine Raumwinkelfokussierung erzeugt, wie sie in der Offenlegungsschrift DE 101 56 604 A1 (A. Holle) beschrieben ist. Es wird dann die ausgewählte Sorte der Tochterionen voll und ohne Verluste auf den Detektor (14) fokussiert.
  • Dabei treten die schwereren Ionen der Analytmoleküle hinten aus dem Reflektor (13) aus und stören den weiteren Messablauf nicht. Der Reflektor ist häufig hinten mit einem Gitter abgeschlossen und besitzt einen weiteren Detektor, um die hier austretenden Ionen messen zu können.
  • Das Signal der Analytionen und der sie begleitenden Komplexionen, die den Reflektor rückseitig verlassen, kann unter Umständen für Normierungszwecke verwendet werden, beispielsweise für eine Korrektur der relativen Konzentrationsmessungen durch nachlassende Laserenergiedichte.
  • Mit dem Detektor (14) wird ein kurzes Massenspektrum um die ausgewählte Tochterionensorte herum aufgenommen. Dabei wird der Innenstrom in üblicher Weise verstärkt und digitalisiert. Durch optimale Einstellungen der Verzögerungszeit für die Beschleunigung, der Beschleunigungsspannung zwischen Probenplatte (1) und Beschleunigungsblende (7), und der Brems- und Reflektionsspannungen am Reflektor (13) kann man für die ausgewählte Sorte der Tochterionen eine exzellente Massenauflösung erreichen. Das ist auch für den Fachmann überraschend, weil das zugrunde liegende PSD-Verfahren für eine nur sehr mäßige Massenauflösung und eine mäßige Empfindlichkeit bekannt ist. Der schlechte Ruf des PSD-Verfahrens zur Messung von Tochterionenspektren hält den Fachmann eher davon ab, Teile dieses Verfahrens einzusetzen. Mit der überraschend erzeugten guten Massenauflösung steigt aber das Verhältnis von Signalstärke zu Untergrundrauschen, und damit die Empfindlichkeit des Verfahrens. Durch die oben angegebene Justierung der Reflektorspannungen und durch die dadurch erzeugte gute räumliche Fokussierung der Tochterionen auf den Detektor (13) wird durch die gute Ausnutzung der Tochterionen zusätzlich eine optimal gute Empfindlichkeit erreicht. Mit diesem Verfahren lassen sich auch dann noch die Ortsverteilungen für kleine Moleküle messen, wenn sich das Signal der Molekülionen der Analytsubstanz selbst gar nicht mehr aus dem Untergrundrauschen heraushebt.
  • Das Untergrundrauschen besteht aus vielen komplex aufgebauten Innenarten, die aus der Matrixsubstanz gebildet werden, besonders dann, wenn die Laserenergiedichte erhöht wird. Dabei sind Matrixionen selbst, ihre Polymere, ihre Fragmentionen, und besonders Komplexe aus allen diesen Ionen beteiligt. Die Anzahl der verschiedenartigen Ionen ist so groß, dass bei jeder Masse mehrere solcher Innenarten nachgewiesen werden können. Da ein Teil dieser Ionen auch noch ionenoptischen Störungen unterliegt, beispielsweise durch Stöße, überlagert sich den Massensignalen des Untergrundes auch noch ein nicht massenweise aufzulösender Streu-Untergrund. Das Tochterionenspektrum zeigt dagegen einen nur geringen chemischen Untergrund, der allerdings vor Einrichtung des bildgebenden Analysenverfahrens zu prüfen ist, damit nicht durch Zufall eines der vom Elternionenselektor durchgelassenen Matrix-Komplexionen Zerfallsionen liefert, die an der Stelle der ausgewählten Tochterionen der Analytmoleküle liegen.
