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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil aus der am 9. Januar 2015 eingereichten
britischen Patentanmeldung 1500377.5 . Der gesamte Inhalt dieser Anmeldungen wird hier durch Verweis aufgenommen.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Massenspektrometrie und insbesondere Massenspektrometer und Verfahren zur Massenspektrometrie.
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HINTERGRUND
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Bei vielen Analysen werden kleine Mengen von Zielanalyten oder unbekannten Analyten bei Vorhandensein einer bekannten wohldefinierten komplexen Matrix analysiert. Chromatographische Techniken in der Art der Flüssigchromatographie (”LC”) und der Gaschromatographie (”GC”) in Zusammenhang mit der Massenspektrometrie werden routinemäßig verwendet, um den Analyten von den Matrixkomponenten zu trennen.
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Biologische Matrizen umfassen Plasma, Urin, Fäzes und Galle. Auf anderen Anwendungsgebieten sind viele andere gemeinsame Matrizen vorhanden, wie Boden und verschiedene Nahrungsmitteltypen, beispielsweise Apfelsinen, Ingwer und Äpfel usw.
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Es ist bekannt, die Drift des Masse-/Ladungsverhältnisses bei Chromatographietechniken zu korrigieren. Beispielsweise wurden kontinuierliche Hintergrundionen, wie charakteristische Lösungsmittelionen (oder aus der Säule austretende Ionen im Fall der Gaschromatographie), die im Allgemeinen ein geringes Masse-/Ladungsverhältnis aufweisen, welche innerhalb der Daten selten sind und sich während des Chromatographiedurchlaufs nicht chromatographisch ändern, verwendet, um die Drift des Masse-/Ladungsverhältnisses zu korrigieren.
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Weil es verhältnismäßig wenige kontinuierliche Hintergrundionen gibt, kann die Wahrscheinlichkeit einer Masseninterferenz an Punkten im Chromatogramm infolge von Matrixionen verhältnismäßig hoch sein. Dies ist auch bei internen Referenzverbindungen der Fall. Zusätzlich kann die statistische Genauigkeit dieser Ionen das Vertrauen in die Massenzuordnung verringern. In manchen Fällen können sehr hohe Konzentrationen von Matrixionen das Signal von diesen Hintergrundionen unterdrücken, wodurch eine Korrektur an bestimmten Punkten im Chromatogramm unmöglich wird.
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GB2383963 (Agilent) offenbart die Korrektur der Zeitachse lokaler chromatographischer Daten verglichen mit gespeicherten Referenzdaten.
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US2014/0260509 (Pohl) offenbart ein Verfahren zum Kalibrieren eines Chromatographiesystems.
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Es ist erwünscht, ein verbessertes Verfahren zur Massenanalyse einer Probe unter Verwendung chromatographischer Techniken bereitzustellen.
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KURZFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches Folgendes aufweist:
Bereitstellen einer Bibliothek von Matrixdaten, wobei die Matrixdaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweisen,
chromatographisches Trennen einer Probe, wobei die Probe zumindest einige der Matrixkomponenten und eine oder mehrere Analytkomponenten enthält,
Analysieren der Probe zu mehreren Retentionszeiten, um Probendaten zu erhalten, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten (beispielsweise einschließlich zumindest einiger der Matrixkomponenten) als Funktion der Retentionszeit aufweisen,
Berechnen eines oder mehrerer Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Probendaten und den Matrixdaten.
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Dieses Verfahren verbessert die Fehleranalyse durch die Verwendung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Matrixkomponenten, um Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit zu berechnen.
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GB2383963 (Agilent) offenbart ein Verfahren zur Korrektur lokaler chromatographischer Daten und offenbart kein Verfahren zur Massenspektrometrie, wie hier beschrieben. Agilent unterscheidet sich von der vorliegenden Offenbarung ferner dadurch, dass darin die Erzeugung von Korrekturfunktionen für die Retentionszeit auf der Grundlage von Kalibrierverbindungen beschrieben ist. Dagegen verwendet die vorliegende Offenbarung Matrixkomponenten zur Erzeugung von Fehlerwerten, wobei die Matrixverbindungen in einer Probe enthalten sein können, die in einer Matrix dispergierte Analytkomponenten aufweist.
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US2014/0260509 (Pohl) beschreibt die Verwendung einer Standardlösung zum wiederholten Kalibrieren eines Chromatographiesystems und offenbart nicht die Verwendung von Matrixkomponenten zur Erzeugung von Fehlerwerten, wie hier beschrieben, oder legt dies nicht nahe.
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Verschiedene hier offenbarte Ausführungsformen können es ermöglichen, dass die Massengenauigkeit aufrechterhalten wird, ohne dass zusätzliche innere oder äußere Sperrmassenionen eingebracht werden. Es wird auf
"Matrix Effects-A Challenge Toward Automation of Molecular Analysis" (Journal of Laboratory Automation, 2010, 15: 233) verwiesen. Hierdurch kann der Instrumentenbetrieb erheblich vereinfacht werden und kann die für das Sammeln von Analytdaten verfügbare Zeit maximiert werden. Ein Problem, das bei einer äußeren Sperrmasse auftritt, besteht darin, dass der Ansatz der äußeren Sperrmasse zu Lücken in den Daten führen kann, wo die Sperrmasse eingebracht wird. Für eine sehr schnelle Chromatographie kann dies zu einem Datenverlust führen.
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Es können mehrere Proben bereitgestellt werden, wobei eine von diesen die vorstehend beschriebene Probe sein kann, und die mehreren Proben können eine gemeinsame Matrix (beispielsweise Harnstoff, Boden, Äpfel usw.) aufweisen, so dass die eine oder die mehreren physikalisch-chemischen Eigenschaften der einen oder der mehreren Matrixkomponenten im Wesentlichen für alle Proben gleich sind. Die Schritte des Analysierens der Probe und des Berechnens eines oder mehrerer Fehlerwerte können für zusätzliche von den mehreren Proben genommene Proben wiederholt werden.
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Die eine oder die mehreren Proben können Analytkomponenten aufweisen, die in einer oder der gemeinsamen Matrix dispergiert sind.
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Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die Masse-/Ladungsverhältniswerte bestimmter Ionen, die aus einem Chromatographen oder Chromatographiesystem eluieren, optional als gemeinsame, bekannte oder vorgegebene Matrixionen identifiziert. Die identifizierten gemeinsamen, bekannten oder vorgegebenen Matrixionen können dann verwendet werden, um Fehlerwerte zu berechnen und/oder eine Massenkalibrierung als Funktion der Retentionszeit einzustellen. Die Fehlerwerte und/oder modifizierten Massenkalibrierungen können dann optional verwendet werden, um die Drift des Masse-/Ladungsverhältnisses während der Analyse oder eines anschließenden Experimentdurchlaufs zu korrigieren. An Stelle des Masse-/Ladungsverhältnisses könnten andere physikalisch-chemische Eigenschaften in der Art einer oder mehrerer von der Driftzeit, dem Kollisionsquerschnitt (”CCS”), dem Wechselwirkungsquerschnitt, der Ionenbeweglichkeit, der differenziellen Ionenbeweglichkeit und der Retentionszeit verwendet werden.
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Bezüge auf ”eine Funktion der Retentionszeit” können so interpretiert werden, dass sie bedeuten, dass die vorgeschlagenen Werte mit einer zugeordneten Retentionszeit oder einem zugeordneten Retentionszeitraum gegeben sind. Beispielsweise kann ein Fehlerwert für einen Zeitraum berechnet werden, welcher einem Retentionszeitraum entspricht, oder er kann für einen einzelnen Wert der Retentionszeit berechnet werden. Die angewendete Korrektur kann sich auf Massenspektren beziehen, die innerhalb des Retentionszeitraums erzeugt werden. Alternativ können die Massenspektren innerhalb eines Retentionszeitraums summiert werden und kann die Korrektur auf das summierte Massenspektrum angewendet werden.
