DE102004049918B4

DE102004049918B4 - Verfahren zur Massenspektrometrie

Info

Publication number: DE102004049918B4
Application number: DE200410049918
Authority: DE
Inventors: Robert Harold Knutsford Bateman; Jeffrey Mark Hyde Brown; Daniel James Northwich Kenny
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: JP2005166639A; JP4928724B2; CA2484769A1; DE102004049918A1; GB2407206B; GB2407206C; GB0422770D0; CA2484755A1; GB2407206A; DE202004015862U1; CA2484769C

Abstract

Verfahren zur Massenspektrometrie mit folgenden Schritten:
Bereitstellung eines Flugzeit-Massenanalysators, der einen Ionenspiegel, eine Ionenquelle und eine Flugregion stromaufwärts des Ionenspiegels aufweist;
Halten des Ionenspiegels in einer ersten Einstellung, wobei die Ionenquelle, die Flugregion und der Ionenspiegel auf einem ersten Satz von Potentialen gehalten werden;
Erhalt erster Massenspektraldaten, wenn der Ionenspiegel in der ersten Einstellung ist;
Halten des Ionenspiegels in einer zweiten Einstellung, wobei die Ionenquelle, die Flugregion und der Ionenspiegel auf einem zweiten Satz von Potentialen gehalten werden, der unterschiedlich von dem ersten Satz von Potentialen ist;
Erhalt zweiter Massenspektraldaten, wenn der Ionenspiegel in der zweiten Einstellung ist;
Bestimmung einer ersten Flugzeit von Fragmentionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis, wenn der Ionenspiegel in der ersten Einstellung ist;
Bestimmung einer zweiten unterschiedlichen Flugzeit von Fragmentionen mit dem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis, wenn der Ionenspiegel in der zweiten Einstellung ist;
Bestimmung eines vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses von Ausgangsionen, die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Massenspektrometrie.
Matrixunterstützte Laserdesorptionsionisation (”MALDI”) ist ein Verfahren zur Herstellung bzw. Erzeugung von Ionen von einer Analytsubstanz. Es ist eine besonders erfolgreiche Technik für die Erzeugung von Ionen großer organischer und biochemischer Moleküle, für die andere Ionisationstechniken weitgehend erfolglos sind. Das Analytmaterial wird in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst. Ein Tröpfchen der Lösung und ein Tröpfchen einer anderen Lösung eines geeigneten Matrixmaterials werden dann auf die Oberfläche einer Probe oder Zielplatte bzw. Targetplatte aufgebracht, so dass die beiden Lösungen sich mischen können. Die resultierende Lösung wird dann verdampft, und das Restmatrixmaterial und das Analytmaterial bilden kleine Kristalle. Die Probe oder Targetplatte wird dann in ein Massenspektrometer eingebracht, und die Probe oder Targetplatte wird mit einem gepulsten Laser bestrahlt. Die Kristalle werden normalerweise mit ultraviolettem Licht (UV) bestrahlt, obwohl Infrarotlicht (IR) mit bestimmten Matrixmaterialien verwendet werden kann.
Da die Ionen unter Verwendung eines gepulsten Laserstrahls generiert werden, werden die resultierenden Ionen in kurzen Pulsen erzeugt. Ein besonders geeigneter Typ von Massenspektrometern zur Analyse von Ionen, die aus einer ge pulsten Ionenquelle erzeugt sind, ist ein Flugzeitmassenspektrometer (”TOF”, engl.: Time Of Flight).
Lineare Flugzeitmassenanalysatoren sind bekannt, bei denen Pulse von Ionen mit einer hohen Spannung beschleunigt werden, typischerweise zwischen 10 kV und 30 kV. Die Zeit, die die Ionen benötigen, um durch das Flugrohr hindurch zu gehen und an dem Ionendetektor anzukommen, wird aufgezeichnet. Da die Ionen alle auf in etwa die gleiche kinetische Energie beschleunigt werden, werden die resultierenden Geschwindigkeiten der Ionen umgekehrt proportional zur Quadratwurzel ihrer Masse sein, unter der Annahme, dass die Ionen alle einfach geladen sind. Entsprechend ist die Zeit, die die Ionen zum Erreichen des Ionendetektors benötigen, auch proportional zur Quadratwurzel ihrer Masse.
In einer MALDI-Ionenquelle können Ionen innerhalb eines Geschwindigkeitsbereiches von der Oberfläche einer Proben- oder Targetplatte desorbiert werden. Es wurde bestimmt, dass die mittlere Geschwindigkeit der desorbierten Ionen näherungsweise unabhängig von dem Masse-Ladungs-Verhältnis der Ionen ist und typischerweise zwischen 300 bis 600 m/s beträgt. Die tatsächliche mittlere Geschwindigkeit der desorbierten Ionen hängt ab von der verwendeten Laserleistung und der Größe und Natur der Probe und der Matrixkristalle. Es wurde beobachtet, dass die desorbierten Ionen dazu neigen, einen beachtlichen Geschwindigkeitsbereich um die mittlere Geschwindigkeit herum aufzuweisen. Als Konsequenz werden sie in einem Flugzeitmassenspektrometer normalerweise einen großen Bereich an Ionenenergien aufweisen bzw. umfassen, was zu Problemen bei der Verwendung eines Flugzeit-Massenanalysators führen kann.
In einem linearen Flugzeit-Massenspektrometer ist die Ankunftszeit von Ionen an dem Ionendetektor abhängig von der Energie der Ionen. Entsprechend werden, wenn die Ionen, die von einer Ionenquelle abgegeben sind, einen Bereich an kinetischen Energien aufweisen, diese auch einen Bereich von Ankunftszeiten umfassen. Dies führt zu sehr breiten Massenpeaks und einer schlechten Massenauflösung.
Es ist bekannt, dieses Problem durch Verwendung eines Reflektrons anzugehen, bei dem Ionen um fast 180° reflektiert werden und dann durch einen Abschnitt des Flugrohres zu dem Ionendetektor zurückgehen bzw. zurückpassieren. Ionen, die vor ihrem Eintritt in das Reflektron eine relativ höhere anfängliche kinetische Energie aufweisen, werden daher weiter in das Reflektron eindringen, bevor sie reflektiert werden. Ionen mit relativ höheren kinetischen Energien werden daher eine größere Gesamtstrecke zurückzulegen haben. Auf diese Weise können Ionen, die anfänglich schneller und energetischer sind, dazu gebracht werden, dass sie eine größere Strecke zurücklegen, bevor sie auf den Ionendetektor auftreffen. Wenn der mittlere Flugweg in dem Reflektron entsprechend angeordnet bzw. eingerichtet wird, können die Ionen in erster Näherung eingerichtet bzw. eingestellt werden, dass sie an dem Ionendetektor im wesentlichen unabhängig von der kinetischen Energie, die sie bei Ankunft in der Beschleunigungsregion des Flugzeit-Massenanalysators aufweisen, ankommen. Die Verwendung eines Reflektrons resultiert daher in schmaleren beobachteten Massenpeaks und einer verbesserten Massenauflösung. Eine MALDI-Ionenquelle, die mit einem ein Reflektron umfassenden Flugzeit-Massenanalysator gekoppelt ist, kann daher eine höhere Massenauflösung erzielen als eine MALDI-Ionenquelle, die mit einem linearen Flugzeit-Massenanalysator ohne ein Reflektron gekoppelt ist.
Ein MALDI-Flugzeit-Massenanalysator mit einem Reflektron ist auch in der Lage, Fragmentionen, die aus Ausgangsionen bzw. Elternionen, die sich während des Fluges spontan auflösen, zu separieren und zu analysieren. Derartige Ausgangsionen sind im allgemeinen metastabile Ionen und das Verfahren der Auflösung bzw. Dekomposition während des Fluges wird im allgemeinen als Nachquellenverfall bzw. Post-Source-Decay (”PSD”) bezeichnet. Die Dekomposition von Ausgangsionen kann auch durch Kolision mit Gasmolekülen in bspw. einer Fragmentations- oder Kollisionszelle induziert bzw. verursacht werden. Solch ein Prozess wird im allgemeinen als kollisionsinduzierte Dekomposition (”CID”) bezeichnet.
Es kann angenommen werden, dass Fragmentionen, die in einer feldfreien Flugregion erzeugt werden, in erster Näherung im wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie ihre korrespondierenden Ausgangsionen beibehalten (obwohl in der Realität die Geschwindigkeit der Fragmentionen als Ergebnis der während der Dekompositionsreaktion freigelassenen Energie leicht erhöht oder erniedrigt werden kann). Daher werden in erster Näherung die Fragmentionen an dem Ionendetektor eines linearen Flugzeit-Massenspektrometers, der kein Reflektron aufweist, im wesentlichen zur gleichen Zeit wie irgendwelche korrespondierenden unfragmentierten Ausgangsionen ankommen. Ausgangsionen und korrespondierende Fragmentionen sind daher nicht substantiell zeitlich getrennt bei Verwendung eines linearen Flugzeit-Massenanalysators, der kein Reflektron aufweist. Wenn ein Massenspektrometer mit einem Reflektron verwendet wird, stellt sich die Situation anders dar. Da ein Fragmention im wesentlichen bzw. in etwa die gleiche Geschwindigkeit wie sein korrespondierendes Ausgangsion, jedoch eine geringere Masse aufweist, folgt, dass das Fragmention eine geringere kinetische Energie als sein korrespondierendes Ausgangsion haben muss. Wenn bspw. ein Ausgangsion ein Masse-Ladungs-Verhältnis von 2000 aufweist, und das Ausgangsion in ein Fragmention mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 1000 fragmentiert, wird das Fragmention nur die halbe kinetische Energie aufweisen, die das Ausgangsion ursprünglich hatte. Das Verhältnis der kinetischen Energien der Fragmentionen und Ausgangsionen wird gleich sein dem Verhältnis ihrer Massen. Da das Fragmention eine geringere kinetische Energie als sein korrespondierendes Ausgangsion haben wird, wird das Fragmention in eine flachere Tiefe in das Reflektron eindringen bzw. weniger weit in das Reflektron eindringen, und wird daher einen kürzeren Gesamtweg zurücklegen. Daher werden, wenn Fragmentionen entweder durch CID oder PSD in einem Massenspektrometer mit einem Reflektron gebildet werden, derartige Fragmentionen an dem Ionendetektor ankommen, bevor irgendwelche korrespondierenden in Beziehung stehenden unfragmentierten Ausgangsionen ankommen. Wenn das Reflektron optmimiert ist zum Reflektieren von Fragmentionen geringerer Energie, werden energetischere Ausgangsionen durch das Reflektoren nicht reflektiert werden, und daher können derartige Ausgangsionen in dem System verloren gehen. Es ist daher möglich, Fragmentionen von irgendwelchen entsprechenden unfragmentierten Ausgangsionen zu separieren unter Verwendung eines geeignet angeordneten Flugzeit-Massenanalysators, der ein Reflektron umfasst, und separat die Fragmentionen aufzuzeichnen und zu massenanalyisieren.
Die Analyse der Fragmentionen ist insbesondere nützlich bei der Bestimmung der Struktur und Identität korrespondierender Ausgangsionen. Für Biopolymer-Ionen kann es möglich sein, ihre molekulare Sequenz von Fragmentionen- und Ausgangsionendaten abzuleiten.
