CN110114667B - 用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法 - Google Patents

用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于在分析系统（100）中的过程期间标识试剂（130）的方法。分析系统（100）包括液相色谱仪（102）和质谱仪（104）。所述方法包括：提供试剂（130），以质谱仪（104）的检测水平以上的浓度将至少一个化学物质（134）添加到试剂（130），借助于分析系统（100）来处理试剂（130）连同化学物质（134），以及基于对表示化学物质（134）的质谱仪（104）的物质检测信号的检测来标识试剂（130）。

Description

用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法
技术领域
公开了一种用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法。
背景技术
存在对于以下实现方式的增长的兴趣：质谱法，以及更具体地在不同类型的实验室（诸如临床实验室）中的耦合到串列式质谱法的液相色谱法（LC-MS/MS）。在治疗性药物监测或滥用药物测试中的特别是用于小分子的所公布的方法的数目正在增加。
用于预先验证的临床MS应用的一些现成的套件（kit）正变得在商业上可用。然而，质谱法的使用、甚至是与这种套件结合的使用可能不被监管批准用于临床诊断。这主要是因为缺乏标准化的过程（除了非常少的分析物之外），并且因为仍有大量的取决于用户的因素，例如由于仍进行的多个手动步骤，以及可以被使用并组合、并且在递送临床相关性的可靠且可重现的结果中起作用的硬件组件的多样性。特别地，样本制备典型地是手动且冗长的过程。利用随后的离心法的蛋白质沉淀是用于移除不想要的并且潜在有干扰的样本基质的最普及方法。套件的使用可以部分地便于样本制备，样本制备可以至少部分地是自动化的。然而，套件仅仅可用于受限数目的感兴趣的分析物，并且从样本制备到分离和检测的整个过程仍是复杂的，从而需要高度受训的实验室人员在场以运行高度复杂的仪器。
而且，典型地遵循批处理途径，其中预先在相同制备条件下制备的一批样本在相同分离条件下经受连续分离运行。然而，该途径不实现高吞吐量，并且不灵活，例如鉴于例如具有较高优先级并且必须首先被处理的到来的紧急事件样本而不允许重新调度（改变预定义的处理序列）。
耦合到串列式质谱法的液相色谱法的实现方式允许并行地处理若干样本。通常必须在通过LC-MS系统处理样本之前制备样本。为此目的，使用不同类型的试剂。这些试剂中的至少一个被添加到样本以用于其制备。确保试剂标识和品质是在用于质谱分析的自动化系统中的基本特征。当前，以下是用户的责任：确保正确的试剂被加载到系统上，包括试剂的标识和品质以及与不同流动路径的正确连接。当前不存在由系统可用的自动化直接控制。进一步地，确保流动路径完整性是在用于质谱分析的高度并行化的LC系统中的基本特征。当前，这仅仅通过流动转向阀的定时和定位而被确保。
发明内容
所公开的方法的实施例的目的在于提供分析系统中的对试剂的自动化直接控制，所述分析系统使用耦合到由质谱检测器本身进行的质谱法的液相色谱法。因而，所公开的实施例的目的在于提供一种方便且可靠的方法，所述方法因此适合用于具体的分析方法（诸如临床诊断）。特别地，可以获得在随机存取样本制备和LC分离情况下的高吞吐量（例如，高达100样本/小时或更多），同时可以遍及完整过程来标识相应的试剂。此外，所述方法可以是完全自动化的，从而增加离开的时间并且降低所需的技术水平。
本文中所公开的是一种用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法，其中所述分析系统包括液相色谱仪和质谱仪。
用于在分析系统中的过程期间标识试剂的所公开的方法的实施例具有独立权利要求的特征。在从属权利要求中公开了本发明的进一步的实施例，其可以用孤立的方式或用任何任意的组合来实现。
如在下文中所使用的，术语“具有”、“包含”或“包括”或其任何任意的语法变型以非排他性方式而使用。因而，这些术语可以涉及如下两种情形：在所述情形中，除了通过这些术语所引入的特征之外，在该上下文中所描述的实体中不存在进一步的特征；以及在所述情形中，存在一个或多个进一步的特征。作为示例，表述“A具有B”、“A包含B”和“A包括B”可以涉及如下两种情形：在所述情形中，除了B之外，A中不存在其它元素（即，其中A仅仅并且排他地包括B的情形）；以及在所述情形中，除了B之外，实体A中存在一个或多个进一步的元素，诸如元素C、元素C和D或甚至进一步的元素。
进一步地，应当注意到，当引入相应的特征或元素的时候，术语“至少一个”、“一个或多个”、或者指示特征或元素可存在一次或多于一次的类似表述典型地将仅被使用一次。在下文中，在大多数情况中，当涉及相应的特征或元素的时候，表述“至少一个”或“一个或多个”将不被重复，尽管有以下事实：即相应的特征或元素可存在一次或多于一次。
