CN103563044A

CN103563044A - 使用tof-msms数据的可变xic宽度确定srm分析中的背景干扰

Info

Publication number: CN103563044A
Application number: CN201280026843.8A
Authority: CN
Inventors: 斯蒂芬·A·泰特; 大卫·M·考克斯
Original assignee: DH Technologies Development Pte Ltd
Current assignee: DH Technologies Development Pte Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-05-30
Also published as: EP2715770A1; JP5889402B2; CN103563044B; US20140095084A1; CA2836112C; CA2836112A1; JP6158965B2; JP2014517477A; WO2012164375A1; US9583323B2; EP2715770B1; JP2016118562A

Abstract

本发明涉及识别不包括干扰的产物离子的系统及方法。从串联质谱仪接收样本中的分析物的质量范围的全产物离子光谱。使用第一XIC窗口宽度计算所述全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数。使用第二XIC窗口宽度计算所述产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数。如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么将所述产物离子识别为不包括干扰。通过使所述产物与所述分析物的前驱物离子相关来进一步确认或确定所述产物离子来自所述分析物而不是来自所述样本的基质。

Description

使用TOF-MSMS数据的可变XIC宽度确定SRM分析中的背景干扰

相关申请案交叉参考

本申请案请求在2011年6月3日提出申请的美国临时专利申请案第61/493,352号的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

背景技术

选定反应监测(SRM)分析的发展中的一个困难在于对基质效应的研究及对用于量化的合适离子的选择。此通常通过利用量化方法及对检测限(LOD)及量化限(LOQ)值的研究以确定分析的稳健性来执行。此工作可为耗时的且还可能不会提供所涉及的真正可能干扰的清晰图片。这是由于不能够根据低分辨率数据界定液相色谱法(LC)峰值形状且缺少用于产物离子的不同洗脱图的自动分析的合适算法。

发明内容

附图说明

所属领域的技术人员应理解下文所描述的图式仅用于说明目的。所述图式不打算以任何方式限定本教示内容的范围。

图1是图解说明可在其上实施本教示内容的实施例的计算机系统的框图。

图2是展示根据各种实施例用于识别不包括干扰的产物离子的系统的示意图。

图3是展示根据各种实施例用于识别不包括干扰的产物离子的方法的示范性流程图。

图4是根据各种实施例包括一个或一个以上不同软件模块的系统的示意图，所述系统执行用于识别不包括干扰的产物离子的方法。

在详细描述本教示内容的一个或一个以上实施例之前，所属领域的技术人员应了解本教示内容在其应用方面不限于以下详细说明中所论述或图式中所图解说明的构造细节、组件布置及步骤布置。同样，应理解，本文中所使用的措词及术语用于说明目的且不应视为具有限定性。

具体实施方式

计算机实施的系统

图1是图解说明可在其上实施本教示内容的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100包括总线102或用于传递信息的其它通信机构及与总线102耦合用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包括耦合到总线102用于存储待由处理器104执行的指令的存储器106，存储器106可为随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置。存储器106还可用于在待由处理器104执行的指令的执行期间存储暂时变量或其它中间信息。计算机系统100进一步包括耦合到总线102用于存储用于处理器104的静态信息及指令的只读存储器(ROM)108或其它静态存储装置。提供存储装置110(例如磁盘或光盘)且其耦合到总线102用于存储信息及指令。

计算机系统100可经由总线102耦合到用于向计算机用户显示信息的显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。输入装置114(包括文字数字键及其它键)耦合到总线102用于将信息及命令选择传递到处理器104。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息及命令选择传递到处理器104且用于控制显示器112上的光标移动的光标控制件116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键。此输入装置通常具有两个轴(第一轴(即，x)及第二轴(即，y))上的两个自由度，其允许装置指定平面中的位置。

计算机系统100可执行本教示内容。根据本教示内容的某些实施方案，由计算机系统100响应于处理器104执行存储器106中所含有的一个或一个以上指令的一个或一个以上序列而提供结果。此些指令可从另一计算机可读媒体(例如存储装置110)读取到存储器106中。存储器106中所含有的指令序列的执行致使处理器104执行本文中所描述的过程。或者，硬连线电路可取代软件指令或与软件指令组合使用以实施本教示内容。因此，本教示内容的实施方案不限于硬件电路与软件的任何特定组合。