Zur Analyse von PSD-Fragmentionen kann ein Flugzeit-Massenanalysator, der ein Reflektron umfasst, verwendet werden. In einem Linearfeldreflektron wird die optimale Energiefokussierung an dem Ionendetektor erreicht, wenn die Flugzeit innerhalb des Reflektrons in etwa gleich der Gesamtflugzeit in der feldfreien Region stromaufwärts und stromabwärts des Reflektrons ist. Die Flugzeit von Fragmentionen in der Reflektronregion hängt ab von der Eindringtiefe der Fragmentionen in das Reflektron. Für Fragmentionen relativ niedriger Energie kann die Eindringtiefe in das Reflektron erhöht werden, so dass die Eindringtiefe von Ionen näher am Optimum liegt. Dies kann erreicht werden durch Heruntersetzen der Reflektronspannung. Die Reflektronspannung kann, bspw. durch eine Anzahl von Spannungseinstellungen, schrittweise verfahren bzw. gestepped werden. Eine 25%ige Reduktion der Reflektronspannung von Schritt zu Schritt kann verwendet werden zur progressiven Fokussierung von Fragmentionen mit niedrigeren Masse-Ladungs-Verhältnissen und somit niedrigeren kinetischen Energien. Ausgewählte Daten (oder Segmente individueller Massenspektren), die sich auf Ionen beziehen, die von jedem Schritt durch das Reflektron fokussiert sind, können dann zusammengeführt oder vereinigt werden, um ein einzelnes oder zusammengesetztes Massenspektrum, das sich auf alle verschiedenen Fragmentionen, die aus der Fragmentation eines bestimmten Ausgangsions erzeugt werden, zu bilden.
Ein bekanntes MALDI-Flugzeit-Massenspektrometer, das zur Analyse von Fragmentionen verwendet wird, umfasst ein zeitgesteuertes elektrostatisches Ablenkungssystem oder ein Ionengatter, das in einem Flugrohr stromaufwärts des Flugzeit-Massenanalysators positioniert ist. Das Ionengatter bzw. -gate ist derart angeordnet, dass nur Ionen mit einer bestimmten Geschwindigkeit passieren können. Die Zeitsteuerung des Ionengatters ist derart, dass nur Ausgangsionen in einem kleinen Bereich von Masse-Ladungs-Verhältnissen durch das Ionengatter transmittiert werden. Fragmentionen, die durch Fragmentation der Ausgangsionen stromaufwärts von dem Ionengatter erzeugt werden, werden ebenfalls mit im Wesent- lichen der gleichen Geschwindigkeit wie die entsprechenden unfragmentierten Ausgangsionen sich bewegen. Entsprechend werden derartige Fragmentionen auch durch das Ionengatter transmittiert, im wesentlichen zur gleichen Zeit wie die verwandten bzw. in Beziehung stehenden unfragmentierten Ausgangsionen. Daher erlaubt die Verwendung des Ionengatters die Aufzeichnung von Fragmentionen, die von lediglich einem bestimmten Ausgangsion (oder von einer kleineren Anzahl von Ausgangsionen) stammen.
Das bekannte Massenspektrometer leidet an einer Anzahl von Problemen, die mit der Verwendung eines zeitgesteuerten Ionengatters zur Auswahl bestimmter Ionen verbunden sind. Zeitgesteuerte Ionengatter haben den Nachteil, dass sie die Bewegung der Ionen von Interesse stören können, d. h. derjenigen Ionen, die durch das Ionengatter transmittiert werden sollen. Transmittierte Ionen können auch axial und/oder radial beschleunigt oder verzögert werden durch elektrische Streufelder von dem Ionengatter. Der schnelle elektronische Puls, der zum Gattern der Ionen benötigt wird, kann auch zu langsam sein oder überschießen oder oszillieren. Dies beeinflusst die Massenauflösung sowohl des Ausgangsions als auch des Fragmentions und die Gesamtionentransmission des Massenspektrometers in nachteiliger Weise. Fragmentionen niedriger Energie sind besonders anfällig bzgl. der Auswirkungen von elektrischen Streufeldern von dem Ionengatter.
Ein bekanntes Ionengatter, wie es in einem herkömmlichen Massenspektrometer verwendet wird, umfasst ein Bradbury-Nielson-Ionengatter. Ein Bradbury-Nielson-Ionengatter umfasst parallele Drähte, wobei Spannungen alternierender Polarität auf sukzessive bzw. aufeinanderfolgende Drähte zur Minimierung von Streufeldern aufgebracht werden.
Solch eine Anordnung leidet an dem Problem, dass die parallelen Drähte die Ionentransmission reduzieren können, da einige Ionen auf die Drähte treffen werden und neutralisiert werden.
Andere Effekte, die aus der Verwendung von Ionengattern folgen, können auch nachteilig sein. Bspw. können Ionen, die absichtlich durch ein Ionengatter abgelenkt werden, auf andere Teile des Massenspektrometers auftreffen und Streuionen (oder andere sekundäre Partikel) durch Sputtern, Sekundärionenemission, oberflächeninduzierte Dekomposition oder ähnliche Prozesse verursachen. Als Ergebnis kann die Beobachtung weniger intensiver Fragmentionen von weniger intensiven Ausgangsionen in komplexen Mischungen durch die Anwesenheit von gestreuten Ionen oder Sekundärionen, die durch absichtliche Ablenkung von häufiger vorkommenden Ionen, wenn das Ionengatter geschlossen ist, verschlechtert werden.
Ein weiteres Problem bei der Verwendung eines zeitgesteuerten Ionengatters ist, dass es die Aufzeichnung eines Fragmentionenspektrums für nur ein bestimmtes Ausgangsion zu einer Zeit bzw. gleichzeitig erlaubt. Daher ist es beispielsweise zur Charakterisierung einer komplexen Mischung von Peptidionen durch PSD notwenig, dass Ionengatter zum Durchlassen bzw. Transmittieren jedes individuellen Ausgangspeptidions in der Mischung abwechselnd einzustellen und separat das korrespondierende Fragmentionenspektrum für jedes Ausgangsion durch schrittweises Heruntersetzen der auf das Reflektron angewendeten Spannung aufzuzeichnen. Es kann daher sehr lange dauern, Fragmentionenspektren für alle Ausgangsionen zu erhalten. Ferner kann der herkömmliche Ansatz relativ kleine Proben verbrauchen, bevor sämtliche Ausgangsionen analysiert worden sind. Dieses Problem wird dadurch verstärkt, dass nicht alle Peptidionen brauchbare Fragmentionen durch PSD ergeben werden. Es wird jedoch nicht bekannt sein, welche Ausgangspeptidionen die brauchbarsten Daten liefern bis sämtliche Ausgangsionen individuell analysiert worden sind. Als Ergebnis kann viel Zeit und Probenmaterial bei dem Erhalt von PSD-Fragmentionendaten von weniger produktiven Ausgangspeptidionen oder weniger interessierenden Ausgangspeptidionen verbraucht werden. In einigen Fällen wird die Probe vollständig aufgebraucht, bevor irgendwelche brauchbaren oder interessanten bzw. interessierenden Daten erhalten worden sind.
Verschiedene Betriebsweisen von Reflektrons sind beispielsweise aus der US 5 160 840 A , der US 5 814 813 A , der WO 01/11660 A1 , der WO 99/27560 A2 und der DE 39 20 566 C2 bekannt. In ”A new method to study metastable fragmentation of clusters using a reflectron time-of-flight mass spectrometer” (Review of Scientific Instruments 2000, 71, 2033–2037) offenbaren L'Hermite et al. ein Verfahren zur Untersuchung der meterstabilen Fragmentierung von Clustern in einem Reflektron-Flugzeitmassenspektrometer, wobei Massenspektren unter Modifizieren einer Spannung des Reflektrons aufgenommen und eine Masse eines Vorläufers, der zu Fragmenten fragmentiert, aufgrund der durch die Modifizierung der Spannung bedingten Veränderung eines entsprechenden Peaks ermittelt wird.
Wenn andererseits ein zeitgesteuertes Ionengatter nicht in einen herkömmlichen Massenanalysator eingefügt ist, werden alle Fragmentionen, die von der Fragmentation aller der zahlreichen Ausgangsionen resultieren, gleichzeitig transmittiert und aufgezeichnet werden. Wenn daher die zu analysierende Probe eine komplexe Mischung unterschiedlicher Ausgangspeptidionen umfasst, wird das resultierende Massenspektrum unmöglich zu analysieren sein, da das Massenspektrum vollständig überschwemmt bzw. überzogen sein wird mit Massenpeaks und es nicht bekannt sein wird, welche der sehr zahlreichen beobachteten Fragmentionen welchen Ausgangsionen entsprechen. Als Folge wird es nicht möglich sein, beobachtete Fragmentionen bestimmten Ausgangsionen zuzuordnen, und daher kann keine brauchbare Information erhalten werden, wenn ein herkömmliches Massenspektrometer ohne Ionengatter verwendet wird.
Es wird daher angestrebt, ein verbessertes Verfahren zur Massenspektrometrie bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bereitgestellt.
Bei einem bevorzugten Verfahren umfassen die Schritte der Bestimmung der ersten Flugzeit der ersten Fragmentionen und der zweiten Flugzeit der ersten Fragmentionen die Erkennung, Bestimmung, Identifizierung oder Lokalisierung erster Fragmentionen in den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten, und die Erkennung, Bestimmung, Identifizierung und Lokalisierung entsprechender erster Fragmentionen in den zweiten Flugzeitdaten.
Der Schritt der Erkennung, Bestimmung, Identifizierung und Lokalisierung erster Fragmentionen in den ersten und/oder den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten umfasst vorzugsweise das Vergleichen eines Musters von Isotopenpeaks in den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten mit einem Muster von Isotopenpeaks in den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt des Vergleichens des Musters der Isotopenpeaks das Vergleichen der relativen Intensitäten von Isotopenpeaks und/oder der Verteilung der Isotopenpeaks. Der Schritt der Erkennung, Bestimmung, Identifizierung und Lokalisierung erster Fragmentionen in den ersten und/oder den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten kann auch, oder alternativ, das Vergleichen der Intensität der Ionen in den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten mit der Intensität der Ionen in den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten umfassen.
Vorzugsweise umfasst der Schritt der Erkennung, Bestimmung, Identifizierung oder Lokalisierung erster Fragmentionen in den ersten und/oder den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten das Vergleichen der Breite einer oder mehrerer Massenspektralpeaks in einem ersten Massenspektrum, das aus den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten hergestellt bzw. erzeugt ist, mit der Breite eines oder mehrerer Mas senspektralpeaks in einem zweiten Massenspektrum, das aus den zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten hergestellt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt der Bestimmung der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierten unabhängig oder ohne die Notwendigkeit von Wissen bzgl. der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der ersten Fragmentionen die Bestimmung aus einem Ausgangsionenmassenspektrum, ob ein oder mehrere Ausgangsionenmassenpeaks als in einem Bereich oberhalb oder unterhalb bzw. innerhalb von y% der vorhergesagten Masse oder des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierten, beobachtet werden.
Vorzugweise wird, wenn ein Ausgangsionenmassenpeak als innerhalb von y% der vorhergesagten Masse oder des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Herstellung der ersten Fragmentionen fragmentierten, liegend beobachtet wird, die Masse oder das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsionenmassenpeaks als genauere Bestimmung der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierten, angesehen.
In einer weiteren Ausführungsform wird, wenn mehr als ein Ausgangsionenmassenpeak beobachtet werden als innerhalb y% der vorhergesagten Masse oder des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen liegend, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierten, beobachtet werden, eine Bestimmung gemacht, welcher beobachtete Ionenmassenpeak dem wahrscheinlichsten Ausgangsion, das zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierte, korrespondiert oder entspricht. In einem derartigen Verfahren wird bevorzugt, dass eine Bestimmung gemacht wird, welcher beobachtete Ausgangsionenmassenpeak dem wahrscheinlichsten Ausgangsion entspricht oder in Beziehung steht, das zur Erzeugung erster Fragmentionen fragmentierte, dies unter Bezugnahme auf Dritte Flugzeit- oder Massenspektraldaten, die erhalten wurden, wenn der Ionenspiegel in einer dritten unterschiedlichen Einstellung gehalten wurde.