进一步地，如在下文中所使用的，术语“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似术语结合附加的/可替换的特征被使用，而不限制可替换的可能性。因而，通过这些术语所引入的特征是附加的/可替换的特征，并且不意图以任何方式限制权利要求的范围。如技术人员将认识到的，可以通过使用可替换的特征来执行本发明。类似地，通过“在本发明的实施例中”或类似表述所引入的特征意图是附加的/可替换的特征，而没有关于本发明的可替换实施例的任何约束，没有关于本发明的范围的任何约束，并且没有关于对以这种方式所引入的特征与本发明的其它附加的/可替换的或非附加的/可替换的特征进行组合的可能性的任何约束。
根据所公开的方法，公开了一种用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法。所述分析系统包括液相色谱仪和质谱仪。所述方法包括：
-提供试剂，
-以质谱仪的检测水平以上的浓度将至少一个化学物质添加到试剂，
-借助于分析系统来处理试剂连同化学物质，
-基于对表示化学物质的质谱仪的物质检测信号的检测来标识试剂。
如本文中所使用的术语“分析系统”包括如下任何系统：所述系统至少包括被配置成获得测量值的液相色谱仪和质谱仪。分析系统可操作以经由各种化学、生物、物理、光学或其它技术过程来确定样本或其组分的参数值。分析系统可以可操作以测量样本或至少一个分析物的所述参数，并且返回所获得的测量值。通过分析器所返回的可能的分析结果的列表无限制地包括：样本中的分析物的浓度、指示样本中的分析物的存在（其对应于检测水平以上的浓度）的数字（是或否）结果、光学参数、DNA或RNA序列、从质谱法所获得的蛋白质或代谢物的数据、以及各种类型的物理或化学参数。分析系统可以包括协助样本和/或试剂的移液、配量和混合的单元。所述分析系统可以包括用于保持试剂以执行试验的试剂保持单元。可以例如以容器或卡盒的形式来布置试剂，所述容器或卡盒包含单独的试剂或试剂组，被放置在存储隔室或传送机内的适当贮藏器（receptacle）或位置中。它可以包括可消耗的馈送单元。所述分析系统可以包括过程和检测系统，其工作流程针对某些类型的分析而被优化。这种分析系统的示例是临床化学分析器、凝结化学分析器、免疫化学分析器、尿液分析器、核酸分析器，它们用于检测化学或生物反应的结果，或用于监测化学或生物反应的进展。
所述分析系统可以被设计为临床诊断系统，或可以是临床诊断系统的部分。
如本文中所使用的“临床诊断系统”指代用于体外诊断的专用于样本分析的实验室自动化装置。临床诊断系统根据需要和/或根据所期望的实验室工作流程可具有不同的配置。通过将多个装置和/或模块耦合在一起可以获得附加的配置。“模块”是典型地在大小方面小于整个临床诊断系统的工作单元，其具有专用功能。该功能可以是分析的，但是也可以是预分析的或后期分析的，或者它可以是对于预分析功能、分析功能或后期分析功能中任一个的辅助功能。特别地，模块可以被配置成与一个或多个其它模块协作以用于实施样本处理工作流程的专用任务，例如通过执行一个或多个预分析和/或分析和/或后期分析步骤。特别地，临床诊断系统可以包括一个或多个分析装置，所述分析装置被设计成执行相应的工作流程，所述工作流程针对某些类型的分析而被优化，这些分析例如临床化学、免疫化学、凝结、血液学、液相色谱法分离、质谱法等等。因而，临床诊断系统可以包括一个分析装置或者任何这种分析装置与相应工作流程的组合，其中预分析和/或后期分析模块可以耦合到单独的分析装置，或由多个分析装置共享。可替换的预分析和/或后期分析功能可以由分析装置中所集成的单元来执行。临床诊断系统可以包括诸如用于样本和/或试剂和/或系统流体的移液和/或泵送和/或混合的液体处置单元之类的功能单元，并且还包括用于排序、存储、输送、标识、分离、检测的功能单元。
如本文中所使用的术语“样本”指代如下生物材料：所述生物材料被怀疑包含一个或多个感兴趣的分析物并且其定性和/或定量的检测可以相关联于临床条件。样本可以从任何生物源导出，所述生物源诸如生理流体，包括血液、唾液、接目镜（ocular lens）流体、脑脊液、汗液、尿液、奶水、腹水、黏液、滑液、腹膜液、羊膜液、组织、细胞等等。样本在使用之前可以被预处理，诸如从血液、稀释的粘性流体、溶胞（lysis）等等制备血浆；处理方法可以涉及过滤、离心法、蒸馏、浓缩、干扰组分的失活、以及试剂的添加。样本可以在一些情况中在从来源获得时被直接使用、或者在修改样本特征的预处理和/或样本制备工作流程之后被直接使用，例如在添加了内部标准之后，在被另一溶液稀释之后或已经与试剂混合之后，例如以便使得能够实施一个或多个体外诊断测试，或用于增充（提取/分离/浓缩）感兴趣的分析物和/或用于移除潜在地干扰对（一个或多个）感兴趣的分析物的检测的基质组分。术语“样本”有倾向性地用于指示样本制备之前的样本，而术语“所制备的样本”用于指代样本制备之后的样本。在非指定的情况中，术语“样本”可以一般地指示样本制备之前的样本或样本制备之后的样本或两者。感兴趣的分析物的示例是维他命D、滥用的药物、治疗性药物、荷尔蒙以及一般的代谢物。然而，列表不是穷举性的。
如本文中所使用的术语“液相色谱仪”指代被配置用于液相色谱法（LC）的装置。LC是其中流动相是液体的分离技术。它可以在柱或平面中被实施。一般利用非常小的填充（packing）粒子和相对高的压力的现今的液相色谱法被称为高性能液相色谱法（HPLC）。在HPLC中，由处于高压下的液体（流动相）迫使样本通过如下柱：该柱被填充有由不规则或球形的粒子、有孔的单片层、或有孔的膜组成的固定相。HPLC在历史上基于流动相和固定相的极性而被划分成两个不同的子类。其中固定相比流动相（例如，甲苯为流动相，二氧化硅为固定相）更有极性的方法被称为正常相液相色谱法（NPLC），并且相对的（例如，水-甲醇混合物为流动相，并且C18=十八烷基硅烷为固定相）被称为反转相液相色谱法（RPLC）。
