CN110494951B - 针对ida的前体离子选择中的加合物及其它复杂因素的物理隔离 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种用于识别源自离子源装置的前体离子的系统。质量过滤器通过使用跨越所述前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口来过滤离子束。质量分析器分析所述系列的每一前体离子质量选择窗口的所述前体离子，从而产生针对所述前体离子质量范围的多个前体离子光谱。从所述光谱选择前体离子。从所述光谱检索针对所述所选择前体离子的强度，并产生描述所述所选择前体离子的所述强度如何随着所述前体离子质量选择窗口的位置而变化的迹线。如果所述迹线包含所述所选择前体离子的所述m/z值的非零强度，那么所述所选择前体离子被识别为源自所述离子源装置的前体离子。

Description

针对IDA的前体离子选择中的加合物及其它复杂因素的物理 隔离

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2017年2月22日申请的序列号为62/462,066号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全部内容通过引用的方式并入本文中。

背景技术

本文的教示涉及控制质谱仪以执行前体离子调查扫描，其过滤掉前体离子的碎片或加合物。更特定来说，本文的教示涉及用于控制质谱仪以执行扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析的系统及方法，其过滤掉前体离子的碎片或加合物。可结合处理器、控制器或计算机系统(例如图1的计算机系统)来执行本文的系统及方法。

调查扫描污染物

下文描述的信息依赖性分析(IDA)中的前体离子的隔离是基于一系列启发式特性。前体离子的隔离基本上在强度排序列表上发生，所述列表允许最强烈的前体离子首先碎裂。然而，除在多带电形式的相同物种被忽略的多带电物种的情况外，在前体离子的选择之前不知道前体离子的来源。

众所周知，前体离子调查扫描(例如飞行时间质谱(TOF-MS)调查扫描)还包含离子，其为前体离子的碎片(片段)或加合物(添加物)。这些碎片或加合离子可通过被选择用于质谱/质谱(MS/MS)碎裂而混淆质谱识别实验。碎片离子、加合离子或其它离子形式的性质可与样品相关，但是越来越多的证据表明其也在质谱(MS)离子路径内产生。

在前体离子调查扫描中识别前体离子的碎片或加合物增加所关注化合物的检测中的噪声水平。此增加噪声是由落在调查扫描范围内的这些碎片及加合离子的同时碎裂引起。碎片及加合离子的同时碎裂本质上是相同前体离子的重新碎裂，从而导致可执行的“真实”化合物识别的数目减少。

串联质谱背景

扫描循序窗口化获取(SWATH)是一种串联质谱方法。一般来说，串联质谱或MS/MS是用于分析化合物的众所周知的技术。串联质谱涉及离子化来自样品的一或多个化合物，选择一或多个化合物的一或多个前体离子，将一或多个前体离子碎裂成碎片或产物离子，以及对产物离子进行质量分析。

串联质谱可提供定性及定量信息。产物离子光谱可用于识别所关注分子。一或多个产物离子的强度可用于定量样品中存在的化合物的量。

可使用串联质谱仪执行大量不同类型的实验方法或工作流程。这些工作流程的三大类是目标获取、信息依赖性获取(IDA)或数据依赖性获取(DDA)以及数据独立性获取(DIA)。

在目标获取方法中，针对所关注化合物预先界定前体离子到产物离子的一或多个转变。当样品被引入串联质谱仪时，在多个时间周期或循环中的每一时间周期或循环期间询问一或多个转变。换句话说，质谱仪选择并碎裂每一转变的前体离子，并针对转变的产物离子执行目标质量分析。因此，针对每一转变产生强度(产物离子强度)。目标获取方法包含(但不限于)多反应监测(MRM)及经选择反应监测(SRM)。

在IDA方法中，用户可指定用于执行产物离子的非目标质量分析的标准，同时将样品引入串联质谱仪中。举例来说，在IDA方法中，执行前体离子或质谱(MS)调查扫描以产生前体离子峰列表。用户可选择标准以针对峰列表上的前体离子的子集过滤峰列表。然后，对前体离子的子集的每一前体离子执行MS/MS。针对每一前体离子产生产物离子光谱。当样品被引入串联质谱仪时，对前体离子子集的前体离子重复进行MS/MS。

然而，在蛋白质组学及许多其它样品类型中，化合物的复杂性及动态范围非常大。这对传统目标及IDA方法提出挑战，需要非常高速MS/MS获取来深入询问样品，以便识别及量化广泛范围的分析物。

因此，开发DIA方法，即第三大类串联质谱。这些DIA方法已被用于增加来自复杂样品的数据收集的可再现性及全面性。DIA方法也可称为非特定碎裂方法。在传统DIA方法中，不基于在先前前体或产物离子扫描中获取的数据在MS/MS扫描当中改变串联质谱仪的动作。而是，选择前体离子质量范围。然后，前体离子质量选择窗口跨越前体离子质量范围步进。前体离子质量选择窗口中的所有前体离子被碎裂，并且前体离子质量选择窗口中的所有前体离子的所有产物离子经质量分析。

用于扫描质量范围的前体离子质量选择窗口可非常窄，使得窗口内的多个前体的可能性较小。此类型的DIA方法称为例如MS/MS^ALL。在MS/MS^ALL方法中，跨越整个质量范围扫描或步进约1amu的前体离子质量选择窗口。针对每一1amu前体质量窗口产生产物离子光谱。分析或扫描整个质量范围一次所需的时间称为一个扫描循环。然而，在每一循环期间跨越宽前体离子质量范围扫描窄前体离子质量选择窗口针对一些仪器及实验是不切实际的。

因此，较大前体离子质量选择窗口或具有更大宽度的选择窗口跨越整个前体质量范围步进。此类型的DIA方法被称为例如SWATH获取。在SWATH获取中，在每一循环中跨越前体质量范围步进的前体离子质量选择窗口可具有5到25amu或甚至更大的宽度。与MS/MS^ALL方法类似，每一前体离子质量选择窗口中的所有前体离子被碎裂，并且每一质量选择窗口中的所有前体离子的所有产物离子都经质量分析。然而，因为使用更宽前体离子质量选择窗口，所以与MS/MS^ALL方法的循环时间相比，循环时间可显著减少。或者，针对液相色谱(LC)，可增加累积时间。一般来说，针对LC，循环时间由LC峰界定。必须跨越LC峰获得足够的点(作为循环时间函数的强度)以确定其形状。当循环时间由LC界定时，可在循环中执行的实验或质谱扫描的数目界定每一实验或扫描可累积离子观察的时间。因此，使用更宽前体离子质量选择窗口可增加累积时间。

第8,809,770号美国专利描述SWATH获取如何用于提供关于所关注化合物的前体离子的定量及定性信息。特定来说，将从碎裂前体离子质量选择窗口发现的产物离子与所关注化合物的已知产物离子的数据库进行比较。另外，分析从碎裂前体离子质量选择窗口发现的产物离子的离子迹线或提取离子色谱图(XIC)以提供定量及定性信息。

然而，举例来说，识别使用SWATH获取分析的样品中的所关注化合物可能是困难的。这可能是困难的，因为未与前体离子质量选择窗口一起提供前体离子信息以帮助确定产生每一产物离子的前体离子，或者所提供的前体离子信息是来自具有低灵敏度的质谱(MS)观察。另外，因为与前体离子质量选择窗口一起提供的特定前体离子信息很少或没有，所以也难以确定产物离子是否与前体离子质量选择窗口内的多个前体离子卷积或包含来自多个前体离子的贡献。

扫描SWATH背景

因此，开发一种在SWATH获取中扫描前体离子质量选择窗口的方法，称为扫描SWATH。本质上，在扫描SWATH中，跨越质量范围扫描前体离子质量选择窗口，使得连续窗口具有大重叠区域及小非重叠区域。此扫描使所得产物离子成为经扫描前体离子质量选择窗口的函数。此额外信息又可用于识别负责每一产物离子的一或多个前体离子。