  • Mit einer einzigen Messung eines Spektrenausschnitts um die Tochterionen herum ist es aber in der Regel nicht getan. Um ein gut reproduzierbares und genügend empfindliches Signal zu erhalten, ist diese Messung an der gleichen Stelle etwa 50 bis 500 mal zu wiederholen. Dabei wird die Probenplatte nicht bewegt. Die digitalisierten Spektren von dieser Stelle der Probe werden addiert und ergeben so ein auswertbares Summenspektrum, wobei die Signalstärke der Tochterionen im Summenspektrum die Konzentration der ausgewählten kleinmolekularen Substanz an dieser Stelle der Probe relativ zu Konzentrationen an anderen Stellen wiedergibt. Die Genauigkeit der relativen Konzentrationsmessung hängt von der Konzentration der Substanz selbst, aber auch von der Anzahl der Einzelspektren im Summenspektrum ab. Durch die Wahl der Anzahl der Einzelspektren im Summenspektrum können also die Empfindlichkeit des Verfahrens und die Genauigkeit der relativen Konzentrationsmessung eingestellt werden.
  • Diese Messung des Summenspektrums der Tochterionen der interessierenden Sorte kleiner Moleküle wird nun an anderen Stellen der Probe wiederholt, bis aus den Messungen eine Ortsverteilung der Konzentration dargestellt werden kann. Kommerzielle Flugzeitmassenspektrometer mit Reflektoren besitzen bereits in der Regel genügend schnelle und genügend genaue Bewegungsmöglichkeiten für die Probenplatte. Das Abrastern der Probenoberfläche geschieht zweckmäßigerweise durch eine Bewegung der Probenplatte. Für die Wahl des Ortes der nächsten Messung kann ein beliebiges Verfahren verwendet werden. So kann, um Störungen durch Aufladungen zu vermeiden, die nächste Messstelle weit von der gegenwärtigen Messstelle entfernt sein. Es sind dann allerdings weite Verfahrwege für die Probenplatte in Kauf zu nehmen. Diese Verfahrwege kosten Zeit. Es ist daher oft vorteilhafter, in einem engen Raster zu von Punkt zu Nachbarpunkt scannen. Aufladungen der Probe können dabei in an sich bekannter Weise vermieden werden, indem man die Schicht aus Matrixkriställchen in einer Vakuumapparatur mit einer sehr dünnen Goldschicht bedampft. Diese Goldschicht verbessert dabei bereits das einzelne Massenspektrum. Diese Goldschicht ist dabei keineswegs dicht geschlossen, wenn man sie unter dem Mikroskop untersucht, leitet aber alle Aufladungen der Oberfläche genügend gut ab.
  • Die Summenspektren jeder Stelle können sofort aus der Aufnahmeelektronik abgeholt und in einem angeschlossenen Computer auf die Signalstärke des Tochterions untersucht werden. Ist das Erkennungsverfahren für die Tochterionen genügend sicher, so ist es möglich, nur die Signalstärken des Tochterions für die verschiedenen Ortskoordinaten abzuspeichern und für die spätere graphische Darstellung der Verteilung zu verwenden. Um Speicherplatz zu sparen, können dann die Tausende von Summenspektren verworfen werden, soweit die Zulassungsvorschriften für Pharmaka oder ähnliche Vorschriften dies zulassen. Für die graphische Darstellung der Ortsverteilungen stehen kommerziell vertriebene Computerprogramme zur Verfügung. Den Bildern der Verteilungen können dabei auch mikroskopisch gewonnene Bilder angefärbter Nachbar-Dünnschnitte überlagert werden, um die Lage von Organen sichtbar zu machen, Die Ortsauflösung ist oberhalb der durch die Querdiffusion der Analytsubstanzen beim Auftragen der Matrixschicht gegebenen Grenzauflösung durch den Rasterabstand der Messungen wählbar. Bei voller Ausnutzung der durch die Matrix-Aufbringung gegebenen Ortsauflösung liegen die Rasterpunkte der Messung nur etwa 50 Mikrometer auseinander. Es werden dann 40 000 Messpunkte pro Quadratzentimeter abgerastert. Kann eine Aufnahmefrequenz von zwei Kilohertz erreicht werden, und sind beispielsweise 200 Einzelspektren pro Summenspektrum für den Messpunkt notwendig, so dauert die Abrasterung eines Quadratzentimeters nur wenig länger als eine Stunde, während moderne Tandem-Flugzeitmassenspektrometer dafür etwa 10 Stunden benötigen.