如本文中所使用的术语“质谱仪”指代被配置用于质谱法（MS）的装置。MS是一种分析技术，其使化学物种离子化并且基于其质荷比来对离子进行排序。更简单而言，质谱测量样本内的质量。质谱法被使用在许多不同的领域中，并且被应用于纯样本以及复杂混合物。质谱是作为质荷比的函数的离子信号的绘图。这些谱用于确定样本的基本或同位素标记、粒子和分子的质量，并且阐明分子（诸如，多肽类和其它化学化合物）的化学结构。在典型的MS过程中，可以是固体、液体或气体的样本被离子化，例如通过用电子轰击它。这可以使得样本的分子中的一些被分解成带电的片段。这些离子然后根据其质荷比典型地通过使它们加速并且使它们经受电场或磁场而被分离：相同质荷比的离子将经受相同量的偏转。通过能够检测带电粒子的机构（诸如，电子倍增器）来检测离子。结果被显示为所检测的离子的相对丰富的谱，作为质荷比的函数。样本中的原子或分子可以通过将已知质量与经标识的质量相互关联或通过特性分片（fragmentation）模式来标识。
如本文中所使用的术语“试剂”指代如下物质：所述物质用于处理样本以便制备用于分析的样本，以使得反应能够发生，或使得能够检测样本的物理参数或样本中所包含的分析物。特别地，试剂可以是如下物质：所述物质是或包括反应物，该反应物典型地是化合物或作用物，其能够例如与样本中存在的一个或多个分析物或样本的不想要的基质组分结合、或者对样本中存在的一个或多个分析物或样本的不想要的基质组分进行化学变换。反应物的示例是酶、酶基底、共轭染料、蛋白质结合的分子、配体、核酸结合的分子、抗体、螯合剂（chelating agent）、促进剂、抑制剂、表位、抗原等等。然而，术语试剂用于包括可以被添加到样本的任何流体，其包括稀释液体（包括水或其它溶剂或缓冲剂溶液）或用于扰乱分析物与蛋白质的特定或非特定结合（结合蛋白质或表面）的物质。样本可以例如被提供在样本容器中，所述样本容器诸如样本管（包括初级管和次级管）、或多孔板（multi-well plate）、或任何其它样本承载支撑物。可以例如以容器或卡盒的形式来布置试剂，所述容器或卡盒包含单独的试剂或试剂组，并且被放置在存储隔室或传送机内的适当贮藏器或位置中。其它类型的试剂或系统流体可以被提供在散装容器中或经由线供给来提供。
如本文中所使用的术语“化学物质”指代如下任何化学物质：其不同于所述物质被分配或添加到的试剂。基本要求是：所使用的化学物质在试剂处理和色谱法期间示出了与感兴趣的试剂几乎相同的行为，这是由于它必须遵循与试剂相同的工作流程。这可以通过使用具有与试剂类似的极性的化学同位素或物质来实现。
利用所公开的方法，提供了用于化学编码的可能性。化学编码的可能性是通过质谱检测的高复用能力而成为可能的特殊特征，这使得只要化学物质的浓度足够高以便处于质谱仪的检测水平以上就能够在测量期间的任何时间处检测诸如背景信号之类的附加信号。若干标记物（存在/不存在；高/低浓度等等）的组合将允许对系统上的所有试剂明确地加标注。在具体试剂批次的生产期间，化学物质被刺入到（一个或多个）系统试剂中，所述系统试剂主要是HPLC洗脱液、比如水、乙腈、甲醇等等。在分析期间的任何时间处，化学物质存在于LC-MS系统背景信号中。因而，在任何样本分析期间，具体试剂批次的标识可以被追踪回到生产事件和制造商。
由于化学物质作为系统试剂（溶剂）中的微小、痕量组分而存在并且将连续地被灌输到分析系统（诸如，HPLC柱、俘获柱、质谱离子源等等）中是很可能的，因此必须避免这些痕量组分的任何未被请求的增充，因为这可能影响分析系统。因而为了追踪目的，所使用的化学物应当具有具体的洗脱和检测行为，这取决于所使用的色谱条件。
利用所公开的方法，（一个或多个）化学物质以如下浓度水平而存在于溶剂中：所述浓度水平可以在没有任何进一步的增充步骤的情况下容易地被质谱仪检测到。极性条件确保（一个或多个）化学物质没有在整个分析时间期间被保持在色谱固定相上，例如高极性的（一个或多个）化学物质以及在反相材料上的中极性到低极性的洗脱液系统。这导致了可以由质谱检测器连续监测的（一个或多个）化学物质的恒定信号背景，并且允许在分析期间的任何时间处的（一个或多个）化学物质的读出。
特别地，可以在该过程期间连续地标识试剂。如本文中所使用的术语“连续地标识”指代在从将试剂输入到分析系统中到将试剂从分析系统排出或移除的时间范围内的永久性标识。因此，只要试剂存在于分析系统中，它就可以被标识。这是可能的，这是由于化学物质会导致质谱仪的背景信号。
化学物质可以被配置成防止其保持在液相色谱仪的固定相上。因而，确保了化学物质遍及工作流程而跟随试剂，使得可明确地检测到试剂标识。
例如，化学物质的极性和分子量可以被适配于液相色谱仪的固定相，使得防止化学物质被保持在液相色谱仪的固定相上。
可以借助于使用化学物质的同量异位低聚物（isobaric oligomer）的混合物来适配化学物质的极性。因而，所使用的化学物质在试剂处理和色谱法期间示出了与感兴趣的试剂几乎相同的行为。因而，可以明确地检测到试剂的标识。
可以通过使用化学物质的同系物、衍生物或同位素标注来适配分子量。因而，可以用相当简单的方式来适配分子量。
液相色谱仪可以包括液相色谱法分离站，液相色谱法分离站包括多个液相色谱法通道，其中化学物质被指派到所述多个液相色谱法通道之一。