Vorzugsweise wird die Masse oder das Masse-Ladungs-Verhältnis des beobachteten Ausgangsionenmassenpeaks, der dem wahrscheinlichsten Ausgangsion entspricht oder mit diesem in Beziehung steht, das zur Herstellung der ersten Fragmentionen fragmentierte, als genauere Bestimmung der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen angenommen, die zur Erzeugung der ersten Fragmentionen fragmentierten.
In der bevorzugten Ausführungsform wird eine genauere Bestimmung der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der ersten Fragmentionen unter Verwendung der genaueren Bestim mung der Masse oder des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen durchgeführt.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun, rein beispielhaft, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein MALDI-Flugzeit-Massenspektrometer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
2 zeigt die elektrischen Potentiale, bei denen eine Ionenquelle, eine feldfreie Region und ein Reflektron gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gehalten werden;
3 zeigt ein Ausgangsionenmassenspektrum der Ausgangspeptidionen, die durch tryptisches Digestieren von ADH gebildet sind, wie es unter Verwendung eines herkömmlichen Massenspektrometers erhalten ist;
4A zeigt ein erstes unkalibriertes PSD-Massenspektrum der PSD-Fragmente der tryptischen Digestprodukte von ACTH, erhalten bei einer ersten Reflektorenspannung, und
4B zeigt ein korrespondierendes zweites unkalibriertes PSD-Massenspektrum der PSD-Fragmente der tryptischen Digestprodukte von ACTH, erhalten bei einer Aufrechterhaltung des Reflektrons auf einer zweiten Reflektronspannung, die etwa 4% niedriger war als die erste Reflektronspannung;
5A zeigt ein unkalibriertes PSD-Spektrum der PSD-Fragmente der tryptischen Digestprodukte von ADH, erhalten bei einer ersten Reflektronspannung, und
5B zeigt ein entsprechendes zweites unkalibriertes PSD-Massenspektrum von den PSD-Fragmenten der tryptischen Digestprodukte von ADH, erhalten bei einer Aufrechterhaltung des Reflektrons auf einer zweiten Reflektronspannung, die etwa 4% niedriger war als die erste Reflektronspannung;
6 verdeutlicht die Massen drei beobachteter Ausgangspeptidionen, die erhalten wurden aus einem Digest von ADH, sowie die Massen korrespondierender beobachteter Fragmentionen, die ausreichend waren, um das Protein eindeutig zu identifizieren;
7 zeigt ein annotiertes bzw. mit Erläuterungen versehenes unkalibriertes Massenspektrum, dass verschiedene PSD-Fragmentionen aufgrund der Fragmentation von drei Peptidionen, die von ADH, wie in 6 dargestellt, erhalten wurden zeigt;
8 zeigt fünf Ausgangspeptidionen, die aus einem tryptischen Digest von ADH erhalten wurden, die dann korrekt identifiziert wurden gemäß der bevorzugten Ausführungsform;
9 zeigt experimentelle MS/MS oder Fragmentations-Massenspektraldaten, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform erhalten wurden, bzgl. der Fragementation eines Ausgangspeptidions von ADH, das eine Nominalmasse von 2.312 Da hatte; und
10 zeigt a-, b- und y-Serienfragmentionen, die der Fragmentation eines Ausgangspeptidions mit einer nominalen Masse von 2.312 Da entsprechen, das abgeleitet bzw. deriviert wurde von einem tryptischen Digest von ADH.
Eine bevorzugte Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 zeigt ein bevorzugtes MALDI-Flugzeit-PSD-Massenspektrometer. Ein Laserstrahl wird vorzugsweise auf eine Proben- oder Zielplatte 2 gerichtet, die vorzugsweise auf einer Spannung V_S gehalten wird. Ionen werden vorzugsweise durch einen MALDI-Prozess an der Probe bzw. der Proben- oder Zielplatte 2 erzeugt. Eine Vorrichtung 3 zur zweistufigen verzögerten Extraktion (oder zum zeitverzögerten Fokussieren) kann zwischen der Proben- oder Zielplatte 2 und einer feldfreien oder Driftregion 5 vorgesehen sein, und falls sie vorgesehen ist, als einen Teil der Ionenquelle bildend angesehen werden. Die Vorrichtung 3 zur verzögerten Extraktion erhöht vorzugsweise die Energie von Ionen, die zunächst mit relativ niedrigen Energien von der Proben- oder Zielplatte 2 desorbiert werden. Ionen, die aus der Ionenquelle 4 austreten, werden vorzugsweise in eine feldfreie oder Driftregion 5 beschleunigt, die stromabwärts der Ionenquelle 4 angeordnet ist. Die Vorrichtung 3 zur verzögerten Extraktion durch Erhöhung der Energie von den Ionen mit niedrigerer Energie ermöglicht es, dass zunächst langsamere Ionen schnellere Ionen in der feldfreien oder Driftregion 5 einholen.
Die feldfreie oder Driftregion 5 umfasst vorzugsweise ein Flugrohr, das relativ zu der Ionenquelle 4 geerdet sein kann. Gemäß weniger bevorzugten Ausführungsformen kann jedoch das Flugrohr auf einer relativ hohen Spannung gehalten werden und die Ionenquelle 4 geerdet werden. Gemäß weiterer Ausführungsformen können das Flugrohr und/oder die Ionenquelle 4 bei unterschiedlichen bzw. anderen Potentialen oder Spannungen gehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Ausgangsionen, die aus der Ionenquelle 4 austreten und durch die feldfreie oder Driftregion 5 passieren, vorzugsweise eine kinetische Energie aufweisen, die in etwa gleich ist eV_S Elektronenvolt.
Ausgangsionen können absichtlich fragmentiert werden durch CID in einer optionalen Kollisions- oder Fragmentationszelle 6, die in der feldfreien Region 5 vorgesehen sein kann. Vorzugsweise wird jedoch metastabilen Ausgangsionen ermöglicht, zusätzlich oder alternativ spontan durch PSD zu fragmentieren, während die metastabilen Ausgangsionen die feldfreie oder Driftregion 5 passieren, dies ohne Unterstützung durch eine Kollisions- oder Fragmentationszelle 6.
Durch CID und/oder vorzugsweise durch PSD gebildete Fragmentionen treten vorzugsweise aus der feldfreien oder Driftregion 5 aus und passieren dann oder treten anderweitig in den Ionenspiegel 7 ein. Der Ionenspiegel 7 weist vorzugsweise ein Reflektron auf. Der Ionenspiegel ist vorzugsweise so angeordnet, dass er wenigstens einige der Fragmentionen wieder aus dem Ionenspiegel 7 herausreflektiert in Richtung eines Ionendetektors 8, der vorzugsweise stromabwärts des Ionenspiegels 7 angeordnet ist. Der Ionen detektor 8 kann bspw. einen Mikrokanalplattenionendetektor aufweisen.
Der Ionenspiegel 7 kann zunächst auf einer Spannung ein Potential, einer elektrischen Feldstärke oder einem Gradienten gehalten werden, 10 das Fragmentionen (die weniger kinetische Energie haben werden als korrespondierende unfragmentierte Ausgangsionen) im wesentlichen durch ein retardierendes elektrisches Feld innerhalb des Ionenspiegels 7 reflektiert werden, wohingegen unfragmentierte Ausgangsionen (die relativ höhere kinetische Energien aufweisen werden) durch den Ionenspiegel 7 nicht reflektiert werden. Entsprechend kann erreicht werden, dass zunächst relativ wenige oder im wesentlichen keine unfragmentierten Ausgangsionen durch den Ionenspiegel 7 reflektiert werden und somit die meisten, wenn nicht alle der unfragmentierten Ausgangsionen ohne reflektiert zu werden und somit ohne dem System verloren zu gehen weiter durch den Ionenspiegel hindurchlaufen bzw. passieren können.
Sobald die energetischsten Fragmentionen optimal durch den Ionenspiegel 7 reflektiert worden und anschließend massenanalysiert worden sind, wird die maximale Spannung, das maximale Potential, die maximale elektrische Feldstärke oder der maximale Gradient des Ionenspiegels oder des Reflektrons vorzugsweise progressiv in einer Folge bzw. Serie von kleinen und großen Dekrementen oder Schritten schrittweise heruntergefahren, in einer Weise, die weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben wird. Das schrittweise herunterfahren der Spannung, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten des Reflektrons auf diese Weise ermöglicht, dass Fragmentionen niedrigerer Energie durch den Ionenspiegel optimal reflektiert werden. Bei progressiv niedrigeren Einstellungen der Reflektronspannung, des Reflektronpotentials, der elektrischen Feldstärke des Reflektrons oder des Gradienten des Reflektrons werden sehr wenige, wenn überhaupt, unfragmentierte Ausgangsionen durch den Ionenspiegel 7 reflektiert werden. Daher wird das resultierende Massenspektrum sich fast ausschließlich auf Fragmentionen beziehen.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform die Variation bzw. Veränderung der Spannung, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten des Ionenspiegels 7 oder des Reflektrons umfasst, während die Spannung oder das Potential der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 im wesentlichen konstant bleiben, können gemäß weiteren Ausführungen das Potential des Ionenspiegels 7 oder des Reflektrons allgemeiner relativ zu entweder der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 variiert werden, d. h. das Potential der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 kann variiert werden, während, bspw. die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Ionenspiegels 7 oder des Reflektrons im wesentlichen konstant bleiben. Gemäß einer Ausführungsform kann das Potential der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 und/oder des Ionenspiegels 7 variiert werden.
2 zeigt, wie die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Ionenspiegels oder Reflektrons schrittweise mit der Zeit in einer Folge von kleinen und großen Dekrementen gemäß der bevorzugten Ausführungsform heruntergefahren werden kann. Zunächst werden vorzugsweise erste Flugzeit- oder Massenspektraldaten akquiriert, während der Ionenspiegel oder das Reflektron 7 auf einer relativ hohen Spannung, einem relativ hohen Potential, einer relativ hohen Feldstärke oder einem relativ hohen Gradienten VR1 relativ zu dem Potential der feldfreien oder Driftregion 5, welche vorzugsweise geerdet ist, gehalten wird. Da VR1 relativ hoch ist, werden die ersten Flugzeit oder Massenspektraldaten vorzugsweise einen relativ großen Anteil an energetischen Fragmentionen enthalten, da der Ionenspiegel 7 oder das Reflektron vorzugsweise auf einer Spannung, einem Potential, einer elektrischen Feldstärke oder einem Gradienten derart gehalten ist, dass relativ energetische Fragmentionen optimal reflektiert werden. Fragmentionen niedrigerer Energie werden ebenfalls reflektiert. Es ist auch möglich, jedoch nicht notwendigerweise speziell vorgesehen, dass einige Ausgangsionen niedriger Energie auch durch den Ionenspiegel 7 reflektiert werden können und somit in den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten beobachtet werden können.