  • Die maximal mögliche Ortsauflösung ist aber häufig gar nicht nötig. Es sei dafür ein Beispiel gegeben. Olanzapin hat ein Molekulargewicht von 313 Dalton und wird auf seine Eignung als Medikament zur Behandlung schizophrener Zustände untersucht. Füttert man eine Ratte oral mit Olanzapin in einer Dosis von 8 mg/kg, und tötet man die Ratte nach zwei Stunden, so kann man vom Dünnschnitt das Tochterion der Masse 256 Dalton des Olanzapins mit 400 Einzelspektren pro Summenspektrum sehr gut nachweisen. Für einen Rattenbauchquerschnitt von zwei mal sechs Zentimetern genügt ein Raster mit Abständen von 400 Mikrometern. Für die hier günstigen 400 Einzelspektren pro Summenspektrum lassen sich gut 4 Summenspektren pro Sekunde auf nehmen, so dass die gesamten zwölf Quadratzentimeter des Verteilungsbildes in etwa 30 Minuten gemessen werden können. In solch einem Verteilungsbild ist die Verteilung des Olanzapins sehr gut zu erkennen, wobei es sich besonders in Zwischenräumen zwischen einzelnen Organen anreichert. Da für eine Studie mehrere Dünnschnitte von Ratten nach verschiedenen Einwirkungsdauern anzufertigen sind, ist eine erträglich lange Messdauer für eine solche Verteilungsmessung wesentlich. Außerdem sind jeweils auch die Verteilungen einiger Metabolite zu messen, um auch die Abbaupfade und mögliche Wirkungsorte dieser Metabolite zu untersuchen.
  • Die massenspektrometrische Messung hat gegenüber den bisher angewandten Methoden große Vorteile. So wurde die Verteilung des Olanzapins bisher durch radioaktive Markierung des Olanzapins gemessen. Es lassen sich dann aber die Verteilungen des originalen Olanzapin-Moleküls nicht von denen seiner Metabolite trennen, da diese in der Regel auch die radioaktive Markierung tragen. Allein die Massenspektrometrie ist in der Lage, die verschiedenen Verteilungen der Originalmoleküle und die der verschiedenartigen Metabolite zu erfassen.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, ganz gewöhnliche, preiswerte Flugzeitmassenspektrometer mit Reflektoren verwenden und mit ihnen eine hohe Aufnahmerate erzielen zu können. Diese Flugzeitmassenspektrometer sind üblicherweise bereits mit Elternionenselektoren ausgerüstet, um gelegentlich PSD-Spektren aufnehmen zu können. Für eine volle Ausnutzung der hohen Aufnahmegeschwindigkeit sind sie allerdings mit entsprechend schnellen Laser auszurüsten, und selbstredend auch mit einer entsprechenden Software zur Steuerung des Verfahrens. Die erwünscht hohe Laserpulsrate von zwei Kilohertz kann heute nur mit Festkörperlasem erreicht werden, nicht mit den bisher bevorzugt für MALDI verwendeten Stickstoff-Lasern. Die Festkörperlaser bedürfen aber, wie schon einleitend erwähnt, besonderer Strahlformung, um eine hohe Effektivität der Ionisierung von Analytmolektilen zu zeigen. Als Festkörperlaser können beispielsweise Neodym-YAG-Laser mit einer Verdreifachung der Quantenenergie eingesetzt werden.
  • Außer histologischen Gewebedünnschnitten sind auch andere flächige Proben für die Messung von Verteilungen von kleinen Molekülen geeignet. So können beispielsweise die Verteilungen von Molekülen in Platten für die Dünnschicht-Chromatographie oder in Acryl-Gelen für die ein- oder zweidimensionale Gel-Elektrophorese gemessen werden. Interessant ist beispielsweise auch die Messung der Verteilung von organischen Verunreinigungen auf der Oberfläche elektronischer Bauteile. Ganz allgemein können Verteilungen von Analytmolekülen auf oder in einer beliebigen Oberfläche analysiert werden.
