成像质量分析装置的制作方法

1.本发明涉及成像质量分析装置。


背景技术：

2.质量分析成像法是通过对生物体组织切片等试样的2维区域内的多个测量点分别进行质量分析来调查具有特定质量的物质的分布的方法，并被推进向制药和生物标记探索、各种疾病和疾患的原因查明等的应用。用于实施质量分析成像法的质量分析装置一般被称为成像质量分析装置(参照专利文献1、非专利文献1等)。此外，由于通常对试样上的任意的范围进行显微观察，基于该显微观察图像确定分析对象区域并执行该区域的成像质量分析，因此有时也被称为显微质量分析装置、质量显微镜等，在本说明书中称为“成像质量分析装置”。
3.在成像质量分析装置中，一般使用基于激光解吸离子化(ldi)法或基质辅助激光解吸离子化(maldi)法的离子源。在基于ldi法/maldi法的离子源中，将由包含透镜等的聚光光学系统聚光而缩小为细径的激光照射到试样的表面，从该激光的照射部位附近产生源自试样中包含的物质的离子。通过电场的作用将这样产生的离子从试样表面附近引出，通过离子输送光学系统等导入质量分析器，根据质荷比分离离子进行检测。
4.在成像质量分析装置的测量模式(使用方法)之一中，有如下方法：通过使激光的照射位置在试样上相对移动，在试样上得到表示具有某质荷比的离子的强度分布的图像。在该方法中，例如在成为对象的试样为数十μm左右的小细胞的情况下，通过将激光的照射直径缩小至0.5μm左右，能够得到细胞内的物质分布像。即，照射到试样上的激光的直径(照射直径)成为成像分析装置的空间分辨率。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：国际公开第2018/037491号
8.非专利文献
9.非专利文献1：原田等9名，“显微质量分析装置的生物体组织分析”，岛津评论，第64卷，第3
·
4号，2008年4月24日发行，pp.139-145


技术实现要素：

10.发明所要解决的技术问题
11.激光的照射直径是否成为如设定的那样，对于获知成像质量分析装置的空间分辨率方面是重要的。例如通过测量对在载玻片的表面均匀地涂布规定的色素的试样照射激光，结果色素因消融而飞散得到的痕迹(照射痕)的大小从而求出激光的照射直径。在照射痕的直径的测量中，需要刀口法那样的专用的夹具和测量器。因此，以往，对激光的照射直径是否成为如设定那样的确认工作仅在成像质量分析装置出厂前的检查时和出厂后的适当时机进行的维护检查、修理等时由服务人员进行，而无法由使用者进行。
12.本发明要解决的技术问题在于，使成像质量分析装置的使用者能够简便地确认激光的聚光状态。
13.用于解决所述技术问题的手段
14.为了解决所述技术问题而完成的本发明是一种成像质量分析装置，通过对试样照射激光来生成离子，对该离子进行质量分析，具备：
15.激光照射部，向所述试样射出激光；
16.聚光光学系统，配置在所述激光照射部与所述试样之间，将从所述激光光源发出的激光进行聚光；
17.拍摄部，获取能够确认所述激光照射部射出的激光在所述试样上的聚光状态的光学显微图像即聚光状态确认图像；
18.显示部，将由所述拍摄部获取的聚光状态确认图像显示在显示画面。
19.发明效果
20.在本发明的一方案的成像质量分析装置中，用户能够观察显示在显示画面的聚光状态确认图像，简便地确认激光照射部射出的激光的聚光状态是否为期望的状态。
附图说明
21.图1是本发明的一实施方式的成像质量分析装置的概略构成图。
22.图2是示出在试样上设定的确认区域的一例的图。
23.图3是示出显示在显示画面的照射直径确认画面的一例的图。
具体实施方式
24.以下，参照附图对本发明的一实施方式的成像质量分析装置进行说明。