如本文中所使用的术语“计算机可读媒体”是指参与将指令提供到处理器104以供执行的任何媒体。此种媒体可采取许多形式，包括但不限于非易失性媒体、易失性媒体及传输媒体。非易失性媒体包括(举例来说)光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包括动态存储器，例如存储器106。传输媒体包括同轴电缆、铜线及光纤，包括包含总线102的线。

计算机可读媒体的常见形式包括(举例来说)软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其它磁性媒体、CD-ROM、数字视频光盘(DVD)、蓝光光盘、任何其它光学媒体、拇指驱动器、存储卡、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或卡匣或计算机可从其读取的任何其它有形媒体。

在将一个或一个以上指令的一个或一个以上序列载运到处理器104以供执行时，可涉及各种形式的计算机可读媒体。举例来说，可首先在远程计算机的磁盘上载运所述指令。所述远程计算机可将所述指令加载到其动态存储器上且使用调制解调器经由电话线发送所述指令。计算机系统100本地的调制解调器可在电话线上接收数据且使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线102的红外检测器可接收在所述红外信号中载运的数据且将数据放置于总线102上。总线102将数据载运到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行所述指令。可任选地在由处理器104执行之前或之后将由存储器106接收的指令存储于存储装置110上。

根据各种实施例，将经配置以由处理器执行以执行方法的指令存储于计算机可读媒体上。所述计算机可读媒体可为存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包括如此项技术中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(CD-ROM)。所述计算机可读媒体由适合执行经配置以执行的指令的处理器存取。

已出于例示及说明的目的提供对本教示内容的各种实施方案的以下说明。其并非排他性的且不将本教示内容限定于所揭示的精确形式。鉴于以上教示内容，也可能存在修改形式及变化形式或可从本教示内容的实践获得所述修改形式及变化形式。另外，所描述的实施方案包括软件，但本教示内容可实施为硬件与软件的组合或单独以硬件实施。本教示内容可借助面向对象及非面向对象的编程系统来实施。

数据处理的系统及方法

可从串联质谱仪获得质量及数量信息两者。在此种仪器中，在第一质量分析器中选择前驱物离子并使其成为碎片，且在第二分析器中或在第一分析器的第二扫描中分析所述碎片或产物离子。可使用碎片离子光谱来识别分子且可使用一个或一个以上碎片的强度来量化样本中所存在的化合物的量。

单反应监测或选定反应监测(SRM)是其众所周知的实例，其中选择前驱物离子、使其成为碎片且将其传递到经设定以传输单个离子的第二分析器。当选定质量碎片的前驱物给出选定碎片质量的离子时产生响应，且此输出信号可用于量化。所述仪器可经设定以测量数个碎片离子(用于确认目的)或数个前驱物-碎片组合以量化不同化合物。在多反应监测(MRM)中，选择前驱物离子、使其成为碎片且将其传递到经设定以传输两个或两个以上离子的第二分析器。

分析的敏感性及特异性受在第一质量分析步骤中选择的质量窗口的宽度影响。宽窗口传输较多离子从而给出增加的敏感性，但也可允许不同质量的离子通过；如果后者以与目标化合物相同的质量给出碎片，那么干扰将发生且将危及准确性。

在一些质谱仪中，第二质量分析器可以高分辨率操作，从而允许碎片离子窗口较窄使得可很大程度上恢复特异性。这些指令还检测所有碎片，因此其固有地检测不同碎片。借助此种仪器，使用宽窗口来使敏感性最大化是可行的。通过以高分辨率监测一个或一个以上碎片离子来实现量化，且可使用使碎片的液相色谱法(LC)图与适当前驱物质量相关的算法来执行量化分析，即使这些前驱物质量并非直接地选择。

如上文所描述，选定反应监测(SRM)分析的发展中的一个困难在于对基质效应的研究及对用于量化的合适离子的选择。此工作可为耗时的。其还可能不会提供离子之间的真正可能干扰的清晰图片。此图片可由于不能够根据低分辨率数据界定液相色谱法(LC)峰值形状且缺少用于产物离子的不同洗脱图的自动分析的合适算法而变得模糊。