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Der Schritt des Bereitstellens einer Bibliothek von Matrixdaten kann Folgendes aufweisen: chromatographisches Trennen einer Probe oder Matrix, welche die Matrixkomponenten aufweist, beispielsweise in einer oder mehreren anfänglichen chromatographischen Trennungen, und optional Analysieren der Probe oder Matrix zu einer oder mehreren Retentionszeiten, um die Matrixdaten zu erhalten. Die anfängliche chromatographische Trennung kann nicht analytisch sein und/oder nicht Teil eines Analysedurchlaufs sein. Der Schritt des Bereitstellens einer Bibliothek von Matrixdaten kann vor dem Schritt des Trennens und Analysierens der Probe zum Erhalten der Probendaten ausgeführt werden.
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Die Probendaten können während eines oder mehrerer Analysedurchläufe erhalten werden.
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Der Schritt des Berechnens eines oder mehrerer Fehlerwerte kann das Bestimmen einer Differenz zwischen einer physikalisch-chemischen Eigenschaft in den Probendaten und einer entsprechenden physikalisch-chemischen Eigenschaft in den Matrixdaten bei einer bestimmten Retentionszeit oder in einem bestimmten Retentionszeitbereich aufweisen. Die physikalisch-chemische Eigenschaft kann sich auf die gleiche Matrixkomponente beziehen. Beispielsweise kann die Matrix Urin sein und kann die Matrixkomponente Harnsäure sein. Die physikalisch-chemische Eigenschaft kann das Masse-/Ladungsverhältnis der Harnsäure sein.
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Der Vergleich kann ein Vergleich einer oder mehrerer physikalisch-chemischer Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten in den Matrixdaten mit den gleichen physikalisch-chemischen Eigenschaften der gleichen Matrixkomponenten in den Probendaten sein.
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Die Matrixdaten können eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften mehrerer verschiedener Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweisen, und der Schritt des Berechnens eines oder mehrerer Fehlerwerte kann das Berechnen mehrerer Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit aufweisen, wobei sich jeder Fehlerwert optional auf eine andere Matrixkomponente bezieht.
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Die Matrixdaten können eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften von wenigstens 2, 4, 8, 16, 32, 64 oder 128 verschiedenen Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweisen, und der Schritt des Berechnens eines oder mehrerer Fehlerwerte kann das Berechnen von wenigstens 2, 4, 8, 16, 32, 64 oder 128 jeweiligen Fehlerwerten als Funktion der Retentionszeit aufweisen, wobei sich jeder Fehlerwert optional auf eine andere Matrixkomponente bezieht.
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Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist optional ferner das Berechnen eines oder mehrerer Einstellungs- oder Korrekturwerte auf der Grundlage des einen oder der mehreren Fehlerwerte auf. Der eine oder die mehreren Einstellungs- oder Korrekturwerte können einer jeweiligen Retentionszeit, einer jeweiligen Masse, einem jeweiligen Masse-/Ladungsverhältnis oder einer anderen physikalisch-chemischen Eigenschaft zugeordnet werden.
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Der Schritt des Berechnens eines oder mehrerer Einstellungs- oder Korrekturwerte kann das Auftragen oder Berechnen mehrerer Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit und optional das Bestimmen der Einstellungs- oder Korrekturwerte anhand der Auftragung aufweisen.
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Der Schritt des Berechnens eines Einstellungs- oder Korrekturwerts kann das Auftragen oder Bestimmen mehrerer Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit und das Bestimmen der Einstellungs- oder Korrekturwerte anhand einer Anpassungslinie in Zusammenhang mit der Auftragung oder Bestimmung von Fehlerwerten als Funktion der Retentionszeit aufweisen.
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Jeder Fehler-, Einstellungs- oder Korrekturwert kann mit einer entsprechenden Retentionszeit und/oder physikalisch-chemischen Eigenschaft aufgezeichnet werden, beispielsweise der Masse, dem Masse-/Ladungsverhältnis, der Driftzeit, dem Kollisionsquerschnitt (”CCS”), dem Wechselwirkungsquerschnitt, der Ionenbeweglichkeit oder der differenziellen Ionenbeweglichkeit.
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Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ferner Folgendes aufweisen: Einstellen oder Korrigieren von Massenspektrumsdaten, beispielsweise Masse-/Ladungsverhältniswerten, in Zusammenhang mit der Probe unter Verwendung des einen oder der mehreren Einstellungs- oder Korrekturwerte. Das Einstellen oder Korrigieren von Massenspektrumsdaten kann Folgendes aufweisen: Identifizieren eines Massenspektrums bei einer gegebenen Retentionszeit, Berechnen eines Einstellungs- oder Korrekturwerts bei der Retentionszeit, wie vorstehend beschrieben, und Anwenden dieses Einstellungs- oder Korrekturwerts auf die Massenspektren. Der Einstellungs- oder Korrekturwert kann einen ppm-Fehler umfassen oder einem Verschiebungswert für das Spektrum entsprechen.
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Es sei bemerkt, dass die Einstellung oder Korrektur von Massenspektrumsdaten oder Masse-/Ladungsverhältniswerten von Verfahren aus dem Stand der Technik verschieden ist, welche Retentionszeiten korrigieren oder einstellen. Die Fehler-, Einstellungs- oder Korrekturwerte können durch Folgendes berechnet werden: Identifizieren, für eine gegebene Retentionszeit, einer oder mehrerer Masse-/Ladungsverhältnisspitzen in den Probendaten, die Matrixspitzen entsprechen, und Vergleichen der jeweiligen Werte in Zusammenhang mit diesen Spitzen (beispielsweise Intensität, Masse-/Ladungsverhältnis) mit den Werten, die in der Bibliothek für diese bestimmte Matrixspitzen gespeichert sind, und Berechnen des Fehler-, Einstellungs- oder Korrekturwerts anhand der Differenz zwischen den Proben- und den Bibliothekswerten. Typischerweise wird eine Anzahl von Matrixspitzen für eine bestimmte Retentionszeit oder einen bestimmten Retentionszeitraum identifiziert und kann der Fehler-, Einstellungs- oder Korrekturwert bei einer bestimmten Retentionszeit oder einem bestimmten Retentionszeitraum anhand mehrerer Matrixspitzen (beispielsweise wenigstens 2, 4, 8, 16, 32, 64 oder 128) berechnet werden, wobei beispielsweise ein Durchschnittswert verwendet werden könnte.
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Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ferner das Einstellen oder Korrigieren eines oder mehrerer Instrumentparameter unter Verwendung des Einstellungs- oder Korrekturwerts aufweisen.
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Der eine oder die mehreren Instrumentparameter können eine oder mehrere von der Detektorverstärkung, der Transmissionseffizienz, der Ionisationseffizienz, der Flugzeitspannung und der Reflektronspannung aufweisen.
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Der Schritt des Einstellens oder Korrigierens kann in Echtzeit oder als eine Nachbearbeitungstechnik ausgeführt werden.
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Die Fehlerwerte können verwendet werden, um eine Kalibrierung oder ein Kalibriermodell zu modifizieren oder zu verbessern. Beispielsweise kann die Differenz zwischen der physikalisch-chemischen Eigenschaft der Matrixkomponente in den Probendaten und der physikalisch-chemischen Eigenschaft der Matrixkomponente in den Matrixdaten verwendet werden, um eine Kalibrierung oder ein Kalibriermodell zu modifizieren oder zu ändern. Das Kalibriermodell kann als Funktion der Retentionszeit geändert werden, d. h. die Modifikation oder Änderung kann als Funktion der Retentionszeit auf die Kalibrierung oder das Kalibriermodell angewendet werden. Die Kalibrierung oder das Kalibriermodell kann bei jeder Retentionszeit oder bei jedem Retentionszeitraum geändert werden.
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Beliebige der hier beschriebenen physikalisch-chemischen Eigenschaften können eine oder mehrere von der Masse, vom Masse-/Ladungsverhältnis, von der Driftzeit, vom Kollisionsquerschnitt (”CCS”), vom Wechselwirkungsquerschnitt, von der Ionenbeweglichkeit, von der differenziellen Ionenbeweglichkeit und von der Retentionszeit aufweisen.
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Beliebige der hier beschriebenen physikalisch-chemischen Eigenschaften können die Intensität oder die Häufigkeit sein oder umfassen.