  • Die Ionisierung der Analytmoleküle an jeweils einem Ort der Probe findet vorzugsweise durch matrixunterstützte Laserdesorption statt; es sind jedoch auch andere Verfahren zur Ionisierung der Substanzen anwendbar, wie beispielsweise die einfache Laserdesorption (LD), die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) oder der Beschuss der Probe mit kleinsten geladenen Tröpfchen, der ebenfalls Oberflächenmoleküle ionisiert. Je nach Ionisierungsart können neben der laserinduzierten Fragmentierung auch andere Fragmentierungsmechanismen angewendet werden. So kann der Zerfall beispielsweise durch Stoßfragmentierung bei Einschuss der Molekülionen in einen gasbefüllten Stoßraum bewirkt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber Verfahren mit modernen Tandem-Flugzeitspektrometern den Vorteil, sich wesentlich leichter und mit viel weniger elektronischem Verschleiß auf eine hohe Spektrenaufnahmefrequenz von etwa zwei Kilohertz einstellen zu lassen, weil nur mäßige Spannungen im Takte dieser Frequenz zu schalten sind. Das Schalten der Spannung bezieht sich dabei auf die Spannung der Beschleunigungsblende (7), die nur um einige Hundert Volt (bis maximal etwa zwei Kilovolt) zu schalten ist. In Verbindung mit der Verwendung eines schnellen Pulslasers lassen sich Aufnahmeraten der Einzelspektren von etwa zwei Kilohertz erreichen, womit durchaus zehn Summenspektren pro Sekunde mit jeweils 200 Einzelspektren für die Tochterionenmessung möglich werden.
  • Es ist manchmal von besonderer Bedeutung, nicht nur die Verteilung eines kleinen Analytmoleküls zu messen, sondern die Verteilungen mehrerer kleiner Analytmoleküle miteinander vergleichen zu können. Das bezieht sich insbesondere auf die Verteilungen von Pharmaka und der im Körper daraus entstehenden Metabolite. Die Moleküle der Pharmaka werden im Körper sofort durch Enzyme angegriffen und verändert. Dabei können etwas schwerere Reaktionsprodukte entstehen, beispielsweise durch Oxidation, oder auch leichtere Reaktionsprodukte, beispielsweise durch Abspaltungen von Methyl-, Amino- oder Hydroxylgruppen. Die ersten Reaktionsstufen der enzymatischen Angriffe haben oft Molekulargewichte, die sich nur relativ wenig von denen der Ausgangsmoleküle unterscheiden. Von therapeutischer Wichtigkeit ist dabei, dass es oft gar nicht die Moleküle der Ausgangssubstanz sind, die die therapeutischen Wirkungen entfalten, sondern die der Metaboliten; daher ist die Messung von deren Ortsverteilungen besonders wichtig. Die Verteilungen stimmen dabei häufig nicht mit denen der Ausgangssubstanzen überein; beispielsweise können sich durch Änderung der hydrophil-hydrophoben Eigenschaften, aber auch durch andersartige Transport- oder Festhaltemechanismen, stark verschiedene Ortsverteilungen einstellen.
  • Für die vergleichende Messung zweier (oder auch mehrerer) Ortsverteilungen kann nun ein besonders günstiges Verfahren verwendet werden, das durch leichte Modifikation aus dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht. Dabei werden die beiden Analytmolekülionen, also die Molekülionen des Pharmakons und die Molekülionen des metabolen Reaktionsprodukts, durch zweimaliges Öffnen des Elternionenselektors gemeinsam hintereinander in die Flugstrecke zum Reflektor durchgelassen, und es werden zwei Tochterionen dieser beiden Sorten von Ausgangsmolekülen ausgesucht, die in ihrer Masse nahe zusammen liegen. Diese beiden Tochterionen werden jetzt durch Reflektion auf den Detektor gemeinsam in einem Tochterionenspektrum gemessen. Selbst wenn zwei Tochterionen der gleichen Masse ausgesucht werden, was bei Metaboliten oft der Fall sein kann, erscheinen die Tochterionen leicht getrennt im Tochterionenspektrum, weil ihre Elternionen aufgrund ihrer verschiedenen Massen verschiedene Flugzeiten zum Elternionenselektor hatten, und auch weil die beiden Tochterionen leicht verschiedene Energien haben. Das gilt auch für solche Tochterionen, die beide durch die Abspaltung einer gleichen Gruppe aus den beiden Analytionen entstehen; auch hier werden die beiden Tochterionen an leicht verschiedenen Stellen im Tochterionenspektrum gemessen.