Wenn die ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten verwendet werden zur Erzeugung eines Massenspektrums, wird nur ein begrenzter Abschnitt des Massenspektrums potentiell verwertbare Informationen liefern. Dies liegt darin begründet, dass der Ionenspiegel 7 oder das Reflektron auf einer Spannung, einem Potential, einer elektrischen Feldstärke oder einem Gradienten gehalten wurde, der optimiert wurde zum Reflektieren von Fragmentionen in einem relativ kleinen Bereich von Masse-Ladungs-Verhältnissen. Entsprechend wird ein Segment der resultierenden Flugzeit- oder Massenspektraldaten verwertbare Informationen liefern, und dieser verwertbare Abschnitt des Massenspektrums wird sich vorzugsweise auf relativ energetische Fragmentionen beziehen, und kann auch einige weniger energetische Ausgangsionen umfassen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird, wenn erste Flugzeit- oder Massenspektraldaten erhalten worden sind, die maximale Spannung, das maximale Potential, die maximale elektrische Feldstärke oder der maximale Gradient vorzugsweise um einen kleinen Schritt (bspw. etwa 4 bis 5%) auf eine etwas niedrigere Spannungseinstellung VR1' heruntergefahren. Da die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Reflektrons nicht um einen großen Betrag reduziert worden ist, werden im wesentlichen die gleichen Fragmentionen nach wie vor optimal durch den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron reflektiert. Zweite Flugzeit- oder Massenspektraldaten werden dann vorzugsweise akquiriert, während der Ionenspiegel 7 oder das Reflektron auf diesem zweiten, etwas niedrigeren Spannungswert, Potential, elektrischen Feldstärkenwert oder Gradienten VR1' gehalten wird. Obwohl im wesentlichen die gleichen Fragmentionen optimal reflektiert werden, wird es zu einer feststellbaren Zunahme in der beobachteten Flugzeit von Ionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis kommen, da die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient, die bzw. das auf den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron angewendet wird, reduziert worden ist. Als Ergebnis wird es zu einer beobachteten Differenz in der Flugzeit für Ionen mit einem bestimmten Masse-Ladungsverhältnis bei den zwei leicht unterschiedlichen Spannungen, Potentialen, elektrischen Feldstärken oder Gradienteneinstellungen des Reflektrons, VR1 und VR1', kommen. Die Differenz in der Flugzeit kann verwendet werden zur Bereitstellung einer genauen Vorhersage oder Abschätzung des Masse-Ladungs-Verhältnisses des Ausgangsions, das zur Erzeugung des beobachteten Fragmentions fragmentierte. Diese Vorhersage oder diese Abschätzung des Masse-Ladungs-Verhältnisses des Ausgangsions kann ausschließlich aus den Flugzeitdaten bezüglich der Fragmentionen abgeleitet werden und benötigt nicht die Durchführung eines Ausgangsionenscans. In ähnlicher Weise zu den ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten wird ein Segment der zweiten Flugzeit oder Massenspektraldaten brauchbare Informationen bereitstellen. Der brauchbare Abschnitt der zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten wird vorzugsweise im allgemeinen korrespon dieren mit im wesentlichen dem gleichen brauchbaren Abschnitt der ersten Flugzeit- oder Massenspektraldaten.
Die Akquisition der ersten und zweiten Flugzeit- oder Massenspektraldaten bei zwei leicht unterschiedlichen Reflektronspannungen oder leicht unterschiedlichen Potentialen relativ zu der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 (oder elektrische Feldstärken oder Gradienten) erlaubt die Berechnung der Masse-Ladungs-Verhältnisse der Fragmentionen, die optimal durch den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron reflektiert werden. In ähnlicher Weise kann das Masse-Ladungs-Verhältnis der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, zusätzlich oder alternativ genau bestimmt werden.
Zur Beobachtung und Identifizierung von Fragmentionen über einen weiten Bereich von Masse-Ladungs-Verhältnissen und zur Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die derartigen Fragmentionen entsprechen, wird die maximale Reflektronspannung vorzugsweise nach jedem kleinen Dekrement um ein großes Dekrement schrittweise heruntergefahren. Jedes große Dekrement kann bspw. eine Reduktion der Spannung, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten des Reflektrons oder des maximalen Potentials des Ionenspiegels 7 relativ zu der Ionenquelle 4 und/oder der feldfreien oder Driftregion 5 um etwa 25% umfassen.
In dem bestimmten, in 2 dargestellten Beispiel wird, nachdem der Ionenspiegel 7 oder das Reflektron auf einer zweiten Spannung, einem zweiten Potential, einer zweiten elektrischen Feldstärke oder einem zweiten Gradienten VR1' gehalten wurde und nachdem zweite Flugzeit- oder Massenspektraldaten bei dieser Einstellung akquiriert worden sind, die Spannung, das Potential, die elektrische Feld stärke oder der Gradient des Reflektrons vorzugsweise um ein großes Dekrement, beispielsweise 25% auf eine neue dritte Spannung VR2 heruntergestuft bzw. mit einem Schritt heruntergefahren. Dritte Flugzeit- oder Massenspektraldaten werden dann vorzugsweise bei dieser dritten Spannung, diesem dritten Potential, dieser dritten elektrischen Feldstärke oder diesem dritten Gradienten VR2 akquiriert. In ähnlicher Weise wie bei dem ersten kleinen Dekrement (bei dem die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient von VR1 auf VR1' reduziert wurde) wird die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient vorzugsweise wiederum um ein ähnliches kleines Dekrement (bspw. um 4 bis 5%) auf eine vierte Spannung, ein viertes Potential, eine vierte elektrische Feldstärke oder einen vierten Gradienten VR₂' heruntergesetzt. Vierte Flugzeit- oder Massenspektraldaten werden dann vorzugsweise bei dieser vierten Spannung, diesem vierten Potential, dieser vierten elektrischen Feldstärke oder diesem vierten Gradienten VR2' akquiriert.
Der Vorgang der Verminderung der Spannung, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten des Reflektrons in großen Dekrementen von bspw. 25% mit zwischenliegender Verminderung der Spannung, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten durch ein kleines Dekrement von bspw. 4 bis 5% wird vorzugsweise mehrere Male fortgeführt, bis ausreichende Flugzeit- oder Massenspektraldaten über den ganzen gewünschten Masse-Ladungs-Verhältnis-Bereich akquiriert oder erhalten worden sind. Gemäß einer Ausführungsform können die brauchbaren bzw. verwendbaren Abschnitte oder Segmente der Flugzeit- oder Massenspektraldaten, die bei jeder Reflektronspannung oder jedem relativen Ionenspiegelpotential akquiriert sind, aus jedem Flugzeit- oder Massenspektraldatensatz ausgewählt werden. Eine Vielzahl von verwendbaren Abschnitten oder Segmenten von Daten kann dann verwendet werden, wodurch ein oder mehrere zusammengesetzte Massenspektren gebildet werden können.
Die Verminderung des relativen Potentials des Ionenspiegels 7 oder die Verminderung der Reflektronspannung um bspw. 25% bei jedem großen Dekrement bedeutet, dass in dem dargestellten und unter Bezugnahme auf 2 beschriebenen Beispiel das Spannungsverhältnis VR2/VR1 gleich 0,75 ist. In ähnlicher Weise ist das Spannungsverhältnis VR3/VR2 gleich 0,75, und im allgemeinen ist das Spannungsverhältnis VRN/VRN-1 gleich 0,75. In ähnlicher Weise bedeutet die Verminderung der Reflektronspannung um 4% bei jedem kleinen Dekrement, dass das Spannungsverhältnis VR1'/VR1 gleich 0,96 ist. In ähnlicher Weise ist das Spannungsverhältnis VR2'/VR2 gleich 0,96 und allgemeiner das Spannungsverhältnis VRN'/VRN gleich 0,96.
Gemäß weiteren Ausführungsformen können große und/oder kleine Dekremente oder Schritte in der Ionenspiegel- oder Reflektronspannung oder dem relativen Potential kleiner oder größer als oben angegeben sein. Beispielsweise kann ein kleines Dekrement oder ein kleiner Schritt in der Spannung, dem relativen Potential, dem Potential, der elektrischen Feldstärke oder dem Gradienten des Ionenspiegelreflektrons < 1%, 1 bis 2%, 2 bis 3%, 3 bis 4%, 4 bis 5%, 5 bis 6%, 6 bis 7%, 7 bis 8%, 8 bis 9%, 9 bis 10% oder > 10% sein. Ein großes Inkrement oder ein großer Schritt in der Spannung, dem relativen Potential, dem Potential, der elektrischen Feldstärke oder dem Gradienten des Ionenspiegels oder des Reflektrons kann < 10%, 10 bis 15%, 15 bis 20%, 20 bis 25%, 25 bis 30%, 30 bis 35%, 35 bis 40%, 40 bis 45%, 45 bis 50% oder > 50% sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann zum Erhalt eines Massenspektrums über den gesamten gewünschten Masse-Ladungs-Verhältnisbereich die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um 10 bis 20 große Dekremente oder Schritte reduziert werden, wobei jedem großen Dekrement oder Schritt 10 bis 20 zwischenliegende kleine Schritte zugeordnet sind. Als Ergebnis kann die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegelreflektrons bspw. 20 bis 40 mal insgesamt vermindert werden, um ein vollständiges PSD-Spektrum mit ausreichenden Daten zur Bestimmung der Masse-Ladungs-Verhältnisse aller Fragmentionen und ihrer korrespondierenden Ausgangsionen über den Masse-Ladungs-Verhältnisbereich zu erhalten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons verändert, vorzugsweise reduziert, so dass zwei (oder mehrere) unabhängige Sätze bzw. Mengen von Flugzeit- oder Massenspektraldaten mit leicht unterschiedlichem Ionenspiegel- oder Reflektronspannungen oder entsprechenden unterschiedlichen relativen Potentialeinstellungen akquiriert werden. Die Messung zweier verschiedener bzw. unterschiedlicher Flugzeiten T_f, T_f' für die gleiche Spezies bzw. Art von Fragmentionen bei zwei leicht unterschiedlichen Ionenspiegel- oder Reflektronspannungen bzw. leicht unterschiedlichen Potentialeinstellungen macht es durch Lösung zweier gleichzeitiger bzw. simultaner Gleichungen möglich, sowohl das Masse-Ladungs-Verhältnis des beobachteten Fragmentions, als auch das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsions, das zur Erzeugung des Fragmentions fragmentierte, zu deduzieren bzw. abzuleiten.
Die Flugzeit T_f eines Fragmentions in einem Massenspektrometer gemäß der bevorzugten Ausführungsform unter Einbeziehung eines Reflektrons ist gegeben durch
wobei M_p die Masse eines einfach geladenen Ausgangsions, M_d die Masse des beobachteten einfach geladenen Tochter- oder Fragmentions, und die Koeffizienten a und b Instrumentenkoeffizienten, die abhängen von den bestimmten Spannungen, die auf die ionenoptischen Komponenten des Massenspektrometers angewendet bzw. aufgebracht werden, und den Dimensionen des Massenspektrometers, ist bzw. sind.
Der erste Teil der Gleichung
stellt die Flugzeit des Fragmentions von der Ionenquelle 4 bei Durchgang durch die feldfreie oder Driftregion 5 zum Erreichen des Eingangs des Ionenspiegels oder Reflektrons dar. Der zweite Teil der Gleichung
stellt die zusätzliche Flugzeit des Fragmentions, nachdem es in den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron eingetreten ist, die Richtung umgekehrt hat und aus dem Ionenspiegel 7 oder dem Reflektron zurückreflektiert wurde, dar. Der Koeffizient b ist umgekehrt proportional zu der Spannung des Ionenspiegels bzw. des Reflektrons oder dem relativen Potential. Daher werden mit einer Reduzierung der Ionenspiegel- oder Reflektronspannung die Fragmentionen eine längere Zeit in dem Ionenspiegel 7 oder Reflektron sich aufhalten, womit Koeffizient b ansteigen wird.
