對樣品中的靶分子進行檢測和定量的方法

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

【發(fā)明內(nèi)容】

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