質量顕微鏡による単一細胞解析―イメージング質量分析の試み

Trial of the single cell analysis imaging mass spectrometry with the imaging mass microscope

Ⅰ．光学顕微鏡における観察からイオンによるイメージングへ

　質量分析（mass spectrometry；MS）は，対象物質を電荷に対する質量比（質量電荷比：m/z値）により分離，同定する分析法である。この分析法の新しいアプリケーションとして，直接，生物学的サンプルにおける代謝物，脂質，ペプチドおよびタンパク質の二次元分布を可視化するイメージング質量分析（imaging mass spectrometry；IMS）が注目されている。実際に二次元分布データは試料の組織学的情報（癌細胞集団の分布など）と照合することで，例えば癌細胞に特有の生体物質（バイオマーカー）を同定することが期待されている。さらに進んで単細胞レベルでの解像度を得る“質量顕微鏡”が開発され始めている。

　IMSのワークフローは試料調製，質量分析，データ解析，可視化などのプロセスからなる（図1）。質量分析の段階では，① 高い空間解像度を得ること，② 脱離イオンの分離および同定，が行われる。質量分析部ではハード・ソフトの進歩が著しいが，こうした試みは成書に多くを譲り，この総説では主に，イメージングにおける様々な試み，前処理によるシグナル強度を増加させる試みなどについて述べる。