CN117730394A - 通用峰查找器 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于识别质谱中的峰的方法。该方法包括：访问为分析样品而生成的具有强度信号的质谱(300)；对强度信号执行小波变换以生成强度信号的小波空间表示(310)；根据强度信号的小波空间表示生成尺度空间处理(SSP)响应信号(412，414，416)，其中SSP响应信号(412，414，416)表示针对特定m/z起始位置(312，314，316)的不同小波尺度处的来自小波尺度表示(310)的SSP响应；识别SSP响应信号中的第一局部最大值的第一小波尺度；基于第一小波尺度，检测第一基线强度信号；从强度信号减去第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及检测第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

Description

通用峰查找器

相关申请的交叉引用

本申请作为PCT国际专利申请提交于2022年7月28日，要求于2021年8月1日提交的美国临时申请第63/228,126号的优先权和权益，该申请由此通过引用整体并入本文。

背景技术

质谱内的峰的正确识别是能够根据质谱的分析进行的测量和确定的总体准确度的重要因素。然而，在一些示例中，由于两种不同离子导致的峰可能共定位于相同或基本上相同的质荷(m/z)位置处。例如，质量和电荷均为另一离子的两倍的离子可以为相同m/z位置处的强度信号的一部分做贡献。由不同离子形成的峰可以能通过除仅m/z位置之外的属性来区分，诸如峰宽度或其他峰特性。

发明内容

根据一些实施例，提供了一种用于识别质谱中的峰的方法。该方法包括：访问为分析样品而生成的质谱，该质谱具有强度信号；对该强度信号执行小波变换以生成该强度信号的小波空间表示；根据该强度信号的小波空间表示生成尺度空间处理(SSP)响应信号；识别SSP响应信号中的第一局部最大值的第一小波尺度；基于第一小波尺度，检测第一基线强度信号；从该强度信号减去第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及检测第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

根据一些实施例，提供了一种用于识别质谱中的峰的方法。该方法包括：访问质谱，该质谱具有强度信号；将该强度信号变换为指示峰宽度的表示；基于该表示，检测多个主峰宽度，该多个主峰宽度包括至少第一主峰宽度和第二主峰宽度；基于第一主峰宽度，检测第一基线强度信号；从该强度信号减去第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及检测第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

根据一些实施例，提供了一种用于执行质谱法的系统。该系统包括：离子源，被配置为电离样品以生成离子；质量分析器和被配置为检测离子的检测器；一个或多个处理器；以及存储指令的存储器，该指令当由该一个或多个处理器执行时使该系统执行操作，该操作包括：基于检测到的离子，生成质谱的强度信号；将该强度信号变换为指示峰宽度的表示；基于该表示，检测多个主峰宽度，该多个主峰宽度包括至少第一主峰宽度和第二主峰宽度；基于第一主峰宽度，检测第一基线强度信号；从该强度信号减去第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及检测第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍概念的选择，下面在具体实施方式中进一步描述这些概念。本发明内容并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。示例的附加方面、特征和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将根据描述是清楚的，或者可以通过本公开的实践而获悉。

附图说明

参考以下附图描述非限制性和非穷举性示例。

图1是示例质谱。

图2描绘了用于执行质谱法的示例系统。

图3描绘了示例质谱和对应于该质谱的小波尺度空间绘图。

图4描绘了示例尺度空间处理响应绘图、图3的小波尺度空间绘图以及图3的示例谱。

图5描绘了具有原始强度信号和基线强度信号的图3和图4的示例谱。

图6描绘了示出同位素峰的示例谱、对应的小波尺度空间绘图和尺度空间处理响应绘图。

图7A-图7B描绘了根据本技术的用于识别峰的示例方法。

图8描绘了根据本技术的用于识别峰的另一示例方法800。

具体实施方式

如上面简要讨论的，质谱中的共定位或重叠的峰难以单独检测或识别。作为一个示例，这种重叠峰经常出现在细菌分析或其他小分子分析中。典型的蛋白质组学或小分子质谱峰属性可以在质量分析仪器类型和采集设置的假设下得到很好的理解和建模。如今，大多数峰查找器利用先验知识对算法参数进行建模，以获得给定谱的最佳性能。然而，当存在不可预测的共定位峰时，基于先验知识的这种优化可能会失败。