如本文中所使用的术语“液相色谱仪分离站”指代分析装置或者分析装置中的模块或单元，它们被设计成使所制备的样本经受色谱分离，以便例如将感兴趣的分析物与基质组分（例如，在样本制备之后仍可干扰后续检测（例如质谱法检测）的剩余基质组分）分离，和/或以便将感兴趣的分析物与彼此分离以便实现它们单独的检测。根据实施例，液相色谱仪分离站是中间分析装置或者分析装置中的模块或单元，它们被设计成制备样本以用于质谱法、和/或将所制备的样本传递到质谱仪。特别地，液相色谱仪分离站是包括多个液相色谱法通道的多通道液相色谱仪分离站。
“液相色谱法通道”是流体线，所述流体线包括如下至少一个毛细管装管和/或液相色谱法柱：其包括根据（一个或多个）样本和分析物的类型所选择的固定相，并且流动相通过其被泵送以便在所选的条件下、例如根据如一般已知的感兴趣的分析物的极性或logP值、大小或亲和性来俘获和/或分离以及洗脱和/或传递感兴趣的分析物。在所述至少一个液相色谱法通道中的所述至少一个液相色谱法柱可以是可交换的。特别地，液相色谱法可以包括比液相色谱法通道更多的液相色谱法柱，其中多个液相色谱法柱可以可互换地耦合到相同的液相色谱法通道。毛细管装管可以绕过液相色谱法柱，或可以允许将死体积调节至精细调整的洗脱时间窗口。
液相色谱法分离站典型地进一步还包括充足数目的泵（例如，在需要使用洗脱梯度的条件的情况中的二元泵）以及若干开关阀。
因而，通过在质谱仪处检测化学物质，可以检测试剂是否相关联于正确的或目标通道。
特别地，可以追踪试剂通过通道之一的流动。因而，可以检测试剂是否流过正确的或目标通道。
所述方法可以进一步包括：通过检测质谱仪的实际检测信号是否包括表示试剂的试剂检测信号以及物质检测信号，来检测试剂通过化学物质被指派到的通道的流动。因而，如果检测到表示试剂的试剂检测信号以及物质检测信号两者，则可以检测到试剂通过目标通道的流动。
取决于试剂的类型，化学物质可以被指派到所述多个液相色谱法通道之一。因而，提供了试剂到通道的有效指派。
所述方法可以进一步包括：将不同化学物质的成分添加到试剂；借助于分析系统来处理试剂连同化学物质的成分；以及基于对质谱仪的物质检测信号图案的检测来标识试剂，所述物质检测信号图案包括表示化学物质成分的物质检测信号。因而，提供针对试剂的化学编码，从而改善了用于检测试剂标识的检测品质。
所述方法可以进一步包括：提供多个试剂；将不同化学物质的成分添加到所述多个试剂中的每一个，其中被添加到所述多个试剂的成分不同于彼此；借助于分析系统来处理所述多个试剂连同化学物质的成分；以及基于对质谱仪的物质检测信号图案的检测来标识所述多个试剂中的每一个，所述物质检测信号图案包括表示化学物质的不同成分的物质检测信号。因而，甚至是以并行方式处理或同时处理的多个试剂也可以明确地并且可靠地被标识。特别地，提供不同化学物质的成分允许提供相应试剂的化学编码，使得试剂可以被明确地标识。
成分的数目可以对应于液相色谱法通道的数目。因而，可以向每个通道指派一种标记。
化学物质可以至少以分子量而不同于彼此。因而，通过所限定的物质的可变成分来生成标记，所限定的物质在化学上不同或者是具有不同分子量的一个化学物质的稳定同位素，其中每个物种的所应用的浓度优选地相等。所需要的数字图案的数目等于必须被区分的流动路径或通道的数目。例如，五个流动路径或通道需要仅通过成分提供的五个不同的化学代码。
化学物质可以是选自包括以下各项的组的至少一个元素：多肽类、多肽类衍生物、多肽类核酸、寡核苷酸、碳水化合物、碳水化合物衍生物和低聚物。因而，可以使用可被良好处置的物质。
所述方法可以进一步包括通过将至少两个不同的化学物质添加到试剂来生成代码，其中每个化学物质具有预定浓度，其中化学物质中的至少一个的预定浓度在质谱仪的检测水平以上。因而，可以用相当简单的方式、通过改变至少两个不同化学物质的浓度来生成安全代码。
将至少一个化学物质添加到试剂的步骤可以在工厂制造步骤中实施。因而，并非分析系统的用户必须将化学物质添加到试剂，而是这由试剂制造商预先完成。因而，由于试剂可以不被分析系统的用户操纵，确保了试剂的标识和品质。因而，由制造商对试剂的化学编码允许检测试剂是否已经被分析系统的用户操纵或修改。
本发明进一步公开并且提出了一种计算机程序，其包括计算机可执行指令，用于当程序在计算机或计算机网络上执行的时候执行本文中所公开的一个或多个实施例中的根据本发明的方法。特别地，计算机程序可以被存储在计算机可读数据载体上。因而，特别地，如以上所指示的方法步骤中的一个、多于一个或甚至全部可以通过使用计算机或计算机网络、优选地通过使用计算机脚本来执行。
本发明进一步公开并且提出了一种计算机程序产品，其具有程序代码部件，以便当程序在计算机或计算机网络上执行的时候执行本文中所公开的一个或多个实施例中的根据本发明的方法。特别地，计算机代码部件可以被存储在计算机可读数据载体上。
进一步地，本发明公开并且提出了一种数据载体，其具有存储在其上的数据结构，所述数据结构在被加载到计算机或计算机网络中（诸如，被加载到计算机或计算机网络的工作存储器或主存储器中）之后可以执行根据本文中所公开的一个或多个实施例的方法。
本发明进一步提出并且公开了一种计算机程序产品，其具有存储在机器可读载体上的程序代码部件，以便用于当程序在计算机或计算机网络上执行的时候执行根据本文中所公开的一个或多个实施例的方法。如本文中所使用的，计算机程序产品指代作为可交易产品的程序。所述产品一般可以以任意格式而存在，诸如以纸张格式、或在计算机可读数据载体上存在。特别地，计算机程序产品可以通过数据网络而分布。