25.图1是一实施方式的成像质量分析装置的概略构成图。该成像质量分析装置具备：使用大气压基质辅助激光解吸离子化(ap-maldi)法或大气压激光解吸离子化(ap-ldi)法作为离子化法，并维持为大致大气压气氛的离子化室10；以及通过真空泵21进行真空排气的真空腔室20。
26.在离子化室10配置有载置作为分析对象的试样100的试样台11。该试样台11构成为能够通过来自包含电机的试样台驱动部12的驱动力而在相互正交的x轴、y轴这两个轴方向上移动。试样台驱动部12相当于本发明的照射位置移动部。试样100例如是从生物体组织切出的非常薄的组织切片等，通过在试样100上涂布适当的基质或进行喷吹处理，从而制备为maldi用试样。
27.在离子化室10的外侧配置有激光照射部30及拍摄部40。激光照射部30射出用于将试样100中的物质离子化的激光31。从激光照射部30射出的激光31经由设于离子化室10的侧面的照射用窗32及聚光光学系统33照射到试样100的表面。聚光光学系统33能够通过聚光光学系统驱动部34沿激光31的光轴方向在规定范围内移动。
28.拍摄部40例如由ccd相机构成，经由设于离子化室10的侧面的拍摄用窗41以及拍摄用光学系统42对载置于试样台11上的试样100的规定的范围进行拍摄。在拍摄部40得到的拍摄信号被发送到数据处理部50，在图像数据处理部51执行适当的数据处理，转换为光学显微图像的数据。光学显微图像数据根据需要存储在图像数据存储部511中。此外，照射
直径确认画面生成部512根据存储在图像数据存储部511中的光学显微图像的数据生成照射直径确认画面。该照射直径确认画面的数据同样被存储在所述图像数据存储部511中。关于照射直径确认画面将在后面描述。
29.在试样100的激光照射位置的正上方开口有将离子化室10与真空腔室20连通的离子输送管22的入口端。在真空腔室20的内部设置有：离子输送光学系统23，用于通过电场的作用使离子收敛并输送；离子分离与检测部24，包含根据质荷比对离子进行分离的质量分析器以及对分离出的离子进行检测的检测器。在离子分离与检测部24得到的离子强度信号被输入到数据处理部50，在其中包含的质量分析数据处理部52执行适当的数据处理，例如生成2维物质分布图像。
30.作为离子输送光学系统23，例如可使用静电的电磁透镜和多极型的高频离子引导件、或者它们的组合等。作为离子分离与检测部24中的质量分析器，可使用四极滤质器、线性型离子阱、三维四极型离子阱、正交加速型飞行时间型质量分析器、傅里叶变换离子回旋质量分析器、磁场扇形型质量分析器等。
31.控制部60包含分析控制部61及照射直径确认控制部62。在控制部60连接有输入部63及显示部64。
32.上述的数据处理部50及控制部60的至少一部分能够设为如下构成：将包含cpu、ram、rom等的个人计算机(或者更高性能的工作站)作为硬件资源，通过使安装于该计算机的专用的控制与处理软件在该计算机上动作，从而实现各个功能。
33.分析控制部61根据来自输入部63的指示，控制试样台驱动部12、照射控制部37、聚光光学系统驱动部34、离子输送光学系统23、离子分离与检测部24等的动作，执行对试样100的质量分析。具体而言，分析控制部61经由照射控制部37使激光31从激光照射部30朝向载置于试样台11的试样100射出。由此，在试样100上照射了激光31的部位(测量点)存在的成分被离子化。被离子化的成分经由离子输送管22被输送到真空腔室20内，在那里执行质量分析。此外，分析控制部61经由试样台驱动部12使试样台11在x-y面内移动。由此，在试样100上照射激光31的位置移动，进行试样100上的激光照射位置的扫描。其结果为，执行对试样100上的2维区域内的多个测量点的质量分析。执行了质量分析的结果为，得到的检测信号被送到数据处理部50，在质量分析数据处理部52进行规定的数据处理。在质量分析数据处理部52进行的数据处理的结果被输入到控制部60，并被输出到显示部64。
