WO2018151439A1 - Display device for matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrum - Google Patents

Display device for matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrum Download PDF

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WO2018151439A1
WO2018151439A1 PCT/KR2018/001150 KR2018001150W WO2018151439A1 WO 2018151439 A1 WO2018151439 A1 WO 2018151439A1 KR 2018001150 W KR2018001150 W KR 2018001150W WO 2018151439 A1 WO2018151439 A1 WO 2018151439A1
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WO
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mass spectrum
matrix
noise
input
input unit
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PCT/KR2018/001150
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김태만
안종록
김도훈
박한오
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(주)바이오니아
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/10—Ion sources; Ion guns
    • H01J49/16—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field-, thermionic- or photo-emission

Definitions

  • the present invention relates to a display device of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum, and in detail, it is possible to perform a quick and accurate analysis, and the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum in which effective peaks derived from the analyte are prevented from being buried in noise. Relates to a display device.
  • MALDI matrix assisted laser desorption / ionization
  • a sample is generally prepared on a sample plate by mixing a solution of the analyte with the matrix solution, applying it on the sample plate, and removing the solvent by evaporation.
  • the matrix absorbs the energy of the laser light, and a part of the matrix is rapidly heated and vaporized (desorbed) together with the analyte to be ionized. Then, by measuring the motion of the ions in the electromagnetic field, the molecular weight of the analyte is measured.
  • Maldial mass spectrometry enables accurate measurement of molecular weight because the analyte is not fragmented (decomposed), and because of its high sensitivity, it is also possible to detect analyte at several femtomol levels. Because it has only a charge, the mass spectrum is simple and easy to analyze.
  • the sample preparation is simple as the analyte and the matrix are mixed and dispensed on a sample plate, and then dried and analyzed, and the analysis time is short within 1 minute. It is possible (large-scale high-speed analysis), less susceptible to contamination of buffers or salts, and has low cost of using and maintaining the instrument.
  • Maldi mass spectrometry essentially uses a matrix that aids in ionization of analytes, so that noise by the matrix is inevitably present.
  • methods for suppressing the generation of matrix-derived ions such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-502980, have been studied.
  • this method only lowers the strength of the matrix-derived ions, and there is a limit to improving the analysis accuracy as the matrix-derived ions themselves still exist.
  • the present invention provides a display apparatus and method for matrix assisted laser desorption ionization mass spectra capable of rapid and accurate analysis and capable of displaying mass spectra free from chemical noise.
  • the present invention is a display device of a matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum
  • the display device according to the present invention is a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of an analyte, and m / m of the matrix-derived ions by matrix.
  • a storage unit for storing data including z (mass to charge ratio) information
  • An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum
  • a signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed
  • an output unit for receiving the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputting the same.
  • the storage unit may further include m / z information of ions due to chemical noise other than a matrix.
  • the input unit may further receive whether to remove chemical noise, which is whether to remove a peak derived from the chemical noise.
  • the signal processing unit further receives whether or not to remove the chemical noise input to the input unit, m / m of the matrix-derived ions of the matrix material input through the input unit in the original mass spectrum Generate a first noise canceling mass spectrum, which is a mass spectrum from which the peak corresponding to z is removed, and determine a peak corresponding to m / z of ions due to chemical noise in the first noise canceling mass spectrum according to whether the chemical noise is removed. Can be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum.
  • the output unit may output an original mass spectrum, a first noise removing mass spectrum, and a second noise removing mass spectrum together with whether or not the chemical noise is input to the input unit. Can be.
  • the analyte is a biochemical including an indicator material used to detect a disease, and the original mass spectrum is obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the biochemical. It may be a mass spectrum.
  • the storage unit may further include m / z information of ions due to disease-specific chemical noise, and the input unit may use the original mass spectrum to detect the disease.
  • the type of disease to be determined may be further input.
  • the present invention includes a method of displaying matrix assisted laser desorption ionization mass spectra using the aforementioned display device.
  • the display device removes and outputs a matrix or chemical noise other than the matrix corresponding to secondary information in the mass spectrum obtained through measurement, and further, consists of substantially pure effective information (peaks derived from the analyte). Scaling the peaks in the mass spectrum and outputting them allows the analyst to quickly and accurately analyze and enable intuitive recognition.
  • the display device is particularly effective for detecting disease retention using matrix assisted laser desorption ionization mass spectra, and has an advantage of providing mass spectrum determination data capable of determining disease retention very quickly and accurately.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the display device is a display device of a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry.
  • the display device of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum according to the present invention is an original mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of analyte and m / z a storage unit for storing data including mass to charge ratio) information;
  • An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum; Receives the matrix material information input to the input unit, in association with the storage unit, corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material in the original mass spectrum according to the matrix material information input through the input unit
  • a signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed;
  • an output unit for receiving the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputting the same.
  • the display device receives an input such as material information of the matrix used in the measurement of the original mass spectrum, and furthermore, whether or not to remove noise through an input unit, and removes unnecessary information from the original mass spectrum and outputs it. This allows for faster, more accurate and more intuitive follow-up procedures such as analysis of the analyte and diagnosis of the disease.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the display apparatus is interlocked with the storage unit 100, the input unit 200, and the storage unit 100, receives input values input from the input unit 200, and the noise is removed from the original mass spectrum.
  • the signal processor 300 may generate the removed mass spectrum (hereinafter, referred to as a noise canceling mass spectrum) and the output unit 400 may output the noise canceling mass spectrum generated by the signal processor 300.
  • the storage unit 100 may store m / z (s) of matrix-derived ion (s) for each matrix along with the original mass spectrum to be processed (processed) by the signal processor 300.
  • the original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by mass spectrometry by matrix assisted laser desorption ionization of the analyte, and may also be a mass spectrum in a state obtained from an artificially processed measuring device.
  • the original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by measuring the motion of charged ions in the electromagnetic field after desorption ionization of the analyte by irradiating a laser beam onto a sample plate including the analyte and the matrix.
  • the original mass spectrum may be stored in a structured form of 'm / z, signal detection intensity at the corresponding m / z'.
  • the matrix may be an organic matrix
  • the organic matrix may be an organic compound having a structure that is easily excited by a UV laser.
  • the organic matrix may be any organic compound known to be used in conventional matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry.
  • the organic compound may include a commercial matrix material sold by Sigma-Aldrich, etc.
  • the organic matrix is 3,5-dimethoxy 4-hydroxycinnamic acid (sinapinic acid), 4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid), Picolinic acid (PA), ⁇ -cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) , 2- (4-hydroxyphenylazo) -benzoic acid (HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) and 3-Hydroxypicolinic acid (3-HPA) may include one or more organic compounds selected from, but the present invention It is not limited to these listed matrix materials.
  • the m / z information of the matrix derived ions may be the m / z (s) of the peaks present in the matrix mass spectrum, which is the mass spectrum obtained by mass spectrometry by organic matrix itself laser assisted desorption ionization. That is, the m / z information of the matrix derived ion (s) may be m / z (s) of ion (s) derived from the organic matrix.
  • m / z information of matrix-derived ions of each matrix may be stored for each matrix type, and stored in a structured form of 'matrix material-m / z of matrix-derived ions of the matrix material'. It may be.
  • the input unit 200 may receive information for processing the original mass spectrum from the signal processor 300 from a user. Specifically, the input unit 200 may receive the matrix material information used in obtaining the original mass spectrum from the user. As an example, when two or more matrices are used to obtain the original mass spectrum, the input unit 200 may receive all the two or more kinds of matrix material information used. In this case, the user may include an expert or an expert who analyzes an analyte or diagnoses a disease using a mass spectrum.
  • the input unit 200 may refer to a hardware configuration in which a user may input matrix material information for processing the original mass spectrum in the signal processor 300.
  • the input unit 200 may include a mouse, a keypad, a dome switch, a touch pad (contact capacitive type, pressure resistive layer type, infrared sensing type, surface ultrasonic conduction type, Integral tension measuring method, piezo effect method, etc.), a jog wheel, a jog switch, and the like.
  • the input unit 200 may include a touch screen, a touch panel, a keyboard, and the like.
  • the input unit 200 may transmit the matrix material information (the matrix material used when obtaining the original mass spectrum) input by the user to the signal processing unit 300.
  • the signal processing unit 300 receives the matrix material information input to the input unit 200 and, in conjunction with the storage unit 100, removes the matrix-derived peak (s) from the original mass spectrum, thereby removing noise caused by the matrix. Elimination mass spectra can be generated.
  • the signal processor 300 is based on the m / z (s) of matrix-derived ion (s) for each matrix stored in the storage unit 100, and matrix-derived ions of the matrix material input from the original mass spectrum to the input unit.
  • the peak (s) corresponding to m / z (s) of (s) may be removed to generate a noise canceling mass spectrum from which noise by the matrix has been removed.
  • the display device is a device which processes (processes) and displays the mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry.
  • matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry is to detect the quantity of ions corresponding to discrete values of m / z of ion (s). Accordingly, both valid data and chemical noise (mass peaks due to compounds other than the analyte included in the sample) data are displayed on the mass spectrum as detection intensity at discrete m / z values.
  • the output unit 400 may be hardware capable of receiving a noise removing mass spectrum generated by the signal processing unit 300 and outputting it to a user in a visually recognizable form.
  • the output unit 400 may include a printer, a display panel (EPD, ECD, LCD, OLED, etc.), a touch panel.
  • the input unit and the output unit may be implemented by a single hardware.