已在第WO 2013/171459 A2号国际公开案(下文中称为“‘459申请案”)中描述扫描SWATH。在‘459申请案中，随时间扫描一前体离子质量选择窗口或25Da的前体离子质量选择窗口，使得前体离子质量选择窗口的范围随时间改变。然后，将检测产物离子的时序与在其中传输其前体离子的前体离子质量选择窗口的时序相关联。

通过首先将所检测到的每一产物离子的质荷比(m/z)绘制为由四极质量过滤器传输的前体离子m/z值的函数来完成相关。由于随时间扫描前体离子质量选择窗口，因此由四极质量过滤器传输的前体离子m/z值也可被认为是随时间的。检测特定产物离子的开始及结束时间与其前体从四极传输的开始及结束时间相关。因此，产物离子信号的开始及结束时间用于确定其对应前体离子的开始及结束时间。

也已在第WO 2015/056066 A1号国际公开案(下文中称为“‘066申请案”)中描述扫描SWATH。‘066申请案通过组合来自重叠矩形前体离子质量选择窗口的连续群组的产物离子光谱，改进产物离子与其对应前体离子的相关性的准确性。通过对产物离子光谱中产物离子的强度连续求和来组合来自连续群组的产物离子光谱。此求和产生可具有与前体质量不恒定的形状的函数。所述形状将产物离子强度描述为前体质量的函数。从针对产物离子计算的函数识别前体离子。

在第62/366,526号美国临时专利申请案(下文中称为“‘526申请案”)中进一步描述用于识别对应于扫描SWATH数据中的产物离子的一或多个前体离子的系统及方法。执行扫描SWATH，跨越前体离子质量范围产生一系列重叠窗口。每一重叠窗口经碎裂及质量分析，产生针对质量范围的多个产物离子光谱。从光谱选择产物离子。针对跨越质量范围的至少一次扫描检索所选择产物离子的强度，从而产生强度与前体离子m/z的迹线。创建矩阵乘法方程，其描述一或多个前体离子如何对应于针对所选择产物离子的迹线。使用数值方法求解对应于所选择产物离子的一或多个前体离子的矩阵乘法方程。

如上文描述，循序窗口化获取(SWATH)是串联质谱技术，其允许使用邻近或重叠前体离子质量选择窗口的多个前体离子扫描在时间间隔内扫描质量范围。质量过滤器针对碎裂选择每一前体质量窗口。然后，使用高分辨率质量分析器检测从每一前体质量窗口的碎裂产生的产物离子。SWATH允许增加前体离子扫描的灵敏度，而不会产生传统特异性损失。

然而，遗憾的是，通过在SWATH方法中使用循序前体质量窗口而获得的增加灵敏度并非没有成本。这些前体质量窗口中的每一者可含有许多其它前体离子，这混淆针对一组产物离子的正确前体离子的识别。本质上，针对任何给定产物离子的确切前体离子只能定位到前体质量窗口。

图2是通常在SWATH获取中使用的单个前体离子质量选择窗口的示范性绘图200。前体离子质量选择窗口210传输m/z值在M₁与M₂之间的前体离子，具有设定质量或中心质量215，并且具有尖锐垂直边缘220及230。SWATH前体离子质量选择窗口宽度是M₂到M₁。前体离子质量选择窗口210传输前体离子的速率关于前体m/z是恒定的。应注意，所属领域的技术人员可了解，术语“m/z”及“质量”可互换使用。质量可通过将m/z值乘以电荷从m/z值来容易地获得。

图3是展示在常规SWATH中产物离子如何与前体离子相关的示范性绘图系列300。绘图310展示从100m/z到300m/z的前体离子质量范围。当使用前体离子扫描对此前体离子质量范围进行质量过滤及分析时，发现绘图310中所展示的前体离子质量光谱。举例来说，前体离子质量光谱包含前体离子峰311、312、313及314。

在常规SWATH获取中，跨越前体离子质量范围选择一系列前体离子质量选择窗口，如图2的前体离子质量选择窗口210。举例来说，可针对图3的绘图310中展示的从100m/z到300m/z的前体离子质量范围选择宽度各自为20m/z的十个前体离子质量选择窗口。绘图320展示针对从100m/z到300m/z的前体离子质量范围的10个前体离子质量选择窗口中的三者321、322及323。应注意，绘图320的前体离子质量选择窗口不重叠。在其它常规SWATH扫描中，前体离子质量选择窗口可重叠。

针对每一常规SWATH扫描，前体离子质量选择窗口被循序地碎裂并进行质量分析。因此，针对每一扫描，针对每一前体离子质量选择窗口产生产物离子光谱。绘图331是针对绘图320的前体离子质量选择窗口321产生的产物离子光谱。绘图322是针对绘图320的前体离子质量选择窗口322产生的产物离子光谱。并且，绘图333是针对绘图320的前体离子质量选择窗口323产生的产物离子光谱。

通过定位每一产物离子的前体离子质量选择窗口并且根据从前体离子扫描获得的前体离子光谱确定前体离子质量选择窗口的前体离子，将常规SWATH的产物离子与前体离子相关联。举例来说，通过碎裂绘图320的前体离子质量选择窗口321产生绘图331的产物离子341、342及343。基于其在前体离子质量范围中的位置及来自前体离子扫描的结果，已知前体离子质量选择窗口321包含绘图310的前体离子311。由于前体离子311是绘图320的前体离子质量选择窗口321中的唯一前体离子，所以绘图331的产物离子341、342及343与绘图310的前体离子311相关。

类似地，通过碎裂绘图320的前体离子质量选择窗口323产生绘图333的产物离子361。基于其在前体离子质量范围中的位置及来自前体离子扫描的结果，已知前体离子质量选择窗口323包含绘图310的前体离子314。由于前体离子314是绘图320的前体离子质量选择窗口323中的唯一前体离子，所以产物离子361与绘图310的前体离子314相关。

然而，当前体离子质量选择窗口包含多于一个前体离子并且那些前体离子可产生相同或类似的产物离子时，相关变得更加困难。换句话说，当干扰性前体离子出现在同一前体离子质量选择窗口中时，不可能在没有额外信息的情况下将共同产物离子与干扰性前体离子相关联。

举例来说，通过碎裂绘图320的前体离子质量选择窗口322产生绘图332的产物离子351及352。基于其在前体离子质量范围中的位置及来自前体离子扫描的结果，已知前体离子质量选择窗口322包含绘图310的前体离子312及313。因此，绘图332的产物离子351及352可来自绘图310的前体离子312或者313。此外，前体离子312及313都可已知在产物离子351的m/z处或附近产生产物离子。换句话说，两种前体离子都可为产物离子峰351提供贡献。因此，产物离子与前体离子或与来自前体离子的特定贡献的相关变得更加困难。

在常规SWATH获取中，色谱峰(例如LC峰)也可用于改进相关性。换句话说，所关注化合物随时间分离，并且在多个不同洗脱或保留时间执行SWATH获取。然后，比较保留时间及/或产物及前体离子色谱峰的形状以增强相关性。然而，不幸的是，由于前体离子扫描的灵敏度低，因此前体离子的色谱峰可能会卷积，从而进一步混淆相关性。

在各种实施例中，扫描SWATH提供与由色谱峰提供的信息类似的额外信息，但具有增强灵敏度。在扫描SWATH中，重叠前体离子质量选择窗口用于关联前体离子与产物离子。举例来说，单个前体离子质量选择窗口(例如图2的前体离子质量选择窗口210)跨越前体质量范围以小步长偏移，使得在连续前体离子质量选择窗口之间存在大重叠。随着前体离子质量选择窗口之间的重叠量增加，将产物离子与前体离子相关的准确性也增加。