图1描绘了具有强度信号102的示例质谱100。该示例质谱是在质谱系统上采集的来自细菌培养物的基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)的典型质谱。谱100包括各种各样宽度的峰。峰的宽度不依赖于m/z位置，并且不同尺寸/宽度的峰常常叠加或共定位。典型肽样品质谱中的共定位峰可具有几乎相同或可良好预测的宽度。然而，在示例谱100中，叠加峰的模式是不可预测的，并且任何成分峰的宽度也可能是不可预测的。尽管峰和峰宽度不是可预测的，但仍然期望以稳健、自动化的方式检测和表征谱中的所有峰。

当前的峰查找器不能够执行这样的技术。例如，一些峰查找器常常不具备针对这种变化的峰宽度自动调整参数的能力。其他峰查找器(如基于小波的峰查找器)可能无法识别小的叠加峰的特定模式下的宽峰，这可能会产生不一致的结果。当正确检测时，检测到的峰尤其可用于创建细菌质谱指纹库以及随后的细菌识别和表征。因此，正确表征谱中的所有峰可以是重要的。典型的峰查找器无法在这些场景下提供这样适当的峰表征，因为这些谱不满足关于峰宽度和噪声的典型假设。

本技术尤其通过提供能够自动检测重叠的不同宽度的峰的迭代过程来缓解上述问题。本技术针对特定分析实验设置识别主峰宽度的存在，并且这些主峰宽度可用于优化峰检测和表征的工作流程。作为示例，可以从频域(诸如小波空间)确定主峰宽度。例如，可以对强度信号执行小波变换以生成小波空间表示，并且可以生成尺度空间处理(SSP)响应信号。然后可以根据SSP响应信号中的局部最大值来确定主峰宽度。然后可以使用基于所确定的主峰宽度的参数来执行迭代峰检测。这种迭代峰检测允许将多个峰报告为处于大体上相同或相似的m/z位置但具有不同宽度的单独实体。然后，所识别的峰和峰特性可用于细菌指纹识别等。

图2描绘了用于执行质谱技术的示例质量分析系统200。在一些示例中，系统200可以是质谱仪。示例系统200包括离子源装置201、解离装置202、质量分析器203、检测器204以及计算元件，诸如处理器205和存储器206。作为一些示例，离子源装置201可以是基质辅助激光解吸/电离源或电喷雾离子源(ESI)装置。离子源装置201被示为质谱仪的一部分，或者可以是单独的装置。例如，解离装置202可以是基于电子的解离(ExD)装置或碰撞诱导解离(CID)装置。基于电子的解离(ExD)、紫外光解离(UVPD)、红外光解离(IRMPD)和碰撞诱导解离(CID)常用作串联质谱法(MS/MS)的碎裂技术。ExD可包括但不限于电子捕获解离(ECD)或电子转移解离(ETD)。CID是串联质谱仪中最常规的解离技术。如上所述，在自上而下和自中而下蛋白质组学中，完整或消化的蛋白质被电离并进行串联质谱法。例如，ECD是一种优先解离肽和蛋白质主链的解离技术。

质量分析器203可以是用于执行质量分析的任何类型的质量分析器，诸如三重四极系统、轨道阱系统、飞行时间(TOF)质谱仪、或傅里叶变换离子回旋共振质量分析器。检测器204可以是用于检测离子并生成本文讨论的信号的适当检测器。例如，检测器204可以包括电子倍增器检测器，其可以包括模数转换(ADC)电路系统。检测器204还可以是像电荷感应检测器。ADC检测器检测离子在检测器上的撞击以生成离子的计数或强度。像检测器(像电荷检测器)检测质量分析器中的离子的振荡以生成离子的计数或强度。

系统200的计算元件，诸如处理器205和存储器206，可以被包括在质谱仪本身中、位于质谱仪附近、或者位于远离质谱仪之处。一般而言，系统的计算元件可以与检测器204电子通信，使得计算元件能够接收从检测器204生成的信号。处理器205可以包括多个处理器并且可以包括任何类型的用于处理信号并生成本文讨论的结果的合适处理部件。取决于确切的配置，存储器206(尤其存储质量分析程序和用于执行本文公开的操作的指令)可以是易失性的(诸如RAM)、非易失性的(诸如ROM、闪存等)，或这两者的某种组合。系统200中还可以包括其他计算元件。例如，系统200可以包括存储装置(可移动和/或不可移动)，包括但不限于固态装置、磁性或光学盘或者带。系统200还可以具有诸如触摸屏、键盘、鼠标、笔、语音输入等的(一个或多个)输入装置和/或诸如显示器、扬声器、打印机等的(一个或多个)输出装置。诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)、点对点、蓝牙、RF等的一个或多个通信连接也可以并入系统200中。