最终，本发明提出并且公开了一种经调制的数据信号，其包含如下指令：所述指令可由计算机系统或计算机网络读取，以用于执行根据本文中所公开的一个或多个实施例的方法。
优选地，关于本发明的计算机实现的方面，根据本文中所公开的一个或多个实施例的方法的一个或多个方法步骤或甚至全部方法步骤可以通过使用计算机或计算机网络来执行。因而，一般地，包括数据的提供和/或操纵的方法步骤中的任一个可以通过使用计算机或计算机网络来执行。一般地，这些方法步骤可以包括典型地除了需要手动工作的方法步骤之外的任何方法步骤，诸如提供样本和/或执行实际测量的某些方面。
特别地，本发明进一步公开了：
- 包括至少一个处理器的计算机或计算机网络，其中所述处理器被适配成执行根据在本描述中所描述的实施例之一的方法；
- 计算机可加载数据结构，其被适配成当数据结构在计算机上执行的时候执行根据在本描述中所描述的实施例之一的方法；
- 计算机脚本，其中所述计算机程序被适配成当程序在计算机上执行的时候执行根据在本描述中所描述的实施例之一的方法；
- 计算机程序，其包括程序部件，以用于当计算机程序在计算机上或计算机网络上执行的时候执行根据本描述中所描述的实施例之一的方法；
- 计算机程序，其包括根据前述实施例的程序部件，其中所述程序部件被存储在对于计算机可读的存储介质上；
- 存储介质，其中数据结构被存储在所述存储介质上，并且其中所述数据结构被适配成在已经被加载到计算机或计算机网络的主存储装置和/或工作存储装置中之后执行根据在本描述中所描述的实施例之一的方法；以及
- 计算机程序产品，其具有程序代码部件，其中所述程序代码部件可以被存储或是被存储在存储介质上，以用于如果程序代码部件在计算机上或计算机网络上执行，则执行根据在本描述中所描述的实施例之一的方法。
总结所公开的方法的发现，公开了以下实施例：
实施例1：一种用于在分析系统中的过程期间标识试剂的方法，其中分析系统包括液相色谱仪和质谱仪，所述方法包括：
- 提供试剂，
- 以质谱仪的检测水平以上的浓度将至少一个化学物质添加到试剂，
- 借助于分析系统来处理试剂连同化学物质，以及
- 基于对表示化学物质的质谱仪的物质检测信号的检测来标识试剂。
实施例2：根据实施例1所述的方法，其中在所述过程期间连续地标识试剂。
实施例3：根据实施例1或2所述的方法，其中化学物质被配置成防止其保持在液相色谱仪的固定相上。
实施例4：根据实施例3所述的方法，其中化学物质的极性和分子量被适配于液相色谱仪的固定相，使得防止化学物质被保持在液相色谱仪的固定相上。
实施例5：根据实施例4所述的方法，其中借助于使用化学物质的同量异位低聚物的混合物来适配化学物质的极性。
实施例6：根据实施例3或4所述的方法，其中通过使用化学物质的同系物、衍生物或同位素标注来适配分子量。
实施例7：根据实施例1至6中任一项所述的方法，其中液相色谱仪包括液相色谱法分离站，所述液相色谱法分离站包括多个液相色谱法通道，其中化学物质被指派到所述多个液相色谱法通道之一。
实施例8：根据实施例7所述的方法，其中追踪试剂通过所述通道之一的流动。
实施例9：根据实施例8所述的方法，进一步包括：通过检测质谱仪的实际检测信号是否包括表示试剂的试剂检测信号以及物质检测信号，来检测试剂通过化学物质被指派到的通道的流动。
实施例10：根据实施例7至9中任一项所述的方法，其中取决于试剂的类型，化学物质被指派到所述多个液相色谱法通道之一。
实施例11：根据实施例7至10中任一项所述的方法，进一步包括：将不同化学物质的成分添加到试剂，借助于分析系统来处理试剂连同化学物质的成分，以及基于对质谱仪的物质检测信号图案的检测来标识试剂，所述物质检测信号图案包括表示化学物质成分的物质检测信号。
实施例12：根据实施例11所述的方法，进一步包括：提供多个试剂；将不同化学物质的成分添加到所述多个试剂中的每一个，其中被添加到所述多个试剂的成分不同于彼此；借助于分析系统来处理所述多个试剂连同化学物质的成分；以及基于对质谱仪的物质检测信号图案的检测来标识所述多个试剂中的每一个，所述物质检测信号图案包括表示化学物质的不同成分的物质检测信号。
实施例13：根据实施例12所述的方法，其中所述成分的数目对应于液相色谱法通道的数目。
实施例14：根据实施例11至13中任一项所述的方法，其中化学物质至少以分子量而不同于彼此。
实施例15：根据实施例1至14中任一项所述的方法，其中化学物质是选自包括以下各项的组的至少一个元素：多肽类、多肽类衍生物、多肽类核酸、寡核苷酸、碳水化合物、碳水化合物衍生物和低聚物。
实施例16：根据实施例1至15中任一项所述的方法，进一步包括通过将至少两个不同的化学物质添加到试剂来生成代码，其中每个化学物质具有预定浓度，其中化学物质中的至少一个的预定浓度在质谱仪的检测水平以上。
实施例17：根据实施例1至16中任一项所述的方法，其中至少一个化学物质到试剂的添加是在工厂制造步骤中实施的。
附图说明
本发明的进一步的特征和实施例将在随后的描述中、特别是结合从属权利要求而被更详细地公开。其中，相应的特征可以用孤立的方式以及用任何任意的可行组合来实现，如技术人员将认识到的那样。在附图中示意性地描绘了实施例。其中，这些附图中的相同参考标号指代相同的元素或功能上相同的元素。
在附图中：
图1示出了用于在分析系统中的过程期间追踪样本标识的分析系统和方法的示意性表示，以及