本质上，当由通过重叠前体离子质量选择窗口过滤的前体离子产生的产物离子的强度被绘制为跨越前体质量范围移动的前体离子质量选择窗口的函数时，每一产物离子具有针对其前体离子已被传输的相同前体质量范围的强度。换句话说，针对关于前体质量以恒定速率传输前体离子的矩形前体离子质量选择窗口(例如图2的前体离子质量选择窗口210)，边缘(例如图2的边缘220及230)界定前体离子质量选择及产物离子强度两者的唯一边界，因为前体离子质量选择跨前体质量范围步进。

图4是前体离子质量选择窗口410的示范性绘图400，跨越前体离子质量范围偏移或扫描所述前体离子质量选择窗口，以便产生重叠前体离子质量选择窗口。举例来说，当前缘430到达具有m/z值420的前体离子时，前体离子质量选择窗口410开始传输具有m/z值420的前体离子。当前体离子质量选择窗口410跨越m/z范围偏移时，传输具有m/z值420的前体离子，直到后缘440到达m/z值420。

举例来说，当来自通过重叠窗口产生的产物离子光谱的产物离子的强度被绘制为前缘430的m/z值的函数时，由具有m/z值420的前体离子产生的任何产物离子将具有前缘430的在m/z值420与m/z值450之间的强度。所属领域的技术人员可了解，由重叠窗口产生的产物离子的强度可基于前体离子质量选择窗口410的任何参数(包含(但不限于)后缘440、设定质量、重心或前缘430)绘制为前体离子m/z值的函数。

图5是展示在扫描SWATH中产物离子如何与前体离子相关的示范性绘图系列500。绘图510与图3的绘图310相同。图5的绘图510展示从100m/z到300m/z的前体离子质量范围。当使用前体离子扫描对此前体离子质量范围进行质量过滤及分析时，发现绘图510中所展示的前体离子质量光谱。举例来说，前体离子质量光谱包含前体离子峰311、312、313及314。

然而，在扫描SWATH中，不是跨越质量范围选择并接着碎裂及质量分析非重叠前体离子质量选择窗口，而是跨越前体离子质量范围快速移动或扫描前体离子质量选择窗口，其中在每一扫描SWATH扫描中存在窗口之间的大重叠。举例来说，在扫描1期间，绘图520的前体离子质量选择窗口521从100m/z延伸到120m/z。前体离子质量选择窗口521的碎裂及扫描1期间对所得碎片的质量分析产生绘图531的产物离子。绘图531的产物离子541、542及543已知与绘图510的前体离子311相关，因为前体离子311是绘图520的前体离子质量选择窗口521内的唯一前体。应注意，绘图531包含与图3的绘图331相同的产物离子。

针对扫描2，前体离子质量选择窗口521被偏移1m/z，如绘图530所展示。绘图530的前体离子质量选择窗口521不再包含绘图510的前体离子311。然而，绘图530的前体离子质量选择窗口521现在包含绘图510的前体离子312。前体离子质量选择窗口521的碎裂及扫描2期间对所得碎片的质量分析产生绘图532的产物离子。绘图532的产物离子551已知与绘图510的前体离子312相关，因为前体离子312是绘图530的前体离子质量选择窗口521内的唯一前体。应注意，绘图532的产物离子551具有与图3的绘图332的产物离子351相同的m/z值，但具有不同强度。从图5的绘图532，现在知道图3的绘图332的351的什么部分来自绘图510的前体离子312。

针对扫描3，前体离子质量选择窗口521偏移另一m/z，如绘图540中所展示。绘图540的前体离子质量选择窗口521现在包含绘图510的前体离子312及313。前体离子质量选择窗口521的碎裂及扫描3期间对所得碎片的质量分析产生绘图533的产物离子。由于绘图540的前体离子质量选择窗口521包含绘图510的前体离子312及313，绘图533的产物离子551及552可来自前体离子中的任一者或两者。

应注意，绘图533包含与图3的绘图332相同的产物离子。然而，由于来自扫描SWATH的额外信息，相关现在是可能的。如上文提及，从图5的绘图532，现在知道图3的绘图332的351的什么部分来自绘图510的前体离子312。换句话说，当前体离子质量选择窗口521的前缘到达绘图510的前体离子312且前体离子质量选择窗口521的后缘不再包含绘图510的前体离子312时，绘图510的前体离子312的贡献是已知的。

另外，比较图5的绘图532及533确定绘图510的前体离子313的贡献。应注意，一旦前体离子质量选择窗口521的前缘到达绘图510的前体离子313，绘图533的产物离子552就出现且产物离子551的强度增加。因此，产物离子552与绘图510的前体离子313相关，并且产物离子551的额外强度也与绘图510的前体离子313相关。

图6是展示如何将从通过在扫描SWATH获取中的重叠前体离子质量选择窗口过滤的前体离子产生的产物离子绘制为跨越前体质量范围移动的前体离子质量选择窗口的函数的图600。绘图610展示在m/z 630处存在前体离子620。前体离子质量选择窗口641跨越从m/z 631到m/z 633的前体离子质量范围步进，从而导致重叠矩形前体离子质量选择窗口640。前体离子质量选择窗口640的每一窗口被碎裂。然后，对所得产物离子进行质量分析，从而针对前体离子质量选择窗口640的每一窗口产生产物离子质量光谱(未展示)。

图6展示跨越从m/z 631到m/z 633的前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口641的仅一次扫描。然而，举例来说，可跨越从m/z 631到m/z 633的前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口641多次。

从所产生的产物离子光谱中的一者选择产物离子。选择例如具有高于特定阈值的质量峰的产物离子。

然后，通过从针对前体离子质量选择窗口640的每一前体离子质量选择窗口产生的每一产物离子光谱获得产物离子的强度，将产物离子的强度计算为前体离子质量选择窗口641的位置的函数。经计算为前体离子质量选择窗口的位置的函数的所选择产物离子的强度可被称为例如四极离子迹线(QIT)。

在绘图650中展示针对产物离子计算的示范性QIT 660。QIT 660展示从针对前体离子质量选择窗口640的每一前体离子质量选择窗口产生的每一产物离子光谱获得的所选择产物离子的强度。将强度绘制为前体离子质量选择窗口640的前缘的函数。然而，如上文描述，可将这些强度绘制为前体离子质量选择窗口640的任何参数(包含(但不限于)后缘、设定质量、前缘或扫描时间)的函数。

绘图650的QIT 660展示当扫描前体离子质量选择窗口641的前缘达到m/z 630时，所选择产物离子的强度变为非零。其还展示当扫描前体离子质量选择窗口超过m/z 632时，产物离子的强度返回零。换句话说，QIT 660具有对应于扫描前体离子质量选择窗口641的位置的尖锐前缘及后缘。

图6展示QIT 660的前缘及后缘可用于确定所选择产物离子的对应前体离子。本质上，QIT 660的前缘及后缘意味着所选择产物离子的前体离子必须位于这些边缘之间的前体离子质量选择窗口中。前体离子质量选择窗口640的前体离子质量选择窗口645具有这些窗口内的前缘。绘图610展示前体离子620是可在前体离子质量选择窗口645中的唯一前体离子。因此，具有QIT 660的所选择产物离子对应于前体离子620。

在‘459申请案中描述QIT的此前缘及后缘分析。不幸的是，此类型的分析存在两个问题。首先，如‘066申请案所描述，大多数质量过滤器不能够产生具有尖锐界定边缘的前体离子质量选择窗口。因此，所计算QIT同样不太可能具有尖锐界定边缘。其次，产物离子可为具有相似质量的两个或更多个不同前体离子的结果。换句话说，产物离子强度可为由两个或更多个干扰前体离子产生的卷积强度。