  • the storage unit 100 may further include m / z information of ion (s) due to chemical noise other than the matrix, and the input unit 200 may be The user may further receive whether to remove chemical noise, which is to remove peaks derived from chemical noise other than the matrix.
  • Chemical noise other than the matrix may be mainly caused by preparing a sample to be mass analyzed by using the analyte and the matrix and placing the sample on a plate.
  • chemical noise may be generated by a solvent used to prepare a sample, an additive added together with a matrix for easy ionization or desorption of an analyte, and an unavoidable impurity (contamination).
  • a solvent used to prepare a sample an additive added together with a matrix for easy ionization or desorption of an analyte, and an unavoidable impurity (contamination).
  • chemical noise may refer to noise caused by materials used in the preparation of a sample for matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry, in addition to the matrix and the analyte.
  • the signal processor 300 receives whether to remove chemical noise input to the input unit 200.
  • the matrix noise and the chemical noise are removed by removing peaks corresponding to m / z (s) of the chemical noise derived ion (s) in the mass spectrum from which the matrix noise has been removed. Mass spectra can be generated.
  • the signal processing unit 300 further receives whether or not to remove chemical noise input to the input unit 200, the peak corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material input through the input unit in the original mass spectrum Generate a first order noise canceling mass spectrum that is a removed mass spectrum and, depending on whether the chemical noise is removed, a peak corresponding to m / z (s) of ion (s) by chemical noise outside the matrix in the first noise canceling mass spectrum Can be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum.
  • the signal processor 300 receives the matrix material information input to the input unit 200, and m / z (s) of the matrix-derived ion (s) corresponding to the received matrix material in cooperation with the storage unit 100. And a peak corresponding to m / z (s) of the matrix-derived ion (s) extracted from the original mass spectrum may be generated to generate a first order noise canceling mass spectrum. Then, when receiving the chemical noise removal input to the input unit, and if the chemical noise removal instruction is input through the input unit, corresponding to the m / z (s) of the chemical noise derived ion (s) in the primary noise removal mass spectrum The peaks may be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum. In this case, when chemical noise removal is input to the input unit, the original mass spectrum may not be processed using the chemical noise-derived ionization mass stored in the storage unit.
  • the signal processing unit 300 generates the noise canceling mass spectrum and then re-scales the intensity axis of the noise canceling mass spectrum based on the maximum intensity among the intensities of the peaks present in the noise canceling mass spectrum. )can do.
  • scaling of the intensity axis may mean that the intensity axis outputted is adjusted such that the maximum intensity among the intensities of the peaks is the maximum value of the intensity axis.
  • the original mass spectrum has not only peaks corresponding to valid information, but also peaks corresponding to secondary information such as a matrix or chemical noise outside the matrix.
  • secondary information such as a matrix or chemical noise outside the matrix.
  • the intensity of the noise peak peak due to chemical noise other than the matrix and the matrix
  • the intensity of the noise peak is significantly higher than the intensity of the peak derived by the actual analyte. It may be difficult to recognize and identify the peak corresponding to the valid information.
  • the noise removing mass spectrum is generated by the signal processing unit and the intensity axis is scaled again based on the maximum intensity among the peaks remaining in the noise removing mass spectrum and outputted to the output unit, Not only can the valid information be prevented from being buried, but the valid information can be recognized accurately and immediately.
  • the analyte of the original mass spectrum means a target substance for mass analysis of ions of the molecule.
  • the analyte includes an organic material, an inorganic material, a biochemical material, or a combination thereof, and the complex material is a mixture of two or more materials selected from organic materials, inorganic materials and biochemical materials, and two or more materials selected from organic materials, inorganic materials and biochemical materials.
  • the substance may comprise a bond (reactant) that has been chemically bound (or reacted).
  • Biochemicals can include cellular components, genetic material, carbon compounds, organic matter or drugs that affect the metabolism of organisms, synthesis of substances, transport of substances or signaling, and biochemicals are biosamples extracted and processed from living organisms. It may include, and independently of this, the biochemical may include an indicator material (biomarker) used to detect the disease.
  • biochemicals are organometallic compounds, peptides, carbohydrates, proteins, protein complexes, lipids, metabolites, antigens, antibodies, enzymes, substrates, amino acids, aptamers, sugars, nucleic acids, nucleic acid fragments, PNAs (Peptide) Nucleic Acid), cell extracts, disease indicators or combinations thereof (including mixed mixtures or chemically bound combinations) and the like.
  • the analyte may be a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease, whereby the original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the biochemical.
  • the chemical noise removal described above is more advantageous and more effective when the analyte is a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease.
  • chemical noise may also vary according to the disease. That is, for the same disease, chemical noise may occur at m / z of the same ion (s), and if the disease is different, the m / z value (s) of ion (s) derived from chemical noise may vary.
  • the analyte is a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease
  • data other than valid data resulting from the analyte can be substantially completely removed. That is, when the analyte is a biochemical including an indicator material used to detect a disease, the secondary noise removing mass spectrum generated by the signal processing unit 300 is different from peaks of ionization mass caused by the analyte. Other secondary peaks may be a noise-free mass spectrum that is substantially completely removed.
  • m / z information of ions due to chemical noise stored in the storage unit 100 may be m / z information of chemical noise-derived ions for each disease.
  • the storage unit 100 may store m / z information of ion (s) derived from chemical noise for each disease type.
  • the information may be a structured form of data including the m / z information of the disease type and chemical noise derived ion (s), of course.
  • the input unit 200 may also receive a type of disease for determining whether the disease is retained through the original mass spectrum, together with an instruction command indicating whether to remove the matrix material information and chemical noise.
  • the noise removing mass spectrum (primary noise removing mass spectrum and / or secondary noise removing mass spectrum) generated by the signal processing unit 300 may be transmitted to the output unit 400 and may be output.
  • the noise canceling mass spectrum (primary noise canceling mass spectrum and / or secondary noise canceling mass spectrum) generated at 300 is mapped to the original mass spectrum along with the information input to the input unit 200 and stored in the storage unit 100. Of course it can be stored in).
  • the output unit 400 along with information or instructions input through the input unit 200, such as matrix material information, chemical noise removal, and / or type of disease, includes an original mass spectrum, a primary noise removal mass spectrum, and a secondary noise.
  • the removal mass spectrum can be output.
  • m / z information of the matrix-derived ions used in generating the first noise canceling mass spectrum may also be output.
  • m / z information of chemical noise-derived ions for each disease used when generating the secondary noise removing mass spectrum may be output.
  • the second noise canceling which is a mass spectrum consisting of an original mass spectrum, a first order noise canceling mass spectrum, and substantially purely valid information (peaks resulting from the analyte) Mass spectra can be provided.
  • the matrix material information used for generating the first noise canceling mass spectrum, the disease used for generating the second noise canceling mass spectrum may be provided together.
  • the secondary information is removed and the mass spectrum of substantially pure valid information is scaled and provided to the user, so that the valid information is not buried by the matrix or chemical noise, There is an advantage that can be detected.
  • the present invention includes a display method using the above-described display device.
  • the display method according to the present invention is a display method of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum, which is the mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the analyte, and m / z of the matrix-derived ions of the matrix by matrix.
  • a storage unit for storing data including mass to charge ratio information
  • An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum
  • a signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed
  • an output unit which receives the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputs the mass spectrum.
  • the display method comprises the steps of: a) obtaining a mass spectrum by subjecting the analyte to matrix assisted laser desorption ionization; b) after the mass spectrum obtained in step a) is stored in the storage unit as an original mass spectrum, the material information of the matrix used in step a) is input through the input unit; And c) a noise removing mass spectrum is generated by the signal processor and output through the output unit.
  • the mass spectrum (original mass spectrum) of step a) is obtained by irradiating a laser containing a sample including an analyte and an organic matrix and desorbed ions are detected by a detector. It may be a mass spectrum having a mass-to-charge ratio (m / z) of ions on another axis.
  • the sample may be prepared by a method commonly used in Maldi (MALDI) mass spectrometry using an organic matrix.
  • the sample may be prepared by dropping a sample solution containing a matrix and an analyte on a sample plate and then removing the solvent by volatilization.
  • the sample may be prepared by dropping a solution containing the analyte on the matrix top of the sample plate on which the matrix is formed and then removing the solvent.
  • the sample is sufficient if it is manufactured by the sample preparation method of the Maldi mass spectrometry which is used normally, Of course, it cannot be limited by the above-mentioned embodiment.
  • the irradiated laser may be a laser having a wavelength band absorbed by the organic matrix contained in the sample, and may be a laser used in a conventional Maldi mass spectrometry.
  • the irradiated laser may be an ultraviolet (UV) laser or an infrared (IR) laser, and the UV laser may include an N 2 laser, an Nd / YAG laser, an excimer laser, or the like. number and, IR laser may include a CO 2 laser, Er / YAG laser and the like.
  • Mass detection of ions may be performed by a time of flight (MS) mass spectrometer (TOF), ion trap (IT) MS, Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR) MS, Quadrupole MS or Orbitrap MS.
  • TOF mass spectrometer may be a linear TOF or a Reflectron TOF.
  • step b) whether the chemical noise is removed or whether the chemical noise is removed and the type of disease may be further input through the input unit, thereby, together with the primary noise removing mass spectrum from which the matrix noise is removed in step b).
  • the second noise canceling mass spectrum in which both the matrix noise and the chemical noise are removed may be generated and output in step c).
  • the analyte is more advantageously a biochemical including an indicator substance used to detect a disease
  • the matrix used in step a) is an indicator substance used to detect the disease.