图2示意性地示出了化学物质的构造。
具体实施方式
参考图1，描述了分析系统100的示例。分析系统可以是临床诊断系统。分析系统100至少包括液相色谱仪102和质谱仪104。在本实施例中，分析系统100进一步包括用于样本108的自动化预处理和制备的样本制备站106，所述样本108均包括至少一个感兴趣的分析物。
液相色谱仪102包括：液相色谱法分离站110，其包括多个液相色谱法通道112。液相色谱法通道112可以不同于彼此，因为存在具有较短循环时间的液相色谱法通道112以及具有较长循环时间的液相色谱法通道112。然而，液相色谱法分离站110可以包括多个仅仅更快的液相色谱法通道112，或多个仅仅更慢的液相色谱法通道112。分析系统100进一步包括样本制备/液相色谱法接口114，其用于将所制备的样本输入到液相色谱法通道112中的任一个中。
分析系统100进一步包括液相色谱法/质谱仪接口116，其用于将液相色谱法分离站110连接到质谱仪104。液相色谱法/质谱仪接口116包括离子化源118以及在离子化源118与质谱仪104之间的离子迁移模块120。离子迁移模块120可以是高场不对称波形离子迁移光谱法（FAIMS）模块。质谱仪104是串列式质谱仪，并且特别地是三重四极杆质谱仪，其能够进行多重反应监测（MRM）。
分析系统100进一步包括控制器122，所述控制器122被编程以将样本108指派到预定义的样本制备工作流程，每个样本制备工作流程包括样本制备步骤的预定义序列并且需要用于完成的预定义时间，这取决于感兴趣的分析物。控制器122进一步被编程以取决于感兴趣的分析物而针对每个所制备的样本指派（预先保留）液相色谱法通道112，并且规划液相色谱法通道输入序列I1-n以用于输入所制备的样本，这允许来自不同液相色谱法通道112的感兴趣的分析物基于预期的洗脱时间在非重叠的LC洗脱物输出序列E1-n中洗脱。控制器122进一步被编程以设置和发起样本制备起始序列S1-n，其生成与液相色谱法通道输入序列I1-n相匹配的所制备的样本输出序列P1-n。
在图1中，样本制备起始序列S1-n的每个样本、所制备的样本输出序列P1-n以及液相色谱法通道输入序列I1-n的每个所制备的样本、液相色谱法洗脱物输出序列E1-n的每个液相色谱法洗脱物在包括非重叠的相邻片段的序列的片段中被指示，每个片段示意性地表示一个参考时段。每个序列因而是参考时段或时间单元的序列，所述参考时段或时间单元的长度可以是固定的并且跨不同序列而保持恒定。
样本制备起始序列S1-n中的新样本的制备以每参考时段一个样本的频率或以一个或多个参考时段所分隔的间隔而开始，所述间隔由序列中的空片段来指示，在所述空片段中没有开始任何样本制备。
而且，所制备的样本输出序列P1-n中的样本的制备以每参考时段一个所制备的样本的频率或以一个或多个参考时段所分隔的间隔而完成，所述间隔由序列中的空片段来指示，在所述空片段中没有完成任何样本制备。
而且，所制备的样本以每参考时段一个液相色谱法通道输入的频率或以一个或多个参考时段所分隔的间隔、根据液相色谱法通道输入序列I1-n而被输入在相应的所指派的液相色谱法通道112中，所述间隔由序列中的空片段来指示，在所述空片段中没有发生任何液相色谱法通道输入。
而且，液相色谱法洗脱物输出序列E1-n中的液相色谱法洗脱物以每参考时段一个液相色谱法洗脱物的频率或以一个或多个参考时段所分隔的间隔而被输出，所述间隔由序列中的空片段来指示，在所述空片段中没有输出任何液相色谱法洗脱物。
液相色谱法通道112可交替地连接到液相色谱法/质谱仪接口116，并且控制器122根据液相色谱法洗脱物输出序列E1-n来控制阀开关124，以用于一次将一个液相色谱法洗脱物输入到离子化源118中。特别地，液相色谱法洗脱物输出序列E1-n中的液相色谱法洗脱物根据液相色谱法洗脱物输出序列E1-n、以每参考时段一个液相色谱法洗脱物的频率或以一个或多个参考时段所分隔的间隔而被输入到离子化源118中。
离子化源118是双重离子化源，其包括ESI源126和APCI源128，其中取决于液相色谱法洗脱物输出序列E1-n中的液相色谱法洗脱物以及取决于被包含在其中的（一个或多个）感兴趣的分析物，控制器122可以选择两个离子化源126、128中最适当的一个。当设置样本制备起始序列S1-n的时候，控制器122也可以根据离子化源126、128来将样本分组在一起（在序列中与彼此相邻地放置），使得防止在离子化源126、128之间的频繁切换。例如，可以在一个或多个空的参考时段期间规划离子化源切换。
继续参考图1，描述了用于在分析系统112的过程期间标识试剂130的方法。所述方法包括提供试剂130。试剂130可以存在于诸如容器之类的试剂器皿132中。以质谱仪104的检测水平以上的浓度将化学物质134添加到试剂130。化学物质134到试剂130的添加在工厂制造步骤中实施。试剂容器132可以被输入到样本制备站106。通过使用试剂130来制备样本108。例如，预定义剂量的试剂130被分发到样本108中。在任何情况中，在样本108被输入到液相色谱仪102中之前，试剂130连同化学物质134被添加到样本108。