图7是使用来自实际扫描SWATH实验的数据针对从两个干扰前体离子产生的所选择产物离子计算的示范性四极离子迹线(QIT)的绘图700。绘图700与图6的绘图650的比较展示实际QIT不具有尖锐界定边缘。所述比较还展示由两种干扰前体离子引起的多种强度水平进一步使对应前体离子的确定复杂化。因此，需要除简单边缘检测之外的方法来从产物离子QIT准确地确定对应前体离子。

在‘526申请案中，使用线性方程组从产物离子QIT确定对应前体离子。举例来说，前体离子质量选择窗口跨越质量范围的每一步长由线性方程表示。每一线性方程的未知变量是跨越前体离子质量范围的前体离子m/z值的强度。每一线性方程的系数指定前体离子质量选择窗口的位置。每一方程的解是跨越质量范围的前体离子质量选择窗口的特定步骤的QIT值。通过求解针对跨越前体离子质量范围(未知变量)的前体离子强度值的线性方程组，找到产物离子QIT的对应前体离子。

在各种实施例中，用于确定产物离子QIT的对应前体离子的线性方程组表示为矩阵乘法方程。举例来说，n×m矩阵乘以长度为m的列矩阵，产生长度为n的列矩阵。n×m矩阵表示质量过滤器。行n是跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的位置。列m是跨越前体离子质量范围的前体离子m/z值。n×m矩阵的元素表示通过所述位置处的前体离子质量选择窗口及前体离子m/z值的传输(1)或非传输(0)。从获取知晓所述元素。这是质量过滤器跨越前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口的方式。

长度为m的列矩阵的行m对应于n×m矩阵的列，并且是跨越前体离子质量范围的前体离子m/z值。长度为m的列矩阵的元素是前体离子m/z值处的前体离子的强度。这些元素是未知的。

长度为n的列矩阵的行n对应于n×m矩阵的行，并且是跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的位置。长度为n的列矩阵的元素是跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的从针对特定获取计算的QIT已知的位置处的产物离子的强度。

图8是展示如何使用由矩阵乘法方程表示的线性方程组从产物离子QIT确定对应前体离子的简化实例的图800。绘图810展示如何跨越从m/z为1到m/z为5的前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口841。前体离子821及822是未知的。

产物离子选自从跨越从m/z为1到m/z为5的前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口841、碎裂每一窗口并对针对每一窗口产生的产物离子进行质量分析产生的产物离子光谱。绘图850的QIT 860是针对所选择产物离子计算的QIT。如上文描述，所选择产物离子的实际QIT将不具有QIT 860的尖锐边缘。事实上，所选择产物离子的实际QIT看起来更像图5的QIT 510。然而，QIT 860被绘制具有锋利边缘以简化实例。

为确定对应于QIT 860的前体离子，计算线性方程组。以矩阵乘法方程870的形式表示此系统。在方程870中，9×5质量过滤器矩阵871乘以长度为5的前体离子列矩阵872，产生长度为9的QIT列矩阵873。质量过滤器矩阵871的元素从跨越前体离子质量范围的扫描期间的前体离子质量选择窗口841的移动知晓。QIT列矩阵873也是已知的。其是从所产生的产物离子光谱计算出。前体离子列矩阵872是未知的。

在各种实施例中，将数值方法应用于矩阵乘法方程870以求解前体离子列矩阵872。针对前体离子列矩阵872的解确定针对QIT 860的对应前体离子。举例来说，针对前体离子列矩阵872的解展示具有QIT 860的所选择产物离子从在2m/z下强度为2的前体离子及在以3m/z下强度为1的前体离子产生。这些前体离子分别是离子821及822，如绘图810中所展示。

在各种实施例中，应用于矩阵乘法方程870的数值方法是非负最小二乘法(NNLS)。

图9是展示如何从产物离子QIT确定对应前体离子的实验实例的示范性矩阵乘法方程900。矩阵乘法方程900包含四极1(Q1)质量过滤器矩阵971、前体离子列矩阵972及QIT列矩阵973。Q1质量过滤器矩阵971从获取知晓并描述Q1质量过滤器扫描如何操作。应注意，Q1质量过滤器矩阵971包含沿对角线980的非零值，其对应于扫描SWATH^TM的滑动前体离子质量选择窗口。

QIT列矩阵973包含作为Q1或前体离子质量或m/z的函数的所选择产物离子的已知或观察到的产物离子强度。QIT列矩阵973在图9中由实际计算QIT 990表示。

前体离子列矩阵972是未知的。对前体离子列矩阵972求解矩阵乘法方程900。前体离子列矩阵972包含针对其计算QIT列矩阵973的对应于产物离子的前体离子的强度。前体离子列矩阵972在图9中由前体离子光谱表示，所述前体离子光谱可从前体离子列矩阵972产生。当求解矩阵乘法方程式900时，发现前体离子921及922对应于QIT 990。使用NNLS数值方法求解矩阵乘法方程900。

发明内容

揭示一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的系统、方法及计算机程序产品。所有三个实施例包含以下步骤。

离子源装置使样品或所关注化合物离子化并将其从样本转换成离子束。质量过滤器从所述离子源装置接收所述离子束。

处理器指示所述质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口来过滤所述离子束。所述前体离子质量选择窗口的此扫描产生一系列重叠前体离子质量选择窗口。所述处理器还指示所述质量过滤器将前体离子从所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口传输到所述质量分析器。

所述处理器指示所述质量分析器分析所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的所述前体离子。针对每一重叠前体离子质量选择窗口产生前体离子光谱，及针对所述前体离子质量范围产生多个前体离子光谱。

处理器从质量分析器1030接收所述多个前体离子光谱并执行以下步骤。(A)处理器从所述多个前体离子光谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子。(B)针对所述所选择前体离子，处理器针对跨越所述前体离子质量范围的所述前体离子质量选择窗口的至少一次扫描，从所述多个前体离子光谱检索所述所选择前体离子的所述强度。此外，处理器产生迹线，所述迹线描述在跨越所述前体离子质量范围扫描所述前体离子质量选择窗口时所述所选择前体离子的所述强度如何随着表达为所述前体离子质量选择窗口的所述前体离子质荷比(m/z)的所述前体离子质量选择窗口的位置而变化。(C)如果所述迹线包含针对所述所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么处理器将所述所选择前体离子识别为源自所述离子源装置的前体离子。

本文阐述申请人的教示的这些及其它特征。

附图说明

技术人员将理解，下文描述的图式仅用于说明目的。图式不希望以任何方式限制本教示的范围。

图1是说明可在其上实施本教示的实施例的计算机系统的框图。

图2是通常在SWATH获取中使用的单个前体离子质量选择窗口的示范性绘图。

图3是展示在常规SWATH中产物离子如何与前体离子相关的示范性绘图系列3。

图4是前体离子质量选择窗口的示范性绘图，跨越前体离子质量范围偏移或扫描所述前体离子质量选择窗口，以便产生重叠前体离子质量选择窗口。

图5是展示在扫描SWATH中产物离子如何与前体离子相关的示范性绘图系列。

图6是展示如何将从通过在扫描SWATH获取中的重叠前体离子质量选择窗口过滤的前体离子产生的产物离子绘制为跨越前体质量范围移动的前体离子质量选择窗口的函数的图。

图7是使用来自实际扫描SWATH实验的数据针对从两个干扰前体离子产生的所选择产物离子计算的示范性四极离子迹线(QIT)的绘图。

图8是展示如何使用由矩阵乘法方程表示的线性方程组从产物离子QIT确定对应前体离子的简化实例的图。

图9是展示如何从产物离子QIT确定对应前体离子的实验实例的示范性矩阵乘法方程。

图10是展示根据各种实施例的质谱系统的示意图。

图11是根据各种实施例的图10的质量过滤器与质量分析器之间的离子路径的近视图。

图12是根据各种实施例的从常规前体离子调查扫描产生的示范性前体离子光谱，其展示碎片离子及加合物如何能够混淆IDA实验。

图13是根据各种实施例的展示图10的质量过滤器如何以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的所述前体离子质量选择窗口的图。