  • Liegen die beiden Massen der Analytionen dicht beieinander, so kann der Elternionenselektor auch für eine kleine Zeitspanne offen gehalten werden, um beide Analytionen durchzulassen.
  • Auch hier kann eine günstige Justierung der Reflektorspannungen darin bestehen, eine der beiden Tochterionen in etwa auf der Trajektorie fliegen zu lassen, auf der bei vollen Reflektorspannungen das Analytion fliegen würde. Es kann aber auch günstig sein, Reflektorspannungen zu wählen, bei der beide Tochterionen möglichst nahe zu dieser Trajektorie fliegen.
  • Es können mit diesem leicht geänderten Verfahren die beiden Ortsverteilungen von Pharmamolekülen und Metaboliten gemeinsam und in direktem Vergleich ohne Verlängerung der Zeitdauer für die Messung gemessen werden. Auch der Vergleich der Verteilungen verschiedenartiger Metabolite ist möglich. Das Verfahren kann auch auf mehr als zwei Analytionen ausgedehnt werden, wobei möglicherweise durch eine Erhöhung der Anzahl der Einzelspektren pro Summenspektrum eine Erhöhung des Verhältnisses von Signal zu Rauschen eingestellt werden muss.
  • Dem massenspektrometrisch kundigen Fachmann ist es durch Kenntnis dieses Verfahrens mit seinen überraschenden Vorteilen möglich, leicht weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzunehmen. Diese weiteren Ausgestaltungen sollen ebenfalls dem Schutzrecht dieser Erfindung unterliegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004037512 [0003]
    • - DE 102006019530 A [0004]
    • - DE 102004044196 A1 [0005]
    • - DE 19856014 C2 [0007]
    • - DE 10156604 A1 [0025]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - D. Suckau et al. [0003]
    • - M. Schürenberg et al. [0004]
    • - A. Hase et al. [0005]
    • - C. Köster et al. [0007]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Messung der Ortsverteilung einer ausgewählten Sorte kleiner Analytmoleküle auf oder in einer flächigen Probe in einem Flugzeitmassenspektrometer mit Reflektor mit den Schritten (a) die Analytmoleküle eines Ortes der Probe werden mindestens teilweise ionisiert und die Molekülionen werden beschleunigt, (b) die Molekülionen werden mindestens teilweise zum Zerfall zu Tochterionen gebracht, (c) die Molekülionen und ihre Tochterionen werden durch einen Ionenselektor ausgewählt, (d) eine ausgewählte Tochterionensorte wird durch vorgegeben einjustierte Spannungen am Reflektor auf den Detektor gelenkt und dort als Tochterioneneinzelspektrum gemessen, (e) die Schritte (a) bis (d) werden am selben Ort der Probe wiederholt, und die Tochterioneneinzelspektren dieses Ortes werden zu Summenspektren zusammengefasst, (f) die Schritte (a) bis (e) werden zur Messung der örtlichen Verteilung der Analytionen an anderen Orten der Probe wiederholt, und (g) aus den Summenspektren werden die Signalstärken der Tochterionen an den einzelnen Orten der Probe gewonnen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Probe ein histologischer Dünnschnitt ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Analytmoleküle durch matrixunterstützte Laserdesorption ionisiert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige Probe vor der massenspektrometrischen Messung mit einer Schicht von Matrixkriställchen belegt wird, wobei die Matrixkriställchen aus aufgebrachten Tröpfchen der Matrixlösung auskristallisieren müssen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht der Matrixkriställchen mit einer dünnen Metallschicht belegt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung der Molekülionen gegenüber der Laserdesorption verzögert wird, wodurch eine zeitliche Fokussierung der Ionen einer Sorte an einer Stelle im Flugzeitmassenspektrometer bewirkt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ionenselektor an der Stelle des Zeitfokus' der verzögerten Beschleunigung für die Molekülionen angebracht ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerfall der Molekülionen zu Tochterionen durch die