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Beim Verfahren können ferner eine oder mehrere Matrixkomponenten bestimmt werden. Der Schritt des Bestimmens einer oder mehrerer Matrixkomponenten kann getrennt vom Schritt des chromatographischen Trennens und Analysierens der Probe, beispielsweise davor oder danach, ausgeführt werden.
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Der Fehlerwert und/oder mehrere Fehlerwerte und/oder Einstellungs- oder Korrekturwerte können verwendet werden, um Massenspektrumsdaten in Bezug auf die Analytkomponenten zu korrigieren. Die bekannten oder bestimmten Matrixkomponenten können als Sperrmasse für die Analytkomponenten verwendet werden.
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Die Probe kann unter Verwendung eines Massenspektrometers analysiert werden, und das Verfahren kann ferner das Einbringen einer Referenz- oder Sperrmassenkomponente in das Massenspektrometer während eines Experimentablaufs aufweisen, falls der eine oder die mehreren Fehlerwerte eine definierte Grenze überschreiten. Die Referenz kann einen inneren oder äußeren Standard aufweisen. Die Referenz- oder Sperrmasse kann mit der Probe oder getrennt davon in das Massenspektrometer eingebracht werden. Die Referenz- oder Sperrmassenkomponente kann den Fluss oder die Einbringung der Probe in das Massenspektrometer unterbrechen.
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Das Verfahren kann ferner das Einbringen einer Referenz- oder Sperrmassenkomponente in ein oder das Massenspektrometer während eines Experimentablaufs aufweisen, falls der eine oder die mehreren Fehlerwerte eine vorgegebene Grenze überschreiten.
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Das Verfahren kann ferner das Mischen der Matrixkomponenten und der Analytkomponenten aufweisen, um die Probe vor dem Mischen der Probe mit einem Lösungsmittel zu bilden. Das Verfahren kann ferner das Mischen der Matrixkomponenten und der Analytkomponenten zur Bildung der Probe vor dem Trennen der Probe aufweisen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches Folgendes aufweist:
ein Chromatographiesystem, das dafür eingerichtet und ausgelegt ist, eine Probe chromatographisch zu trennen und die Probe bei einer oder mehreren Retentionszeiten zu analysieren, um Probendaten zu erhalten, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweisen, und
ein Steuersystem, das dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
- (i) Bereitstellen einer Bibliothek von Matrixdaten, wobei die Matrixdaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweisen,
- (iii) Berechnen eines oder mehrerer Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Probendaten und den Matrixdaten.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches folgende Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Bibliothek von Matrixdaten, wobei die Matrixdaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten aufweisen,
Abbilden einer Probe an mehreren räumlichen Orten, wobei die Probe zumindest einige der Matrixkomponenten und eine oder mehrere Analytkomponenten enthält,
Analysieren der Probe an den mehreren räumlichen Orten, um Probendaten zu erhalten, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten aufweisen,
Berechnen eines oder mehrerer Fehlerwerte auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Probendaten und den Matrixdaten, wobei jeder Fehlerwert einem gegebenen räumlichen Ort zugewiesen wird.
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Der Vergleich kann ein Vergleich einer oder mehrerer physikalisch-chemischer Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten in den Matrixdaten mit den gleichen physikalisch-chemischen Eigenschaften der gleichen Matrixkomponenten in den Probendaten sein.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Massenspektrometer vorgesehen, welches Folgendes aufweist:
ein Steuersystem, das dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
Bereitstellen einer Bibliothek von Matrixdaten, wobei die Matrixdaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten aufweisen, wobei das Massenspektrometer ferner Folgendes aufweist:
ein Ionenbildgebungssystem, das dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
Abbilden einer Probe an mehreren räumlichen Orten, wobei die Probe zumindest einige der Matrixkomponenten und eine oder mehrere Analytkomponenten enthält, und
Analysieren der Probe an dem einen oder den mehreren räumlichen Orten, um Probendaten zu erhalten, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten aufweisen, wobei das Steuersystem ferner dafür eingerichtet und ausgelegt ist, Folgendes auszuführen:
Berechnen eines oder mehrerer Fehlerwerte auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Probendaten und den Matrixdaten, wobei jeder Fehlerwert einem gegebenen räumlichen Ort zugewiesen wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches Folgendes aufweist:
chromatographisches Trennen einer Probe, die eine Mischung von Analyt- und Matrixverbindungen aufweist,
Aufzeichnen wenigstens einer von Massen-, Masse-/Ladungsverhälthis-, Ionenbeweglichkeits- und Driftzeitdaten während der chromatographischen Elutionszeit,
Verarbeiten der Daten, um wenigstens eine von Massen-, Masse-/Ladungsverhälthis-, Ionenbeweglichkeits- und Driftzeiteigenschaften jeder Ionenspezies zu bestimmen, und
Identifizieren einer oder mehrerer Ionenspezies bei einer oder mehreren verschiedenen Retentionszeiten und/oder bei einem oder mehreren Masse-/Ladungsverhälthiswerten durch Vergleich mit einer Bibliothek von Ionenspezies in Zusammenhang mit den Eigenschaften, wobei
die Ionenspezies in der Bibliothek auf jene Matrixionen beschränkt sind, die bekanntermaßen in der Mischung sind oder sehr wahrscheinlich in der Mischung sind, und
die identifizierten Ionenspezies von einer chromatographischen Elution zumindest einiger der Verbindungen innerhalb der Mischung herrühren,
wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst:
Bestimmen zumindest eines von einem Massen-, Masse-/Ladungsverhälthis-, Ionenbeweglichkeits- und Driftzeitfehler zwischen den identifizierten Spezies und den Bibliothekswerten,
Berechnen wenigstens eines von einem Massen-, Masse-/Ladungsverhälthis-, Ionenbeweglichkeits- und Driftzeitkorrekturwert als Funktion der Retentionszeit oder des Retentionszeitbereichs und
Einstellen von wenigstens einer von einer Massen-, Masse-/Ladungsverhälthis-, Ionenbeweglichkeits- und Driftzeitkalibrierung als Funktion der Retentionszeit oder des Retentionszeitbereichs für die Ionenspezies in den Daten auf der Grundlage der Funktion.
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Das Spektrometer kann eine Ionenquelle aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einer Elektrosprayionisations-(”ESI”)-Ionenquelle, (ii) einer Atmosphärendruckphotoionisations-(”APPI”)-Ionenquelle, (iii) einer Atmosphärendruck-Chemische-Ionisations-(”APCI”)-Ionenquelle, (iv) einer Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-(”MALDI”)-Ionenquelle, (v) einer Laserdesorptionsionisations-(”LDI”)-Ionenquelle, (vi) einer Atmosphärendruckionisations-(”API”)-Ionenquelle, (vii) einer Desorptionsionisation-auf-Silicium-(”DIOS”)-Ionenquelle, (viii) einer Elektronenstoß-(”EI”)-Ionenquelle, (ix) einer Chemische-Ionisations-(”CI”)-Ionenquelle, (x) einer Feldionisations-(”FI”)-Ionenquelle, (xi) einer Felddesorptions-(”FD”)-Ionenquelle, (xii) einer Induktiv-gekoppeltes-Plasma-(”ICP”)-Ionenquelle, (xiii) einer Schneller-Atombeschuss-(”FAB”)-Ionenquelle, (xiv) einer Flüssigkeits-Sekundärionenmassenspektrometrie-(”LSIMS”)-Ionenquelle, (xv) einer Desorptionselektrosprayionisations-(”DESI”)-Ionenquelle, (xvi) einer Radioaktives-Nickel-63-Ionenquelle, (xvii) einer Atmosphärendruck-Matrixunterstützte-Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle, (xviii) einer Thermospray-Ionenquelle, (xix) einer Atmosphärenprobenbildungs-Glimmentladungsionisations-(”Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation”-”ASGDI”)-Ionenquelle, (xx) einer Glimmentladungs-(”GD”)-Ionenquelle, (xxi) einer Impaktorionenquelle, (xxii) einer Direkte-Analyse-in-Echtzeit-(”DART”)-Ionenquelle, (xxii) einer Lasersprayionisations-(”LSI”)-Ionenquelle, (xxiv) einer Sonicsprayionisations-(”SSI”)-Ionenquelle, (xxv) einer matrixunterstützten Einlassionisations-(”MAII”)-Ionenquelle, (xxvi) einer lösungsmittelunterstützten Einlassionisations-(”SAII”)-Ionenquelle, (xxvii) einer Desorptionselektrosprayionisations-(”DESI”)-Ionenquelle, (xxviii) einer Laserablations-Elektrosprayionisations-(”LAESI”)-Ionenquelle und (xxix) einer Oberflächenunterstützte-Laserdesorptionsionisations-(”SALDI”)-Ionenquelle.