然后，借助于分析系统100来处理样本108、连同试剂130和化学物质134。换言之，如此制备的样本108、连同试剂130和化学物质134被输入到液相色谱仪102中，通过液相色谱仪102并且被输入到质谱仪104中。借助于质谱仪104，检测并且测量样本108的一个和/或多个组分。附加地，通过质谱仪104来检测和测量试剂130。基于对质谱仪104的物质检测信号（包括表示化学物质132的物质检测信号）的检测来标识试剂130。换言之，质谱仪104的信号不仅包括与试剂130相对应的检测结果，而且还包括对于化学物质134而言唯一的信号，从而允许明确地标识试剂130。利用此方法，在所述过程期间连续地标识试剂130。
在下文中，将描述可以与所公开的方法一起使用的化学物质134的具体细节。基本上，试剂130包括至少一个感兴趣的分析物，并且化学物质134是化学同位素和/或具有与感兴趣的分析物类似的极性，以便确保所使用的化学物在样本和试剂处理以及色谱法期间示出与感兴趣的分析物几乎相同的行为，这是由于它们必须遵循与分析物相同的工作流程。化学物质134具有相同的分子量。化学物质134是选自包括以下各项的组的至少一个元素：多肽类、多肽类衍生物、多肽类核酸、寡核苷酸和低聚物。进一步地，化学物质被配置成防止其保持在液相色谱仪102的固定相上。这可以被实现，因为化学物质134的极性和分子量被适配于液相色谱仪102的固定相，使得防止化学物质134被保持在液相色谱仪102的固定相上。例如，借助于使用化学物质134的同量异位低聚物或同位素的混合物来适配化学物质134的极性，并且通过使用化学物质134的同系物、衍生物或同位素标注来适配分子量。更特别地，借助于使用化学物质134的低聚物或衍生物的混合物来适配化学物质134的极性。每个低聚物组分具有用于分子量编码的标注组136，其在质谱过程期间被完整测量或释放，并且借助于质谱仪104而被测量，如将在下面进一步详细描述的那样。
图2示意性地示出了化学物质134之一的构造。化学物质134包括极性分子组138和亲脂性分子组140。化学物质134由具有（极性）n-（亲脂）m结构的单体块形成，其中（极性）表示极性分子组138，（亲脂）表示亲脂性分子组140，并且n、m是大于0的整数。更特别地，化学物质由被随机聚合的单体构建块n*（极性）和m*（亲脂）形成，其中（极性）表示极性分子组138，（亲脂）表示亲脂性分子组140，并且n、m是大于0的整数。在图2中所示的示例中，化学物质134包括四个极性分子组138，紧接着是四个亲脂性分子组140。因而，每个化学物质134包括同量异位低聚物组142以及至少一个分子量编码组144，其中不同化学物质134的同量异位低聚物组142和分子量编码组144不同于彼此。
化学物质134可以因而用于样本的化学编码。目标分析物的数目高度取决于分析系统100上的应用菜单。对于编码化学物的先决条件因此是覆盖应用菜单的整个极性范围。这通过如上所描述的编码化学物的复杂功能实体的成分来实现。单体被设计成具有相同的分子量（同量异位构建块），因而该低聚物子单元的总体分子量是恒定的，其独立于生成同量异位低聚物主干的比率n/m。n和m的序列分布可以是随机的或不随机的，这取决于质谱仪104的所期望的读出、仅通过使用所选离子监测或通过分子量读出所得的分子量、以及分片模式（子代离子扫描）的序列。附连到该构建块，存在分子量区分标注。分子量编码组144的功能是使得能够生成具有不同分子量的各种编码物质。这是例如通过使用不同量的稳定同位素标注或分子量编码组144内的不同化学功能性而生成的。低聚物构建块的功能是生成极性前导，其中子单元具有不同的色谱性质（logP）但是具有相同的分子量。因而，通过分子量编码组144与同量异位低聚物主干的组合，有可能生成化学编码实体。用于生成同量异位低聚物主干的单体的示例是具有129.16的分子量的丝氨酸-丙醚、具有129.16的分子量的高丝氨酸-乙醚，以及具有129.11的分子量的谷氨酰胺酸。
因而，最后每个分子量编码组144链接到覆盖了应用的整个色谱空间的同量异位低聚物主干的混合物。因而，独立于感兴趣的分析物的极性（logP），将通过质谱仪104在与感兴趣的分析物相同的时间窗口中来检测每个化学编码实体或化学物质134的至少一个构成。例如，通过使用附连到相同同量异位低聚物主干的7个不同的分子量编码组144，有可能生成107个不同化学代码的基质。在该情况中，仅有的区分准则是分子量（仅SIM读出）。
如上所描述，液相色谱法分离站110包括多个液相色谱法通道112。因而，多个样本108和试剂130可以同时被处理。化学物质134被指派到所述多个液相色谱法通道112之一。例如，取决于试剂130的类型，化学物质134被指派到所述多个液相色谱法通道112之一。因而，可以追踪试剂130通过通道112之一的流动。特别地，试剂130通过化学物质134被指派到的通道112的流动可以通过如下方式来检测：检测质谱仪104的实际检测信号是否包括表示试剂134的试剂检测信号以及物质检测信号。换言之，可以检测试剂130是否已通过目标或正确的通道112。
所述方法可以进一步包括：提供多个试剂130；将不同化学物质134的成分146添加到所述多个试剂130中的每一个，其中被添加到所述多个样本108的成分146不同于彼此；借助于分析系统100来处理所述多个试剂130连同化学物质134的成分146；以及基于对质谱仪104的物质检测信号图案的检测来标识所述多个试剂130中的每一个，所述物质检测信号图案包括表示化学物质134的不同成分146的物质检测信号。化学物质134至少以分子量而不同于彼此。在该情况中，成分146的数目可以对应于液相色谱法通道112的数目。因而，可以通过将至少两个不同的化学物质134添加到试剂130来生成代码。为此目的，每个化学物质134具有预定浓度，其中化学物质134中的至少一个的预定浓度在质谱仪104的检测水平以上。