  • it can be a predetermined matrix according to.

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Abstract

The present invention relates to a display device for a matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrum. Specifically, the display device, according to the present invention, comprises: a storage unit which stores data including information on the mass-to-charge ratio (m/z) of matrix-derived ions for each matrix and an original mass spectrum which is a mass spectrum acquired by means of the matrix-assisted laser desorption ionization of an analyte; an input unit which receives, as input, information on a matrix material used when acquiring the original mass spectrum; a signal processing unit which receives the information on the matrix material inputted into the input unit, is linked with the storage unit, and according to the information on the matrix material inputted via the input unit, removes, from the original mass spectrum, a peak corresponding to the mass-to-charge ratio (m/z) of matrix-derived ions of the corresponding matrix material, thereby generating a noise-removed mass spectrum which is a mass spectrum having noise removed therefrom; and an output unit which receives the noise-removed mass spectrum from the signal processing unit and outputs same.

Description

매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치Matrix help laser desorption ionization mass spectrum display device
본 발명은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상세하게, 신속하고 정확한 분석이 가능하며, 분석대상물질로부터 유래하는 유효 피크가 노이즈에 묻히는 것이 방지되는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum, and in detail, it is possible to perform a quick and accurate analysis, and the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum in which effective peaks derived from the analyte are prevented from being buried in noise. Relates to a display device.
질량 분석에 사용되는 이온화법의 하나로서 매트릭스 도움 레이저 탈착/이온화(MALDI=Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) 질량분석법이 알려져 있다. 말디질량분석법은 레이저광을 시료에 단시간 조사해 순간적으로 시료를 탈착(desorption)/이온화(ionization)하여 시료의 질량을 측정하는 분석법으로, 시료 중의 분석대상물질(analyte)의 분자를 분해하는 일 없이 이온화하고 이온의 질량을 측정한다.As one of the ionization methods used for mass spectrometry, matrix assisted laser desorption / ionization (MALDI) mass spectrometry is known. Maldi Mass Spectrometry is a method of measuring the mass of a sample by desorption / ionization of the sample by irradiating the laser light to the sample for a short time, and ionizing without decomposing molecules of the analyte in the sample. And measure the mass of the ion.
말디질량분석법에서는 일반적으로 분석대상물질의 용액을 매트릭스 용액과 혼합한 다음, 시료플레이트 위에 도포하고, 증발에 의해 용매를 제거함으로써 시료를 시료플레이트 위에 제조한다. 시료플레이트를 진공챔버에 도입하고, 시료에 레이저광을 조사하면, 매트릭스가 레이저광의 에너지를 흡수해, 매트릭스의 일부가 급속히 가열되고 분석대상물질과 함께 기화(탈착)되어 이온화된다. 이후, 전자기장 내에서 이온들의 운동을 측정함으로써, 분석대상물질의 분자량을 측정한다.In Maldi mass spectrometry, a sample is generally prepared on a sample plate by mixing a solution of the analyte with the matrix solution, applying it on the sample plate, and removing the solvent by evaporation. When the sample plate is introduced into the vacuum chamber and the laser beam is irradiated to the sample, the matrix absorbs the energy of the laser light, and a part of the matrix is rapidly heated and vaporized (desorbed) together with the analyte to be ionized. Then, by measuring the motion of the ions in the electromagnetic field, the molecular weight of the analyte is measured.
말디질량분석법은 분석대상물질이 조각화(분해)되지 않아 정확한 분자량의 측정이 가능하고, 검출 감도가 좋아 수 펨토몰 수준의 분석대상물질 또한 검출 가능하며, 보통 다전하(multiple charge)가 아닌 단일한 전하만을 가지므로 질량스펙트럼이 간단하고 분석이 용이하며, 분석대상물질과 매트릭스를 혼합하여 시료 플레이트에 분주한 후 건조하여 분석 가능함에 따라 시료 준비가 간단하고, 분석 시간이 1분 이내로 짧아 신속한 분석이 가능(대량 고속 분석 가능)하며, 완충용액이나 염 등의 오염에 영향을 덜 받으며, 기기의 사용 및 유지 비용이 저렴한 장점이 있다.Maldial mass spectrometry enables accurate measurement of molecular weight because the analyte is not fragmented (decomposed), and because of its high sensitivity, it is also possible to detect analyte at several femtomol levels. Because it has only a charge, the mass spectrum is simple and easy to analyze.The sample preparation is simple as the analyte and the matrix are mixed and dispensed on a sample plate, and then dried and analyzed, and the analysis time is short within 1 minute. It is possible (large-scale high-speed analysis), less susceptible to contamination of buffers or salts, and has low cost of using and maintaining the instrument.
그러나, 말디질량분석법은 필수적으로 분석대상물질의 이온화를 돕는 매트릭스를 사용함에 따라, 매트릭스에 의한 노이즈가 필연적으로 존재할 수 밖에 없다. 매트릭스에 의해 야기되는 분석 오류를 방지하고 말디질량분석법의 분석 정확성을 높이기 위해, 일본공개특허 제2007-502980호와 같이 매트릭스 유래 이온의 발생을 억제하는 방법들이 연구되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 매트릭스 유래 이온의 강도를 낮출 뿐, 매트릭스 유래 이온 자체는 여전히 존재함에 따라 분석 정확성을 향상시키는 데 그 한계가 있다.However, Maldi mass spectrometry essentially uses a matrix that aids in ionization of analytes, so that noise by the matrix is inevitably present. In order to prevent an analytical error caused by the matrix and to increase the analytical accuracy of the mass spectrometry, methods for suppressing the generation of matrix-derived ions, such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-502980, have been studied. However, this method only lowers the strength of the matrix-derived ions, and there is a limit to improving the analysis accuracy as the matrix-derived ions themselves still exist.
본 발명은 신속하고 정확한 분석이 가능하며, 화학적 노이즈로부터 자유로운 질량 스펙트럼을 디스플레이 할 수 있는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a display apparatus and method for matrix assisted laser desorption ionization mass spectra capable of rapid and accurate analysis and capable of displaying mass spectra free from chemical noise.
본 발명은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치이며, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼인 원본 질량 스펙트럼과 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온의 m/z(mass to charge ratio) 정보를 포함하는 데이터가 저장되는 저장부; 원본 질량 스펙트럼 수득시 사용된 매트릭스 물질 정보를 입력받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 상기 저장부와 연동하여, 상기 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질 정보에 따라, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 해당 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여, 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼인 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 수신하고 이를 출력하는 출력부;를 포함한다.The present invention is a display device of a matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum, and the display device according to the present invention is a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of an analyte, and m / m of the matrix-derived ions by matrix. a storage unit for storing data including z (mass to charge ratio) information; An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum; Receives the matrix material information input to the input unit, in association with the storage unit, corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material in the original mass spectrum according to the matrix material information input through the input unit A signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed; And an output unit for receiving the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputting the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 저장부는 저장부는 매트릭스 이외의 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온의 m/z 정보를 더 포함할 수 있다.In the display device according to an exemplary embodiment, the storage unit may further include m / z information of ions due to chemical noise other than a matrix.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 입력부는 상기 화학적 노이즈로부터 유래되는 피크의 제거 여부인 화학적 노이즈 제거 여부를 더 입력 받을 수 있다.In the display device according to an exemplary embodiment of the present disclosure, the input unit may further receive whether to remove chemical noise, which is whether to remove a peak derived from the chemical noise.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 신호처리부는 상기 입력부에 입력된 화학적 노이즈 제거 여부를 더 수신하며, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z에 해당하는 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하고, 상기 화학적 노이즈 제거 여부에 따라, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼에서 화학적 노이즈에 의한 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여, 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다.In the display device according to an embodiment of the present invention, the signal processing unit further receives whether or not to remove the chemical noise input to the input unit, m / m of the matrix-derived ions of the matrix material input through the input unit in the original mass spectrum Generate a first noise canceling mass spectrum, which is a mass spectrum from which the peak corresponding to z is removed, and determine a peak corresponding to m / z of ions due to chemical noise in the first noise canceling mass spectrum according to whether the chemical noise is removed. Can be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 출력부는, 상기 입력부로 입력된 상기 화학적 노이즈 제거 여부와 함께, 원본 질량 스펙트럼, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 및 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 출력할 수 있다.In the display device according to an embodiment of the present invention, the output unit may output an original mass spectrum, a first noise removing mass spectrum, and a second noise removing mass spectrum together with whether or not the chemical noise is input to the input unit. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 분석대상물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질이며, 상기 원본 질량 스펙트럼은 상기 생화학물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼일 수 있다.In the display device according to an embodiment of the present invention, the analyte is a biochemical including an indicator material used to detect a disease, and the original mass spectrum is obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the biochemical. It may be a mass spectrum.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 상기 저장부는 질병 별 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온의 m/z 정보를 더 포함할 수 있고, 상기 입력부는 원본 질량 스펙트럼을 이용하여 질병의 보유 여부를 판별하고자 한 질병의 종류를 더 입력받을 수 있다.In the display device according to an exemplary embodiment of the present invention, the storage unit may further include m / z information of ions due to disease-specific chemical noise, and the input unit may use the original mass spectrum to detect the disease. The type of disease to be determined may be further input.