在各种实施例中，将串联质谱仪与以高分辨率操作的第二质量分析器一起使用允许在合适时间框架内研究基质效应及选择用于量化的合适离子。由此仪器提供的碎片扫描的高分辨率允许采集后分析，所述采集后分析识别唯一地来自样本中的基质的分析物的前驱物/产物离子对。此采集后分析在高及低所提取离子色谱(XIC)分辨率下计算分析物的每一产物离子的峰值参数。如果高及低XIC分辨率下的峰值参数实质上相同，那么从第一基质唯一地识别产物。采集后分析还确认或确定产物离子是来自分析物的前驱物离子。

根据此采集后分析，可找到分析物的前驱物/产物离子对且在SRM分析中使用。另外，通过借助串联质谱仪针对与不同基质混合的样本执行多个物理扫描，结合此采集后分析，可找到跨越多个基质为唯一的分析物的前驱物/产物离子对。

在各种实施例中，使用以跨越质量范围的多个质量选择窗口宽度提供碎片扫描的串联质谱仪允许在合适时间框架内研究基质效应及选择用于量化的合适离子。通常，碎片扫描以跨越质量范围的均匀质量选择窗口发生。所述质量范围可包括(举例来说)样本的优选质量范围或样本的整个质量范围。因此，整个方法分析的特异性及敏感性由在分析的开始选择用于质量分析器的质量选择窗口宽度决定。

质谱法硬件的最近发展已允许将串联质谱仪的质量选择窗口宽度改变或设定为任何值而非跨越质量范围的单个值。举例来说，对应用于四极质量过滤器的射频(RF)及直流电(DC)电压两者的独立控制可允许选择可变质量选择窗口宽度。任何类型的串联质谱仪可允许选择可变质量选择窗口宽度。串联质谱仪可包括执行两个或两个以上质量分析的一个或一个以上物理质量分析器。串联质谱仪的质量分析器可包括但不限于飞行时间(TOF)、四极、离子阱、线性离子阱、轨道阱或傅里叶变换质谱仪。

串联质谱法系统

图2是展示根据各种实施例用于识别不包括干扰的产物离子的系统200的示意图。系统200包括串联质谱仪210及处理器220。处理器220可为但不限于计算机、微处理器或能够将控制信号及数据发送到质谱仪210及从质谱仪210接收控制信号及数据且处理数据的任何装置。

串联质谱仪210可包括执行两个或两个以上质量分析的一个或一个以上物理质量分析器。串联质谱仪的质量分析器可包括但不限于飞行时间(TOF)、四极、离子阱、线性离子阱、轨道阱或傅里叶变换质量分析器。串联质谱仪210还可包括分离装置(未展示)。所述分离装置可执行分离技术，其包括但不限于液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳或离子迁移率。串联质谱仪210可包括分别在空间或时间上的分离质谱法阶段或步骤。

串联质谱仪210使用一个或一个以上前驱物扫描分析包括第一基质的第一样本。处理器220与串联质谱仪210通信。处理器220从串联质谱仪210接收第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱。处理器220使用第一XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数。处理器220使用第二XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数。举例来说，第一XIC窗口宽度比第二XIC窗口宽度窄。最后，如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么处理器220将产物离子识别为不包括干扰。

在各种实施例中，系统200用于进一步从第一基质唯一地识别分析物的前驱物离子与产物离子对。除分析物外，第一样本还包括第一基质。处理器220使产物离子与第一样本中的分析物的前驱物离子相关。如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同且如果产物离子来自分析物而不是来自第一基质，那么处理器220将前驱物离子及产物离子识别为唯一地来自第一基质。

在各种实施例中，串联质谱仪210以跨越质量范围的多个质量选择窗口宽度执行单个前驱物扫描及多个碎片扫描，其允许在串联质谱仪210的单次运行之后运行采集后处理。串联质谱仪210使用跨越质量范围的两个或两个以上隔离窗口宽度使用对一个或一个以上前驱物离子的单个质谱扫描及对产物离子的两个或两个以上质谱扫描来分析第一样本。所述两个或两个以上隔离窗口宽度可为均匀或可变的。