Lasereinstrahlung, die metastabile Molekülionen erzeugt, während der matrixunterstützten Laserdesorption bewirkt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerfall der Molekülionen durch Stoßfragmentierung in einem gasbefüllten Stoßraum bewirkt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch einstellbaren Parameter des Flugzeitmassenspektrometers einschließlich der Reflektorspannung auf ein maximales Auflösungsvermögen und/oder Empfindlichkeit im Tochterionenspektrum an der Stelle des nachzuweisenden Tochterions eingestellt werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederholung der Schritte (a) bis (e) an anderen Orten der Probe durch eine Bewegung der Probe vorgenommen wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der Reflektorspannung in Schritt (d) darin besteht, die angelegte Reflektorspannungen auf einen Wert zu reduzieren, bei dem das ausgewählte Tochterion in etwa dieselbe Trajektorie durchfliegt, die bei voller Reflektorspannung vom Analytion durchflogen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Reflektorspannungen aus den Massen von Analytion und ausgewähltem Tochterionen bestimmt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine mehrmalige oder eine länger dauernde Öffnung des Ionenselektors mehrere Analytionen ausgewählt werden, und dass ausgewählte Tochterionen der mehreren Analytionen mit gleichen oder ähnlichen Massen in einem einzigen Tochterionenspektrum am Detektor gemessen werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung der Reflektorspannung in Schritt (d) darin besteht, die angelegte Reflektorspannungen auf einen Wert zu reduzieren, bei dem eines der ausgewählten Tochterionen in etwa dieselbe Trajektorie durchfliegt, die bei voller Reflektorspannung vom Analytion durchflogen wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2530701A2 (de) 2011-06-02 2012-12-05 Bruker Daltonik GmbH Quantitative Peptidanalyse durch Massenspektrometrie

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9024254B2 (en) 2011-06-03 2015-05-05 Purdue Research Foundation Enclosed desorption electrospray ionization probes and method of use thereof
DE102011112649B4 (de) * 2011-09-06 2014-02-27 Bruker Daltonik Gmbh Laserspotsteuerung in MALDI-Massenspektrometern
EP2850644B1 (de) * 2012-05-18 2018-10-31 DH Technologies Development Pte. Ltd. Von der komplexität einer früheren abtastung abhängige instrumentenauflösungsmodulation
JP5993678B2 (ja) * 2012-09-14 2016-09-14 日本電子株式会社 マスイメージング装置及びマスイメージング装置の制御方法
DE102017129891B4 (de) 2017-12-14 2024-05-02 Bruker Daltonics GmbH & Co. KG Massenspektrometrische Bestimmung besonderer Gewebezustände
DE102018112538B3 (de) * 2018-05-25 2019-11-07 Bruker Daltonik Gmbh Desorptionsstrahlsteuerung mit virtueller Achsennachführung in Flugzeitmassenspektrometern

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5627369A (en) * 1995-05-19 1997-05-06 Perseptive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules
DE19856014C2 (de) 1998-12-04 2000-12-14 Bruker Daltonik Gmbh Tochterionenspektren mit Flugzeitmassenspektrometern
DE10034074A1 (de) * 2000-07-13 2002-01-31 Bruker Daltonik Gmbh Verbesserte Tochterionenspektren mit Flugzeitmassenspektrometern
DE10156604A1 (de) 2001-11-17 2003-05-28 Bruker Daltonik Gmbh Raumwinkelfokussierender Reflektor für Flugzeitmassenspektrometer
DE102004037512A1 (de) 2004-08-03 2006-03-16 Bruker Daltonik Gmbh Massenspektrometrische Gewebezustandsdifferenzierung
DE102004044196A1 (de) 2004-09-14 2006-03-30 Bruker Daltonik Gmbh Lasersystem für die Ionisation einer Probe durch matrixunterstützte Laserdesorption in der massenspektrometrischen Analyse
WO2007007192A1 (en) * 2005-06-07 2007-01-18 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Use of ionic matrices for maldi mass spectrometry analysis of tissue sections
DE102006019530A1 (de) 2006-04-27 2007-11-15 Bruker Daltonik Gmbh Probenvorbereitung für massenspektrometrische Dünnschnittbilder