34.此外，照射直径确认控制部62根据来自输入部63的指示，控制试样台驱动部12、照射控制部37、聚光光学系统驱动部34的动作，执行对试样100的激光的照射直径的确认动作。
35.在成像质量分析装置中，从激光照射部30射出的激光31被聚光光学系统33收敛后，被照射到试样100的表面。此时，以照射到试样100的表面的激光31的直径(激光照射直径)成为规定的大小的方式配置聚光光学系统33。一般而言，配置聚光光学系统33使得试样的表面来到激光31最聚光的位置、即激光照射直径成为最小的位置，但不限于此。激光照射直径成为期望的大小时的聚光光学系统33的位置由聚光光学系统33的焦距决定。因此，从试样100表面到聚光光学系统33的距离本来应该被调整为激光照射直径成为规定的大小，但有时由于外界干扰等而使试样台11与聚光光学系统33的配置发生偏离。即使该偏离很小，试样台11与聚光光学系统33的配置的偏离也会对激光照射直径的大小造成影响。于是，
在本实施方式中，在照射直径确认控制部62的指示下，对试样上的规定区域照射激光31，使此时的确认区域的光学显微图像显示在显示部64。显示在确认区域的光学显微图像相当于本发明的聚光状态确认图像。
36.在使确认区域的光学显微图像显示在显示部64时，使用者准备在载玻片的表面均匀地涂布有规定的色素的试样，将其设置于试样台11。接着，若成像质量分析装置的使用者从输入部63指示照射直径确认动作的执行，则照射直径确认控制部62在试样100上指定1个或多个确认区域。在照射直径确认控制部62根据所指定的确认区域的数量存储有该确认区域的尺寸及位置、以及对各确认区域照射激光时的聚光光学系统33的位置，照射直径确认控制部62通过试样台驱动部12使试样台11移动，以使激光的照射位置以与确认区域的尺寸及位置对应的步进幅度移动。此外，通过聚光光学系统驱动部34使聚光光学系统33移动，以使聚光光学系统33成为如对确认区域设定的那样的位置。然后，经由照射控制部37驱动激光照射部30以脉冲方式照射激光。若对试样表面照射激光，则色素因消融而飞散，能够形成照射了激光的痕迹(照射痕)。
37.例如，图2示出在试样100上指定的多个确认区域110。在图2中，示出了在试样100上指定了11个矩形状的确认区域110的例子，但确认区域110的形状和数量、尺寸等不限于图2所示的例子。此外，激光照射部30可以对各确认区域110仅照射1次激光，也可以对各确认区域110内的不同的多个部位分别各照射1次激光(即，对各确认区域内照射多次激光)。
38.若对试样100上的各确认区域110照射激光的动作结束，则照射直径确认控制部62使拍摄部40获取包含确认区域110的试样100表面的光学显微图像。由拍摄部40获取的光学显微图像被送到数据处理部50的图像数据处理部51，在那里进行适当的数据处理，生成光学显微图像数据。所生成的光学显微图像数据与在该确认区域110设定的聚光光学系统33的位置信息相关联并存储在图像数据存储部511。
39.若对试样100上的全部确认区域110照射激光的动作以及包含确认区域110的试样100表面的光学显微图像的获取动作结束，则照射直径确认控制部62从图像数据存储部511读取各确认区域110的光学显微图像数据，生成照射直径确认画面，并将其输出到显示部64。
40.图3示出在显示部64的显示画面641上显示的照射直径确认画面642的一例。在该实施方式中，在照射直径确认画面642排列显示有包含11个确认区域的试样表面的光学显微图像643。使用者观察这些光学显微图像643，将其中激光的照射痕处于期望的状态的确认区域决定为决定确认区域。决定确认区域的决定例如能够通过使用鼠标使显示画面641上的光标移动到期望的确认区域的附近并进行点击操作来进行。在该例子中，鼠标成为选择操作部。