본 발명은 상술한 디스플레이 장치를 이용한 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 방법을 포함한다. The present invention includes a method of displaying matrix assisted laser desorption ionization mass spectra using the aforementioned display device.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 측정을 통해 수득된 질량 스펙트럼에서 부차적 정보에 해당하는 매트릭스나 매트릭스 외의 화학적 노이즈를 제거하여 출력하고, 나아가, 실질적으로 순수하게 유효 정보(분석대상물질 유래 피크)로 이루어진 질량 스펙트럼에서 피크의 크기 조정(scaling)하여 출력함에 따라, 분석자에게 신속하고 정확한 분석이 가능하게 하며, 직관적 인식이 가능하게 하는 장점이 있다.The display device according to the present invention removes and outputs a matrix or chemical noise other than the matrix corresponding to secondary information in the mass spectrum obtained through measurement, and further, consists of substantially pure effective information (peaks derived from the analyte). Scaling the peaks in the mass spectrum and outputting them allows the analyst to quickly and accurately analyze and enable intuitive recognition.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 특히 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼을 이용한 질병 보유 유무 검출에 매우 효과적이며, 매우 신속하고 정확하게 질병 보유 유무를 판별할 수 있는 질량스펙트럼 판별 자료를 제공하는 장점이 있다.The display device according to the present invention is particularly effective for detecting disease retention using matrix assisted laser desorption ionization mass spectra, and has an advantage of providing mass spectrum determination data capable of determining disease retention very quickly and accurately.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구성도이다.1 is a configuration diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 디스플레이 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, a display apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms, and the drawings presented below may be exaggerated to clarify the spirit of the present invention. At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the gist of the present invention in the following description and the accompanying drawings Descriptions of well-known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석에 의해 수득되는 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치이다. 상세하게, 본 발명에 따른 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치는 분석대상물질(analyte)을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼인 원본 질량 스펙트럼과 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온의 m/z(mass to charge ratio) 정보를 포함하는 데이터가 저장되는 저장부; 원본 질량 스펙트럼 수득시 사용된 매트릭스 물질 정보를 입력받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 상기 저장부와 연동하여, 상기 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질 정보에 따라, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 해당 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여, 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼인 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 수신하고 이를 출력하는 출력부;를 포함한다.The display device according to the invention is a display device of a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry. In detail, the display device of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum according to the present invention is an original mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of analyte and m / z a storage unit for storing data including mass to charge ratio) information; An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum; Receives the matrix material information input to the input unit, in association with the storage unit, corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material in the original mass spectrum according to the matrix material information input through the input unit A signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed; And an output unit for receiving the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputting the same.
원본 질량 스펙트럼에는 분석대상물질로부터 유래된 피크 뿐만 아니라, 매트릭스나 매트릭스 외의 화학적 불순물 등으로부터 유래된 노이즈 피크 또한 존재한다. 또한, 분석대상물질의 농도가 낮을 경우, 상대적으로 강도가 큰 매트릭스 유래 피크에 의해 분석대상물질 유래 피크가 묻혀 물질 분석 및 이를 통한 진단과 같은 후속 과정이 정확히 수행되기 어렵다. 나아가, 설사 분석대상물질의 농도가 높아 상대적으로 강도가 큰 매트릭스 유래 피크에 의해 묻히지 않는다 하더라도, 질량 스펙트럼상 유효 정보(분석대상물질 유래 피크)이외의 많은 부차적 정보가 존재함에 따라, 분석자의 신속하고 정확한 분석을 방해하며, 직관적 해석도 방해한다.In the original mass spectrum, not only peaks derived from the analyte, but also noise peaks derived from the matrix or chemical impurities other than the matrix are present. In addition, when the concentration of the analyte is low, the peak derived from the analyte is buried by a relatively high intensity matrix-derived peak, so that subsequent processes such as material analysis and diagnosis through it are difficult to be accurately performed. Furthermore, even if the concentration of the analyte is high and not buried by a relatively high intensity matrix-derived peak, there is a lot of secondary information other than the effective information (the peak derived from the analyte) in the mass spectrum. Interfere with accurate analysis and intuitive interpretation.
이에 따라, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 입력부를 통해 원본 질량 스펙트럼의 측정시 사용된 매트릭스의 물질 정보, 나아가 노이즈 제거 여부등과 같은 지시를 입력받아, 원본 질량 스펙트럼으로부터 불필요한 정보들을 제거하여 이를 출력함으로써, 신속하고 정확하며, 보다 직관적으로 분석대상물질의 분석 및 이를 통한 질병 진단과 같은 후속 절차를 가능하게 한다.Accordingly, the display device according to the present invention receives an input such as material information of the matrix used in the measurement of the original mass spectrum, and furthermore, whether or not to remove noise through an input unit, and removes unnecessary information from the original mass spectrum and outputs it. This allows for faster, more accurate and more intuitive follow-up procedures such as analysis of the analyte and diagnosis of the disease.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 구성도이다. 도 1에 도시한 일 예와 같이, 디스플레이 장치는 저장부(100), 입력부(200), 저장부(100)와 연동되고 입력부(200)로부터 입력된 입력값들을 수신하여 원본 질량 스펙트럼으로부터 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼(이하, 노이즈 제거 질량 스펙트럼으로 통칭함)을 생성하는 신호처리부(300) 및 신호처리부(300)에서 생성된 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 출력하는 출력부(400)를 포함할 수 있다.1 is a configuration diagram of a display apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the display apparatus is interlocked with the storage unit 100, the input unit 200, and the storage unit 100, receives input values input from the input unit 200, and the noise is removed from the original mass spectrum. The signal processor 300 may generate the removed mass spectrum (hereinafter, referred to as a noise canceling mass spectrum) and the output unit 400 may output the noise canceling mass spectrum generated by the signal processor 300.
저장부(100)에는 신호처리부(300)에서 가공(처리) 대상이 되는 원본 질량 스펙트럼과 함께, 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)이 저장될 수 있다. The storage unit 100 may store m / z (s) of matrix-derived ion (s) for each matrix along with the original mass spectrum to be processed (processed) by the signal processor 300.
원본 질량 스펙트럼은 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 질량 분석하여 수득된 질량 스펙트럼일 수 있으며, 또한, 인위적으로 가공되지 않은 측정 장치로부터 수득된 상태의 질량 스펙트럼일 수 있다. 구체적으로, 원본 질량 스펙트럼은 분석대상물질과 매트릭스를 포함하는 시료 플레이트에 레이저광을 조사하여 분석대상물질을 탈착 이온화시킨 후, 전자기장 내 전하를 띤 이온들의 운동을 측정하여 수득되는 질량 스펙트럼일 수 있다. 이때, 원본 질량 스펙트럼은 이온들의 ‘m/z, 해당 m/z에서의 신호검출 강도‘의 구조화된 형태로 저장될 수 있음은 물론이다.The original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by mass spectrometry by matrix assisted laser desorption ionization of the analyte, and may also be a mass spectrum in a state obtained from an artificially processed measuring device. Specifically, the original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by measuring the motion of charged ions in the electromagnetic field after desorption ionization of the analyte by irradiating a laser beam onto a sample plate including the analyte and the matrix. . In this case, the original mass spectrum may be stored in a structured form of 'm / z, signal detection intensity at the corresponding m / z'.
매트릭스 별 매트릭스 유래 이온의 m/z 정보에서, 매트릭스는 유기 매트릭스일 수 있고, 유기 매트릭스는 UV 레이저에 의해 쉽게 여기(excitation)되는 구조를 갖는 유기화합물일 수 있다. 유기 매트릭스는 종래 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석법에 사용되는 것으로 알려진 어떠한 유기화합물이어도 무방하다. 일 예로, 유기화합물은 시그마 알드리치(Sigma-Aldrich)등에서 판매하는 상용 매트릭스 물질(Matrix Substances for MALDI-MS, Sigma-Aldrich)을 포함할 수 있으며, 보다 구체적인 일 예로, 유기 매트릭스는 3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid (sinapinic acid), 4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid(ferulic acid), Picolinic acid(PA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid(DHB), 2-(4-hydroxyphenylazo)-benzoic acid(HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) 및 3-Hydroxypicolinic acid(3-HPA)에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 유기화합물을 포함할 수 있으나, 본 발명이 열거된 매트릭스 물질로 한정되는 것은 아니다.In m / z information of matrix-derived ions per matrix, the matrix may be an organic matrix, and the organic matrix may be an organic compound having a structure that is easily excited by a UV laser. The organic matrix may be any organic compound known to be used in conventional matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry. For example, the organic compound may include a commercial matrix material sold by Sigma-Aldrich, etc. (Matrix Substances for MALDI-MS, Sigma-Aldrich), and more specifically, the organic matrix is 3,5-dimethoxy 4-hydroxycinnamic acid (sinapinic acid), 4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid), Picolinic acid (PA), α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA), 2,5-dihydroxybenzoic acid (DHB) , 2- (4-hydroxyphenylazo) -benzoic acid (HABA), 2-mercaptobenzo-thiazole (MBT) and 3-Hydroxypicolinic acid (3-HPA) may include one or more organic compounds selected from, but the present invention It is not limited to these listed matrix materials.
매트릭스 유래 이온의 m/z 정보는, 유기 매트릭스 자체를 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 질량 분석하여 수득된 질량 스펙트럼인 매트릭스 질량 스펙트럼에 존재하는 피크들의 m/z(들)일 수 있다. 즉, 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z 정보는 유기 매트릭스로부터 유래되는 이온(들)의 m/z(들)일 수 있다.The m / z information of the matrix derived ions may be the m / z (s) of the peaks present in the matrix mass spectrum, which is the mass spectrum obtained by mass spectrometry by organic matrix itself laser assisted desorption ionization. That is, the m / z information of the matrix derived ion (s) may be m / z (s) of ion (s) derived from the organic matrix.