图14是根据各种实施例的展示图10的质量分析器如何针对每一重叠前体离子质量选择窗口产生前体离子光谱的图。

图15是根据各种实施例的展示如何将前体离子识别为源自离子源装置的前体离子的图。

图16是根据各种实施例的展示如何将前体离子识别为不源自离子源装置的离子的图。

图17是展示根据各种实施例的用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法的流程图。

图18是根据各种实施例的包含一或多个相异软件模块的系统的示意图，所述一或多个相异软件模块执行一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法。

在详细描述本教示的一或多个实施例之前，所属领域的技术人员将了解，本教示的应用不限于在下文详细描述中阐述或图式中说明的构造细节、组件布置及步骤布置。此外，应理解，本文使用的措辞及术语是出于描述的目的，并且不应被认为是限制性。

具体实施方式

计算机实施的系统

图1是说明可在其上实施本教示的实施例的计算机系统100的框图。计算机系统100包含总线102或用于传达信息的其它通信机制，以及与总线102耦合以用于处理信息的处理器104。计算机系统100还包含存储器106，其可为随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，其耦合到总线102以用于存储待由处理器104执行的指令。存储器106还可用于在执行待由处理器104执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算机系统100进一步包含只读存储器(ROM)108或耦合到总线102以用于存储用于处理器104的静态信息及指令的其它静态存储装置。存储装置110(例如磁盘或光盘)经提供并耦合到总线102用于存储信息及指令。

计算机系统100可经由总线102耦合到显示器112，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，以用于向计算机用户显示信息。包含字母数字键及其它键的输入装置114耦合到总线102，以用于将信息及命令选择传达到处理器104。另一类型的用户输入装置是光标控制116，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，其用于将方向信息及命令选择传达到处理器104并用于控制显示器112上的光标移动。此输入装置通常在两个轴(第一轴(即，x)及第二轴(即，y))上具有两个自由度，其允许装置在平面中指定位置。

计算机系统100可执行本教示。与本教示的某些实施方案一致，响应于处理器104执行存储器106中含有的一或多个指令的一或多个序列，计算机系统100提供结果。此类指令可从另一计算机可读媒体(例如存储装置110)读入存储器106。存储器106中含有的指令序列的执行致使处理器104执行本文所描述的过程。替代地，可使用硬接线电路代替软件指令或与软件指令组合以实施本教示。因此，本教示的实施方案不限于硬件电路及软件的任何特定组合。

本文使用的术语“计算机可读媒体”是指参与向处理器104提供指令以用于执行的任何媒体。此媒体可采用许多形式，包含(但不限于)非易失性媒体、易失性媒体及前体离子质量选择媒体。非易失性媒体包含例如光盘或磁盘，例如存储装置110。易失性媒体包含动态存储器，例如存储器106。前体离子质量选择媒体包含同轴缆线、铜线及光纤，包含包括总线102的线。

计算机可读媒体的常见形式包含例如软盘、软磁盘、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、任何其它存储器芯片或盒式磁带或计算机可从其读取的任何其它有形媒体。

在将一或多个指令的一或多个序列携载到处理器104以用于执行时可涉及各种形式的计算机可读媒体。举例来说，指令最初可在远程计算机的磁盘上携载。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中，并使用调制解调器通过电话线发送指令。计算机系统100本地的调制解调器可在电话线上接收数据并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红外信号中携载的数据并将数据放置在总线102上。总线102将数据携载到存储器106，处理器104从存储器106检索并执行指令。由存储器106接收的指令可任选地在由处理器104执行之前或之后存储在存储装置110上。

根据各种实施例，经配置以由处理器执行以执行方法的指令被存储在计算机可读媒体上。计算机可读媒体可为存储数字信息的装置。举例来说，计算机可读媒体包含所属领域已知的用于存储软件的光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读媒体由适于执行经配置以被执行的指令的处理器存取。

已经出于说明及描述的目的呈现本教示的各种实施方案的以下描述。其并非穷尽性，并不将本教示限制于所揭示的精确形式。鉴于上文教示，修改及变化是可能的，或者可从本教示的实践获得。另外，所描述实施方案包含软件，但是本教示可实施为硬件及软件的组合或仅在硬件中实施。本教示可用面向对象及非面向对象的编程系统来实施。

扫描循序窗口化前体离子选择与质量分析

如上文描述，前体离子调查扫描例如在信息依赖性分析(IDA)中用于确定待碎裂的前体离子。在选择前体离子之前，不知道前体离子的来源。不幸的是，前体离子调查扫描除源自离子源的前体离子之外还可包含污染物。这些污染物可包含前体离子的碎片或产物离子，其通过质谱仪内的某种形式的无意自发碎裂产生。这些污染物还可包含当前体离子从质谱仪内拾取意外的额外分子材料时产生的加合物。

图10是展示根据各种实施例的质谱系统1000的示意图。系统1000包含离子源装置1010、质量过滤器1021、碎裂装置1022、质量分析器1030及处理器1040。系统1000进一步任选地包含样品引入装置1050及离子聚焦装置1020。所属领域的技术人员将理解，在基于四极的系统中，离子聚焦装置1020、质量过滤器1021及碎裂装置1022可分别称为Q₀、Q₁及Q₂。

理想地，在前体离子调查扫描中，由离子源装置1010产生的前体离子由离子聚焦装置1020聚焦，由质量过滤器1021选择或过滤，在没有由碎裂装置1022碎裂的情况下从质量过滤器1021输送到质量分析器1030，以及由质量分析器1030进行质量分析。然而，如上文描述，前体离子可在沿质量过滤器1021及质量分析器1030之间的离子路径的任何地方碎裂或拾取额外分子材料。

图11是根据各种实施例的图10的质量过滤器与质量分析器之间的离子路径的近视图1100。此图展示产物离子及加合离子可如何沿离子路径无意地产生。其展示前体离子1110在质量过滤器1021与碎裂装置1022之间无意地碎裂成产物离子1111及1112。其还展示前体离子1120在碎裂装置1022与质量分析器1030之间无意地获取额外分子材料1121并且变成加合离子1122。

前体离子调查扫描通常被称为低能量扫描。这意味着碎裂装置1022被给予足够的碰撞能量(CE)以使所选择前体离子移动通过碎裂装置1022，但是没有足够的CE来引起所选择前体离子的有意碎裂。所选择前体离子移动通过碎裂装置1022，因此其可被发送到质量分析器1030。质量分析器1030测量所选择前体离子的m/z质荷比(m/z)并产生前体离子光谱。即使故意将碎裂装置1022的CE设置为低，前体离子仍可能被无意地碎裂。

图12是根据各种实施例的从常规前体离子调查扫描产生的示范性前体离子光谱1200，其展示碎片离子及加合物如何能够混淆IDA实验。通过对0m/z与M m/z之间的前体离子质量范围进行质量过滤产生前体离子光谱1200。所属领域的技术人员理解，举例来说，质量过滤也可称为扫描、选择或隔离。

换句话说，质谱仪从离子束选择0m/z与M m/z之间的前体离子。举例来说，使用四极选择前体离子。在一个步骤、时间周期或循环中执行0m/z与M m/z之间的前体离子质量范围的选择。在一个步骤、时间周期或循环中的此选择也可称为一个前体离子质量选择窗口1201。

前体离子光谱1200包含源自离子源的实际前体离子1210、1220及1230。然而，前体离子光谱1200还包含污染物离子1221、1222及1223。离子1221及1222是前体离子1220的产物离子。举例来说，当前体离子1220自发地碎裂或由于一些无意碰撞而碎裂时，产物离子1221及1222无意地沿离子路径的某处产生。离子1223是前体离子1220的加合物。加合离子1223包含前体离子1220及当选择前体离子1220并且将其移动到质量分析器时沿离子路径在某处无意地获得的一些额外分子材料。