图3描绘了示例质谱300和对应于质谱300的小波尺度空间绘图310。质谱300是图1中的并且在上面讨论的质谱100的一部分。示例质谱300的x轴为m/z且y轴为强度，其可以基于检测到的离子的计数。质谱的强度信号302是基于质谱系统检测到的离子而生成的。示例谱300包括彼此叠加的多个峰，这些峰具有各种宽度。

强度信号302可以通过各种信号处理方法转换到基于频率的域。作为一个示例，可以通过使用小波变换(诸如连续小波变换)将强度信号302转换到小波尺度空间。图3中将示例小波尺度空间绘图310描绘为与谱300对准。与谱300类似，小波尺度空间绘图310的x轴为m/z。小波尺度空间绘图300的y轴为小波尺度。小波尺度随着绘图310向下移动而增大。较大的小波尺度对应于较低的频率或较宽的小波。小波响应的强度由小波尺度空间绘图310中的颜色表示。因此，较低小波尺度处的强响应指示窄峰，并且较大小波尺度处的强响应指示较宽的峰。因此，本技术可用于根据对小波尺度空间和对应响应强度的分析来确定各种m/z位置处的主峰宽度。

图4描绘了示例尺度空间处理(SSP)响应绘图400、图3的小波尺度空间绘图310以及图3的示例谱300。SSP响应绘图400包括多个SSP响应信号412-416。SSP响应绘图400的x轴为小波尺度且y轴为小波响应。因此，相应的SSP响应信号412-416表示针对特定m/z起始位置的不同小波尺度处的来自小波尺度空间绘图310的SSP响应。

更具体地，SSP响应绘图400包括第一SSP响应信号412、第二SSP响应信号414和第三SSP响应信号416。第一SSP响应信号412是从约250的起始m/z位置生成的，第二SSP响应信号414是从约700的起始m/z位置生成的，并且第三SSP响应信号416是从约2200的起始m/z位置生成的。每个相应的起始位置由小波尺度空间绘图310上方的箭头指示。例如，第一SSP响应信号412的起始位置由第一箭头312指示，第二SSP响应信号414的起始位置由第二箭头314指示，并且第三SSP响应信号416的起始位置由第三箭头316指示。在图4的示例中，特定m/z起始位置是最低小波尺度处的特定局部最大值位置。应当注意，在其他实施方式中，特定m/z起始位置可以是最高小波尺度处的特定局部最大值位置。这些SSP响应信号(例如，412、414、416)是通过连接先前尺度局部最大值位置的m/z值的某个小邻域内的局部最大值而生成的。

起始位置可以手动设置或自动确定。例如，可以通过手动输入来识别多个峰，并且这些手动识别可以用作用来生成相应SSP响应信号的起始点。还可以通过识别超过阈值的较低小波尺度的小波响应值来识别起始位置。在其他示例中，起始点可以被设置为规则的m/z间隔(诸如0.1)，使得跨谱针对许多m/z位置生成SSP响应信号。

每个响应信号可以通过从相应的起始位置(例如，m/z位置和用于小波变换的最小小波尺寸)遍历小波尺度空间绘图310来分析小波响应强度而生成。SSP响应信号可以通过移动到先前点的邻域内的下一最近的最大响应值而遍历小波尺度空间至逐渐更大的小波尺寸来生成。下一最近的最大响应可能位于与起始位置相同的m/z位置处，或者位于容限内的不同m/z位置处。在遍历的每个点，小波响应强度被记录并用于形成相应的SSP响应信号。

SSP响应信号的令人关注的一个特性是SSP响应信号的路径长度。SSP响应信号的路径长度是在达到零(或另一最小阈值)小波响应之前SSP响应信号的长度。路径长度可以用小波尺度来测量。例如，SSP信号412具有约450的路径长度，而SSP信号416具有约1000的路径长度。路径长度可以用作关于强度信号中有多少可能性存在峰而不仅仅是噪声的指示符。例如，噪声通常具有较短的路径长度，而真实峰通常具有较长的路径长度。因此，大于路径长度阈值的路径长度可以指示真实峰而非噪声。

m/z位置处或附近的主峰宽度可以根据相应的SSP响应信号来确定。例如，主峰宽度可以根据SSP响应信号的相应局部最大值中的局部最大值来确定。作为示例，第二SSP响应信号414具有在约50的小波尺度位置处的第一局部最大值和在约210处的第二局部最大值。那些识别出的局部最大值指示约700的m/z起始点附近的峰的主峰宽度。换句话说，具有与约50和210的小波尺度对应的宽度的峰可以存在于质谱300中700的m/z位置处。该主峰信息可以用于优化峰查找算法并生成调整后信号，根据调整后信号可以检测和量化峰，如下文进一步讨论的。主峰信息还可用于定量分解重叠的不同尺寸的质谱峰。应当注意，参考图4描述的过程可以是迭代的，并且当达到特定噪声时该过程可以停止迭代。