Die Koeffizienten a und b können berechnet werden, wenn sämtliche Instrumentenparameter bekannt sind. Vorzugsweise jedoch können die Koeffizienten a und b experimentell gemessen oder bestimmt werden unter Verwendung einer geeigneten Kalibrantzusammensetzung. Beispielsweise können die Flugzeiten einer Anzahl von bekannten PSD-Fragmentionen aus einer Kalibrierungszusammensetzung bei jeder unterschiedli chen Einstellung der Spannung, des relativen Potentials, des Potentials, der elektrischen Feldstärke oder des Gradienten des Ionenspiegels oder Reflektrons gemessen werden. Die Koeffizienten a und b können dann vorzugsweise experimentell bestimmt werden für jede unterschiedliche bzw. verschiedene Ionenspiegel- und/oder Reflektroneinstellung unter Verwendung der obigen Gleichungen. In erster Näherung kann der Koeffizient a als invariant mit der Ionenspiegel- oder Reflektronspannung oder dem relativen Potential angesehen werden, und somit muss Koeffizient a nicht notwendigerweise bei jeder Spannungseinstellung des Ionenspiegels oder Reflektrons neu berechnet werden.
Wenn die Spannung oder das relative Potential des Innenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement oder einen kleinen Schritt von bspw. 4 bis 5% reduziert wird, kann die sich ergebende längere Flugzeit T_f' einer bestimmten Spezies von Fragmentionen zusammen mit einem entsprechenden erhöhten Koeffizienten b' gemessen werden. Drei Koeffizienten a, b und b' können somit experimentell bestimmt werden. Sobald diese Instrumentenkoeffizienten für eine, zwei oder mehr als zwei Spannungen, relative Potentiale, Potentiale, elektrische Feldstärken oder Gradienteneinstellungen des Ionenspiegels oder Reflektrons bestimmt sind, können PSD-Spektren (d. h. Flugzeit- oder Massenspektraldaten) von einer unbekannten Substanz bzw. einem unbekannten Stoff akquiriert werden. Die PSD-Spektren für die unbekannte Substanz können bei im wesentlichen den gleichen Spannungs- oder relativen Potentialeinstellungen des Ionenspiegels oder Reflektrons, wie diese für die Kalibrierung verwendet wurden, erhalten werden. Gemäß anderen Ausführungsformen können die PSD-Daten der unbekannten Probe bei leicht oder wesentlich verschiedenen Spannungen oder relativen Potentialeinstellungen bzgl. der Spannung oder den relativen Potentialeinstellungen, bei denen die Instrumen tenkoeffizienten bestimmt wurden, akquiriert werden. Entsprechend können die Instrumentenkoeffizienten a, b und b' durch Interpolation oder unter Bezugnahme auf eine Kalibrierungskurve bestimmt werden. Wenn die Instrumentkoeffizienten bestimmt sind, können die PSD-Spektren (d. h. Flugzeit- oder Massenspektraldaten) analysiert werden zur Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses des beobachteten Fragmentions und/oder zur Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses des Ausgangsions, von dem das Fragmention abgeleitet ist bzw. wurde.
Es wird verstanden werden, dass wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons verändert wird (bspw. reduziert), die resultierende Änderung (bspw. Zunahme) in der Flugzeit ΔT_f für eine bestimmte Spezies von Fragmentionen proportional zu der Veränderung des Koeffizienten b sein sein wird, der abhängig ist von der Spannung oder dem relativen Potential des Ionenspiegels oder des Reflektrons:
wobei Δb = b' – b ist. Da T_f _, ΔT_f _, a, b, b' (und somit Δb) alle bekannt sind, kann durch Lösung der zwei obigen simultanen Gleichungen sowohl das Masse-Ladungs-Verhältnis M_d des Fragmentions als auch das Masse-Ladungs-Verhältnis M_p des korrespondierenden Ausgangsions bestimmt werden. Das Masse-Ladungs-Verhältnis M_p des Ausgangsions und das Masse-Ladungs-Verhältnis M_d des Fragmentions sind gegeben durch:
Nachdem das Masse-Ladungs-Verhältnis der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der beobachteten Fragmentionen fragmentierten, vorausgesagt oder abgeschätzt wurde, kann ein herkömmliches Massenspektrum der Ausgangsionen erhalten werden, akquiriert werden oder es kann auf derartige Massenspektren Bezug genommen werden. Vorausgesagte Masse-Ladungs-Verhältnisse der Ausgangsionen auf der Grundlage der PSD-Akquisition der Fragmentionen können dann angepasst und verglichen werden mit den Ausgangsionen, die in dem Ausgangsionenmassenspektrum erhalten wurden. Nachdem das Masse-Ladungs-Verhältnis eines Ausgangsions vorausgesagt ist und das vorausgesagte Ausgangsion mit einem tatsächlichen Ausgangsion in einem Ausgangsionenmassenspektrum verglichen bzw. abgeglichen bzw. angepasst (gematcht) wurde, ist es möglich, die Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses M_d des Fragmentions zu verbessern durch Verwendung des experimentell bestimmten Wertes des Masse-Ladungs-Verhältnisses M_p des Ausgangsions in den obigen Gleichungen. Als Ergebnis können das Masse-Ladungs-Verhältnis eines Ausgangsions und das Masse-Ladungs-Verhältnis seines korrespondierenden Fragmentions sehr genau bestimmt werden.
Zur Verdeutlichung der Wirksamkeit der bevorzugten Ausführungsform wurde ein 10 pmol tryptisches Proteindigest von Alkoholdehydrogenase (ADH1 (Hefe)), beschafft von Waters Inc., Milford, USA, analysiert.
3 zeigt ein kalibriertes Ausgangsionenmassenspektrum der verschiedenen Peptidionen, die aus der Digestion von ADH resultierten. Das Ausgangsionenmassenspektrum wurde akquiriert in einer herkömmlichen Weise.
Bevor die Probe von ADH gemäß der bevorzugten Ausführungsform analysiert wurde, wurde das Massenspektrometer zunächst kalibriert. Zur Kalibrierung des Massenspektrometers für Multiplex-PSD wurden 10 pmol eines einzelnen spezifischen Peptides ACTH (adrenocorticotropisches Hormon, Clip 18–39) geladen. ACTH wurde verwendet, da das PSD-Fragmentationsspektrum für ACTH von vorangegangener experimenteller Arbeit bekannt war. Das erste PSD-Fragmentationsmassenspektrum von ACTH wurde dann akquiriert, und ein zweites PSD-Fragmentationsmassenspektrum wurde akquiriert durch Verminderung der Reflektronspannung um ein kleines Dekrement von etwa 4%.
4 zeigt ein Segment eines unkalibrierten Massenspektrums, das erhalten wurde bei Aufbringung bzw. Anwendung einer (maximalen) Spannung von 13.000 V auf das Reflektron 7 eines Massenspektrometers gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Reflektrons war derart, dass nur einige PSD-Fragmentionen optimal durch das Reflektron reflektiert wurden. 4B zeigt ein Segment eines korrespondierenden unkalibrierten Massenspektrums, das akquiriert wurde, wenn die Spannung, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient, die bzw. das auf das Reflektron aufgebracht wurden, anschließend um ein kleines Dekrement von etwa 4% auf eine (maximale) Spannung von 12.500 V vermindert wurde. Die Beschleunigungsspannung für die in den 4A und 4B gezeigten Daten betrug 14.059 V. Der Abschnitt und das Segment der Flugzeit- oder Massenspektraldaten, der bzw. das in 4A und 4B gezeigt ist, entspricht den Fragmentionen mit derartigen Energien, dass sie optimal durch das Reflektron 7 fokussiert wurden.
Die x-Achsen-Skala, die in 4A und 4B gezeigt ist, ist unkalibriert und stellt beliebige Einheiten proportional zur Quadratwurzel der Flugzeit der Fragmentionen dar. Die Flugzeiten T_f, T_f' bei zwei unterschiedlichen Reflektronspannungen (13.000 V und 12.500 V) für bestimmte bekannte Fragmentpeaks oder Fragmentionen wurden zur Berechnung und Kalibrierung von Koeffizienten a und b verwendet, wenn die Reflektronspannung auf 13.000 V eingestellt war und zur Berechnung der Kalibrierungskoeffizienten a und b', wenn die Reflektronspannung auf 12.500 V eingestellt war. Somit wurden Instrumentenkoeffizienten a, b, b' und Δb für beide Reflektronspannungseinstellungen bestimmt.
Nachdem das Massenspektrometer bei zwei unterschiedlichen Spannungen, Potentialen, elektrischen Feldstärken oder Gradienteneinstellungen des Reflektrons unter Verwendung der Probe ACTH kalibriert war, konnte die Probe von ADH analysiert werden, um zu überprüfen, ob das Verfahren der bevorzugten Ausführungsform in der Lage war, die Probe als ADH zu erkennen. Eine Probe von Digestprodukten von ADH wurde auf die Proben- oder Targetplatte 2 des Massenspektrometers gemäß der bevorzugten Ausführungsform geladen, und Flugzeit- oder Massenspektraldaten wurden unter den gleichen experimentellen Bedingungen, wie sie für die Kalibrierung des Massenspektrometers unter Verwendung der Probe von ACTH verwendet wurden, kalibriert. Zwei resultierende unkalibrierte Massenspektren bezüglich der Analyse der ADH-Probe bei Reflektronspannungen von 13.000 V und 12.500 V sind in den 5A bzw. 5B dargestellt.
Die x-Achsen-Skala in den 5A und 5B ist unkalibriert und stellt schlicht beliebige Einheiten proportional zu der Quadratwurzel der Flugzeit der Fragmentionen dar. Die Flugzeiten T_f, T_f' und daher der Wert von ΔT_f für die Fragmentpeaks bzw. Fragmentionen der gleichen Spezies wur den bestimmt nach einer zunächst durchgeführten Bestimmung zur Identifizierung und Korrelierung übereinstimmender Fragmentpeaks oder korrespondierender Fragmentionen in den beiden Massenspektren. Einige der Peaks, von denen bestimmt wurde, dass sie die gleiche Spezies von Fragmentionen repräsentieren oder der gleichen Spezies entsprechen, sind zusammenhängend durch Pfeile in den 5A und 5B dargestellt. Das Masse-Ladungs-Verhältnis des Fragmentions und das Masse-Ladungs-Verhältnis des korrespondierenden Ausgangsions wurden dann für jedes beobachtete Fragmention berechnet.
Der Vorgang der Erkennung von Peaks oder Fragmentionen als der gleichen Spezies von Fragmentionen korrespondierend oder sich hierauf beziehend in zwei unterschiedlichen Massenspektren (die bei zwei leicht unterschiedlichen Spannungen oder relativen Potentialen des Ionenspiegelreflektrons erhalten wurden) kann durch visuelle Inspektion oder vorzugsweise durch automatische Bestimmung durchgeführt werden.
Wenn die Spannung, das relative Potential, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Reflektrons um ein kleines Dekrement oder einen kleinen Schritt von bspw. 4 bis 5 vermindert wird, dann ist es bekannt, dass Fragmentionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis nun eine längere Zeit in dem Ionenspiegel 7 oder dem Reflektron verbringen werden. Entsprechend werden die beobachteten Massenpeaks, die den Fragmentionen entsprechen, in der gleichen Richtung, d. h. in Richtung einer längeren Flugzeit verschoben erscheinen. Peaks können auch oder zusätzlich als der gleichen Spezies von Fragmentionen zugeordnet erkannt oder verglichen bzw. zugeordnet werden in zwei unterschiedlichen Massenspektren auf der Grundlage von Ähnlichkeiten in der Höhe und/oder Breite der beobach teten Massenpeaks der beiden Massenspektren. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Fragmentionen der gleichen Spezies in den zwei Massenspektren erkannt werden durch Vergleich oder Korrelation des Musters der isotopen Peaks in den beiden Massenspektren.