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733073A (en) * 1983-12-23 1988-03-22 Sri International Method and apparatus for surface diagnostics
US5821534A (en) * 1995-11-22 1998-10-13 Bruker Analytical Instruments, Inc. Deflection based daughter ion selector
US6348688B1 (en) * 1998-02-06 2002-02-19 Perseptive Biosystems Tandem time-of-flight mass spectrometer with delayed extraction and method for use
WO2000077823A2 (en) * 1999-06-11 2000-12-21 Perseptive Biosystems, Inc. Tandem time-of-flight mass spectometer with damping in collision cell and method for use
US6441369B1 (en) * 2000-11-15 2002-08-27 Perseptive Biosystems, Inc. Tandem time-of-flight mass spectrometer with improved mass resolution
DE10109917B4 (de) * 2001-03-01 2005-01-05 Bruker Daltonik Gmbh Hoher Durchsatz an Laserdesorptionsmassenspektren in Flugzeitmassenspektrometern
EP1444031A4 (de) * 2001-09-20 2007-06-13 Univ Johns Hopkins Techniken zur gleichzeitigen erfassung von direkten und reflektierten ionen in einem massenspektrometer
DE10150559C2 (de) * 2001-10-15 2003-10-30 Bruker Daltonik Gmbh Verfahren zur Aufnahme von untergrundfreien Fragmentionen-Flugzeitspektren und Flugzeitmassenspektrometer
US20090001262A1 (en) * 2003-10-22 2009-01-01 Erik Visser System and Method for Spectral Analysis
US6953928B2 (en) * 2003-10-31 2005-10-11 Applera Corporation Ion source and methods for MALDI mass spectrometry
WO2005114705A2 (en) * 2004-05-21 2005-12-01 Whitehouse Craig M Rf surfaces and rf ion guides
US20070114387A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-24 Ying-Lan Chang Matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) support structures and methods of making MALDI support structures
US20070138385A1 (en) * 2005-12-05 2007-06-21 The Regents Of The University Of California Time-of-flight secondary ion mass spectrometer mapping of cells and tissue
US8271203B2 (en) * 2006-07-12 2012-09-18 Dh Technologies Development Pte. Ltd. Methods and systems for sequence-based design of multiple reaction monitoring transitions and experiments
JP4952788B2 (ja) * 2007-04-04 2012-06-13 株式会社島津製作所 質量分析データ解析方法及び装置
DE102009013653B4 (de) * 2009-03-18 2014-09-18 Bruker Daltonik Gmbh Protein-Sequenzierung mit MALDI-Massenspektrometrie

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5627369A (en) * 1995-05-19 1997-05-06 Perseptive Biosystems, Inc. Time-of-flight mass spectrometry analysis of biomolecules
DE19856014C2 (de) 1998-12-04 2000-12-14 Bruker Daltonik Gmbh Tochterionenspektren mit Flugzeitmassenspektrometern
DE10034074A1 (de) * 2000-07-13 2002-01-31 Bruker Daltonik Gmbh Verbesserte Tochterionenspektren mit Flugzeitmassenspektrometern
DE10156604A1 (de) 2001-11-17 2003-05-28 Bruker Daltonik Gmbh Raumwinkelfokussierender Reflektor für Flugzeitmassenspektrometer
DE102004037512A1 (de) 2004-08-03 2006-03-16 Bruker Daltonik Gmbh Massenspektrometrische Gewebezustandsdifferenzierung
DE102004044196A1 (de) 2004-09-14 2006-03-30 Bruker Daltonik Gmbh Lasersystem für die Ionisation einer Probe durch matrixunterstützte Laserdesorption in der massenspektrometrischen Analyse
WO2007007192A1 (en) * 2005-06-07 2007-01-18 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Use of ionic matrices for maldi mass spectrometry analysis of tissue sections
DE102006019530A1 (de) 2006-04-27 2007-11-15 Bruker Daltonik Gmbh Probenvorbereitung für massenspektrometrische Dünnschnittbilder

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. Hase et al.
C. Köster et al.
D. Suckau et al.
M. Schürenberg et al.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2530701A2 (de) 2011-06-02 2012-12-05 Bruker Daltonik GmbH Quantitative Peptidanalyse durch Massenspektrometrie

Also Published As

Publication number Publication date
US8274042B2 (en) 2012-09-25
GB2456022B (en) 2012-08-15
GB2456022A (en) 2009-07-01
US20080296488A1 (en) 2008-12-04
DE102007024857B4 (de) 2017-11-02
GB0809562D0 (en) 2008-07-02

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