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Das Spektrometer kann eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen aufweisen.
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Das Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenführungen aufweisen.
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Das Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenbeweglichkeitstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Feldasymmetrische-Ionenbeweglichkeitsspektrometervorrichtungen aufweisen.
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Das Spektrometer kann eine oder mehrere Ionenfallen oder ein oder mehrere Ioneneinsperrgebiete aufweisen.
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Das Spektrometer kann eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentations- oder Reaktionszellen aufweisen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, welche aus folgenden besteht: (i) einer Stoßinduzierte-Dissoziation-(”CID”)-Fragmentationsvorrichtung, (ii) einer Oberflächeninduzierte-Dissoziation-(”SID”)-Fragmentationsvorrichtung, (iii) einer Elektronenübertragungsdissoziations-(”ETD”)-Fragmentationsvorrichtung, (iv) einer Elektroneneinfangdissoziations-(”ECD”)-Fragmentationsvorrichtung, (v) einer Elektronenstoß-oder-Aufprall-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (vi) einer Photoinduzierte-Dissoziations-(”PID”)-Fragmentationsvorrichtung, (vii) einer Laserinduzierte-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (viii) einer Infrarotstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (ix) einer Ultraviolettstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (x) einer Düse-Skimmer-Schnittstelle-Fragmentationsvorrichtung, (xi) einer In-der-Quelle-Fragmentationsvorrichtung, (xii) einer In-der-Quelle-stoßinduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung, (xiii) einer Thermische-oder-Temperaturquellen-Fragmentationsvorrichtung, (xiv) einer Elektrisches-Feld-induzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xv) einer Magnetfeld-induzierte-Fragmentation-Vorrichtung, (xvi) einer Enzymverdauungs-oder-Enzymabbau-Fragmentationsvorrichtung, (xvii) einer Ion-Ion-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xviii) einer Ion-Molekül-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xix) einer Ion-Atom-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xx) einer Ion-metastabiles-Ion-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxi) einer Ion-metastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxii) einer Ion-metastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxiii) einer Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxiv) einer Ion-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxv) einer Ion-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvi) einer Ion-metastabiles-Ion-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvii) einer Ion-metastabiles-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxviii) einer Ion-metastabiles-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen und (xxix) einer Elektronenionisationsdissoziations-(”EID”)-Fragmentationsvorrichtung.
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Das Spektrometer kann einen Massenanalysator aufweisen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenanalysator, (ii) einem Zweidimensionaler-oder-linearer-Quadrupol-Massenanalysator, (iii) einem Paul-oder-dreidimensionaler-Quadrupol-Massenanalysator, (iv) einem Penning-Fallen-Massenanalysator, (v) einem Ionenfallen-Massenanalysator, (vi) einem Magnetsektor-Massenanalysator, (vii) einem Ionenzyklotronresonanz-(”ICR”)-Massenanalysator, (viii) einem Fouriertransformations-Ionenzyklotronresonanz-(”FTICR”)-Massenanalysator, (ix) einem elektrostatischen Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen, (x) einem elektrostatischen Fouriertransformations-Massenanalysator, (xi) einem Fouriertransformations-Massenanalysator, (xii) einem Flugzeit-Massenanalysator, (xiii) einem Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und (xiv) einem Linearbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator.
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Das Spektrometer kann einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren aufweisen.
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Das Spektrometer kann einen oder mehrere Ionendetektoren aufweisen.
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Das Spektrometer kann ein oder mehrere Massenfilter aufweisen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) einem Quadrupol-Massenfilter, (ii) einer Zweidimensionaler-oder-linearer-Quadrupol-Ionenfalle, (iii) einer Paul-oder-dreidimensionaler-Quadrupol-Ionenfalle, (iv) einer Penning-Ionenfalle, (v) einer Ionenfalle, (vi) einem Magnetsektor-Massenfilter, (vii) einem Flugzeit-Massenfilter und (viii) einem Wien-Filter.
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Das Spektrometer kann eine Vorrichtung oder ein Ionengatter zum Pulsieren von Ionen und/oder eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen Ionenstrahls in einen gepulsten Ionenstrahl aufweisen.
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Das Spektrometer kann eine C-Falle und einen Massenanalysator mit einer äußeren rohrförmigen Elektrode und einer koaxialen inneren spindelartigen Elektrode aufweisen, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung bilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zur C-Falle überführt werden und dann zu einer Stoßzelle oder Elektronenübertragungsdissoziationsvorrichtung überführt werden, wo zumindest einige Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen dann zur C-Falle überführt werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden.
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Das Spektrometer kann eine Ringstapel-Ionenführung mit mehreren Elektroden aufweisen, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von der Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, und wobei der Abstand zwischen den Elektroden längs dem Ionenweg zunimmt und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromabwärts gelegenen Abschnitt der Ionenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannung bei der Verwendung an aufeinander folgende Elektroden angelegt werden.
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Das Spektrometer kann eine Vorrichtung aufweisen, die dafür eingerichtet und ausgelegt ist, den Elektroden eine Wechsel- oder HF-Spannung zuzuführen. Die Wechsel- oder HF-Spannung hat optional eine Amplitude, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) etwa < 50 V Spitze-zu-Spitze, (ii) etwa 50–100 V Spitze-zu-Spitze, (iii) etwa 100–150 V Spitze-zu-Spitze, (iv) etwa 150–200 V Spitze-zu-Spitze, (v) etwa 200–250 V Spitze-zu-Spitze, (vi) etwa 250–300 V Spitze-zu-Spitze, (vii) etwa 300–350 V Spitze-zu-Spitze, (viii) etwa 350–400 V Spitze-zu-Spitze, (ix) etwa 400–450 V Spitze-zu-Spitze, (x) etwa 450–500 V Spitze-zu-Spitze und (xi) etwa > 500 V Spitze-zu-Spitze.
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Die Wechsel- oder HF-Spannung kann eine Frequenz haben, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < etwa 100 kHz, (ii) etwa 100–200 kHz, (iii) etwa 200–300 kHz, (iv) etwa 300–400 kHz, (v) etwa 400–500 kHz, (vi) etwa 0,5–1,0 MHz, (vii) etwa 1,0–1,5 MHz, (viii) etwa 1,5–2,0 MHz, (ix) etwa 2,0–2,5 MHz, (x) etwa 2,5–3,0 MHz, (xi) etwa 3,0–3,5 MHz, (xii) etwa 3,5–4,0 MHz, (xiii) etwa 4,0–4,5 MHz, (xiv) etwa 4,5–5,0 MHz, (xv) etwa 5,0–5,5 MHz, (xvi) etwa 5,5–6,0 MHz, (xvii) etwa 6,0–6,5 MHz, (xviii) etwa 6,5–7,0 MHz, (xix) etwa 7,0–7,5 MHz, (xx) etwa 7,5–8,0 MHz, (xxi) etwa 8,0–8,5 MHz, (xxii) etwa 8,5–9,0 MHz, (xxiii) etwa 9,0–9,5 MHz, (xxiv) etwa 9,5–10,0 MHz und (xxv) > etwa 10,0 MHz.
