质谱成像数据图像重构软件.doc

质谱成像数据图像重构软件（img Genegate 软件重构为 Analyze 7 . 5 格式）质谱成像(imaging mass spectrometry , 简称 IMS) 能够同时获取样品的化学成分信息和样品表面化学成分空间分布信息, 并以图像的形式直观地反映被测物的物质与空间分布情况。IM S 的应用从半导体表面污染物分析到生物组织上的蛋白分析 ,以及药物分析、法证鉴定、字画鉴定等 1-2 。常用的质谱成像技术MALDI( matrix-assisted laser desorption/ionization)、SIM S( secondary ion mass spectrometry)需要在真空环境下进行,在一定程度上限制质谱成像的应用范围。近年来, 随着DESI( desorption electrospray ionization) 3 、LTP( low temperature plasm a) 4 、 LEDI ( electrospray-assisted laser desorption/ionization) 5 等新型敞开式常压离子源与众多大气压接口质谱仪的结合 ,实现多样的质谱成像分析正在不断地扩大 IMS 的应用范围 6 。将众多大气压接口质谱仪获取的原始数据重构为质谱图像数据是实现成像分析的必须处理过程 ,需要专用的软件工具。 Clerens 等 7实现了 Bruker 公司的 Reflex and Ultraflex 质谱仪数据格式转换; Jardin-Math 等 8 开发的MITICS 软件对 Applied BioSystems 和 BrukerDaltonics 公司质谱数据进行图像重构 , 但是对其他公司的质谱数据却无能为力, 同时缺乏各种参数设定的专用化功能和方便用户使用的向导式界面。为此, 本工作开发出一种向导式、专用的质谱数据图像重构 im gGenegate 软件 ,能将原始质谱数据重构为 Analyze7 . 5 格式, 可以通过免费的 BioMap 软件( http : /w w w . maldi-msi .org)、IMSview 软件( http : /msimaging . net) 和Matlab 开发工具处理 。( 1) 选择质谱数据文件类型两种文件类型可供选择: . raw 数据类型( Thermo Scientific)和. d 数 据类型 ( AgilentTechnologies)。( 2) 导入质谱数据文件导入需要重构的原始质谱数据文件 ,编辑或调整文件顺序, 剔除不合适的文件。( 3) 预览与确认质谱数据成像布局对导入的质谱数据文件进行成像布局预览,界面示于图 2 。获取图像的水平和垂直像素个数 ,标明水平像素个数最少的行号及所对应的质谱文件 ,水平像素个数最多的行号及所对应的质谱文件 。依据此图像预览情况 ,可退回( 2),剔除不合适的文件。( 4) 选择目标文件数据类型A nalyze 7 . 5 数据格式是一种科学图像数据格式, 应用广泛 。用户可以按需求定义所保存数据的类型, 有 shor t 型( 16 个字节)、int 型( 32 个字节)、float 类型( 32 个字节) 或 double 类型( 64182 质 谱 学 报 第 32 卷个字节)。BioM ap 软件选定的数据类型是 short 类型,限定了每个质谱峰的强度值不超过 32 768 ,每幅质谱图的数据点数不能多于 32 768 ,如果质谱峰值或质谱数据点数大于 32 768 ,需要做相应的数据归一化处理, 否则会出错。IM Sview( 5) 编辑质谱数据成像参数在实际导入数据的基础上 ,编辑目标图像的水平像素个数、垂直像素个数, 起始 m/z 的大小、终止 m/z 的大小, m/z 的间隔宽度, 并选择信号的类型( 质谱峰值还是质谱峰面积),界面示于图 3 。信号的幅度是否选择为归一化模式 : 如果选定归一化模式 ,则以最大值为基准, 做相对值转换 ; 如果没有选定归一化模式, 当最大值没有超出数据类型所规定的最大值时 , 按原始值表示,若超出则自动按归一化模式处理。( 6) 生成 img 成像数据生成 的数 据 文件 有 3 种 :图 像文 件(. img) 保存图像中像素的原始数据; 头文件(. hdr) 保存图像的长、宽 、高 、维数, 以及定义数据的类型 ;针对 质谱数 据往 往附 加文 件(. t2m) 保存质谱( float 类型)。其中前 2 个是标准 A nalyze 7 . 5 数据格式所必须的 。生成后的数据可以通过 BioM ap 软件处理,也可以通过 IM Sview 软件和 M A TLA b 开发