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第二章 蛋白質質譜資料介紹
第一節 表面強化雷射解析電離飛行質譜技術
「表面強化雷射解吸電離飛行質譜技術」英文名稱為Surface-Enhanced Laser Desorption Ionization- Time of Flight（SELDI-TOF）是美國Ciphergen Biosystems 公司根 據基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜儀(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Mass Spectrometer，MALDI-TOF MS)為基礎所改良出來的產品。它結合 了生物晶片的概念，而SELDI-TOF技術的流程如圖2.1，首先先在蛋白質晶片上進行樣 本前處理，在每個晶片中設計不同的化合物，並使它能和特定的蛋白質結合，這樣一來 就可去除非專一性的蛋白質，然後再利用雷射脈衝光使晶片上的分析物解析成特異性蛋 白分子。而不同質量電荷比(the ratio of mass to charge，M/Z)的離子在儀器中飛行的長短 不同，分子量越大的離子在儀器中飛行的時間越長，反之則越短，因此可藉由離子在儀 器中飛行的時間長短不同來繪製出質譜圖。最後亦可利用電腦處理而得到質譜圖，藉此 能直接顯示樣品中各種蛋白質的分子量等資訊。(潘荔錞等人，2003；Issaq 等人，2002)
圖 2.1 「表面強化雷射解析電飛行質譜技術」流程圖
資料來源：“The SELDI-TOF MS Approach to Proteomics: Protein Profiling and Biomarker Identification” by Issaq, H. L., Veenstra, T. D., Conrads, T. P. and Felschow, D., 2002, Biochemical and Biophysical Research Communications, 589.
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第二節 攝護腺癌蛋白質質譜資料
本研究所採用的資料是由美國東維吉尼亞醫學院(Eastern Virginia Medical School) 利用「表面強化雷射解析電離飛行質譜技術」所建立的攝護腺癌蛋白質質譜資料。而此 資料其實有原始資料(raw data)以及另一組事前處理的資料(preprocessed data)。在此，
我們是以人工處理的這組資料來作實証分析，那麼所謂的人工處理，就是將原始質譜資 料進行扣除基線、正規化和校準等動作。故根據專家的意見，只保留原始資料中其蛋白 質的質量電荷比落在 2000 至 40000M/Z 之間的資料，然後進行人工處理後的資料只會擁 有 779 個特徵變數。
而這組人工處理的攝護腺癌蛋白質質譜資料收集了 326 位受測者的觀測資料，而且 分成四種類別，分別為正常人(Normal，NO)、良性腫瘤(Begin Prostate Hyperplasia，BPH)、
癌症早期(Prostate Cancer Stage A and B，CAB)以及癌症晚期(Prostate Cancer Stage C and D，CCD)，此外，每一位受測者都進行兩次的重複實驗，故每位受測者皆會有兩筆樣本 筆數，如表 2.1，總計共有 652 筆資料。
表 2.1
四種類別之受測人數和樣本筆數
類別 正常 良性腫瘤 癌症早期 癌症晚期 總計
受測人數 82 77 84 83 326
樣本筆數 164 154 168 166 652
此外，表 2.2 為事前處理的部份資料。其中每一行為受測者編號，在此我們定義以 下表格中的 i-1 是表示第 i 位受測者的第一筆資料，i-2 是表示第 i 位受測者的第二筆資 料，而第 i 位受測者前頭也會同時標示著所屬類別。此外，每一列則是表示特徵變數 (M/Z)，總共會有 779 個，而下表僅列出四種類別的部份資料。在每個細格中的數值是 表示某受測者對應至某特徵變數(蛋白質或縮氨酸)所偵測到的強度(intensity)。
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