在各种实施例中，串联质谱仪210也可运行多次，每一次后面跟着采集后处理。串联质谱仪210使用对一个或一个以上前驱物离子的两个或两个以上质谱扫描来分析第一样本。

在各种实施例中，产物离子为分析物的已知产物离子。第一组一个或一个以上峰值参数及第二组一个或一个以上峰值参数经计算以确定第一基质是否干扰产物离子。使产物离子与分析物的前驱物离子相关以确认产物离子来自分析物而不是来自第一基质。

在各种实施例中，产物离子为未知产物离子。使产物离子与分析物的前驱物离子相关以确定产物离子来自分析物而不是第一基质。第一组一个或一个以上峰值参数及第二组一个或一个以上峰值参数经计算以确定第一基质是否干扰产物离子。

在各种实施例中，处理器220创建包括产物离子及前驱物离子的选定反应监测分析。

在各种实施例中，系统200可用于识别跨越两个或两个以上基质为唯一的分析物的前驱物离子与产物离子对。举例来说，串联质谱仪210可执行第二分析以确定较早找到的前驱物离子与产物离子对是否也从第二基质唯一地识别分析物。串联质谱仪210使用一个或一个以上前驱物扫描分析包括分析物及第二基质的第二样本。

处理器220从串联质谱仪210接收第二样本中的分析物的质量范围的第二全产物离子光谱。处理器220使用第一XIC窗口宽度计算第二全产物离子光谱中的产物离子的第三组一个或一个以上峰值参数。处理器220使用第二XIC窗口宽度计算第二全产物离子光谱中的产物离子的第四组一个或一个以上峰值参数。处理器220使产物离子与第二样本中的分析物的前驱物离子相关。最后，如果所述第三组一个或一个以上峰值参数与所述第四组一个或一个以上峰值参数实质上相同且如果产物离子来自分析物而不是第二基质，那么处理器220将前驱物离子及产物离子识别为唯一地来自第一基质及第二基质。

跨越两个或两个以上基质使用的两个XIC窗口宽度优选为相同的。在各种实施例中，跨越两个或两个以上基质使用的两个XIC窗口宽度可不同。

串联质谱法

图3是展示根据各种实施例用于识别不包括干扰的产物离子的方法300的示范性流程图。

在方法300的步骤310中，从分析第一样本的串联质谱仪接收第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱。

在步骤320中，使用第一XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数。

在步骤330中，使用第二XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数。

在步骤340中，如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么将产物离子识别为不包括干扰。

串联质谱法计算机程序产品

在各种实施例中，计算机程序产品包括有形计算机可读存储媒体，所述有形计算机可读存储媒体的内容包括具有在处理器上执行以便执行用于识别不包括干扰的产物离子的方法的指令的程序。此方法由包括一个或一个以上不同软件模块的系统执行。

图4是根据各种实施例包括一个或一个以上不同软件模块的系统400的示意图，所述系统400执行用于识别不包括干扰的产物离子的方法。系统400包括测量模块410、干扰与相关模块420及识别模块430。

测量模块410从分析第一样本的串联质谱仪接收第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱。干扰与相关模块420使用第一XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数。干扰与相关模块420使用第二XIC窗口宽度计算第一全产物离子光谱中的产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数(使用干扰与相关模块)。如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么识别模块430将产物离子识别为不包括干扰(使用识别模块)。

虽然结合各种实施例描述了本教示内容，但并不打算将本教示内容限定于此些实施例。相反，本教示内容涵盖各种替代形式、修改形式及等效形式，如所属领域的技术人员将了解。

此外，在描述各种实施例时，本说明书可能已将方法及/或过程呈现为特定步骤序列。然而，在所述方法或过程不依赖于本文中所论述的特定步骤次序的情况下，所述方法或过程不应限定于所描述的特定步骤序列。如所属领域的技术人员将了解，可存在其它步骤序列。因此，不应将本说明书中所论述的步骤的特定次序视为限制权利要求书。另外，针对所述方法及/或过程的权利要求书不应限定于以所书写的次序执行其步骤，且所属领域的技术人员可容易地了解所述序列可变化且仍保持在各种实施例的精神及范围内。

Claims

1.一种用于识别不包括干扰的产物离子的系统，其包含：

串联质谱仪，其使用一个或一个以上前驱物扫描来分析第一样本；及

处理器，其与所述串联质谱仪通信，所述处理器

从所述串联质谱仪接收所述第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱，

使用第一所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数，

使用第二所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的所述产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数，及