저장부(100)에는, 매트릭스 종류별로, 각 매트릭스의 매트릭스 유래 이온의 m/z 정보가 저장될 수 있으며, '매트릭스 물질- 해당 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z'의 구조화된 형태로 저장된 것일 수 있다.In the storage unit 100, m / z information of matrix-derived ions of each matrix may be stored for each matrix type, and stored in a structured form of 'matrix material-m / z of matrix-derived ions of the matrix material'. It may be.
입력부(200)는 신호처리부(300)에서 원본 질량 스펙트럼이 처리되기 위한 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 구체적으로, 입력부(200)는 사용자로부터 원본 질량 스펙트럼의 수득시 사용된 매트릭스 물질 정보를 입력 받을 수 있다. 일 예로, 입력부(200)는 원본 질량 스펙트럼의 수득시 2종 이상의 매트릭스가 사용된 경우, 사용된 2종 이상의 매트릭스 물질 정보를 모두 입력 받을 수 있다. 이때, 사용자는 질량 스펙트럼을 이용하여 분석대상물질을 분석하거나 질병 등을 진단하는 숙련자 또는 전문가를 포함할 수 있다. The input unit 200 may receive information for processing the original mass spectrum from the signal processor 300 from a user. Specifically, the input unit 200 may receive the matrix material information used in obtaining the original mass spectrum from the user. As an example, when two or more matrices are used to obtain the original mass spectrum, the input unit 200 may receive all the two or more kinds of matrix material information used. In this case, the user may include an expert or an expert who analyzes an analyte or diagnoses a disease using a mass spectrum.
입력부(200)는 사용자가 신호처리부(300)에서 원본 질량 스펙트럼이 처리되기 위한 매트릭스 물질 정보 등이 입력될 수 있는 하드웨어 구성을 의미할 수 있다. 일 예로, 입력부(200)는 마우스(mouse), 키패드(key pad), 돔스위치(dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그휠, 조그스위치 등으로 구성될 수 있다. 또한, 입력부(200)는 터치스크린(Touch Screen), 터치패널(Touch Panel), 키보드 등을 포함할 수 있다.The input unit 200 may refer to a hardware configuration in which a user may input matrix material information for processing the original mass spectrum in the signal processor 300. For example, the input unit 200 may include a mouse, a keypad, a dome switch, a touch pad (contact capacitive type, pressure resistive layer type, infrared sensing type, surface ultrasonic conduction type, Integral tension measuring method, piezo effect method, etc.), a jog wheel, a jog switch, and the like. In addition, the input unit 200 may include a touch screen, a touch panel, a keyboard, and the like.
또한, 입력부(200)는 사용자에 의해 입력된 매트릭스 물질 정보(원본 질량 스펙트럼 수득시 사용된 매트릭스 물질)를 신호처리부(300)에 전달할 수 있다.In addition, the input unit 200 may transmit the matrix material information (the matrix material used when obtaining the original mass spectrum) input by the user to the signal processing unit 300.
신호처리부(300)는 입력부(200)에 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 저장부(100)와 연동하여, 원본 질량스펙트럼에서 매트릭스 유래 피크(들)을 제거함으로써 매트릭스에 의한 노이즈가 제거된 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다. 상세하게, 신호처리부(300)는, 저장부(100)에 저장된 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)를 기반으로, 원본 질량 스펙트럼으로부터 입력부로 입력된 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크(들)를 제거하여 매트릭스에 의한 노이즈가 제거된 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이는, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석에 의해 수득되는 질량 스펙트럼을 처리(가공)하여 디스플레이하는 장치임에 따라 가능한 것이다. 상세하게, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석은 이온(들)의 m/z라는 불연속적인 값(discrete value)들에 해당하는 이온의 수량을 검출하는 것이다. 이에 따라, 유효한 데이터와 화학적 노이즈(시료에 포함된 분석대상물질 이외의 화합물에 의한 질량피크) 데이터 모두 불연속적인 m/z 값에서의 검출강도로 질량스펙트럼에 표시되게 된다. 이러한 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석 방법의 특징에 의해, 단지 원본 질량 스펙트럼에서, 입력부로 입력된 매트릭스의 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크(들)를 제거하는 단순 처리를 통해, 원본 질량 스펙트럼으로부터 매트릭스 노이즈를 제거할 수 있는 것이다. 이때, 매트릭스 유래 이온들의 m/z(들)에 해당하는 피크(들)를 제거한다 한다 함은, 원본 질량 스펙트럼에서 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z 값(들)에서 피크의 강도를 0로 세팅(setting)하는 것을 의미함은 물론이다.The signal processing unit 300 receives the matrix material information input to the input unit 200 and, in conjunction with the storage unit 100, removes the matrix-derived peak (s) from the original mass spectrum, thereby removing noise caused by the matrix. Elimination mass spectra can be generated. In detail, the signal processor 300 is based on the m / z (s) of matrix-derived ion (s) for each matrix stored in the storage unit 100, and matrix-derived ions of the matrix material input from the original mass spectrum to the input unit. The peak (s) corresponding to m / z (s) of (s) may be removed to generate a noise canceling mass spectrum from which noise by the matrix has been removed. This is possible as the display device according to the invention is a device which processes (processes) and displays the mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry. In detail, matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry is to detect the quantity of ions corresponding to discrete values of m / z of ion (s). Accordingly, both valid data and chemical noise (mass peaks due to compounds other than the analyte included in the sample) data are displayed on the mass spectrum as detection intensity at discrete m / z values. Due to the characteristics of this matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry method, only the original mass spectrum is simple to remove the peak (s) corresponding to the m / z (s) of the matrix-derived ion (s) of the matrix input to the input. Through processing, matrix noise can be removed from the original mass spectrum. In this case, removing the peak (s) corresponding to the m / z (s) of the matrix-derived ions is zero intensity of the peak at the m / z value (s) of the matrix-derived ion (s) in the original mass spectrum Of course, this means setting.
출력부(400)는 신호처리부(300)에서 생성된 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 입력받아 이를 시각적으로 인식 가능한 형태로 사용자에게 출력 가능한 하드웨어일 수 있다. 구체적인 일 예로, 출력부(400)는 프린터기, 디스플레이 패널(EPD, ECD, LCD, OLED등), 터치 패널 등을 들 수 있다. 이때, 터치 패널 등과 같이 입력과 출력이 모두 가능한 하드웨어의 경우 단일한 하드웨어에 의해 입력부와 출력부가 구현될 수도 있음은 물론이다. The output unit 400 may be hardware capable of receiving a noise removing mass spectrum generated by the signal processing unit 300 and outputting it to a user in a visually recognizable form. As a specific example, the output unit 400 may include a printer, a display panel (EPD, ECD, LCD, OLED, etc.), a touch panel. At this time, in the case of hardware capable of both input and output, such as a touch panel, the input unit and the output unit may be implemented by a single hardware.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 저장부(100)는 매트릭스 외의 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온(들)의 m/z 정보를 더 포함할 수 있으며, 입력부(200)는 사용자로부터 매트릭스 외의 화학적 노이즈로부터 유래되는 피크의 제거 여부인 화학적 노이즈 제거 여부를 더 입력 받을 수 있다. In the display device according to an embodiment of the present invention, the storage unit 100 may further include m / z information of ion (s) due to chemical noise other than the matrix, and the input unit 200 may be The user may further receive whether to remove chemical noise, which is to remove peaks derived from chemical noise other than the matrix.
매트릭스 외의 화학적 노이즈는 분석대상물질과 매트릭스를 이용하여 질량 분석될 시료를 제조하고 플레이트(plate)위에 위치시키는 과정에서 주로 야기될 수 있다. 구체적으로, 시료를 제조하기 위해 사용되는 용매, 분석대상물질의 용이한 이온화나 탈착을 위해 매트릭스와 함께 첨가되는 첨가제, 불가피한 불순물(오염)등에 의해 화학적 노이즈가 발생할 수 있다. 이에 따라, 원본 데이터에는 분석대상물질로부터 야기되는 피크(들), 매트릭스로부터 야기되는 피크(들), 이외의 부차적인 피크들이 존재할 수 밖에 없으며, 이러한 부차적인 피크들이 화학적 노이즈로 분류될 수 있다.Chemical noise other than the matrix may be mainly caused by preparing a sample to be mass analyzed by using the analyte and the matrix and placing the sample on a plate. Specifically, chemical noise may be generated by a solvent used to prepare a sample, an additive added together with a matrix for easy ionization or desorption of an analyte, and an unavoidable impurity (contamination). Accordingly, in the original data, there may be other peaks other than the peak (s) resulting from the analyte, the peak (s) resulting from the matrix, and these secondary peaks may be classified as chemical noise.
이에 따라, 화학적 노이즈는, 매트릭스와 분석대상물질 이외의, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 분석을 위한 시료 준비 과정에서 사용된 물질들에 의해 야기되는 노이즈를 의미할 수 있다. Accordingly, chemical noise may refer to noise caused by materials used in the preparation of a sample for matrix assisted laser desorption ionization mass spectrometry, in addition to the matrix and the analyte.