41.若选择了决定确认区域，则照射直径确认控制部62从图像数据存储部511读取对该决定确认区域照射了激光31时的聚光光学系统33的位置并设定于位置设定部621。设定于位置设定部621的聚光光学系统33能够设为下一次进行的质量分析时的聚光光学系统33的位置。
42.另外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变形。
43.例如，在上述实施方式中，通过使试样台移动来使试样上的激光的照射位置移动(即，将试样台驱动部12设为照射位置驱动部)，但也可以通过使激光照射部30移动或者改
变激光照射部30的姿势(朝向)来使试样上的激光的照射位置移动(即，也可以设置使激光照射部30的位置和姿势变化的激光照射部驱动部)。此外，照射位置驱动部也可以是使试样台及激光双方移动的构成。
44.此外，在上述实施方式中，构成为若用户从多个确认区域中选择显示有期望的光学显微图像的确认区域，则将与该确认区域(决定确认区域)对应的聚光光学系统33的位置自动地设定为下一次质量分析时的位置，但也可以设为由观察显示在确认区域的光学显微图像643的用户手动地设定聚光光学系统的位置。
45.此外，图像数据处理部51也可以设为对由拍摄部40获取的光学显微图像进行例如二值化处理，提取确认区域110中的激光的照射痕的轮廓，根据该轮廓计算照射痕的直径(照射直径)。在该情况下，由图像数据处理部51计算出的各确认区域110的照射直径数据被存储在图像数据存储部511。存储在图像数据存储部511的照射直径数据与各确认区域110的光学显微图像数据一起被读取，并显示在照射直径确认画面。例如，可以在图3所示的照射直径确认画面642中包含的11个确认区域的光学显微图像643各自的上下左右的任一个上排列，显示该确认区域中的照射直径的值。在该构成中，图像数据处理部51相当于照射直径计算部。
46.此外，在上述实施方式中，设为将多个光学显微图像汇总显示在一个显示画面上的构成，但也可以设为将多个光学显微图像逐一按顺序显示在显示画面。
47.[各种方案]
[0048]
本领域技术人员能够理解，上述的例示性的实施方式是以下的方案的具体例。
[0049]
第1方案的成像质量分析装置通过对试样照射激光来生成离子，对该离子进行质量分析，具备：
[0050]
激光照射部，向所述试样射出激光；
[0051]
聚光光学系统，配置在所述激光照射部与所述试样之间，将从所述激光照射部发出的激光进行聚光；
[0052]
拍摄部，获取能够确认所述激光照射部射出的激光在所述试样上的聚光状态的光学显微图像即聚光状态确认图像；
[0053]
显示部，将由所述拍摄部获取的聚光状态确认图像显示在显示画面。
[0054]
在第1方案的成像质量分析装置中，用户能够观察显示在显示部的显示画面的聚光状态确认图像，确认激光照射部射出的激光在所述试样上的聚光状态。在此，聚光状态确认图像包含能够确认激光的照射位置处的照射直径的图像(例如清晰地表示激光的照射痕的轮廓的图像)、能够确认激光的照射位置处的激光的每单位面积的光强度的图像(例如，以浓淡表示光强度的图像)等。
[0055]
在聚光状态确认图像为能够确认照射直径的图像时，显示部可以将标尺与聚光状态确认图像一起显示在显示画面上。
[0056]
此外，第2方案的成像质量分析装置可以是在第1方案的成像质量分析装置中，进一步具备照射直径计算部，根据由所述拍摄部获取的聚光状态确认图像，计算所述激光在所述试样上的照射痕的直径即照射直径，
[0057]
所述显示部设为将所述照射直径与所述聚光状态确认图像一起显示在所述显示画面。
[0058]
根据第2方案的成像质量分析装置，用户能够以显示在显示画面的照射直径为指标来确认激光的聚光状态。此外，能够容易地确认激光的照射直径是否成为如设定的那样。
[0059]