参考标号列表
100 分析系统
102 液相色谱仪
104 质谱仪
106 样本制备站
108 样本
110 液相色谱法分离站
112 液相色谱法通道
114 样本制备/液相色谱法接口
116 液相色谱法/质谱仪接口
118 离子化源
120 离子迁移模块
122 控制器
124 阀开关
126 ESI源
128 APCI源
130 成分
134 化学物质
136 标注组
138 极性分子组
140 亲脂性分子组
142 同量异位低聚物组
144 分子量编码组
146 成分

Claims (14)

1.一种用于在分析系统(100)中的过程期间标识试剂(130)的方法，其中所述分析系统(100)包括液相色谱仪(102)和质谱仪(104)，所述方法包括：
-提供试剂(130)，其中所述试剂用于处理样本以便制备用于在分析系统(100)中分析的样本，
-以所述质谱仪(104)的检测水平以上的浓度将至少一个化学物质(134)添加到所述试剂(130)，
-借助于所述分析系统(100)来处理所述样本、所述试剂(130)连同所述化学物质(134)，以及
-基于对表示所述化学物质(134)的质谱仪(104)的物质检测信号的检测来标识所述试剂(130)，其中在所述过程期间由所述化学物质连续地标识所述试剂(130)以检测所述试剂(130)是否已通过目标或正确的液相色谱法通道(112)，其中所述化学物质(134)被配置为保持其在液相色谱仪的流动相上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学物质(134)被配置成防止其保持在所述液相色谱仪的固定相上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述化学物质(134)的极性和分子量被适配于所述液相色谱仪的固定相，使得防止所述化学物质(134)被保持在所述液相色谱仪(102)的固定相上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中借助于使用所述化学物质的同量异位低聚物的混合物来适配所述化学物质(134)的极性。
5.根据权利要求3所述的方法，其中通过使用所述化学物质的同系物、衍生物或同位素标注来适配所述分子量。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述液相色谱仪(102)包括液相色谱法分离站(110)，所述液相色谱法分离站(110)包括多个液相色谱法通道(112)，其中所述化学物质(134)被指派到所述多个液相色谱法通道(112)之一。
7.根据权利要求6所述的方法，其中追踪所述试剂(130)通过所述通道(112)之一的流动。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：通过检测所述质谱仪(104)的实际检测信号是否包括表示所述试剂(130)的试剂检测信号以及物质检测信号，检测所述试剂(130)通过所述化学物质(134)被指派到的通道(112)的流动。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中取决于所述试剂(130)的类型，所述化学物质(134)被指派到所述多个液相色谱法通道(112)之一。
10.根据权利要求6或7所述的方法，进一步包括：将不同化学物质(134)的成分(146)添加到所述试剂(130)，借助于所述分析系统(100)来处理所述试剂(130)连同化学物质(134)的成分(146)，以及基于对所述质谱仪(104)的物质检测信号图案的检测来标识所述试剂(130)，所述物质检测信号图案包括表示所述化学物质(134)的成分(146)的物质检测信号。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：提供多个试剂(130)；将不同化学物质(134)的成分(146)添加到所述多个试剂(130)中的每一个，其中被添加到所述多个试剂(130)的成分(146)不同于彼此；借助于所述分析系统(100)来处理所述多个试剂(130)连同所述化学物质(134)的成分(146)；以及基于对所述质谱仪(104)的物质检测信号图案的检测来标识所述多个试剂(130)中的每一个，所述物质检测信号图案包括表示所述化学物质(134)的不同成分的物质检测信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述成分(146)的数目对应于所述液相色谱法通道(112)的数目。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述化学物质(134)至少以分子量而不同于彼此。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过将至少两个不同的化学物质(134)添加到所述试剂(130)来生成代码，其中每个化学物质(134)具有预定浓度，其中所述化学物质(134)中的至少一个的预定浓度在所述质谱仪(104)的检测水平以上。
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