在IDA实验中，没有关于前体离子质量范围在0m/z与M m/z之间的前体离子的先验知识。因此，不知道离子1221、1222及1223不是由离子源装置产生的前体离子。因此，离子1221、1222及1223可被碎裂，并且其所得产物离子光谱可用于样品的分析，可能不利地影响样品的结果。

目前，用于分析全扫描IDA数据的常规方法不可能机械过滤污染物离子，例如离子1221、1222及1223。常规质谱仪允许传输其质量或m/z在仪器设置之间的所有离子，并且进行离子的检测。因此，常规前体离子调查扫描不仅与实际前体离子的复杂混合物的存在卷积，而且与被传输的不稳定前体离子的产物离子的存在卷积。

在各种实施例中，为去除污染物离子，使用宽带质量过滤器以允许特定范围的离子通过质谱仪。举例来说，使用Q1四极应用宽带质量过滤器。宽带过滤器跨越全前体离子质量范围倾斜，并且经传输前体离子经质量分析。

前体离子数据的求和产生组合扫描，其等同于常规前体离子调查扫描。然而，数据仅在针对扫描四极位置的质量范围内求和。假设不在此范围内的前体离子是来自所述范围内的前体离子的产物离子。

换句话说，各种实施例包含执行扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析，以便确定由离子源实际产生的前体离子。此扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析类似于上文描述的扫描SWATH。然而，此控制质谱仪的方法与扫描SWATH的不同之处在于经扫描循序前体离子质量选择窗口不被碎裂。而是，每一前体离子质量选择窗口中的离子仅经质量分析。

在各种实施例中，由于对传输到检测系统的离子的过滤，可能在不具有任何离子聚焦的情况下操作质谱仪仪器。举例来说，在基于四极的质谱仪中，四极Q₀用于聚焦离子，四极Q₁用于对离子进行质量过滤，且四极Q₂用于碎裂离子。因此，由于离子的过滤，可能在Q₀中不具有任何离子控制的情况下操作质谱仪。这具有允许来自离子源的所有前体离子对质谱仪可见的次要效果，这可增加质谱仪的检测极限(LOD)。

在各种实施例中，还可能将CE值应用于扫描前体离子调查扫描。在此情况下，前体离子获得特定诱发CE图案。在此情况下，有意地产生前体离子的产物离子。此伪前体离子扫描允许两种类型的分析。通过将来自前体离子扫描的离子检测范围设定为比前体离子范围低(x)，可创建基于中性损失的扫描。尽管此扫描不具有前体离子及产物离子与后续产物离子光谱的反卷积的标准中性损失的完全特异性，但是可确定前体离子以及中性损失分量的特定碎裂图案。通过采用质量大于父隔离窗口的质量，可简化多带电物种的识别。

用于识别源自离子源装置的前体离子的系统

返回图10，图10还展示根据各种实施例的用于识别源自离子源装置的前体离子的系统1000。图10的系统1000包含离子源装置1010、质量过滤器1021、碎裂装置1022、质量分析器1030及处理器1040。系统1000还可包含聚焦装置1020，其可为例如Q₀四极。

在各种实施例中，系统1000可进一步包含样品引入装置1050。举例来说，样品引入装置1050随时间将一或多个所关注化合物从样品引入到离子源装置1010。样品引入装置1050可执行包含(但不限于)注射、液相色谱、气相色谱、毛细管电泳或离子迁移的技术。

在系统1000中，质量过滤器1021及碎裂装置1022被展示为三重四极的不同级，且质量分析器1030被展示为飞行时间(TOF)装置。所属领域的一般技术人员可了解，这些级中的任何者都可包含其它类型的质谱装置，其包含(但不限于)离子阱、轨道阱、离子迁移装置或傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)装置。

离子源装置1010将样品或所关注化合物从由样本引入装置1050提供的样本变换成离子束。离子源装置1010可执行离子化技术，其包含(但不限于)基质辅助激光解吸/离子化(MALDI)或电喷雾离子化(ESI)。

质量过滤器1021从离子源装置1010接收离子束。处理器1040指示质量过滤器1021通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤所述离子束。前体离子质量选择窗口的此扫描产生跨越前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口。处理器1040还指示质量过滤器1021将前体离子从所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口传输到质量分析器1030。

举例来说，处理器1040指示质量过滤器1021跨越所关注前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口，使得邻近重叠前体离子质量选择窗口之间的重叠区域大于邻近重叠前体离子质量选择窗口之间的非重叠区域。理想地，非重叠区域足够小以分辨单个前体离子。

图13是根据各种实施例的展示图10的质量过滤器1021如何以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口的图1300。所关注质量范围M是与图12中所展示的相同的所关注质量范围。举例来说，以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围M扫描前体离子质量选择窗口1331。前体离子质量选择窗口1331的此扫描产生跨前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口1360。

返回图10，处理器1040可为(但不限于)计算机、微处理器、图1的计算机系统或能够从串联质谱仪发送及接收控制信号及数据并处理数据的任何装置。处理器1040与离子源装置1010、质量过滤器1021、碎裂装置1022及质量分析器1030通信。

质量分析器1030从由质量过滤器1021选择的一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口接收前体离子。处理器1040指示质量分析器1030分析所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子。针对每一重叠前体离子质量选择窗口产生前体离子光谱，并且针对前体离子质量范围产生多个前体离子光谱。

图14是根据各种实施例的展示图10的质量分析器1030如何针对每一重叠前体离子质量选择窗口产生前体离子光谱的图1400。所关注质量范围M同样是与图12中所展示的相同的所关注质量范围。举例来说，当质量分析器1030分析前体离子质量选择窗口1331的第一步长时，其产生前体离子光谱1401。一系列重叠前体离子质量选择窗口1360的每一前体离子质量选择窗口的前体离子经质量分析。这产生多个前体离子光谱1460。

应注意，前体离子光谱1404仅包含前体离子1210，即使前体离子质量选择窗口1331的此第四步长的宽度看起来包含离子1221及1222。然而，回想一下，离子1221及1222是前体离子1220的产物离子。由于前体离子质量选择窗口1331的第四步骤不包含前体离子1220，因此其不能包含前体离子1220的产物离子1221及1222。换句话说，前体离子质量选择窗口1331的扫描尚未达到前体离子1220。

类似地，前体离子光谱1436仅包含前体离子1230，即使前体离子质量选择窗口1331的第36步长的宽度看起来包含离子1223。然而，回想一下，离子1223是前体离子1220的加合离子。由于前体离子质量选择窗口1331的第36步长不包含前体离子1220，因此其不能包含前体离子1220的加合离子1223。换句话说，前体离子质量选择窗口1331的扫描已经过前体离子1220并且前体离子1220不再被选择。

返回图10，处理器1040从质量分析器1030接收多个前体离子光谱并执行以下步骤。(A)处理器1040从多个前体离子光谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子。(B)针对所选择前体离子，针对跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描，处理器1040从多个前体离子光谱检索所选择前体离子的强度。此外，处理器1040产生迹线，所述迹线描述在跨越所述前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化。(C)如果迹线包含针对所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么处理器1040将所选择前体离子识别为源自所述离子源装置的前体离子。

图15是根据各种实施例的展示如何将前体离子识别为源自离子源装置的前体离子的图1500。在步骤(A)中，从针对跨越从200m/z到360m/z的前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口1360产生的多个前体离子光谱的前体离子光谱1516选择前体离子1220。前体离子1220高于预定阈值。