作为获取能够确认激光的照射直径的图像时使用的试样(照射直径确认用试样)，例如可以使用在载玻片的表面均匀地涂布有色素的试样，若照射激光，则位于该区域的色素因消融而飞散，从而带上被照射了激光的痕迹(照射痕)。此外例如，也可以将用于制备maldi用试样的基质涂布于载玻片的表面的试样作为照射直径确认用试样。此外例如，maldi用试样(即从生物体组织切出的组织切片上涂布了基质的试样)也能够兼作照射直径确认用试样。在该情况下，maldi用试样中的偏离了分析对象区域的区域用于获取能够确认照射直径的图像。
[0060]
于是，第3方案的成像质量分析装置是在第2方案的成像质量分析装置中，
[0061]
所述聚光状态确认图像是在对表面涂布了规定的色素或规定的基质的试样中的偏离了供质量分析的区域的区域即非分析对象区域照射激光之后由所述拍摄部获取的该非分析对象区域的图像。
[0062]
第4方案的成像质量分析装置可以是在第1～第3方案的任一个的成像质量分析装置中，进一步具备：
[0063]
聚光光学系统驱动部，使所述聚光光学系统移动，以使所述激光在所述试样上的聚光状态变化；
[0064]
照射位置移动部，使所述激光在所述试样上的照射位置移动，
[0065]
所述显示部将使所述聚光光学系统的位置各自不同而对所述试样上的多个确认区域照射了激光时的各确认区域的聚光状态确认图像显示在所述显示画面。
[0066]
在第4方案的成像质量分析装置中，照射位置移动部可以使激光移动，也可以使试样台移动。作为使激光移动的方法，例如可以举出使激光照射部移动、或者使激光照射部的姿势(朝向)不同以使激光的射出方向变化的方法。根据上述的成像质量分析装置，用户能够观察显示在显示画面的多个确认区域的聚光状态确认图像，确认激光的聚光状态处于期望的状态时的聚光光学系统的位置。例如，能够在需要最高的分辨率的情况下，将与激光的照射直径成为最小的确认区域对应的聚光光学系统的位置设为测量时的聚光光学系统的位置；在以与试样和测量目的的关系求出规定的激光照射直径的测量的情况下，将与最接近该激光照射直径的状态的确认区域对应的聚光光学系统的位置设为测量时的聚光光学系统的位置。
[0067]
第5方案的成像质量分析装置可以是在第4方案的成像质量分析装置中，
[0068]
所述显示部将所述多个确认区域的聚光状态确认图像排列并显示在所述显示画面。
[0069]
根据第5方案的成像质量分析装置，变得容易比较对显示在显示画面的多个确认区域的每一个照射的激光的聚光状态。
[0070]
第6方案的成像质量分析装置是在第5方案的成像质量分析装置中，进一步具备：
[0071]
选择操作部，用于使使用者从显示在所述显示画面的多个确认区域中选择任意的确认区域；
[0072]
位置设定部，将由所述选择操作部选择的确认区域中的所述聚光光学系统的位置设定为下次测量时的聚光光学系统的位置。
[0073]
根据第6方案的成像质量分析装置，使用者能够容易地调整聚光光学系统的位置。
[0074]
附图标记说明
[0075]
11 试样台
[0076]
100 试样
[0077]
110 确认区域
[0078]
12 试样台驱动部
[0079]
30 激光照射部
[0080]
31 激光
[0081]
33 聚光光学系统
[0082]
34 聚光光学系统驱动部
[0083]
37 照射控制部
[0084]
40 拍摄部
[0085]
50 数据处理部
[0086]
51 图像数据处理部
[0087]
511 图像数据存储部
[0088]
512 照射直径确认画面生成部
[0089]
62 照射直径确认控制部
[0090]
62 位置设定部
[0091]
63 输入部
[0092]
64 显示部
[0093]
641 显示画面
[0094]
642 照射直径确认画面
[0095]
643 光学显微图像。