图5描绘了具有原始强度信号302和基线强度信号304的图3和图4的示例谱300。基于上面讨论的所识别的主峰宽度，可以在原始强度信号内检测基线强度信号。可以基于在相应的SSP响应信号中检测到的局部最大值的数量来迭代地生成或检测基线强度信号。图5中的谱300描绘了这一迭代过程的一个步骤。应该注意的是，这只是定量分解重叠的不同尺寸的质谱峰的多种方式之一。

在谱300中，描绘了原始强度信号302以及基于根据第二SSP响应信号414确定的第一主峰宽度的第一基线强度信号304。例如，如上所述，SSP响应信号的第一局部最大值具有约50的小波尺度值。基线强度信号304是仅具有与大于50的小波尺度对应的特征(例如，更宽的特征)的原始强度信号302。换句话说，基线强度信号304等同于去除了小尺度特征(例如，对应于50或更小的小波尺度的特征)的原始强度信号302。

在建立了基线强度信号304的情况下，可以通过以下操作生成调整后强度信号：从原始强度信号302减去基线强度信号304来生成调整后强度信号。然后可以在调整后强度信号中识别或检测一个或多个峰。对调整后强度信号中的峰的检测可以通过多种多样的方法来完成。作为示例，检测调整后强度信号中的峰可以通过查找调整后强度信号中的局部最大值来实现。例如，可以对调整后强度信号执行小波变换以生成调整后强度信号的小波尺度空间表示。然后可以通过使用小波尺度空间表示来识别调整后强度信号的峰，诸如通过对来自新生成的小波尺度空间表示的SSP响应信号进行分析来识别。分解重叠的不同尺寸的质谱峰非常重要。在质谱法中，所关注的特征由多个峰表示，这些峰全都具有几乎相同的尺度(尺寸、宽度)或关于特定m/z位置的可预测尺寸。如果谱是简单的(即这些特征或相关区域没有重叠)，则解释这些特征并正确找到电荷状态会容易得多。这里公开的技术可以通过去除不同尺寸的谱特征的不相关强度来降低复杂性。

替代地或附加地，可以通过使用第一主峰宽度作为峰查找算法的最佳尺度来确定第一主峰宽度(例如，在该示例中50的小波尺度)。例如，峰查找算法的参数可以基于第一主峰宽度来调节，使得峰查找算法以具有第一主峰宽度或接近第一主峰宽度的宽度的峰为目标。是否对调整后强度信号执行另一小波变换的权衡是速度、灵敏度和特异性之间的差异。例如，执行另一小波变换可能导致额外的处理时间，但灵敏度和/或特异性可能增加。

然后可以将在调整后强度信号中识别的峰与其对应的峰特性一起添加到峰列表。峰特性可以包括诸如峰高度、峰宽度、峰面积、用于识别峰的最佳尺度、SSP响应路径长度、针对峰宽度的SSP响应值(例如，在第一局部最大值处的SSP响应值)和/或信噪比之类的特性。

然后可以使用基线强度信号304作为所关注的信号来重复上述过程(例如，将基线强度信号304视为下一次迭代的原始强度信号302)。继续上面的示例，可以基于在第二SSP信号414中识别的第二局部最大值来检测或生成第二基线强度信号。在本示例中，第二基线信号可以等于仅具有与大于210的小波尺度对应的特征(例如，比第一基线信号304甚至更宽的特征)的第一基线信号304。换句话说，第二基线信号可以等同于去除了具有小于第二主峰宽度(例如，210的小波尺度)的尺度的特征的基线强度信号304。

然后可以通过从第一基线强度信号减去第二基线强度信号来生成第二调整后强度信号。然后可以分析该第二调整后强度信号以检测或识别第二调整后强度信号中的峰。峰的检测可以以与上面关于来自第一调整后强度信号的峰的检测所讨论的方式类似的方式来执行，但是使用第二主峰宽度而不是第一主峰宽度。然后可以将在第二调整后强度信号中识别的峰与其对应的峰属性一起添加到峰列表。在SSP响应信号中识别出附加主峰宽度的示例中，该过程可以迭代地继续。然后，还可以将来自调整后强度信号的进一步迭代的任何附加识别的峰添加到峰列表。