Die Genauigkeit der Masse-Ladungs-Verhältnisse der vorhergesagten Ausgangsionen, bestimmt ausschließlich aus den PSD-Fragmentionendaten (d. h. den Flugzeit- oder Massenspektraldaten) bzgl. der ADH-Probe, wurde als +/–1%, wenn nicht sogar besser, bestimmt, wie in größeren Einzelheiten unten unter Bezugnahme auf die in 6 dargestellten Ergebnisse gezeigt wird. Ein derartiges Fehlerfenster ist vergleichbar der Ausgangsionenauflösung unter Verwendung eines konventionellen Massenspektrometers mit einem Ionengitter. Der vergleichbare Grad an Genauigkeit wurde jedoch vorteilhafterweise unter Verwendung eines Massenspektrometers ohne ein Ionengatter erhalten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wurde für jedes Fragmentpeak oder jedes Fragmention das Masse-Ladungs-Verhältnis des korrespondierenden Ausgangsions vorhergesagt. Vorzugsweise kann angenommen werden, dass der intensivste Peak oder das intensivste Ausgangsion das experimentell in einem korrespondierenden herkömmlich erhaltenen Ionenmassenspektrum (oder Vorläufermassenspektrum), das innerhalb eines Fehlerfensters von 1% oder 2% um das vorhergesagte Ausgangsionen-Masse-Ladungs-Verhältnis liegt, den vorhergesagten Ausgangsionen entspricht bzw. mit diesen korrespondiert. Das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsions, von dem bestimmt ist, dass es dem vorhergesagten Ausgangsion entspricht und wie es experimentell von dem Ausgangsionenmassenspektrum abgeleitet ist, kann dann als der genaueste Wert des Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsions angenommen werden. Das genau experimentell bestimmte Ausgangsionen-Masse-Ladungs-Verhältnis kann dann als besonders genau angesehen werden, und kann dann verwendet werden oder zurückgespeist werden in die simultanen Gleichungen, wie sie oben angegeben wurden, zur genaueren Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses des beobachteten Fragmentions. Die Massenmessgenauigkeit der Fragmentionen gemäß diesem Ansatz ist wenigstens so genau, wenn nicht genauer, als die Genauigkeit, die erzielbar ist unter Verwendung eines herkömmlichen Massenspektrometers. Typische Fehler bei der Bestimmung der Masse des Fragmentions sind kleiner als 1 Dalton, vorzugsweise kleiner als 0,5 Dalton.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform können Daten aus dem Ausgangsionenmassenspektrum verwendet werden zur Erkennung von Massenpeaks, die sich auf die gleichen Spezien von Fragmentionen in zwei Massenspektren, die bei leicht unterschiedlichen Ionenspiegel- oder Reflektronspannungen oder relativen Potentialeinstellungen erhalten wurden, beziehen oder diesen entsprechen. Ein Ausgangsionenmassenspektrum kann bspw. analysiert werden, um eine Liste von bekannten Ausgangsionen-Masse-Ladungs-Verhältnissen bereitzustellen. Die experimentell bestimmten Ausgangsionen-Masse-Ladungs-Verhältnisse können dann jeweils in den oben angegebenen simultanen Gleichungen verwendet werden zur Berechnung einiger oder aller theoretisch möglicher Masse-Ladungs-Verhältnisse, die jedes Fragmention, das in einem ersten Massenspektrum, das bei einer ersten Spannung oder einem ersten relativen Potential des Ionenspiegels erhalten wurde, auf der Grundlage der bestimmten bzw. festgestellten Flugzeit des jeweiligen Fragmentions hätte. In ähnlicher Weise kann jedes experimentell bestimmte Ausgangsionen-Masse-Ladungs-Verhältnis verwendet werden zur Berechnung einiger oder aller theoretisch möglicher Masse-Ladungs-Verhältnisse, die jedes Fragmention, das in einem zweiten Massenspektrum, das bei einer zweiten Spannung oder einem zweiten relativen Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons erhalten wurde, hätte, basierend auf der bestimmten bzw. festgestellten Flugzeit des jeweiligen Fragmentions. Entsprechend können für jedes Fragmention eine ganze Serie von theoretisch möglichen Kandidatfragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnissen berechnet werden. Die Anzahl der möglichen Kandidatfragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnisse korrespondiert vorzugsweise mit der Anzahl der beobachteten Ausgangsionen. Durch Vergleich der Liste der theoretisch möglichen Kandidatenfragmentionen-Masse-Ladungsverhältnisse für beide Massenspektren ist es dann möglich, nach theoretisch möglichen Fragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnissen in jedem Massenspektrum zu suchen, die einander innerhalb eines spezifizierten Masse-Ladungs-Verhältnis-Fensters entsprechen bzw. übereinstimmen, welches kompatibel mit der erwarteten Genauigkeit der Messung des Masse-Ladungs-Verhältnisses ist. Auf diese Weise kann die Erkennung der gleichen Spezies von Fragmentionen in zwei Massenspektren, die bei leicht unterschiedlichen Spannungen oder relativen Potentialen des Ionenspiegels oder Reflektrons erhalten werden, einfacher automatisiert werden.
Zur Darstellung bzw. Verdeutlichung des bevorzugten Prozesses der Erkennung, dass Fragmentionenmassenpeaks in zwei Massenspektren, die bei leicht unterschiedlichen Spannungen oder relativen Potentialen des Ionenspiegels oder des Reflektrons erhalten werden, mit der gleichen Spezies von Fragmentionen korrespondieren, kann angenommen werden, dass jedes beobachtete Fragmention in dem Massenspektrum, das aus dem PSD von Petidionen, die von ADH abgeleitet sind, wie in 5A und 5B gezeigt, seinen Ursprung hat, in einem der vier intensivsten Ausgangspeptidionen, die in dem Ausgangsionenpeptidionenmassenspektrum der tryptischen Digestproduktevon ADH-Protein, wie es in 3 gezeigt ist, beobachtet werden. Durch Anwendung der obigen simulta nen Gleichungen, können vier unterschiedliche tentative bzw. mögliche Fragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnisse vorgeschlagen werden für jedes beobachtete Fragmention in dem in 5A und 5B dargestellten Massenspektrum. Nur eine der vier tentativen Fragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnisse wird tatsächlich korrekt sein.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann für das gleiche Kandidatenausgangsion angestrebt werden, vorhergesagte Fragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnisse innerhalb einer spezifischen Toleranz (bspw. +/–1 Dalton) abzugleichen bzw. miteinander zu vergleichen. Das Fragmentionen-Masse-Ladungs-Verhältnis, das die nächste Übereinstimmung für das gleiche Ausgangsion darstellt, zeigt die korrekte Zuordnung an.
In einigen Fällen, bei denen es bspw. zahlreiche unterschiedliche Ausgangsionen gibt, kann es möglich sein, dass zwei nicht miteinander in Beziehung stehende Fragmentionen (fälschlicherweise) dem scheinbar gleichen Ausgangsion entsprechen bzw. mit diesem in Beziehung zu stehen scheinen. Derartige potentielle falsche Zuordnungen können vorzugsweise bspw. vermieden werden, indem auch die Peakintensitäten und/oder Peakformen oder -profile von den zwei Fragmentationsmassenspektren miteinander verglichen werden. Inkorrekte Zuordnungen können auch vermieden werden durch zusätzliches oder alternatives Akquirieren eines dritten (oder noch weiteren) PSD-Massenspektrums, das einem zweiten oder weiteren kleinen Dekrement oder Schritt in der Spannung, dem relativen Potential, dem Potential, der elektrischen Feldstärke oder dem Gradienten des Ionenspiegels oder Reflektrons entspricht, d. h. jedem großen Dekrement in der Spannung oder dem relativen Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons können zwei oder mehr kleine Dekremente, im Gegensatz zu lediglich einem, wie gemäß der bevorzugten Ausführungsform, zwischengeschaltet werden. Die Daten von dem dritten (oder weiteren) Flugzeitdaten- oder Massenspektrum können dann auf ähnliche Weise verarbeitet werden und verwendet werden, um die Ergebnisse der ersten zwei PSD-Massenspektren zu bestätigen bzw. zu widerlegen. Dritte (oder weitere) Flugzeitdaten- oder Massenspektraldaten können auch verwendet werden zur Auflösung zweier Fragmentpeaks, wenn diese sich in einem der Massenspektren überlappen sollten.
6 zeigt drei Ausgangspeptidionen und korrespondierende Fragmentionen, die beobachtet wurden aus der Analyse der ADH-Peptidmischung gemäß der bevorzugten Ausführungsform. Die experimentell berechneten Massen jedes Fragmentions wurden verglichen mit den theoretischen (oder gemäß Lehrbuch zu erwartenden) Massen der Fragmentionen. Die theoretischen (oder gemäß Lehrbuch zu erwartenden) Massen der Fragmentionen wurden aus ihren bekannten Sequenzen berechnet. Die Ausgangs- und Fragmentionen wurden auch bezüglich theoretisch abgeleiteter Peptidfragmentmassen verglichen bzw. abgeglichen bzw. auf Übereinstimmungen geprüft unter Verwendung der mit MASCOT(RTM)-Datenbank-Suchsoftware der Matrix Science Ltd., U.K. ADH1 Hefe bzw. ADH1 Yeast wurde unzweideutig aus den experimentellen PSD-Fragmentationsdaten identifiziert. Die wahrscheinlichkeitsbasierte Mowse-Bewertung von 81 deutete an, dass die eingegebenen Fragmentationendaten fast sicher ihren Ursprung in ADH hatten, da Bewertungen größer 32 eine wahrscheinliche Identifikation eines Proteins anzeigen. Die zuversichtliche Identifizierung des Proteins wird auf die Spezifität der Fragmentationendaten zurückgeführt. Die Identifikation des Proteins durch das Verfahren der Peptidmassenfingerabdruckbestimmung bzw. des Peptidmassenfingerprintings alleine (d. h. Eingabe lediglich dreier Ausgangsionenmassen) war nicht möglich unter Verwendung von Mascot (RTM).
7 zeigt ein annotiertes bzw. mit Anmerkungen versehenes, jedoch unkalibriertes Multiplex-PSD-Spektrum von ADH, das unterschiedliche Fragmentionen anzeigt, die aufgrund von PSD der drei Ausgangspeptidionen, wie in 6 beschrieben, gebildet wurden, dies unter Verwendung von HSCOT (RTM) zur Zuordnung bzw. zum Abgleich. Die Skala der X-Achse ist unkalibriert und stellt lediglich beliebige Einheiten proportional zur Quadratwurzel der Flugzeit der Fragmentionen dar. In diesem Beispiel wurden die Daten akquiriert durch Reduzierung der Reflektronspannung durch ein kleines Dekrement von 4%. Zahlreiche unterschiedliche Fragmentionen wurden beobachtet und identifiziert. Die Reflektronspannung wurde progressiv reduziert um große Dekremente von 25%, so dass Fragmentionen mit niedrigeren Masse-Ladungs-Verhältnissen (d. h. weniger energetische Fragmentionen) progressiv optimal durch den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron fokussiert wurden.
Eine Mischung von zwei Peptiden Angiotensin (MH+ 1296,7) und Substanz-P (MH+ 1347,7) mit relativ ähnlichen Masse-Ladungs-Verhältnissen wurde auch gemäß der bevorzugten Ausführungsform analysiert. Beide Peptide wurden in ähnlicher Weise eindeutig identifiziert in einer unzweideutigen Weise durch Eingabe der PSD-Fragmentationsdaten in MASCOT (RTM).