저장부(100)가 매트릭스 외의 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온(들)의 m/z 정보를 더 포함하는 경우, 신호처리부(300)는 입력부(200)로 입력되는 화학적 노이즈 제거 여부를 수신하고, 수신된 화학적 노이즈 제거 여부에 따라, 매트릭스 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼에서 화학적 노이즈 유래 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크들을 제거함으로써, 매트릭스 노이즈 및 화학적 노이즈가 모두 제거된 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다.When the storage unit 100 further includes m / z information of ion (s) due to chemical noise other than the matrix, the signal processor 300 receives whether to remove chemical noise input to the input unit 200. In addition, the matrix noise and the chemical noise are removed by removing peaks corresponding to m / z (s) of the chemical noise derived ion (s) in the mass spectrum from which the matrix noise has been removed. Mass spectra can be generated.
구체적으로, 신호처리부(300)는 입력부(200)에 입력된 화학적 노이즈 제거 여부를 더 수신하며, 원본 질량 스펙트럼에서 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온들의 m/z들에 해당하는 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하고, 화학적 노이즈 제거 여부에 따라, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼에서 매트릭스 외의 화학적 노이즈에 의한 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크를 제거하여, 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다. Specifically, the signal processing unit 300 further receives whether or not to remove chemical noise input to the input unit 200, the peak corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material input through the input unit in the original mass spectrum Generate a first order noise canceling mass spectrum that is a removed mass spectrum and, depending on whether the chemical noise is removed, a peak corresponding to m / z (s) of ion (s) by chemical noise outside the matrix in the first noise canceling mass spectrum Can be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum.
즉, 신호처리부(300)는 입력부(200)로 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 저장부(100)와 연동하여 수신된 매트릭스 물질에 해당하는 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)를 추출하고, 원본 질량 스펙트럼에서 추출된 매트릭스 유래 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크를 제거하여 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이후, 입력부로 입력된 화학적 노이즈 제거 여부를 수신하고, 입력부를 통해 화학적 노이즈 제거 지시가 입력된 경우, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼에서 화학적 노이즈 유래 이온(들)의 m/z(들)에 해당하는 피크를 제거하여 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이때, 입력부로 화학적 노이즈 미제거가 입력된 경우, 저장부에 저장된 화학적 노이즈 유래 이온화 질량을 이용한 원본 질량 스펙트럼의 처리가 이루어지지 않을 수 있음은 물론이다.That is, the signal processor 300 receives the matrix material information input to the input unit 200, and m / z (s) of the matrix-derived ion (s) corresponding to the received matrix material in cooperation with the storage unit 100. And a peak corresponding to m / z (s) of the matrix-derived ion (s) extracted from the original mass spectrum may be generated to generate a first order noise canceling mass spectrum. Then, when receiving the chemical noise removal input to the input unit, and if the chemical noise removal instruction is input through the input unit, corresponding to the m / z (s) of the chemical noise derived ion (s) in the primary noise removal mass spectrum The peaks may be removed to generate a second order noise canceling mass spectrum. In this case, when chemical noise removal is input to the input unit, the original mass spectrum may not be processed using the chemical noise-derived ionization mass stored in the storage unit.
또한, 신호처리부(300)는 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성한 후, 노이즈 제거 질량 스펙트럼에 존재하는 피크들의 강도 중 최대 강도를 기준으로 노이즈 제거 질량 스펙트럼의 강도 축(axis)을 다시 스케일링(re-scaling)할 수 있다. 이때, 강도 축의 스케일링은 피크들의 강도 중 최대 강도가 강도 축의 최대값이 되도록 출력되는 강도 축이 조절되는 것을 의미할 수 있다.In addition, the signal processing unit 300 generates the noise canceling mass spectrum and then re-scales the intensity axis of the noise canceling mass spectrum based on the maximum intensity among the intensities of the peaks present in the noise canceling mass spectrum. )can do. In this case, scaling of the intensity axis may mean that the intensity axis outputted is adjusted such that the maximum intensity among the intensities of the peaks is the maximum value of the intensity axis.
상세하게, 원본 질량 스펙트럼에는 유효 정보에 해당하는 피크 뿐만 아니라, 매트릭스나 매트릭스 외의 화학적 노이즈와 같이 부차적 정보에 해당하는 피크 또한 존재한다. 이때, 분석대상물질의 농도가 낮거나 이온화 율이 떨어지는 물질인 경우, 노이즈 피크(매트릭스 및 매트릭스 외의 화학적 노이즈에 의한 피크)의 강도가 실제 분석대상물질에 의해 유래된 피크의 강도보다 현저하게 높아, 유효 정보에 해당하는 피크의 인식 및 식별이 어려울 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 신호처리부에 의해 노이즈 제거 질량 스펙트럼이 생성된 후, 노이즈 제거 질량 스펙트럼에 잔류하는 피크들 중 최대 강도를 기준으로 강도 축이 다시 스케일링 되어 출력부로 출력되는 경우, 노이즈에 의해 유효 정보가 묻히는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 유효 정보들을 정확하고 즉각적으로 인식할 수 있다. Specifically, the original mass spectrum has not only peaks corresponding to valid information, but also peaks corresponding to secondary information such as a matrix or chemical noise outside the matrix. In this case, when the concentration of the analyte is low or the ionization rate is low, the intensity of the noise peak (peak due to chemical noise other than the matrix and the matrix) is significantly higher than the intensity of the peak derived by the actual analyte. It may be difficult to recognize and identify the peak corresponding to the valid information. However, as described above, when the noise removing mass spectrum is generated by the signal processing unit and the intensity axis is scaled again based on the maximum intensity among the peaks remaining in the noise removing mass spectrum and outputted to the output unit, Not only can the valid information be prevented from being buried, but the valid information can be recognized accurately and immediately.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어, 원본 질량 스펙트럼 의 분석대상물질은 그 분자의 이온을 질량 분석하고자 하는 목적 물질을 의미한다. 구체적인 일 예로, 분석대상물질은 유기물, 무기물, 생화학물질 또는 이들의 복합물을 포함하며, 복합물은 유기물, 무기물 및 생화학물질에서 선택된 둘 이상의 물질이 혼합된 혼합물과 유기물, 무기물 및 생화학물질에서 선택된 둘 이상의 물질이 화학적으로 결합(또는 반응한) 결합물(반응물)을 포함할 수 있다. 생화학물질은 세포 구성물질, 유전물질, 탄소화합물, 생물체의 대사, 물질 합성, 물질 수송 또는 신호전달 과정에 영향을 미치는 유기물 또는 약물을 포함할 수 있으며, 생화학물질은 생체로부터 추출 및 처리된 바이오샘플을 포함할 수 있으며, 이와 독립적으로 생화학물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질(바이오마커)을 포함할 수 있다. 상세하게, 생화학물질은 유기금속화합물, 펩타이드, 탄수화물, 단백질, 단백질 복합체, 지질, 대사체, 항원, 항체, 효소, 기질, 아미노산, 압타머(Aptamer), 당, 핵산, 핵산 단편, PNA(Peptide Nucleic Acid), 세포 추출물, 질병 지표 또는 이들의 조합(혼합된 혼합물 또는 화학적으로 결합된 결합물을 포함함)등을 포함할 수 있다.In the display device according to the exemplary embodiment of the present invention, the analyte of the original mass spectrum means a target substance for mass analysis of ions of the molecule. As a specific example, the analyte includes an organic material, an inorganic material, a biochemical material, or a combination thereof, and the complex material is a mixture of two or more materials selected from organic materials, inorganic materials and biochemical materials, and two or more materials selected from organic materials, inorganic materials and biochemical materials. The substance may comprise a bond (reactant) that has been chemically bound (or reacted). Biochemicals can include cellular components, genetic material, carbon compounds, organic matter or drugs that affect the metabolism of organisms, synthesis of substances, transport of substances or signaling, and biochemicals are biosamples extracted and processed from living organisms. It may include, and independently of this, the biochemical may include an indicator material (biomarker) used to detect the disease. Specifically, biochemicals are organometallic compounds, peptides, carbohydrates, proteins, protein complexes, lipids, metabolites, antigens, antibodies, enzymes, substrates, amino acids, aptamers, sugars, nucleic acids, nucleic acid fragments, PNAs (Peptide) Nucleic Acid), cell extracts, disease indicators or combinations thereof (including mixed mixtures or chemically bound combinations) and the like.
특징적으로, 분석대상물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질일 수 있으며, 이에 따라, 원본 질량 스펙트럼은 생화학물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼일 수 있다. Characteristically, the analyte may be a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease, whereby the original mass spectrum may be a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the biochemical.
상술한 화학적 노이즈 제거는, 분석대상물질이 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질인 경우 보다 유리하며 보다 효과적이다. The chemical noise removal described above is more advantageous and more effective when the analyte is a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease.
이는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화를 이용하여 질병 진단(검출)을 수행하는 경우, 진단(검출)하고자 하는 질병의 종류에 따라, 매트릭스 물질, 용매, 시료 플레이트 제조 및 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 측정 조건들(레이저 파장, 레이저 세기, 조사 영역, 조사 시간 등)이 프로토콜로 기 확립되는 것이 통상적이다. 이에 따라, 진단(검출)하고자 하는 질병의 종류가 규정된 경우, 프로토콜에 따라 시료(분석대상물질과 매트릭스를 포함하는 시료)의 제조 및 질량 분석이 수행된다. 또한, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화를 이용하여 질병 진단(검출)을 수행하는 경우, 다양한 질병 가능 보유자를 대상으로 동일한 프로토콜에 따른 질량 분석이 반복적으로 수행되는 것이 통상적이다.This means that when performing disease diagnosis (detection) using matrix assisted laser desorption ionization, the matrix material, solvent, sample plate preparation and matrix assisted laser desorption ionization measurement conditions (depending on the type of disease to be diagnosed (detected)) Laser wavelength, laser intensity, irradiation area, irradiation time, etc.) is typically established in the protocol. Accordingly, when the type of disease to be diagnosed (detected) is specified, preparation and mass analysis of a sample (a sample including an analyte and a matrix) are performed according to a protocol. In addition, when performing disease diagnosis (detection) using matrix assisted laser desorption ionization, it is common for mass spectrometry to be performed repeatedly according to the same protocol for various disease-prone holders.