通过以5m/z步长跨越160m/z质量范围扫描前体离子质量选择窗口1331来产生所述系列重叠前体离子质量选择窗口1360。举例来说，前体离子质量选择窗口1331的宽度是20m/z。跨越160m/z前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口1331的位置以前体离子质量选择窗口1331的中心表示。在各种实施例中，前体离子质量选择窗口1331的位置可以前体离子质量选择1331的任何部分表达，所述部分包含(但不限于)其开始、其中心或其结束。

在步骤(B)中，针对所选择前体离子1220，针对跨越160m/z前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描，从多个前体离子光谱检索所选择前体离子1220的强度。由于仅重叠前体离子质量选择窗口1560将隔离所选择前体离子1220，因此仅来自这些前体离子质量选择窗口的前体离子光谱将具有针对所选择前体离子1220的非零强度。举例来说，在前体离子光谱1516中，所选择前体离子1220具有非零强度，I1。通过前体离子质量选择窗口1331的第16步长产生前体离子光谱1516。由重叠前体离子质量选择窗口1560的其它窗口产生的前体离子光谱将与前体离子光谱1516本质上相同。应注意，前体离子光谱1516还包含前体离子1220的产物离子1221及1222以及前体离子1220的加合离子1223。

然后产生迹线，所述迹线描述在跨越前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择前体离子1220的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口1331的前体离子m/z的前体离子质量选择窗口1331的位置而变化。如上文描述，前体离子质量选择窗口1331的中心用于指定其位置。绘图1570展示针对所选择前体离子1220的迹线的一部分。这是迹线的具有非零强度的唯一部分。应注意，当前体离子质量选择窗口1331的中心在260m/z到300m/z之间时，迹线具有非零强度。

在步骤(C)中，如果迹线包含针对所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么将所选择前体离子1220识别为源自离子源装置的前体离子。绘图1570展示所选择前体离子1220的迹线包含260m/z与300m/z之间的非零强度值。所选择前体离子1220具有280的m/z值。因为针对所选择前体离子1220的迹线包含针对所选择前体1220的m/z值的非零强度，所选择前体离子1220经识别为源自离子源装置的前体离子。

图16是根据各种实施例的展示如何将前体离子识别为不源自离子源装置的离子的图1600。在步骤(A)中，从针对跨越从200m/z到360m/z的前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口1360产生的多个前体离子光谱的前体离子光谱1516选择前体离子1223。前体离子1223高于预定阈值。回想前体离子1223是前体离子1220的加合离子。

在步骤(B)中，针对所选择前体离子1223，针对跨越160m/z前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描，从多个前体离子光谱检索所选择前体离子1223的强度。由于仅重叠前体离子质量选择窗口1560将隔离所选择前体离子1223，因此仅来自这些前体离子质量选择窗口的前体离子光谱将具有针对所选择前体离子1223的非零强度。仅重叠前体离子质量选择窗口1560将隔离所选择前体离子1223，因为前体离子1223是前体离子1220的加合物，并且仅重叠前体离子质量选择窗口1560将隔离前体离子1220。

举例来说，在前体离子光谱1516中，所选择前体离子1223具有非零强度I2。通过前体离子质量选择窗口1331的第16步长产生前体离子光谱1516。由重叠前体离子质量选择窗口1860的其它窗口产生的前体离子光谱将与前体离子光谱1516本质上相同。应注意，前体离子光谱1516还包含前体离子1220及前体离子1220的产物离子1221及1222。

然后产生迹线，所述迹线描述在跨越前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择前体离子1223的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化。绘图1670展示针对所选择前体离子1223的迹线的一部分。这是迹线的具有非零强度的唯一部分。

在步骤(C)中，如果迹线包含针对所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么将所选择前体离子1223识别为源自离子源装置的前体离子。绘图1670展示所选择前体离子1223的迹线包含260m/z与300m/z之间的非零强度值。所选择前体离子1223具有345的m/z值。因为针对所选择前体离子1223的迹线不具有针对所选择前体离子1223的m/z值的非零强度，所以所选择前体离子1223未被识别为源自离子源装置的前体离子。换句话说，过滤掉所选择前体离子1223。

因此，返回图10，如果所选择前体离子的m/z值不在迹线的m/z范围内，那么处理器1040还可将所选择前体离子识别为不源自离子源的前体离子。换句话说，如果所选择前体离子的m/z值不在迹线的m/z范围内，那么处理器1040可过滤掉所选择前体离子。

在各种实施例中，处理器1040针对来自多个前体离子光谱的具有高于预定阈值的强度的每一前体离子重复步骤(A)到(C)，以便过滤来自多个前体离子光谱的所有前体离子。换句话说，处理器1040针对剩余前体离子重复步骤(A)到(C)，以便过滤所有前体离子。

在各种实施例中，碎裂装置1022沿质量过滤器1021与质量分析器1030之间的离子路径定位。碎裂装置1022可为例如碰撞室。处理器1040指示碎裂装置1022施加足够高的CE以将来自所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子从质量过滤器1021输送到质量分析器1030。

在各种实施例中，处理器1040将上文描述的步骤执行为IDA实验的调查扫描，并从发现源自离子源装置1010的前体离子确定待碎裂的前体离子的列表。作为IDA实验的部分，处理器1040可进一步指示质量过滤器1021选择前体离子列表中的每一前体离子，指示碎裂装置1022碎裂前体离子列表上的每一前体离子，并指示质量分析器1030分析前体离子列表上的每一前体离子的产物离子。

在各种实施例中，处理器1040指示质量过滤器1021将跨越所关注前体离子质量范围扫描的前体离子质量选择窗口的宽度选择为足够小，使得产物离子及前体离子的加合物在前体离子质量选择窗口被扫描时位于前体离子质量选择窗口外部。另外，处理器1040指示质量过滤器1021将前体离子质量选择窗口的宽度选择为足够大，以在IDA试验所需的时间限制内跨越所关注质量范围被扫描。

用于识别源自离子源装置的前体离子的方法

图17是展示根据各种实施例的用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法的流程图1700。

在方法1700的步骤1710中，指示质量过滤器过滤从离子源装置接收的离子束。指示质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤离子束。此产生跨越前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口。还指示质量过滤器将前体离子从所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口传输到质量分析器。离子源装置使样品离子化并将其转换成离子束。

在步骤1720中，指示质量分析器分析所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子。此产生针对每一重叠前体离子质量选择窗口的前体离子光谱及针对前体离子质量范围的多个前体离子光谱。

在步骤1730中，从质量分析器接收多个前体离子光谱。

在步骤1740中，从多个前体离子光谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子。

在步骤1750中，针对所选择前体离子，从跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描的多个前体离子光谱检索所选择前体离子的强度。另外，产生迹线，所述迹线描述在跨越前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化。

在步骤1760中，如果迹线包含针对所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么将所选择前体离子识别为源自离子源装置的前体离子。

用于识别源自离子源装置的前体离子的计算机程序产品

在各种实施例中，一种计算机程序产品包含非暂时性有形计算机可读存储媒体，其内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行以便于执行用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法。此方法由包含一或多个相异软件模块的系统来执行。

图18是根据各种实施例的包含一或多个相异软件模块的系统1800的示意图，所述一或多个相异软件模块执行一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法。系统1800包含测量模块1810及过滤模块1820。

测量模块1810指示质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤从离子源装置接收的离子束。此产生跨越所述前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口。另外，测量模块1810指示质量过滤器将前体离子从所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口传输到质量分析器。离子源装置使样品离子化并将其转换成离子束。

测量模块1810指示质量分析器分析所述系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子。此产生针对每一重叠前体离子质量选择窗口的前体离子光谱及针对前体离子质量范围的多个前体离子光谱。

过滤模块1820从质量分析器接收多个前体离子光谱。过滤模块1820从多个前体离子光谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子。针对所选择前体离子，过滤模块1820从跨越前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描的多个前体离子光谱检索所选择前体离子的强度。然后，过滤模块1820产生迹线，所述迹线描述在跨越前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化。最终，如果迹线包含针对所选择前体离子的m/z值的非零强度，那么过滤模块1820将所选择前体离子识别为源自离子源装置的前体离子。