Ein weiteres Experiment wurde durchgeführt mit einem tryptischen Digest eines Stoffes, von dem ursprünglich angenommen wurde, dass er das Protein ADH1 ist. Das resultierende Massenspektrum zeigte einen intensiven Peptidpeak bei (MH+ 2477,1), wenn ein Ausgangsionenmassenspektrum der Probe erhalten wurde. Das zu erwartende Ausgangsionenspektrum für ADH ist jedoch gut bekannt (siehe 3), und es ist offensichtlich aus 3, dass keine Ausgangsionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 2477,1 beobachten werden sollten, wenn sich die Probe auf Digestprodukte von ADH1 bezieht. Die Probe konnte daher nicht einem tryptischen Digest von ADH1 zugeordnet werden. Nach erweiterter Analyse unter Verwendung eines Massenspektrometers gemäß der bevorzugten Ausführungsform wurden die resultierenden PSD-Fragmentationsdaten zur unzweideutigen Identifizierung der tryptischen Digestprodukte bezogen auf das Protein ADH2 verwendet. ADH2 ist ähnlich ADH1, bis auf eine leichte Aminosäuredifferenz in einem Teil der Proteinsequenz. Herkömmliche MALDI-MS/MS-Experimente wurden dann unter Verwendung eines Massenfilters durchgeführt zur Auswahl spezifischer Ausgangsionen, die dann zur Bereitstellung von MS/MS-Massenspektraldaten fragmentiert wurden. Diese Experimente bestätigten, dass die Probe ADH2 war, und nicht ADH1, wie ursprünglich angenommen worden war.
Weitere experimentelle Daten werden nun berichtet, die die Leistungsfähigkeit der bevorzugten Ausführungsform zur eindeutigen Identifizierung einer Probe bei minimalem Probenverbrauch verdeutlichen. Sechs Segmente von Multiplex-PSD-Fragmentationsdaten wurden aus 5 pmol eines tryptischen Digests von ADH akquiriert. Die PSD-Fragmentationsdaten wurden dann in einen Peakübereinstimmungs- und Ausgangsionenzuordnungsalgorithmus eingegeben. Eine Liste von Ausgangsionen, die aus einem Ausgangsionenscan erhalten wurde, wurde ebenfalls erhalten. Eine Fragmentationsionenpeakliste wurde erzeugt, die dann bezüglich einer Datenbank unter Verwendung von MASCOT (RTM), Ion Search (Matrix Science) durchsucht wurde. MASCOT (RTM) identifizierte ADH korrekt mit einer wahrscheinlichkeitsbasierten Mowse-Bewertung von 190, was eine extrem hohe Sicherheit (d. h. Unzweideutigkeit) anzeigt.
Bei Erhalt dieser Übereinstimmung identifizierte MASCOT (RTM) korrekt fünf Ausgangspeptide von ADH, alle mit höch sten Bewertungen, d. h. alle wurden unabhängig voneinander als beste Übereinstimmung mit den Daten in der Datenbank festgestellt. Diese fünf Ausgangspeptide sind in 8 dargestellt. Es sei angemerkt, dass drei dieser fünf Ausgangspeptidionen unter Bezugnahme auf 6 oben gezeigt und diskutiert werden.
Zur weiteren Demonstration der Qualität der Daten, die unter Verwendung der bevorzugten Multiplex-Technik bzw. multigeplexten Technik erhaltbar sind, wurden Fragmentationsdaten für das Ausgangsion mit einer Nominalmasse von 2312 Da und der Sequenz ATDGGAHGVINVSVSEAAIEASTR erhalten. Die resultierenden Fragmentationsdaten, wie sie mit MASCOT (RTM) auf Übereinstimmung geprüft bzw. zur Übereinstimmung (abgeglichen) gebracht wurden, sind in 9 dargestellt.
Ein vorteilhaftes Merkmal der bevorzugten Multiplex-Technik ist, dass diese vorzugsweise eine wesentliche Menge von Rauschen aus dem Fragmentationsmassenspektrum herausfiltert. Die Rauschverminderung liegt darin begründet, dass ein bestimmtes Fragmention an der korrekten Stelle in zwei miteinander in Beziehung stehenden Fragmentationsmassenspektren beobachtet werden muss, und somit wird deutlich, dass eine geringe statistische Wahrscheinlichkeit von Rauschpeaks besteht, die in dieser Weise miteinander übereinstimmen. Entsprechend kann von den in 9 dargestellten Fragmentationsdaten gesehen werden, dass das Verhältnis korrekt identifizierter Peaks zur Gesamtanzahl beobachteter Peaks, die eingegeben wurden, sehr hoch ist.
In diesem bestimmten Experiment wurden nur sechs Segmente von PSD-Fragmentationsdaten aufgezeichnet, das heisst, die Reflektronspannung wurde in sechs großen Dekrementen schrittweise heruntergefahren, wobei sechs zwischengeschaltete kleine Dekremente vorgesehen waren. Bei jedem schritt weisen Herunterschalten der Reflektronspannung wurden PSD-Daten akquiriert. Gemäß anderen Ausführungsformen können 12 oder mehr Segmente von PSD-Fragmentationsdaten akquiriert werden (d. h. die Reflektronspannung kann in 12 großen Dekrementen, unter Zwischenschaltung von 12 kleinen Dekrementen schrittweise heruntergefahren werden), um Fragmentationsmassenspektren über den gesamten typischen Massenbereich von Interesse zu erhalten. Dennoch erwiesen sich sechs Segmente als ausreichend zur Abdeckung eines Bereiches von etwa 70% des interessierenden Masssenbereiches und dies war ohne weiteres ausreichend, um kategorisch die Probe als sich auf ADH beziehend zu identifizieren. Zur weiteren Erläuterung dieses Sachverhalts zeigt 10 sämtliche Fragmente, die theoretisch aus der Fragmentation des Ausgangspeptids abgeleitet von ADH mit einer Nominalmasse von 2.312 Dalton resultieren können. 10 betont auch diejenigen theoretischen Fragmente, die bezüglich experimentell beobachteter Fragmentionen genau abgeglichen bzw. als passend festgestellt wurden. Wie zu sehen ist, wurden 16 aus 23 möglichen Y-Serien-Fragmentionen genau aneinander angeglichen bzw. einander zugeordnet. Eine signifikante Anzahl von B-Serien-Fragmentionen wurden ebenfalls abgeglichen bzw. einander zugeordnet (gematcht). Diese Fähigkeit, derartig viele Fragmentionen den theoretischen Daten zuzuordnen bzw. an diese anzupassen verdeutlicht, dass Proteine mit einem sehr hohen Niveau an Sicherheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform identifiziert werden können.
Der Peakzuordnungs- und Ausgangsionenzuordnungsalgorithmus, der gemäß der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, iteriert durch jedes der Peaks in dem erhaltenen Fragmentionenspektrum, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder des Reflektrons um ein kleines Dekrement vermindert wurde, und versucht dann, diese Peaks Peaks in dem Fragmentionenspektrum zuzuordnen (zu matchen), das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder des Reflektrons auf einer leicht höheren Spannung oder einem leicht höheren relativen Potential sich befand, d. h. der Spannung oder dem relativen Ionenpotential des Ionenspiegels oder des Reflektrons vor der Reduktion um ein kleines Dekrement. Alternativ kann der bevorzugte Algorithmus durch jedes der Peaks in dem Fragmentionenspektrum iterieren, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein großes Dekrement reduziert wurde, und dann versuchen, diese Peaks in dem Fragmentionenspektrum zuzuordnen, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder des Reflektrons um ein kleines Dekrement vermindert wurde, d. h. der Spannung oder dem relativen Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons vor der Reduzierung um ein großes Dekrement. Der Algorithmus ordnet dann jedem Paar von zugeordneten bzw. gematchten Peaks bspw., wie unten beschrieben, ein Ausgangsion zu.
Unter Berücksichtigung eines einzelnen bzw. einzigen Fragmentions entsprechend einem Peak aus einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential um ein kleines Dekrement reduziert wurde, kann wenigstens für einige der Ausgangsionen, die aus einer Ausgangsionenabtastung bzw. einem Ausgangsionenscan erhalten werden, eine Abschätzung angegeben werden bezüglich der Flugzeit der korrespondierenden Fragmentionen in einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons leicht höher war bzw. ist. Wenn somit zehn Ausgangsionen vorliegen, können zehn Abschätzungen gemacht werden bezüglich der Flugzeit des korrespondierenden Fragmentions in dem korrespondierenden Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Po tential des Ionenspiegels oder Reflektrons auf einer leicht höheren Spannung oder einem leicht höheren relativen Potential eingestellt ist. Diese zehn geschätzten bzw. erwarteten Werte können dann bspw. mit den tatsächlichen Flugzeiten der Fragmentionen verglichen werden, die gemessen werden, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons auf einer etwas höheren Spannung oder einem etwas höheren relativen Potential ist. Irgendeines bzw. ein beliebiges dieser Fragmentionen, das als innerhalb einer vorbestimmten Toleranz liegend (dieser zehn Abschätzungen) (bspw. in der Größenordnung +/–150 ppm) festgestellt wird kann dann vorzugsweise als potentiell korrekte Zuordnung angesehen werden. Es ist möglich, dass mehrere potentiell korrekte Zuordnungen gefunden werden können, und so können weitere Kriterien verwendet werden zur Bestimmung, welche der potentiellen Zuordnungen korrekt ist. Gemäß einer Ausführungsform kann der Peak von einem Fragmentionenspektrum, erhalten wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement vermindert wurde bzw. wird, dem intensivsten potentiell zuordenbaren bzw. übereinstimmenden Peak von einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons auf einer etwas höheren Spannung oder einem etwas höheren relativen Potential ist, zugeordnet werden obwohl andere Methoden zur Bestimmung korrekter Übereinstimmungen verwendet werden können.
Es ist möglich, dass mehrere Peaks von einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird bzw. die erhalten werden, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement reduziert wurde, alle dem gleichen einzelnen Peak eines Fragmentionenspektrums, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflek trons auf einer etwas höheren Spannung oder einem etwas höheren relativen Potential war, zugeordnet werden können. Obwohl dies gelegentlich korrekt sein kann, da zwei Peaks in einem Fragmentionenspektrum überlappen können (d. h., dass sie in einem der Spektren bezüglich einander nicht aufgelöst werden können), ist dies mit großer Wahrscheinlichkeit eher die Ausnahme als die Regel. Zur Vermeidung derartiger Mehrfachzuordnungen (falsche Positive) kann der Prozess der Zuordnung von Peaks ferner die Zuordnung eines Peaks von einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wurde, wenn die Spannung oder das relative Potential des Innenspiegels oder Reflektrons auf einem etwas höherem Spannungswert oder einem höheren relativen Potential war, zu einem Peak eines Fragmentionenspektrums, das erhalten wurde, wenn die Spannung oder das relative Potential des Innenspiegels oder Reflektron um ein kleines Dekrement reduziert war, erfordern, unter Verwendung des gleichen Verfahrens der Zuordnung wie oben beschrieben. In dieser Ausführungsform wird bestimmt, dass das Paar von Peaks von den zwei Fragmentionenspektren korrekt zugeordnet ist, nur wenn ein Peak von einem Fragmention, das erhalten wird wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons auf einem etwas höheren Spannungswert oder etwas höheren relativen Potential war, zugeordnet wird dem Peak von dem Fragmention, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement reduziert wurde und umgekehrt.
Das einander zugeordnete Paar von Fragmentionen kann dann verwendet werden zur Durchführung einer Abschätzung bzw. Vermutung des Ausgangsions, von dem sie stammen. Irgendwelche experimentell beobachteten Ausgangsionen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz (bspw. +/–1,5% der vorhergesagten Ausgangsmasse) können als potentielle Zuordnungen berücksichtigt werden. Auf ähnliche Weise wie bereits oben dargestellt, kann das einander zugeordnete Paar von Fragmentionen dem intensivsten der potentiell zugeordneten Ausgangsionen zugeordnet werden. Wenn dies ausgeführt ist, kann das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsions, das dem Paar von Fragmentionenpeaks zugeordnet wurde, verwendet werden zur Kalibrierung der Masse-Ladungs-Verhältnisse der zwei zugeordneten Fragmentionenpeaks zur Bereitstellung von zwei leicht unterschiedlichen Messungen des Masse-Ladungs-Verhältnisses des gleichen Fragmentions. Der Mittelwert der beiden Masse-Ladungs-Verhältnisse der zwei Peaks und ihre jeweiligen Intensitäten können dann bestimmt werden.