然后可以将峰列表中的峰用于识别所分析的样品内的化合物和/或样品中此类化合物的量(例如，分析物的量)。例如，可以将峰列表中的峰与峰模式库中的峰列表进行比较。在峰列表中的峰与库中的峰模式匹配的情况下，可以基于该匹配来识别化合物。这种匹配的一个示例是使用质谱法进行细菌指纹识别。例如，峰列表可以有效地充当不同类型的细菌的指纹(例如，独特的模式)。一旦识别出该指纹或模式，就可以类似地识别样品中的细菌。

图6描绘了示出同位素峰的示例谱610、对应的小波尺度空间绘图620和尺度空间处理响应绘图600。上述迭代过程帮助识别如上面所讨论的共定位峰，但是该过程在其他场景中也很有用。例如，在谱包括均匀间隔的峰(例如谱610中所示的同位素峰)的情况下，对于每个窄峰(例如，在小的小波尺度处)可以出现强的小波响应，并且在与同位素峰的组合对应的较大尺度处可以出现相对强的小波响应。例如，同位素峰的组合看起来大致像跨m/z空间的大高斯曲线，其宽度比任何个体峰大得多。

这样的示例在小波尺度空间绘图620和SSP响应绘图600中可见。对于在m/z范围上的421.75处具有起始点622的SSP响应信号612，在各种小波尺度处可见局部最大值。通过针对每个局部最大值执行上述迭代过程，将揭示不存在与同位素峰的组合对应的超宽峰。因此，使用本技术还有另一益处。

图7A-图7B描绘了根据本技术的用于识别峰的示例方法700。方法700的操作可以由本文描述的系统的一个或多个部件来执行，诸如由一个或多个处理器来执行。在操作702处，访问质谱。该质谱是针对使用生成该质谱的质谱系统分析的样品的。可以从存储器中的存储访问质谱。作为操作702的一部分，质谱还可以由质谱系统生成。质谱包括强度信号，诸如上面讨论的强度信号。在操作702中访问的原始质谱的强度信号可以被称为原始强度信号。

在操作704处，对强度信号执行小波变换以生成强度信号的小波空间表示。小波变换可以是连续小波变换。在操作706处，生成尺度空间处理(SSP)响应信号。SSP响应信号表示在针对m/z位置的不同小波尺度处的尺度空间响应的强度，如上所述。在一些示例中，可以生成多于一个SSP响应信号。例如，SSP响应信号可以从不同的m/z起始位置生成。

在操作708处，识别SSP响应信号中的第一局部最大值的第一小波尺度。例如，可以分析SSP响应信号以确定SSP响应信号的局部最大值。第一局部最大值可以是具有最小小波尺度的局部最大值。第一小波尺度是SSP响应信号在第一局部最大值处的小波尺度。

基于在操作708中识别的第一小波尺度，在操作710中识别第一基线强度信号。第一基线强度信号可以是仅具有与大于第一小波尺度的小波尺寸对应的特征的强度信号。换言之，第一基线强度信号可以等同于去除了具有比第一小波尺度小的尺度的特征的原始强度信号。

在操作712处，基于原始强度信号和基线强度信号生成第一调整后强度信号。第一调整后强度信号可以通过从原始强度信号减去第一基线强度信号来生成。

在操作714处，检测第一调整后强度信号中的一个或多个峰。对第一调整后强度信号中的峰的检测可以通过多种多样的方法来完成。作为示例，第一调整后强度信号可以被转换为频域表示，并且可以至少部分地根据频域表示来识别峰。例如，可以对第一调整后强度信号执行小波变换以生成第一调整后强度信号的小波尺度空间表示。然后可以通过使用小波尺度空间表示来识别第一调整后强度信号的峰，诸如通过对来自新生成的小波尺度空间表示的SSP响应信号进行分析来识别。替代地或附加地，第一小波尺度可以用作峰查找算法的最佳尺度。例如，峰查找算法的参数可以基于第一小波尺度来调节，使得峰查找算法以具有与第一小波尺度对应的宽度的峰为目标。

在操作716处，将在操作714中检测到的一个或多个峰添加到峰列表。可以将峰与对应特性一起添加到峰列表。峰特性可以包括诸如峰高度、峰宽度、峰面积、用于识别峰的最佳尺度、SSP响应路径长度、针对峰宽度的SSP响应值(例如，在第一局部最大值处的SSP响应值)和/或信噪比之类的特性。

可选地，在操作717处，重新对基线强度信号进行小波和SSP分析，以及生成基线强度信号的小波空间表示，以及找到主小波尺度。应该注意的是，另一种选择是从SSP响应信号中一次找到所有主小波尺度并对它们全部进行迭代。