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Das Spektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung stromaufwärts einer Ionenquelle aufweisen. Die Chromatographietrennvorrichtung kann eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung aufweisen. Alternativ kann die Trennvorrichtung Folgendes aufweisen: (i) eine Kapillarelektrophorese-(”CE”)-Trennvorrichtung, (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-(”CEC”)-Trennvorrichtung, (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen starren keramikbasierten mehrschichtigen Mikrofluidik-Substrat (”Keramikkachel”) oder (iv) eine Überkritisches-Fluid-Chromatographie-Trennvorrichtung.
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Die Ionenführung kann bei einem Druck gehalten werden, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus folgenden besteht: (i) < etwa 0,0001 mbar, (ii) etwa 0,0001–0,001 mbar, (iii) etwa 0,001–0,01 mbar, (iv) etwa 0,01–0,1 mbar, (v) etwa 0,1–1 mbar, (vi) etwa 1–10 mbar, (vii) etwa 10–100 mbar, (viii) etwa 100–1000 mbar und (ix) > etwa 1000 mbar.
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Analytionen können einer Elektronenübertragungsdissoziations-(”ETD”)-Fragmentation in einer Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung unterzogen werden. Analytionen können veranlasst werden, mit ETD-Reagensionen innerhalb einer Ionenführung oder Fragmentationsvorrichtung zu interagieren.
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Optional werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation entweder: (a) Analytionen fragmentiert oder zum Dissoziieren und zum Bilden von Produkt- oder Fragmentionen gebracht, nachdem sie mit Reagensionen interagiert haben und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (c) Analytionen fragmentiert werden oder dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder Atomen oder einem nicht ionischen Reagensgas interagiert haben, und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Ausgangsgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nicht ionischen oder ungeladenen Superbasis-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus folgenden besteht: (i) Natriumdampf oder -atomen, (ii) Lithiumdampf oder -atomen, (iii) Kaliumdampf oder -atomen, (iv) Rubidiumdampf oder -atomen, (v) Cäsiumdampf oder -atomen, (vi) Franciumdampf oder -atomen, (vii) C60-Dampf oder -Atomen und (viii) Magnesiumdampf oder -atomen.
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Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen können Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle umfassen.
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Optional werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der Gruppe abgeleitet, die aus folgenden besteht: (i) Anthracen, (ii) 9,10-Diphenyl-anthracen, (iii) Naphthalen, (iv) Fluor, (v) Phenanthren, (vi) Pyren, (vii) Fluoranthen, (viii) Chrysen, (ix) Triphenylen, (x) Perylen, (xi) Acridin, (xii) 2,2'-Dipyridyl, (xiii) 2,2'-Biquinolin, (xiv) 9-Anthracencarbonitril, (xv) Dibenzothiophen, (xvi) 1,10'-Phenanthrolin, (xvii) 9'-Anthracencarbonitril und (xviii) Anthraquinon und/oder (c) weisen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzenanionen oder Azobenzen-Radikalanionen auf.
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Der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziationsfragmentation kann die Wechselwirkung von Analytionen mit Reagensionen aufweisen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzen, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
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Es kann ein Chromatographiedetektor bereitgestellt werden, wobei der Chromatographiedetektor Folgendes aufweist:
einen destruktiven Chromatographiedetektor, der optional aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht: (i) einem Flammenionisationsdetektor (”FID”), (ii) einem aerosolbasierten Detektor oder einem Nanomengen-Analytdetektor (”NQAD”), (iii) einem Flammenphotometriedetektor (”FPD”), (iv) einem Atomemissionsdetektor (”AED”), (v) einem Stickstoffphosphordetektor (”NPD”) und (vi) einem evaporativen Lichtstreuungsdetektor (”ELSD”), oder
einen nicht destruktiven Chromatographiedetektor, der optional aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus folgenden besteht: (i) einem UV-Detektor fester oder veränderlicher Wellenlänge, (ii) einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD), (iii) einem Fluoreszenzdetektor, (iv) einem Elektroneneinfangdetektor (ECD), (v) einer Leitfähigkeitsüberwachungseinrichtung, (vi) einem Photoionisationsdetektor (PID), (vii) einem Brechungsindexdetektor (RID), (viii) einem Funkstromdetektor (”radio flow detector”) und (ix) einem chiralen Detektor (”chiral detector”).
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Das Spektrometer kann in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, einschließlich eines Massenspektrometrie-(”MS”)-Betriebsmodus, eines Tandem-Massenspektrometrie-(”MS/MS”)-Betriebsmodus, eines Betriebsmodus, in dem Ausgangs- oder Vorläuferinnen alternativ fragmentiert oder reagiert werden, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen, und nicht fragmentiert oder reagiert oder in einem geringeren Maße fragmentiert oder reagiert werden, eines Mehrfachreaktionsüberwachungs-(”MRM”)-Betriebsmodus, eines Datenabhängige-Analyse-(”DDA”)-Betriebsmodus, eines Datenunabhängige-Analyse-(”DIA”)-Betriebsmodus, eines Quantifizierungsbetriebsmodus oder eines Ionenbeweglichkeitsspektrometrie-(”IMS”)-Betriebsmodus.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Chromatogramm einer Probe menschlichen Urins und
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2 eine Graphik eines Fehlers als Funktion der Retentionszeit.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es wird ein Verfahren zur Massenspektrometrie dargelegt, das mit dem Schritt des Bereitstellens einer Bibliothek von Matrixdaten beginnen kann. Die Matrixdaten umfassen eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit in der Art der Masse-/Ladungsverhältnisse einer Anzahl von Matrixspitzen. Eine Probe, die von einer Anzahl von Proben des gleichen Ursprungs genommen werden kann (beispielsweise Urinproben von mehreren Personen, Bodenproben von einem bestimmten Bereich), wird chromatographisch getrennt. Die Probe enthält zumindest einige der Matrixkomponenten und eine oder mehrere Analytkomponenten. Beispielsweise kann die Probe aus Urin bestehen und können die eine oder die mehreren Matrixkomponenten Harnstoff, Harnsäure usw. sein, während die eine oder die mehreren Analytkomponenten Spuren bestimmter Arzneimittel sein können.
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Die Probe wird zu mehreren Retentionszeiten analysiert, um Probendaten zu erhalten, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten als Funktion der Retentionszeit umfassen. Die Probenkomponenten können eine oder mehrere Matrixkomponenten umfassen oder diesen entsprechen, wobei es sich beispielsweise um die gleichen Matrixkomponenten handeln kann, die für das Bereitstellen der Bibliothek von Matrixdaten verwendet werden.
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Ein oder mehrere Fehlerwerte können als Funktion der Retentionszeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den Probendaten und den Matrixdaten berechnet werden. Beim Vergleich kann eine physikalisch-chemische Eigenschaft der einen oder der mehreren Matrixkomponenten in den Probendaten mit der entsprechenden physikalischchemischen Eigenschaft der gleichen Matrixkomponenten in den Matrixdaten bei einer oder mehreren Retentionszeiten verglichen werden. Der eine oder die mehreren Fehlerwerte können der Differenz zwischen der physikalisch-chemischen Eigenschaft der Matrixkomponente in den Probendaten und der physikalisch-chemischen Eigenschaft der Matrixkomponente in den Matrixdaten bei der einen oder den mehreren Retentionszeiten entsprechen.
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Matrixkomponenten oder -verbindungen können als die Komponenten einer vom einen oder von den mehreren Analyten verschiedenen Mischung definiert werden. Für einen gegebenen Probenursprung kann das Vorhandensein gemeinsamer oder bekannter Matrixionen sehr vorhersehbar sein. Die Matrix kann eine biologische Matrix, beispielsweise Plasma, Urin, Fäzes oder Galle, sein.
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Eine Matrix kann vor Beginn der Analyse bekannt sein, und in vielen Fällen wurden matrixangepasste Standards präpariert. Eine Matrix, beispielsweise Plasma, Urin, Fäzes, Galle, Boden oder ein bestimmtes Nahrungsmittel, kann viele endogene Verbindungen enthalten, die über den Retentionszeitbereich, in dem interessierende Analyte eluieren, zu vielen stark reproduzierbaren chromatographischen Spitzen führen. Die Zusammensetzung jedes Matrixtyps ist im Wesentlichen unabhängig vom Ursprung der Probe konstant. Verschiedene Ausführungsformen nutzen dies aus, indem sie die endogenen Verbindungen der Matrix verwenden, die in einem Analysedurchlauf bei verschiedenen Retentionszeiten eluieren, um Fehler in einer diese Verbindungen enthaltenden Probe als Funktion der Retentionszeit zu korrigieren.