Die monoisotopische Masse wird vorzugsweise gemessen für die experimentell beobachteten Ausgangsionen. Es können jedoch zuerst gemäß weniger bevorzugten Ausführungsformen, bei denen die Auflösung der PSD-Fragmentationsdaten relativ niedrig ist, dann nur das durchschnittliche Masse-Ladungs-Verhältnis für PSD-Fragmentionen gemessen werden. Die Mehrzahl der Datenbanksuchmaschinen einschließlich MASCOT (RTM) benötigen entweder die durchschnittliche Masse für die Ausgangsmasse und die Fragmentmasse oder eine monoisotopische Masse für die Ausgangsmasse und die Fragmentmasse, d. h. sie erlauben nicht die Verwendung der monoisotopischen Masse für die Ausgangsionen bei Verwendung der durchschnittlichen Masse für die Fragmentionen. Dementsprechend kann, wo dies nötig ist, vorzugsweise eine Funktion auf die durchschnittliche Masse zur Umwandlung bzw. Konvertierung in die monoisotopische Masse angewendet werden. Diese Funktion kann empirisch durch Auftragen der monoisotopischen Masse als Funktion der durchschnittlichen Masse für eine Anzahl gemeinsamer bzw. häufig vorkommender Peptide erhalten werden. Unterschiedliche Klassen von Zusammensetzungen (bspw. Polymere, Zucker etc.) können die Anwendung unterschiedlicher Funktionen aufgrund ihrer bestimmten Isotopen-Zusammensetzung erfordern.
Verschiedene weitere Optimierungen können zur weiteren Verbesserung der Geschwindigkeit des bevorzugten Verfahrens ausgeführt werden, die jedoch nicht unmittelbar den Zuordnungsvorgang beeinflussen. Bspw. wird während des Matching- bzw. Zuordnungsvorgangs vorzugsweise nur versucht, ein Peak aus einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement reduziert wurde, Peaks aus einem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Innenspiegels oder des Reflektrons auf einer etwas höheren Spannung oder einem etwas höheren relativen Potential ist, die kleinere geschätzte Massen oder Flugzeiten aufweisen (da dies eine intrinsische Eigenschaft der Multiplex-Technik ist), zuzuordnen. Dies wird bevorzugt, da die gleiche Spezies von Fragmentionen eine kürzere Flugzeit aufweisen wird, wenn die Spannung, das relative Potential, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Ionenspiegels oder Reflektrons erhöht wird. Entsprechend wird die gleiche Spezies von Fragmentionen bei einer kürzeren Flugzeit detektiert werden in dem Fragmentionenspektrum, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons auf einer etwas höheren Spannung oder einem etwas höheren relativen Potential verglichen mit dem Fragmentionenspektrum ist, das erhalten wird, wenn die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflektrons um ein kleines Dekrement reduziert ist. In ähnlicher Weise können nur Peaks von Fragmentionenspektren, die Fragmentionen entsprechen, die Masse-Ladungs-Verhältnisse innerhalb der optimal fokussierten Region des Ionenspiegels 7 oder Reflektrons aufweisen, in dem Zuordnungsvorgang berücksichtigt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann, wenn verschiedene potentielle Zuordnungen zwischen den Peaks von Fragmentionenspektren und den Ausgangsionen erhalten worden sind, das Verfahren zur Bestimmung, welche potentielle Übereinstimmung bzw. Zuordnung korrekt ist, umfassen: (i) Zuordnung eines Peaks von einem Fragmentionenspektrum zu dem intensivsten Peak eines anderen Fragmentionenspektrums und dann Zuordnung eines dieser zugeordneten Peaks zu dem intensivsten Ausgangsionenpeak; (ii) Zuordnung eines Peaks von einem Fragmentionenspektrum zu dem intensivsten Ausgangsionenpeak, und dann Zuordnung eines dieser Peaks zu dem intensivsten Fragmentionenpeak aus einem anderen Fragmentionenspektrum; (iii) Zuordnung eines Peaks von einem Fragmentionenspektrum zu der nächsten Voraussage bzw. Abschätzung dieses Peaks, wobei jede Abschätzung dieses Peaks erhalten wird aus dem entsprechenden Peak eines anderen Fragmentionenspektrums und einem unterschiedlichen Ausgangsionenpeak; (iv) Zuordnung eines Peaks aus einem Fragmentionenspektrum zu dem intensivsten Peak eines anderen Fragmentionenspektrums und dann Zuordnung eines dieser Peaks mit der nächsten Zuordnung bzw. Übereinstimmung der Ausgangsionenpeaks; und (v) Zuordnung eines Peaks aus dem Fragmentionenspektrum zu dem intensivsten Ausgangsionenpeak und dann Zuordnung der nächsten Übereinstimmung der Fragmentionenpeaks aus einem anderen Fragmentionenspektrum.
Ausführungsformen werden ebenfalls angedacht unter Verwendung unterschiedlicher Instrumentengeometrien. Bspw. kann ein Reflektron mit einem nichtlinearen elektrischen Feld gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform verwendet werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Spannung oder das relative Potential des Ionenspiegels oder Reflek trons bei der Verwendung progressiv reduziert. Dies muss jedoch nicht der Fall sein, und andere Ausführungsformen werden angedacht, bei denen die Spannung, das relative Potential, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Ionenspiegels oder Reflektrons zunächst relativ niedrig eingestellt wird, und dann progressiv erhöht wird, so dass zunehmend energetische Fragmentionen optimal fokussiert und reflektiert werden durch den Ionenspiegel 7 oder das Reflektron.
Weitere weniger bevorzugte Ausführungsformen werden angedacht, bei denen die Spannung, das relative Potential, das Potential, die elektrische Feldstärke oder der Gradient des Ionenspiegels oder Reflektrons auf andere Weise (die linear oder nicht linear sein kann) oder in im wesentlichen beliebiger Weise erhöht und/oder erniedrigt wird. Es ist daher offensichtlich, dass Fragmentationsdaten über einige oder alle der interessierenden Masse-Ladungs-Verhältnis-Bereiche vorzugsweise erhalten werden sollten durch Veränderung der maximalen Spannung oder des maximalen relativen Potentials, bei dem der Ionenspiegel 7 oder das Reflektron gehalten wird, dies in einer Anzahl von Stufen bzw. Schritten, so dass Fragmentionen mit unterschiedlichen Energien nacheinander alle optimal fokussiert werden. Die verwendbaren Daten können dann zur Bildung eines oder mehrerer zusammengesetzter Massenspektren verwendet werden. Die genaue Reihenfolge, in denen Segmente brauchbarer Daten erhalten werden, kann jedoch variieren.

Claims

Verfahren zur Massenspektrometrie mit folgenden Schritten: Bereitstellung eines Flugzeit-Massenanalysators, der einen Ionenspiegel, eine Ionenquelle und eine Flugregion stromaufwärts des Ionenspiegels aufweist; Halten des Ionenspiegels in einer ersten Einstellung, wobei die Ionenquelle, die Flugregion und der Ionenspiegel auf einem ersten Satz von Potentialen gehalten werden; Erhalt erster Massenspektraldaten, wenn der Ionenspiegel in der ersten Einstellung ist; Halten des Ionenspiegels in einer zweiten Einstellung, wobei die Ionenquelle, die Flugregion und der Ionenspiegel auf einem zweiten Satz von Potentialen gehalten werden, der unterschiedlich von dem ersten Satz von Potentialen ist; Erhalt zweiter Massenspektraldaten, wenn der Ionenspiegel in der zweiten Einstellung ist; Bestimmung einer ersten Flugzeit von Fragmentionen mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis, wenn der Ionenspiegel in der ersten Einstellung ist; Bestimmung einer zweiten unterschiedlichen Flugzeit von Fragmentionen mit dem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis, wenn der Ionenspiegel in der zweiten Einstellung ist; Bestimmung eines vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses von Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, aus den ersten und zweiten Flugzeiten; Erhalt eines Ausgangsionenmassenspektrums; Bestimmung eines modifizierten vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, aus dem vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnis der Ausgangsionen und dem Ausgangsionenmassenspektrum; und Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Fragmentionen aus den ersten und/oder zweiten Flugzeiten und dem modifizierten vorhergesagen Masse-Ladungs-Verhältnis der Ausgangsionen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Schritte der Bestimmung der ersten Flugzeit der Fragmentionen und der zweiten Flugzeit der Fragmentionen das Erkennen, Bestimmen, Identifizieren und Lokalisieren von Fragmentionen in den ersten Massenspektraldaten und das Erkennen, Bestimmen, Identifizieren oder Lokalisieren entsprechender Fragmentionen in den zweiten Massenspektraldaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Schritt des Erkennens, Bestimmens, Identifizierens oder Lokalisierens der Fragmentionen in den ersten und/oder zweiten Massenspektraldaten das Vergleichen eines Musters von Isotopenpeaks in den ersten Massenspektraldaten mit einem Muster von Isotopenpeaks in den zweiten Massenspektraldaten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt des Vergleichens des Musters der Isotopenpeaks das Vergleichen der relativen Intensitäten von Isotopenpeaks und/oder die Verteilung von Isotopenpeaks umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Schritt des Erkennens, Bestimmens, Identifizierens oder Lokalisierens von Fragmentionen in den ersten und/oder zweiten Massenspektraldaten den Vergleich der Intensität der Ionen in den ersten Massenspektraldaten mit der Intensität von Ionen in den zweiten Massenspektraldaten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Schritt des Erkennens, Bestimmens, Identifizierens oder Lokalisierens von Fragmentionen in den ersten und/oder zweiten Massenspektraldaten den Vergleich der Breite eines oder mehrerer Spektralpeaks in einem ersten Massenspektrum, das aus den ersten Massenspektraldaten erzeugt ist, mit der Breite eines oder mehrerer Spektralpeaks in einem zweiten Massenspektrum, das aus den zweiten Massenspektraldaten erzeugt ist, umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Bestimmens eines modifizierten vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, umfasst: Bestimmen aus dem Ausgangsionenmassenspektrum, ob ein oder mehrere Ausgangsionenmassenpeaks als innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oberhalb und unterhalb des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, liegend beobachtet wurden.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem, wenn ein Ausgangsionenmassenpeak als innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oberhalb und unterhalb des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, liegend beobachtet wird, das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ausgangsionenmassenpeaks als genauere Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, angenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem, wenn mehr als ein Ausgangsionenmassenpeak als innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oberhalb oder unterhalb des vorhergesagten Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, von denen bestimmt wurde, dass sie zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, liegend beobachtet wird, eine Bestimmung gemacht wird, ob ein beobachteter Ausgangsionenmassenpeak dem Ausgangsion entspricht oder mit diesem korrespondiert, das am wahrscheinlichsten zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierte, und das Masse-Ladungs-Verhältnis des ausgewählten Ausgangsionenmassenpeaks als genauere Bestimmung des Masse-Ladungs-Verhältnisses der Ausgangsionen, die zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierten, angesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Bestimmung gemacht wird, welcher beobachtete Ausgangsionenmassenpeak dem Ausgangsion entspricht oder mit diesem in Beziehung steht, das am wahrscheinlichsten zur Erzeugung der Fragmentionen fragmentierte, was durch Bezugnahme auf dritte Massenspektraldaten, die erhalten werden, wenn der Ionenspiegel in einer dritten, unterschiedlichen Einstellung gehalten wird, geschieht, wobei die Ionenquelle, die Flugregion und der Ionenspiegel auf einem dritten Satz von Potentialen gehalten werden, der unterschiedlich vom ersten und vom zweiten Satz von Potentialen ist.