在操作718处，确定在操作706中生成的SSP响应信号中是否存在另一局部最大值(即，相对于前一局部最大值的下一局部最大值)。例如，如上所述，可以分析SSP响应信号以确定SSP响应信号的局部最大值。在一个示例中，下一局部最大值是第二局部最大值，其为具有第二最小的小波尺度的局部最大值。如果SSP响应信号中不存在另一局部最大值，则方法700进行到操作728。如果SSP响应信号中存在另一局部最大值，则方法700进行到操作720。

在一些示例中，可以通过对前一背景强度信号执行小波变换以生成前一背景强度信号的小波空间表示来确定下一小波尺度。然后可以根据前一背景强度信号的小波空间表示来生成另一(SSP)响应信号。然后可以使用新生成的SSP响应信号的局部最大值来确定下一小波尺度。通过对前一背景强度信号再次执行小波变换，可以实现对下一主峰宽度的潜在更准确的识别，因为去除小特征以生成前一背景强度信号的过程也可以去除噪声。

在操作720处，识别SSP响应信号中的下一局部最大值的下一小波尺度，并且基于下一小波尺度，检测或生成下一基线强度信号。下一基线强度信号可以是仅具有与大于下一小波尺度的小波尺寸对应的特征的前一基线强度信号。换言之，下一基线强度信号可以等同于去除了具有比下一小波尺度小的尺度的特征的前一基线强度信号。

在操作722处，基于前一基线强度信号和下一基线强度信号生成下一调整后强度信号。下一调整后强度信号可以通过从前一基线强度信号减去下一基线强度信号来生成。

在操作724处，可以检测下一调整后强度信号中的一个或多个峰。该一个或多个峰可以以与在操作714中检测到一个或多个峰类似的方式来识别。例如，可以将下一调整后强度信号转换为频域表示，并且可以至少部分地根据频域表示识别峰。例如，可以对下一调整后强度信号执行小波变换以生成下一调整后强度信号的小波尺度空间表示。然后可以通过使用小波尺度空间表示来识别下一调整后强度信号的峰，诸如通过对来自新生成的小波尺度空间表示的SSP响应信号进行分析来识别。替代地或附加地，下一小波尺度可以用作峰查找算法的最佳尺度。例如，峰查找算法的参数可以基于下一小波尺度来调节，使得峰查找算法以具有与下一小波尺度对应的宽度的峰为目标。

在操作726处，将下一调整后强度信号中检测到的一个或多个峰添加到峰列表。例如，在操作724中检测到的峰可以被添加到在操作716中使用的相同峰列表。峰可以与对应特性一起被添加到峰列表。

在操作728处，访问峰列表以检索峰用于各种分析。在一个示例中，访问峰列表以检索峰，从而基于峰列表中的峰和/或峰特性来识别针对其生成质谱的样品的化合物。例如，可以将峰列表中的峰与峰模式库中的峰列表进行比较。在峰列表中的峰与库中的峰模式匹配的情况下，可以基于该匹配来识别化合物。这种匹配的一个示例是使用质谱法进行细菌指纹识别。例如，峰列表可以有效地充当不同类型的细菌的指纹(例如，独特的模式)。一旦识别出该指纹或模式，就可以类似地识别样品中的细菌。再次，应当注意的是，图7A和图7B中所示的示例方法700是迭代的。示例方法700直到SSP响应信号中不再存在局部最大值(在操作718处检查)才会停止重复自己，并且示例方法700最终在操作728处结束。

图8描绘了根据本技术的用于识别峰的另一示例方法800。方法800的操作可以由本文描述的系统的一个或多个部件来执行，诸如由一个或多个处理器来执行。在操作802处，访问所分析的样本的质谱，该质谱包括强度信号。可以如上面所讨论的那样访问或生成质谱。在操作804处，将强度信号变换为指示质谱中的峰宽度的表示。例如，强度信号可以从其空间信号域空间(例如，原始m/z域空间)变换到频域。该变换可以通过基于傅里叶的变换、小波变换或其他类似的变换来完成。作为一个示例，可以经由小波变换来变换强度信号以生成强度信号的小波空间表示。

在操作806处，基于操作804中生成的表示，检查是否存在另一主峰宽度。可以通过该表示中的主响应信号来识别多个主峰宽度。在该表示是小波尺度空间表示的示例中，检测主峰可以包括从强度信号的小波空间表示生成尺度空间处理(SSP)响应信号。在一个示例中，然后可以识别SSP响应信号中的与第一主峰宽度对应的第一局部最大值，以及可以识别SSP响应信号中的与下一主峰宽度(即，在该示例中的第二主峰宽度)对应的下一局部最大值(即，在该示例中的第二局部最大值)。如果不存在另一主峰宽度，则方法800结束。如果存在另一主峰宽度，则方法800进行到操作808。