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Es sei bemerkt, dass die Zusammensetzung der Matrix vorab bekannt sein kann, in dem Sinne, dass sie ein standardmäßiges chromatographisches Elutionsprofil aufweist, das mit Bezug auf eine bekannte Bibliothek bereitgestellt werden kann.
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Allerdings kann die Bibliothek von Matrixdaten, einschließlich der physikalischchemischen Eigenschaften der Matrixkomponenten, alternativ durch chromatographische Trennung einer die Matrixkomponenten enthaltenden Probe in einem anfänglichen Durchlauf vor dem analytischen Durchlauf der Probe bereitgestellt werden, um die physikalischchemischen Eigenschaften der Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit zu bestimmen.
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Auf diese Weise ist es nicht notwendig, dass die Matrix selbst oder die Matrixkomponenten identifiziert werden können, solange die Bibliothek von Matrixdaten physikalisch-chemische Eigenschaften als Funktion der Retentionszeit aufweist. Beispielsweise können die Matrix und/oder die Matrixkomponenten während der Analyse unbekannt sein. Wichtig ist, wie sich die physikalisch-chemische Eigenschaft der Matrix (was auch immer) während des Analysedurchlaufs ändert, weil sie es ist, was für die Berechnung der Fehlerwerte verwendet wird.
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Der Ansatz gemäß verschiedenen Ausführungsformen macht optional auch eine innere oder äußere Sperrmasse oder eine Ionenbeweglichkeitssperrdrift überflüssig und verringert optional auch die experimentelle und instrumentelle Komplexität.
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1 zeigt ein grundlegendes Spitzenchromatogramm einer Probe menschlichen Urins, das durch Flüssigchromatographie-Flugzeit-Massenspektrometrie erhalten wurde. Das Chromatogramm wird durch viele intensive Spitzen dominiert, die bei jeder Retentionszeit zu Massenspektren führen. Viele dieser Spitzen beziehen sich auf Matrixionen und sind von einem geringen oder keinem analytischen Interesse.
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Diese Matrixionen können in Proben von verschiedenen Spezies oder Personen in verschiedenen Konzentrationen vorliegen, ein ausreichend hoher Anteil oder eine ausreichend große Untermenge dieser Komponenten ist jedoch in jeder Urinprobe mit einer ausreichenden Konzentration vorhanden, so dass sie als für diese Matrix charakteristisch angesehen werden können.
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Es sei bemerkt, dass es nicht notwendig sein kann, diese Matrixionen in Bezug auf das Aufklären der Elementzusammensetzung, der genauen Masse usw. vollständig zu charakterisieren, um diese Matrixionen zu verwenden, um eine interne Kalibrierung aller Massenspektrumsspitzen bei der Analyse auszuführen.
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Zuerst können mehrere Proben bereitgestellt werden und können das chromatographische Profil und/oder die Masse, das Masse-/Ladungsverhältnis oder Ionenbeweglichkeitsspektren der mehreren Proben in einem anfänglichen oder nicht analytischen Durchlauf aufgezeichnet werden. Das System kann vor der Analyse mit Referenzstandards kalibriert worden sein. Die Proben können in einer Matrix dispergierte interessierende Analytkomponenten umfassen, wobei die Matrix allen Proben gemeinsam sein kann und endogene Matrixkomponenten oder -verbindungen enthalten kann.
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Beispielsweise können die Proben mehrere Urinproben sein. Unter anderem können die gemeinsamen endogenen Verbindungen, die in einer Urinmatrix vorgefunden werden, Harnstoff, Creatinin, Harnsäure, Citrat, Wirts-/pathogene DNA, Wirts-/pathogene RNA, Aminosäuren, Immunglobulin, Tamm-Horsfall-Protein, Albumin und viele weitere Verbindungen umfassen. Diese Verbindungen können allen Proben gemeinsam sein und unabhängig von der bestimmten genommenen Probe die gleichen physikalisch-chemischen Eigenschaften aufweisen.
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Alternativ können die Proben von einem oder mehreren Äpfeln genommen werden, wobei die Matrix in diesem Fall beispielsweise endogene Zucker im Apfel wäre und das Verfahren das Detektieren von Niveaus eines bestimmten Analyts, beispielsweise eines Pestizids, umfassen kann. Die Proben können alle gemeinsame endogene Matrixkomponenten enthalten, die unabhängig von der bestimmten genommenen Probe die gleichen physikalisch-chemischen Eigenschaften aufweisen. Diese könnten als Matrixkomponenten des hier offenbarten Verfahrens verwendet werden.
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Zweitens können die Daten verarbeitet werden, um eine Bibliothek von Komponenten zu erzeugen, und kann eine Bestimmung in Bezug darauf vorgenommen werden, welche Komponenten der Matrix gemeinsam sind, unabhängig von ihrem Ursprung. Eine Bibliothek der Masse, des Masse-/Ladungsverhältnisses, der Ionenbeweglichkeit, der differenziellen Ionenbeweglichkeit, der Driftzeit, des Kollisionsquerschnitts (”CCS”), des Wechselwirkungsquerschnitts und/oder der Retentionszeit kann für die Matrixkomponenten gebildet werden.
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Ein zweidimensionaler Spitzendetektionsalgorithmus in der Art von APEX3D oder –4D kann verwendet werden, um jedes chromatographische Merkmal auf die Masse, das Masse-/Ladungsverhältnis, die Ionenbeweglichkeit, die Driftzeit, den Kollisionsquerschnitt (”CCS”), den Wechselwirkungsquerschnitt und/oder die Retentionszeit zu reduzieren.
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Eine Probe kann mehrere Durchlaufe durchmachen, oder verschiedene Proben können Durchlaufen unterzogen werden und analysiert werden, um das Vertrauen in die Bibliothekseinträge für die Matrixkomponenten zu verbessern.
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Bestimmte Proben können wohlbekannt sein, und der erste und der zweite Schritt, die vorstehend bereitgestellt wurden, können nicht erforderlich sein. Beispielsweise kann eine Bibliothek von Matrixdaten, die eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten als Funktion der Retentionszeit aufweist, mit Bezug auf eine bekannte Datenbank bereitgestellt werden.
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Alternativ können für Matrixspitzen mit einer unbekannten Zusammensetzung die erwarteten physikalisch-chemischen Eigenschaftswerte in Zusammenhang mit der Bibliothek anfänglich unter Verwendung herkömmlicher innerer oder äußerer Sperrmassenansätze, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, bestimmt werden.
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Die erwarteten Masse-/Ladungsverhältniswerte für Matrixspitzen mit einer bekannten elementaren Zusammensetzung können direkt berechnet werden. Ähnlich kann, falls der Ionenbeweglichkeits-, Kollisionsquerschnitts-(”CCS”)- oder Wechselwirkungsquerschnittswert für ein Matrixion bekannt ist, dieser direkt in der Bibliothek aufgezeichnet werden. Alternativ können innere oder äußere Sperrbeweglichkeitsansätze verwendet werden, um genaue Bibliothekseinträge zu gewährleisten.
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Es muss sorgfältig vorgegangen werden, um Massenspitzen zu vermeiden, die eine Masseninterferenz aufweisen oder statistisch ungenau sind. Das Vorhandensein einer möglichen Interferenz kann beispielsweise durch Vergleich der Spitzenform oder -breite mit einer Modellspitzenform oder erwarteten Spitzenform oder Modellspitzenbreite oder erwarteten Spitzenbreite untersucht werden. Falls eine Spitze Interferenz enthält, kann sie abgelehnt werden und nicht zur Bibliothek hinzugefügt werden.
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Die statistische Genauigkeit der Massen- und/oder Beweglichkeitsmessung kann mit jeder Messung aufgezeichnet werden und optional verwendet werden, um den Beitrag bestimmter Signale zur endgültigen angewendeten Kalibrierung zu gewichten.