이에 따라, 진단(검출)하고자 하는 질병이 정해지는 경우, 질병에 따라 기 확립된 프로토콜에 따라 질량 분석이 수행됨에 따라, 화학적 노이즈 또한 질병에 따라 달라질 수 있다. 즉, 동일한 질병인 경우 동일한 이온(들)의 m/z에서 화학적 노이즈가 발생할 수 있으며, 질병이 달라지는 경우에 화학적 노이즈로부터 유래한 이온(들)의 m/z 값(들)이 달라질 수 있다.Accordingly, when the disease to be diagnosed (detected) is determined, as the mass spectrometry is performed according to a protocol established according to the disease, chemical noise may also vary according to the disease. That is, for the same disease, chemical noise may occur at m / z of the same ion (s), and if the disease is different, the m / z value (s) of ion (s) derived from chemical noise may vary.
이는, 분석대상물질이 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질인 경우, 분석대상물질로부터 야기하는 유효 데이터 이외의 다른 데이터들이 실질적으로 완벽하게 제거될 수 있음을 의미한다. 즉, 분석대상물질이 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질인 경우, 신호처리부(300)에서 생성되는 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼은 분석대상물질로부터 야기된 이온화 질량의 피크들 이외의 다른 부차적 피크들이 실질적으로 완전히 제거된 노이즈-프리(noise-free) 질량 스펙트럼일 수 있다.This means that if the analyte is a biochemical comprising an indicator substance used to detect a disease, data other than valid data resulting from the analyte can be substantially completely removed. That is, when the analyte is a biochemical including an indicator material used to detect a disease, the secondary noise removing mass spectrum generated by the signal processing unit 300 is different from peaks of ionization mass caused by the analyte. Other secondary peaks may be a noise-free mass spectrum that is substantially completely removed.
이에 따라, 저장부(100)에 저장되는 화학적 노이즈에 의한 이온의 m/z 정보는 질병 별 화학적 노이즈 유래 이온의 m/z 정보일 수 있다. 상세하게, 저장부(100)에는 질병 종류별로, 화학적 노이즈로부터 유래한 이온(들)의 m/z 정보가 저장될 수 있다. 이때, 정보는 질병 종류와 화학적 노이즈 유래 이온(들)의 m/z 정보를 포함하는 구조화된 형태의 자료일 수 있음은 물론이다.Accordingly, m / z information of ions due to chemical noise stored in the storage unit 100 may be m / z information of chemical noise-derived ions for each disease. In detail, the storage unit 100 may store m / z information of ion (s) derived from chemical noise for each disease type. At this time, the information may be a structured form of data including the m / z information of the disease type and chemical noise derived ion (s), of course.
이때, 입력부(200)는 매트릭스 물질 정보, 화학적 노이즈 제거 여부를 지시하는 지시 명령(command)과 함께, 원본 질량 스펙트럼을 통해 질병 보유 여부를 판별하고자 한 질병의 종류 또한 입력받을 수 있다. In this case, the input unit 200 may also receive a type of disease for determining whether the disease is retained through the original mass spectrum, together with an instruction command indicating whether to remove the matrix material information and chemical noise.
또한, 신호처리부(300)에서 생성된 노이즈 제거 질량 스펙트럼(1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 및/또는 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼)은 출력부(400)로 송신되어 출력될 수 있음은 물론이며, 신호처리부(300)에서 생성된 노이즈 제거 질량 스펙트럼(1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 및/또는 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼)은 입력부(200)로 입력된 정보들과 함께, 원본 질량 스펙트럼에 맵핑되어 저장부(100)에 저장될 수 있음은 물론이다. In addition, the noise removing mass spectrum (primary noise removing mass spectrum and / or secondary noise removing mass spectrum) generated by the signal processing unit 300 may be transmitted to the output unit 400 and may be output. The noise canceling mass spectrum (primary noise canceling mass spectrum and / or secondary noise canceling mass spectrum) generated at 300 is mapped to the original mass spectrum along with the information input to the input unit 200 and stored in the storage unit 100. Of course it can be stored in).
출력부(400)는, 매트릭스 물질 정보, 화학적 노이즈 제거 여부 및/또는 질병의 종류등 입력부(200)를 통해 입력된 정보나 지시와 함께, 원본 질량 스펙트럼, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 및 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 출력할 수 있다. 또한, 매트릭스 물질 정보 뿐만 아니라, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 생성시 사용된 매트릭스 유래 이온의 m/z 정보 또한 출력될 수 있다. 이와 유사하게 입력부(200)에 화학적 노이즈 제거 지시가 입력된 경우, 질병의 종류 뿐만 아니라, 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 생성시 사용된 질병 별 화학적 노이즈 유래 이온의 m/z 정보 또한 출력될 수 있다. The output unit 400, along with information or instructions input through the input unit 200, such as matrix material information, chemical noise removal, and / or type of disease, includes an original mass spectrum, a primary noise removal mass spectrum, and a secondary noise. The removal mass spectrum can be output. In addition to the matrix material information, m / z information of the matrix-derived ions used in generating the first noise canceling mass spectrum may also be output. Similarly, when a chemical noise removal instruction is input to the input unit 200, not only the type of disease but also m / z information of chemical noise-derived ions for each disease used when generating the secondary noise removing mass spectrum may be output.
이에 따라, 출력부(400)를 통해, 사용자에게 원본 질량 스펙트럼, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼, 실질적으로 순수하게 유효 정보(분석대상물질로부터 야기된 피크들)들로 이루어진 질량 스펙트럼인 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼이 제공될 수 있다. 또한, 출력부(400)를 통해, 원본 질량 스펙트럼 및 노이즈 제거 스펙트럼(들)과 함께, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 생성을 위해 사용된 매트릭스 물질 정보, 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 생성을 위해 사용된 질병 종류, 질병 종류에 따른 화학적 노이즈 유래 이온의 m/z 정보 등이 함께 제공될 수 있다.Accordingly, through the output unit 400, to the user, the second noise canceling, which is a mass spectrum consisting of an original mass spectrum, a first order noise canceling mass spectrum, and substantially purely valid information (peaks resulting from the analyte) Mass spectra can be provided. In addition, through the output unit 400, together with the original mass spectra and the noise canceling spectrum (s), the matrix material information used for generating the first noise canceling mass spectrum, the disease used for generating the second noise canceling mass spectrum The m / z information of chemical noise-derived ions according to the type and disease type may be provided together.
출력부(400)를 통해, 부차적인 정보가 제거되고, 실질적으로 순수한 유효 정보들로만 이루어진 질량 스펙트럼이 스케일링 되어 사용자에게 제공됨에 따라, 유효 정보가 매트릭스나 화학적 노이즈에 의해 묻히지 않으며, 즉각적이고 정확한 진단이나 검출이 가능한 장점이 있다.Through the output 400, the secondary information is removed and the mass spectrum of substantially pure valid information is scaled and provided to the user, so that the valid information is not buried by the matrix or chemical noise, There is an advantage that can be detected.
본 발명은 상술한 디스플레이 장치를 이용한 디스플레이 방법을 포함한다.The present invention includes a display method using the above-described display device.
구체적으로, 본 발명에 따른 디스플레이 방법은 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 방법으로, 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼인 원본 질량 스펙트럼과 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온들의 m/z(mass to charge ratio) 정보를 포함하는 데이터가 저장되는 저장부; 원본 질량 스펙트럼 수득시 사용된 매트릭스 물질 정보를 입력받는 입력부; 상기 입력부에 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 상기 저장부와 연동하여, 상기 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질 정보에 따라, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 해당 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온들의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여, 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼인 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 수신하고 이를 출력하는 출력부;를 포함하는 디스플레이 장치를 이용한 디스플레이 방법이다.Specifically, the display method according to the present invention is a display method of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum, which is the mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the analyte, and m / z of the matrix-derived ions of the matrix by matrix. a storage unit for storing data including mass to charge ratio information; An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum; Receives the matrix material information input to the input unit, in association with the storage unit, corresponding to m / z of the matrix-derived ions of the matrix material in the original mass spectrum according to the matrix material information input through the input unit A signal processor for removing a peak to generate a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed; And an output unit which receives the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputs the mass spectrum.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 디스플레이 방법은, a) 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 질량 스펙트럼을 수득하는 단계; b) a) 단계에서 수득되는 질량 스펙트럼이 원본 질량 스펙트럼으로 저장부에 저장된 후, 입력부를 통해, a) 단계에서 사용된 매트릭스의 물질 정보가 입력되는 단계; 및 c) 신호처리부에 의해 노이즈 제거 질량 스펙트럼이 생성되고 출력부를 통해 출력되는 단계;를 포함할 수 있다.More specifically, the display method according to the present invention comprises the steps of: a) obtaining a mass spectrum by subjecting the analyte to matrix assisted laser desorption ionization; b) after the mass spectrum obtained in step a) is stored in the storage unit as an original mass spectrum, the material information of the matrix used in step a) is input through the input unit; And c) a noise removing mass spectrum is generated by the signal processor and output through the output unit.
a) 단계의 질량 스펙트럼(원본 질량 스펙트럼)은 분석대상물질 및 유기 매트릭스를 포함하는 시료에 레이저를 조사하고 탈착 이온화된 이온들이 검출기에 의해 검출되어 수득되는 스펙트럼으로, 검출 이온의 강도를 일 축으로 이온의 m/z( mass-to-charge ratio)를 다른 일 축으로 갖는 질량스펙트럼일 수 있다. The mass spectrum (original mass spectrum) of step a) is obtained by irradiating a laser containing a sample including an analyte and an organic matrix and desorbed ions are detected by a detector. It may be a mass spectrum having a mass-to-charge ratio (m / z) of ions on another axis.