在操作808处，基于下一主峰宽度，可以生成下一基线强度信号。下一基线强度信号可以是仅具有与大于下一主峰宽度的峰宽度尺寸对应的特征的原始强度信号。换言之，下一基线强度信号可以等同于去除了具有小于下一主峰宽度的尺度的特征的原始强度信号。

在操作810处，基于原始强度信号和基线强度信号生成下一调整后强度信号。可以通过从原始强度信号减去下一基线强度信号来生成下一调整后强度信号。

在操作812处，检测下一调整后强度信号中的一个或多个峰。对下一调整后强度信号中的峰的检测可以通过多种多样的方法来完成。作为示例，下一调整后强度信号可以被转换为频域表示，并且可以至少部分地根据该频域表示来识别峰。例如，可以对下一调整后强度信号执行小波变换以生成下一调整后强度信号的小波尺度空间表示。然后可以通过使用小波尺度空间表示来识别下一调整后强度信号的峰，例如通过对来自新生成的小波尺度空间表示的SSP响应信号进行分析来识别。替代地或附加地，下一主峰宽度可以用作峰查找算法的最佳尺度。例如，峰查找算法的参数可以基于下一主峰宽度来调节，使得峰查找算法以具有与下一主峰宽度对应的宽度的峰为目标。然后可以将检测到的峰及其对应的峰特性添加到峰列表。然后操作812进行到操作804，并且下一基线强度信号被用作操作804中的强度信号以将其变换为指示峰宽度的表示。方法800迭代直到操作806处的判定为“否”。换句话说，当不再存在主峰宽度时，方法800结束。

然后可以基于峰列表中的峰和/或峰特性来识别针对其生成该质谱的样品的化合物。例如，可以将峰列表中的峰与峰模式库中的峰列表进行比较。在峰列表中的峰与库中的峰模式匹配的情况下，可以基于该匹配来识别化合物。这种匹配的一个示例是使用质谱法进行细菌指纹识别。例如，峰列表可以有效地充当不同类型的细菌的指纹(例如，独特的模式)。一旦识别出该指纹或模式，就可以类似地识别样品中的细菌。

本领域技术人员将认识到，本公开的方法和系统可以以多种方式实现，并且因此不受前述方面和示例的限制。换句话说，以硬件和软件或固件的各种组合由单个部件或多个部件执行的功能元件以及各个功能可以分布在客户端级或服务器级或两者的软件应用之间。就这一点而言，本文描述的不同方面的任何数量的特征可以组合成单个或多个方面，并且具有少于或多于本文描述的所有特征的替代方面是可能的。

功能也可以以现在已知或将要知道的方式整体或部分地分布在多个部件之间。因此，在实现本文描述的功能、特征、接口和偏好时，无数的软件/硬件/固件组合是可能的。此外，本公开的范围涵盖用于执行所描述的特征和功能以及接口的各种方式，以及本领域技术人员现在和以后将理解的可以对本文所描述的硬件或软件固件部件进行的那些变化和修改。另外，上面参考根据本公开的各方面的系统和方法的框图和/或操作图示描述了本公开的一些方面。框中标注的功能、操作和/或动作可以不按照任何相应流程图中所示的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时或以相反顺序执行或进行，这取决于所涉及的功能和实现方式。

此外，如本文和权利要求中所使用的，短语“元素A、元素B和元素C中的至少一个”旨在传达以下任一项：元素A，元素B，元素C，元素A和B，元素A和C，元素B和C，以及元素A、B和C。此外，本领域技术人员根据本文使用的测量技术将理解诸如“约”或“基本上”之类的术语传达的程度。到这些术语可能无法被本领域技术人员清楚定义或理解的程度上，术语“约”应意味着正负百分之十。

可以做出许多其他改变，这些改变对于本领域技术人员来说将是容易想到的并且被包含在本公开的精神内并且如所附权利要求中所定义。虽然为了本公开的目的已经描述了各个方面，但是可以做出完全在本公开的范围内的各种改变和修改。可以做出许多其他改变，这些改变对于本领域技术人员来说将是容易想到的并且被包含在本公开的精神内并且如权利要求中所定义。

Claims (20)