如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么将所述产物离子识别为不包括干扰。

2.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中除所述分析物外所述第一样本还包括第一基质，且所述处理器

使所述产物离子与所述第一样本中的所述分析物的前驱物离子相关，及

如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同且如果所述产物离子来自所述分析物而不是来自所述第一基质，那么将所述前驱物离子及所述产物离子识别为唯一地来自所述第一基质。

3.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述串联质谱仪使用跨越所述质量范围的两个或两个以上隔离窗口宽度使用对一个或一个以上前驱物离子的单个质谱扫描及对所述产物离子的两个或两个以上质谱扫描来分析所述第一样本。

4.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述两个或两个以上隔离窗口宽度为均匀的。

5.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述两个或两个以上隔离窗口宽度为可变的。

6.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述串联质谱仪使用对一个或一个以上前驱物离子的两个或两个以上质谱扫描来分析所述第一样本。

7.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述第一所提取离子色谱窗口宽度比所述第二所提取离子色谱窗口宽度窄。

8.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述产物离子为所述分析物的已知产物离子，所述第一组一个或一个以上峰值参数及所述第二组一个或一个以上峰值参数经计算以确定所述第一基质是否干扰所述产物离子，且使所述产物离子与所述分析物的所述前驱物离子相关以确认所述产物离子来自所述分析物而不是来自所述第一基质。

9.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述产物离子为未知产物离子，使所述产物离子与所述分析物的所述前驱物离子相关以确定所述产物离子来自所述分析物而不是所述第一基质，且所述第一组一个或一个以上峰值参数及所述第二组一个或一个以上峰值参数经计算以确定所述第一基质是否干扰所述产物离子。

10.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述处理器创建包括所述产物离子及所述前驱物离子的选定反应监测分析。

11.根据前述系统权利要求中任何组合所述的系统，其中所述串联质谱仪使用一个或一个以上前驱物扫描来分析包括所述分析物及第二基质的第二样本；且所述处理器

从所述串联质谱仪接收所述第二样本中的所述分析物的所述质量范围的第二全产物离子光谱，

使用所述第一所提取离子色谱窗口宽度计算所述第二全产物离子光谱中的所述产物离子的第三组一个或一个以上峰值参数，

使用所述第二所提取离子色谱窗口宽度计算所述第二全产物离子光谱中的所述产物离子的第四组一个或一个以上峰值参数，

使所述产物离子与所述第二样本中的所述分析物的前驱物离子相关，及

如果所述第三组一个或一个以上峰值参数与所述第四组一个或一个以上峰值参数实质上相同且如果所述产物离子来自所述分析物而不是所述第二基质，那么将所述前驱物离子及所述产物离子识别为唯一地来自所述第一基质及所述第二基质。

12.一种用于识别不包括干扰的产物离子的方法，其包含：

从分析第一样本的串联质谱仪接收所述第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱；

使用第一所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数；

使用第二所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的所述产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数；及

13.根据前述方法权利要求中任何组合所述的方法，其中除所述分析物外所述第一样本还包括第一基质，且所述方法进一步包含

14.根据前述方法权利要求中任何组合所述的方法，其中所述第一所提取离子色谱窗口宽度比所述第二所提取离子色谱窗口宽度窄。

15.一种计算机程序产品，其包含有形计算机可读存储媒体，所述有形计算机可读存储媒体的内容包括具有在处理器上执行以便执行用于识别不包括干扰的产物离子的方法的指令的程序，所述方法包含：

提供系统，其中所述系统包含一个或一个以上不同软件模块，且其中所述不同软件模块包含测量模块、干扰与相关模块及识别模块；

使用所述测量模块从分析第一样本的串联质谱仪接收所述第一样本中的分析物的质量范围的第一全产物离子光谱；

使用所述干扰与相关模块使用第一所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的产物离子的第一组一个或一个以上峰值参数；

使用所述干扰与相关模块使用第二所提取离子色谱窗口宽度计算所述第一全产物离子光谱中的所述产物离子的第二组一个或一个以上峰值参数；及

使用所述识别模块，如果所述第一组一个或一个以上峰值参数与所述第二组一个或一个以上峰值参数实质上相同，那么将所述产物离子识别为不包括干扰。