虽然结合各种实施例描述本教示，但是并不意味着本教示限于此类实施例。相反，如所属领域的技术人员将了解，本教示涵盖各种替代、修改及等效物。

此外，在描述各种实施例时，说明书可能已经将方法及/或过程呈现为特定步骤序列。然而，就方法或过程不依赖于本文阐述的特定步骤顺序来说，所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如所属领域的一般技术人员将了解，其它步骤序列可为可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求书的限制。另外，针对所述方法及/或过程的权利要求书不应限于以书面顺序执行其步骤，并且所属领域的技术人员可容易地了解，序列可变化并且仍然保持在各种实施例的精神及范围内。

Claims (15)

1.一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的系统，包括：

离子源装置，所述离子源装置使样品离子化并转换成离子束；

质量过滤器，所述质量过滤器接收所述离子束；

质量分析器；及

处理器，所述处理器与所述质量过滤器及所述质量分析器通信，所述处理器

(a)指示所述质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤所述离子束，从而产生跨越所述前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口，并指示所述质量过滤器将来自所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子传输到所述质量分析器，

(b)指示所述质量分析器分析所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子，从而产生针对每一重叠前体离子质量选择窗口的前体离子谱及针对所述前体离子质量范围的多个前体离子谱，

(c)从所述质量分析器接收所述多个前体离子谱，

(d)从所述多个前体离子谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子，

(e)针对所选择的前体离子，从跨越所述前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描的所述多个前体离子谱检索所选择的前体离子的强度，并产生迹线，所述迹线描述在跨越所述前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择的前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子质荷比m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化，以及

(f)如果所述迹线包含针对所选择的前体离子的m/z值的非零强度，那么将所选择的前体离子识别为源自所述离子源装置的前体离子。

2.根据权利要求1所述的系统，其中如果所选择的前体离子的m/z值不在所述迹线的m/z范围内，那么所述处理器将所选择的前体离子识别为不源自离子源的前体离子。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器针对来自所述多个前体离子谱的具有高于所述预定阈值的强度的每一前体离子重复步骤(d)到(f)，以便过滤来自所述多个前体离子谱的所有前体离子。

4.根据权利要求3所述的系统，所述系统进一步包括沿所述质量过滤器与所述质量分析器之间的离子路径定位的碎裂装置，其中所述处理器指示碰撞室施加足够高以将来自所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子从所述质量过滤器输送到所述质量分析器、但是足够低以不使所输送的前体离子碎裂的碰撞能量CE。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述处理器执行步骤(a)到(f)作为信息依赖性获取IDA实验的调查扫描，并从发现源自所述离子源装置的前体离子确定待碎裂的前体离子列表。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器进一步指示所述质量过滤器选择所述前体离子列表中的每一前体离子，指示所述碎裂装置将所述前体离子列表中的每一前体离子碎裂，并指示所述质量分析器分析所述前体离子列表中的每一前体离子的产物离子作为所述IDA实验的部分。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器指示所述质量过滤器跨越所关注前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口，使得邻近的重叠前体离子质量选择窗口之间的重叠区域大于邻近的重叠前体离子质量选择窗口之间的非重叠区域。

8.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器指示所述质量过滤器将跨越所关注前体离子质量范围扫描的前体离子质量选择窗口的宽度选择为足够小以使得前体离子的加合物及产物离子在前体离子质量选择窗口被扫描时位于前体离子质量选择窗口外部，并且足够大以在所述IDA试验所需的时间限制内跨越所关注质量范围而被扫描。

9.一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法，包括：

(a)使用处理器指示质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤从离子源装置接收的离子束，从而产生跨越所述前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口，并且使用处理器指示所述质量过滤器将来自所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子传输到质量分析器，其中所述离子源装置使样品离子化并转换成所述离子束；

(b)使用所述处理器指示所述质量分析器分析所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子，从而产生针对每一重叠前体离子质量选择窗口的前体离子谱及针对所述前体离子质量范围的多个前体离子谱，

(c)使用所述处理器从所述质量分析器接收所述多个前体离子谱，

(d)使用所述处理器从所述多个前体离子谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子，

(e)使用所述处理器针对所选择的前体离子，从跨越所述前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描的所述多个前体离子谱检索所选择的前体离子的强度，并产生迹线，所述迹线描述在跨越所述前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择的前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子质荷比m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化，以及

(f)如果所述迹线包含针对所选择的前体离子的m/z值的非零强度，那么使用所述处理器将所选择的前体离子识别为源自所述离子源装置的前体离子。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括如果所选择的前体离子的m/z值不在所述迹线的m/z范围内，那么使用所述处理器将所选择的前体离子识别为不源自离子源的前体离子。

11.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括使用所述处理器针对来自所述多个前体离子谱的具有高于所述预定阈值的强度的每一前体离子重复步骤(d)到(e)，以便过滤来自所述多个前体离子谱的所有前体离子。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法进一步包括使用所述处理器指示沿所述质量过滤器与所述质量分析器之间的离子路径定位的碎裂装置施加足够高以将来自所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子从所述质量过滤器输送到所述质量分析器、但是足够低以不使所输送的前体离子碎裂的碰撞能量CE。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括使用所述处理器执行步骤(a)到(f)作为信息依赖性获取IDA实验的调查扫描，并从发现源自所述离子源装置的前体离子确定待碎裂的前体离子列表。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括使用所述处理器指示所述质量过滤器选择所述前体离子列表中的每一前体离子，指示所述碎裂装置将所述前体离子列表中的每一前体离子碎裂，并指示所述质量分析器分析所述前体离子列表中的每一前体离子的产物离子作为所述IDA实验的部分。

15.一种非暂时性有形计算机可读存储媒体，所述非暂时性有形计算机可读存储媒体的内容包含具有指令的程序，所述指令在处理器上执行以便执行一种用于使用扫描循序窗口化前体离子选择及质量分析调查扫描来识别源自离子源装置的前体离子的方法，所述方法包括：

提供一种系统，其中所述系统包括一个或多个相异软件模块，且其中所述相异软件模块包括测量模块及过滤模块；

使用所述测量模块指示质量过滤器通过以重叠步长跨越所关注前体离子质量范围扫描具有小于所关注前体离子质量范围的宽度的前体离子质量选择窗口来过滤从离子源装置接收的离子束，从而产生跨越所述前体离子质量范围的一系列重叠前体离子质量选择窗口，并且使用所述测量模块指示所述质量过滤器将来自所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子传输到质量分析器，其中所述离子源装置使样品离子化并转换成所述离子束；

使用所述测量模块指示所述质量分析器分析所述一系列重叠前体离子质量选择窗口中的每一前体离子质量选择窗口的前体离子，从而产生针对每一重叠前体离子质量选择窗口的前体离子谱及针对所述前体离子质量范围的多个前体离子谱；

使用所述过滤模块从所述质量分析器接收所述多个前体离子谱，

使用所述过滤模块从所述多个前体离子谱选择具有高于预定阈值的强度的前体离子，

使用所述过滤模块针对所选择的前体离子，从跨越所述前体离子质量范围的前体离子质量选择窗口的至少一次扫描的所述多个前体离子谱检索所选择的前体离子的强度，并产生迹线，所述迹线描述在跨越所述前体离子质量范围扫描前体离子质量选择窗口时所选择的前体离子的强度如何随着表达为前体离子质量选择窗口的前体离子质荷比m/z的前体离子质量选择窗口的位置而变化，以及

如果所述迹线包含针对所选择的前体离子的m/z值的非零强度，那么使用所述过滤模块将所选择的前体离子识别为源自所述离子源装置的前体离子。

Images