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Drittens können dann weitere Proben in nachfolgenden oder Analysedurchläufen analysiert werden. Die Daten werden optional nachbearbeitet, um die physikalisch-chemischen Eigenschaften (beispielsweise Masse-/Ladungsverhältniswerte) der Matrixspitzen in der Bibliothek zu lokalisieren und aufzuzeichnen, welche mit entsprechenden Matrixspitzen in den nachfolgenden oder analytischen Proben verglichen werden können. Es sollten optional so viele Matrixspitzen wie möglich lokalisiert werden. Signale, die sehr schwach sind oder eine Masseninterferenz aufweisen, werden optional vermieden. Nicht alle Spitzen in der Bibliothek können lokalisiert oder für eine bestimmte Analyse verwendet werden. Spitzen können unter Verwendung einer oder mehrerer von der Masse, dem Masse-/Ladungsverhältnis, der Ionenbeweglichkeit, der differenziellen Ionenbeweglichkeit, der Driftzeit, des Kollisionsquerschnitts (”CCS”), des Wechselwirkungsquerschnitts oder der Retentionszeit lokalisiert werden.
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Viertens können ein oder mehrere Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen den physikalisch-chemischen Eigenschaften der einen oder der mehreren Matrixkomponenten in den Probendaten mit den entsprechenden physikalisch-chemischen Eigenschaften der gleichen Matrixkomponenten in den Matrixdaten bei einer oder mehreren Retentionszeiten berechnet werden.
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Beispielsweise kann ein Graph erzeugt oder auf andere Weise berechnet werden, der Fehlerwerte aufträgt (oder berechnet), beispielsweise Massen- oder Masse-/Ladungsverhältnis-Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit für die Matrixionen in einem oder mehreren der in den nachfolgenden oder Analysedurchläufen erzeugten Massenspektren. Im Fall der Ionenbeweglichkeitsspektrometrie können die Fehlerwerte beispielsweise ein prozentualer Fehler des Kollisionsquerschnitts sein. Die meisten Spektren enthalten wenigstens ein Matrixion, das mit der Bibliothek abgeglichen ist. Die für jede abgeglichene Spitze bei jeder Retentionszeit berechneten Fehler können zu einem einzigen Wert gemittelt werden und einem geeigneten statistischen Fehler zugeordnet werden oder getrennt verarbeitet werden.
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Fünftens kann eine Fehlerfunktion anhand der Fehlerwerte als Funktion der Retentionszeit erzeugt werden. Beispielsweise kann eine Anpassungslinie durch den Graphen aufgetragen werden oder andernfalls berechnet werden, oder es kann eine Funktion berechnet werden, die einer Anpassungslinie entspricht. Ausreißer können ignoriert werden, und die statistische Genauigkeit kann berücksichtigt werden. Die maximale Krümmung kann auf der Grundlage der vom System erwarteten allmählichen Kurzzeitdrift begrenzt werden. Verfahren zum Bestimmen einer besten Anpassung an solche Daten und für das Erkennen von Ausreißern sind bekannt.
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Es sei bemerkt, dass die als Funktion der Retentionszeit aufgetragenen Fehlerwerte darauf zurückzuführen sind, dass die Retentionszeit die Zeitskala der chromatographischen Trennung ist.
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2 zeigt eine Darstellung einer Anpassungslinie 1 für eine Fehlerauftragung als Funktion der Retentionszeit. Die dargestellte Anpassungslinie 1 repräsentiert den Masse-/Ladungsverhältnisfehler in Teile-pro-Million (ppm) der Spitzen in der Probe, welche Einträgen in der Bibliothek entsprechen, als Funktion der Retentionszeit. Die Anpassungslinie 1 kann eine beste Anpassungslinie sein.
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Es sind drei Ausreißer 2 dargestellt, bei denen bestimmt wurde, dass sie nicht zum Datentrend passen und daher aus der Berechnung der Anpassungslinie 1 ausgeschlossen wurden. Die Ausreißer 2 können infolge einer Interferenz- oder Massenzuweisung aus der allgemeinen Trendlinie herausfallen. Die Kurvenform repräsentiert optional die Art, in der die Massenzuweisung im Laufe der experimentellen Retentionszeit gedriftet ist. Dies ist als Masse-/Ladungsverhältnisdrift bekannt und kann beispielsweise infolge von Umgebungstemperaturänderungen während der Experimentzeit auftreten. Für ein gegebenes System kann die maximale Änderungsrate des Masse-/Ladungsverhältnisses und damit die maximale Krümmung dieser Linie bekannt sein oder berechnet werden. Dies kann verwendet werden, um die Kurve zu beschränken, und dies kann als Grundlage für das Unterdrücken von Ausreißern verwendet werden.
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Durch das Anpassen einer glatten Kurve durch alle Daten können statistische Variationen inhärent herausgeglättet werden und kann das erwartete Verhalten des Systems eng modelliert werden. Dies kann auch ermöglichen, dass ein Gebiet 3 des Chromatogramms, wo keine oder wenige Matrixionen zur Bibliothek passen, korrigiert wird, beispielsweise auf der Grundlage der allgemeinen Trends, die vor oder nach diesen Gebieten beobachtet wurden.
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Alternativ kann jedes Spektrum oder ein gemitteltes Gebiet von Spektren unabhängig korrigiert werden. Andere Verfahren zur Fehlerverarbeitung (beispielsweise ppm) gegen Zeitdaten können verwendet werden, wie das Berechnen eines gleitenden Mittelwerts des Fehlers im Laufe der Zeit.
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Sechstens kann das Masse-/Ladungsverhältnis einer oder mehrerer Analytspitzen bei ihren jeweiligen Retentionszeiten auf der Grundlage der Fehlerfunktion korrigiert werden, beispielsweise unter Verwendung der besten Anpassungslinie, um einen Fehlerwert bei der Retentionszeit der Analytspitze zu berechnen.
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Falls MSE- oder geplante oder datenabhängige MS-MS-Experimente ausgeführt werden, kann die Bibliothek Vorläufer- und Fragmentionen von der Matrix enthalten. Hierdurch kann die Anzahl der Spitzen bei jeder Retentionszeit erhöht werden, die für die Massenkorrektur verwendet werden können, und kann das Vertrauen der Zuweisung von Matrixionen in der Probe zu den Einträgen in der Bibliothek verbesert werden. Anhand der MS- und MS-MS-Daten bei jeder Retentionszeit berechnete Korrekturwerte können zusammengefasst oder gemittelt werden, um die Genauigkeit zu verbessern.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Korrektur während der chromatographischen Elution in Echtzeit, optional auf der Grundlage identifizierter Matrixspitzen, berechnet und angewendet werden. Beispielsweise kann eine Echtzeitkorrektur eines aktuellen Spektrums einen gleitenden Mittelwert von Korrekturwerten verwenden, der optional anhand identifizierter Matrixionen in einer Anzahl zuvor erfasster Spektren berechnet wird.
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Andere Instrumentenparameter können überwacht werden (beispielsweise die Massenauflösung), um die Instrumentfunktionsweise zu überwachen oder eine Echtzeitkorrektur anzuwenden oder die Einstellung abzustimmen.
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Durch die Verwendung einer Echtzeitüberwachung von Matrixionen-Masse-/Ladungsverhältniswerten können dann Massenverschiebungen identifiziert werden, die durch eine Detektorsättigung in Flugzeit-Massenspektrometern, Raumladungsaberrationen in analytischen HF- oder elektrostatischen Ionenfallen oder Driftzeitverschiebungen in Ionenbeweglichkeitsspektrometern oder Trennvorrichtungen hervorgerufen werden. Diese Informationen können in Echtzeit verwendet werden, um Instrumentenparameter einzustellen, beispiesweise einen oder mehrere von der Ionentransmission, der Ionisationseffizienz, der Detektorverstärkung oder der Ionenfallenfüllzeit, um diese Effekte zu kompensieren.