1.一种用于识别质谱中的峰的方法，所述方法包括：

访问为分析样品而生成的质谱，所述质谱具有强度信号；

对所述强度信号执行小波变换以生成所述强度信号的小波空间表示；

根据所述强度信号的所述小波空间表示生成尺度空间处理SSP响应信号；

识别所述SSP响应信号中的第一局部最大值的第一小波尺度；

基于所述第一小波尺度，检测第一基线强度信号；

从所述强度信号减去所述第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及

检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

识别所述SSP响应信号中的第二局部最大值的第二小波尺度；

基于所述第二小波尺度，检测第二基线强度信号；

从所述第一基线强度信号减去所述第二基线强度信号以生成第二调整后强度信号；以及

检测所述第二调整后强度信号中的一个或多个峰。

3.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括对所述第一调整后强度信号执行小波变换。

4.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括使用所述第一小波尺度作为峰查找算法的最佳尺度。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括：

将所述第一调整后强度信号中检测到的一个或多个峰添加到峰列表；以及

将所述第二调整后强度信号中检测到的一个或多个峰添加到所述峰列表。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括将检测到的一个或多个峰的特性包括在所述峰列表中，其中所述特性包括最佳尺度、SSP响应路径长度、SSP响应值和信噪比中的至少一者。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括基于所述峰列表中的峰来识别所述样品的化合物。

8.一种用于识别质谱中的峰的方法，所述方法包括：

访问质谱，所述质谱具有强度信号；

将所述强度信号变换为指示峰宽度的表示；

基于所述表示，检测多个主峰宽度，所述多个主峰宽度包括至少第一主峰宽度和第二主峰宽度；

基于所述第一主峰宽度，检测第一基线强度信号；

从所述强度信号减去所述第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及

检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

基于所述第二主峰宽度，检测第二基线强度信号；

从所述第一基线强度信号减去所述第二基线强度信号以生成第二调整后强度信号；以及

检测所述第二调整后强度信号中的一个或多个峰。

10.根据权利要求8所述的方法，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括对所述第一调整后强度信号执行小波变换。

11.根据权利要求8所述的方法，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括使用所述第一主峰宽度作为峰查找算法的最佳尺度。

12.根据权利要求8所述的方法，其中将所述强度信号变换为指示峰宽度的表示包括对所述强度信号执行小波变换以生成所述强度信号的小波空间表示。

13.根据权利要求12所述的方法，其中检测所述多个主峰宽度包括：

根据所述强度信号的所述小波空间表示生成尺度空间处理SSP响应信号；

识别所述SSP响应信号中的对应于所述第一主峰宽度的第一局部最大值；以及

识别所述SSP响应信号中的对应于所述第二主峰宽度的第二局部最大值。

14.根据权利要求8所述的方法，还包括基于所述第一调整后强度信号中检测到的一个或多个峰和第二调整后强度信号中的一个或多个峰中的至少一者来识别样品中的化合物。

15.一种用于执行质谱法的系统，所述系统包括：

离子源，被配置为电离样品以生成离子；

质量分析器和被配置为检测所述离子的检测器；

一个或多个处理器；以及

存储指令的存储器，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时使所述系统执行操作，所述操作包括：

基于检测到的离子，生成质谱的强度信号；

将所述强度信号变换为指示峰宽度的表示；

基于所述表示，检测多个主峰宽度，所述多个主峰宽度包括至少第一主峰宽度和第二主峰宽度；

基于所述第一主峰宽度，检测第一基线强度信号；

从所述强度信号减去所述第一基线强度信号以生成第一调整后强度信号；以及

检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述操作还包括：

基于所述第二主峰宽度，检测第二基线强度信号；

从所述第一基线强度信号减去所述第二基线强度信号以生成第二调整后强度信号；以及

检测所述第二调整后强度信号中的一个或多个峰。

17.根据权利要求15所述的系统，其中将所述强度信号变换为指示峰宽度的表示包括对所述强度信号执行小波变换以生成所述强度信号的小波空间表示。

18.根据权利要求17所述的系统，其中检测所述多个主峰宽度包括：

根据所述强度信号的所述小波空间表示生成尺度空间处理SSP响应信号；

识别所述SSP响应信号中的对应于所述第一主峰宽度的第一局部最大值；以及

识别所述SSP响应信号中的对应于所述第二主峰宽度的第二局部最大值。

19.根据权利要求15所述的系统，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括对所述第一调整后强度信号执行小波变换。

20.根据权利要求15所述的系统，其中检测所述第一调整后强度信号中的一个或多个峰包括使用所述第一主峰宽度作为峰查找算法的最佳尺度。