시료는 유기 매트릭스를 이용한 말디(MALDI)질량분석법에서 통상적으로 사용하는 방법을 통해 준비된 것일 수 있다. 구체적인 일 예로, 시료는 매트릭스와 분석대상물질을 함유하는 시료액을 시료 플레이트에 점적한 후 용매를 휘발제거하여 제조된 것일 수 있다. 이와 달리 시료는 매트릭스가 기 형성된 시료 플레이트의 매트릭스 상부로 분석대상물질을 함유하는 용액을 점적한 후 용매를 휘발 제거하여 제조된 것일 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 시료는 통상적으로 사용되는 말디질량분석법의 시료 제조방법으로 제조된 것이면 족하며, 상술한 구체예에 의해 한정될 수 없음은 물론이다. 이때, 조사되는 레이저는 시료에 함유된 유기 매트릭스가 흡수하는 파장 대역의 레이저이면 무방하며, 통상의 말디질량분석법에서 사용되는 레이저이면 무방하다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 조사되는 레이저는 UV(ultra violet) 레이저 또는 IR(infra red) 레이저일 수 있으며, UV 레이저는 N2 레이저, Nd/YAG 레이저, 엑시머(Eximer) 레이저 등을 포함할 수 있고, IR 레이저는 CO2 레이저, Er/YAG 레이저 등을 포함할 수 있다. 이온들의 질량 검출은 TOF(Time Of Flight) MS(Mass Spectrometer), IT(Ion trap) MS, FT-ICR(Fourier transform ion cyclotron resonance) MS, Quadrupole MS 또는 Orbitrap MS에 의해 수행될 수 있다. 이때, TOF 질량 분석기는 선형 토프(linear TOF) 또는 리플렉트론 토프(Reflectron TOF)일 수 있다.The sample may be prepared by a method commonly used in Maldi (MALDI) mass spectrometry using an organic matrix. As a specific example, the sample may be prepared by dropping a sample solution containing a matrix and an analyte on a sample plate and then removing the solvent by volatilization. In contrast, the sample may be prepared by dropping a solution containing the analyte on the matrix top of the sample plate on which the matrix is formed and then removing the solvent. However, as mentioned above, the sample is sufficient if it is manufactured by the sample preparation method of the Maldi mass spectrometry which is used normally, Of course, it cannot be limited by the above-mentioned embodiment. In this case, the irradiated laser may be a laser having a wavelength band absorbed by the organic matrix contained in the sample, and may be a laser used in a conventional Maldi mass spectrometry. As a specific and non-limiting example, the irradiated laser may be an ultraviolet (UV) laser or an infrared (IR) laser, and the UV laser may include an N 2 laser, an Nd / YAG laser, an excimer laser, or the like. number and, IR laser may include a CO 2 laser, Er / YAG laser and the like. Mass detection of ions may be performed by a time of flight (MS) mass spectrometer (TOF), ion trap (IT) MS, Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR) MS, Quadrupole MS or Orbitrap MS. In this case, the TOF mass spectrometer may be a linear TOF or a Reflectron TOF.
또한, b) 단계에서, 화학적 노이즈 제거 여부 또는 화학적 노이즈 제거 여부와 질병의 종류가 입력부를 통해 더 입력될 수 있으며, 이에 의해, b) 단계에서 매트릭스 노이즈가 제거된 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼과 함께, 매트릭스 노이즈 및 화학적 노이즈가 모두 제거된 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼이 생성되어, c) 단계에서 출력될 수 있다.In addition, in step b), whether the chemical noise is removed or whether the chemical noise is removed and the type of disease may be further input through the input unit, thereby, together with the primary noise removing mass spectrum from which the matrix noise is removed in step b). In addition, the second noise canceling mass spectrum in which both the matrix noise and the chemical noise are removed may be generated and output in step c).
이때, 상술한 바와 같이, 분석대상물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질인 것이 보다 유리하며, 이에 따라, a) 단계에서 사용되는 매트릭스는 해당 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질에 따라 기 선별된 매트릭스일 수 있음은 물론이다. In this case, as described above, the analyte is more advantageously a biochemical including an indicator substance used to detect a disease, and accordingly, the matrix used in step a) is an indicator substance used to detect the disease. Of course, it can be a predetermined matrix according to.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by specific embodiments and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from this description.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .

Claims (8)

  1. 분석대상물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼인 원본 질량 스펙트럼과 매트릭스 별 매트릭스 유래 이온의 m/z(mass to charge ratio) 정보를 포함하는 데이터가 저장되는 저장부;A storage unit for storing data including an original mass spectrum, which is a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of an analyte, and m / z (mass to charge ratio) information of matrix-derived ions per matrix;
    원본 질량 스펙트럼 수득시 사용된 매트릭스 물질 정보를 입력받는 입력부;An input unit for receiving matrix material information used to obtain an original mass spectrum;
    상기 입력부에 입력된 매트릭스 물질 정보를 수신하고, 상기 저장부와 연동하여, 상기 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질 정보에 따라, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 해당 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z(mass to charge ratio)에 해당하는 피크를 제거하여, 노이즈가 제거된 질량 스펙트럼인 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하는 신호처리부; 및Receives the matrix material information input to the input unit, in conjunction with the storage unit, in accordance with the matrix material information input through the input unit, m / z (mass to a signal processor for removing a peak corresponding to a charge ratio) and generating a noise removing mass spectrum that is a mass spectrum from which noise is removed; And
    상기 신호처리부로부터 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 수신하고 이를 출력하는 출력부;An output unit which receives the noise removing mass spectrum from the signal processor and outputs the mass spectrum;
    를 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치. Display device of the matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum comprising a.
  2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 저장부는 매트릭스 이외의 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온의 m/z 정보를 더 포함하는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치. And the storage unit further includes m / z information of ions due to chemical noise other than a matrix.
  3. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 입력부는 상기 화학적 노이즈로부터 유래되는 피크의 제거 여부인 화학적 노이즈 제거 여부를 더 입력 받는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치. And the input unit further receives whether or not chemical noise is removed, which is the removal of peaks derived from the chemical noise.
  4. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein
    상기 신호처리부는 상기 입력부에 입력된 화학적 노이즈 제거 여부를 더 수신하며, 상기 원본 질량 스펙트럼에서 입력부를 통해 입력된 매트릭스 물질의 매트릭스 유래 이온의 m/z에 해당하는 피크가 제거된 질량 스펙트럼인 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하고, 상기 화학적 노이즈 제거 여부에 따라, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼에서 화학적 노이즈에 의한 이온의 m/z에 해당하는 피크를 제거하여, 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 생성하는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치.The signal processing unit further receives whether or not to remove chemical noise input to the input unit, and is a first-order mass spectrum from which a peak corresponding to m / z of matrix-derived ions of the matrix material input through the input unit is removed from the original mass spectrum. Generating a noise removing mass spectrum and removing a peak corresponding to m / z of ions due to chemical noise in the first noise removing mass spectrum according to whether the chemical noise is removed, thereby generating a second noise removing mass spectrum Matrix display laser desorption ionization mass spectrum display device.
  5. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 출력부는, 상기 입력부로 입력된 상기 화학적 노이즈 제거 여부와 함께, 원본 질량 스펙트럼, 1차 노이즈 제거 질량 스펙트럼 및 2차 노이즈 제거 질량 스펙트럼을 출력하는, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치. And the output unit outputs an original mass spectrum, a first noise removing mass spectrum, and a second noise removing mass spectrum together with whether the chemical noise is input to the input unit.
  6. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 분석대상물질은 질병을 검출하는데 사용되는 지표 물질을 포함하는 생화학물질이며, 상기 원본 질량 스펙트럼은 상기 생화학물질을 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화시켜 수득된 질량 스펙트럼인, 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치.The analyte is a biochemical comprising an indicator material used to detect a disease, wherein the original mass spectrum is a mass spectrum obtained by matrix assisted laser desorption ionization of the biochemical, a display of a matrix assisted laser desorption ionization mass spectrum Device.
  7. 제 6항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 저장부는 질병 별 화학적 노이즈(chemical noise)에 의한 이온의 m/z 정보를 포함하며, 상기 입력부는 원본 질량 스펙트럼을 이용하여 질병의 보유 여부를 판별하고자 한 질병의 종류를 더 입력받는 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 장치.The storage unit includes m / z information of ions due to chemical noise for each disease, and the input unit further receives a matrix assisted laser to receive a type of disease to determine whether the disease is retained using the original mass spectrum. Display device of desorption ionization mass spectrum.
  8. 제 1항 내지 제 7항에서 선택된 어느 한 항에 따른 디스플레이 장치를 이용한 매트릭스 도움 레이저 탈착 이온화 질량 스펙트럼의 디스플레이 방법. A method of displaying matrix assisted laser desorption ionization mass spectra using a display device according to any one of claims 1 to 7.
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