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Alternativ können diese Informationen bei der Nachbearbeitung verwendet werden, um eine Korrektur zu bestimmen, die auf ein Analytsignal anzuwenden ist, um Verschiebungen oder andere Abberationen beispielsweise infolge von Raumladungseffekten bei einer bestimmten Retentionszeit, zu kompensieren.
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Die Beweglichkeit kann aufgenommen werden, und die offenbarten Verfahren können verwendet werden, um die Beweglichkeitsdrift oder die Sperrdrift zu korrigieren. Der Kollisionsquerschnitt (”CCS”), der Wechselwirkungsquerschnitt oder die Driftzeit kann als Bestätigung der Identität einer Matrixspitze verwendet werden, um die Bibliothekszuweisung zu verbessern.
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Im Fall der Proteomik kann bekannt sein, dass viele Proben üblicherweise vorgefundene Proteine, wie Keratin oder Ubiquitin, enthalten. Peptide von diesen Proteinen können verwendet werden, um die Drift während der Trennung zu korrigieren. Im Fall der Proteomik kann die Datenbank eine Protein-/Peptiddatenbank sein, die Vorläufer- und Fragmentionen enthält.
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Gemäß Ausführungsformen kann eine bekannte Matrix oder ein bekannter Kalibrierstoff zu einer Analytprobe hinzugefügt werden, darin eine Spitze bilden oder auf andere Weise darin eingebracht werden, so dass bekannte chromatographische Spitzen mit bekannten Masse-/Ladungsverhältnissen innerhalb der endgültigen Daten auftreten. Die hinzugefügte Matrix oder Kalibriermischung kann so ausgelegt werden, dass sie nicht zur gleichen Zeit wie der interessierende Analyt eluiert und daher nicht zu Ionisationsunterdrückungseffekten, einer Interferenz oder einer Masseninterferenz führen kann. Zusätzlich kann die hinzugefügte Matrix oder der hinzugefügte Kalibrierstoff so ausgelegt werden, dass er im Masse-/Ladungsverhältnis- oder Driftzeitraum vom Analyt getrennt wird, wodurch optional die Möglichkeit einer Masseninterferenz verringert wird.
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Wenn beispielsweise Proteinverdauungen analysiert werden, kann eine bekannte Verdauung eines Proteins oder eines anderen Typs einer Verbindungsmischung in der Probe eine Spitze bilden, um während der chromatographischen Elution der Analytpeptide als eine Sperrmasse zu wirken.
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Bei einer Quantifizierung kleiner Moleküle werden häufig mit C13 markierte Isotope mit dem Analyt als interne Quantifizierungsstandards verwendet. Diese haben die gleiche Retentionszeit wie der Analyt, jedoch einen anderen bekannten Masse-/Ladungsverhältniswert. Diese können verwendet werden, um die Massendrift während der chromatographischen Elution zu korrigieren.
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Es kann auch eine Mehrpunktsperrmasse gebildet werden. In diesem Fall kann eine Sperrmassenkorrektur oberhalb der ersten Ordnung angewendet werden. Diese kann verwendet werden, um eine Zeitversatzdrift von elektronischen Zeitsteuerschaltungen in Flugzeitsystemen zu korrigieren. Im Grenzbereich kann eine Massenkalibrierkurve für jede Retentionszeit oder jeden Retentionszeitbereich gebildet werden, optional durch das beschriebene und auf die Daten angewendete Verfahren.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren in Kombination mit einer standardmäßigen inneren oder äußeren Sperrmasse verwendet werden, beispielsweise als Qualitätskontrollprüfung, um sicherzustellen, dass die Instrumentenkalibrierung und/oder die Sperrmasse korrekt ist.
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Alternativ kann das Verfahren in Kombination mit einer äußeren Sperrmasse verwendet werden, so dass die Drift im Matrixionen-Masse-/Ladungsverhältnis überwacht und für die innere Korrektur verwendet werden kann, und optional um zu bestimmen, wann eine äußere Sperrmasse während des Chromatographiedurchlaufs einzubringen ist. Beispielsweise kann eine Korrektur von bis zu 5 ppm unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens ermöglicht werden. Sobald festgestellt wird, dass die Drift außerhalb dieses Werts liegt, kann eine äußere Sperrmassenkorrektur ausgeführt werden. Dies kann die Anzahl der äußeren Sperrmassenereignisse auf ein Minimum verringern und ermöglichen, dass die Häufigkeit der Sperrmasseneinbringung an die Umgebungsbedingungen angepasst wird, optional durch die gemessene Drift im Masse-/Ladungsverhältnis der Matrixionen.
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Verschiedene Ausführungsformen können auch die Anforderung einer inneren oder äußeren Sperrmasse oder Ionenbeweglichkeitssperrdrift beseitigen, wodurch die experimentelle und instrumentelle Komplexität verringert werden.
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Das Verfahren kann auf die Ionenbildgebung angewendet werden, beispielsweise die matrixunterstützte Laserdesorptions-/Ionisations-(”MALDI”)- oder Desorptions-Elektrosprayionisations-(”DESI”)-Gewebebildgebung, optional unter Verwendung eines Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeitinstruments.
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Bei vielen Bildgebungsexperimenten, beispielsweise bei der MALDI- oder DESI-Bildgebung, kann der Ursprung der abzubildenden Probe wohlbekannt sein. Beispielsweise kann die Probe Leber-, Muskel- oder anderes Gewebe von einer bekannten Spezies sein. Es kann eine Bibliothek erzeugt werden, die eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften von Matrixkomponenten enthält, wobei die Matrixkomponenten in der Probe vorgefundenen gemeinsamen reproduzierbaren Verbindungen entsprechen.
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Viele Matrixverbindungen oder -komponenten können gefunden werden, wobei diese Verbindungen oder Komponenten über spezifische Gebiete der Oberfläche oder über die gesamte Oberfläche einer bestimmten Probe im Wesentlichen gemeinsam sein können. Diese Verbindungen oder Komponenten können verwendet werden, um eine genaue Bibliothek von Matrixdaten zu bilden, die beim offenbarten Verfahren zu verwenden ist. Im Fall von Tiergewebe können die Matrixionen beispielsweise von Lipiden, kleinen Proteinen oder Peptiden herrühren.
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Das Verfahren kann das Bereitstellen einer Bibliothek von Matrixdaten umfassen, wobei die Matrixdaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixkomponenten umfassen. Die Bibliothek, welche die physikalisch-chemischen Eigenschaften einer oder mehrerer Matrixverbindungen oder -komponenten enthält, kann durch Analysieren mehrerer Gewebeproben ähnlichen Typs erzeugt werden. Diese Bibliothek kann keine räumlichen Informationen enthalten.
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Das Verfahren kann das Abbilden einer Probe bei mehreren räumlichen Orten aufweisen, wobei die Probe zumindest einige der Matrixkomponenten und eine oder mehrere Analytkomponenten enthält. Das Verfahren kann das Analysieren der Probe an den mehreren räumlichen Orten zum Erhalten von Probendaten aufweisen, wobei die Probendaten eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften einer oder mehrerer Probenkomponenten (einschließlich wenigstens einiger der Matrixkomponenten) aufweisen.
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Wenn die Probe in einem oder mehreren Analysedurchläufen abgebildet wird, kann ein Array von Massenspektren, die jeweils einem gegebenen räumlichen Ort oder einem Bereich räumlicher Orte zugeordnet sind, erzeugt werden. Die Zeit oder der Zeitraum, während jedes Massenspektrum erzeugt wird, kann auch zusammen mit den räumlichen Informationen aufgezeichnet werden.
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Eine oder mehrere Matrixverbindungen oder -komponenten kann im während des einen oder den mehreren Analysedurchläufen erhaltenen Massenspektrum oder den darin enthaltenen Massenspektren identifiziert werden. Eine oder mehrere physikalisch-chemische Eigenschaften der einen oder der mehreren Matrixverbindungen oder -komponenten in den Probendaten können aufgezeichnet oder bestimmt werden. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften können eines oder mehrere vom Masse-/Ladungsverhältnis, von der Driftzeit, vom Kollisionsquerschnitt (”CCS”), vom Wechselwirkungsquerschnitt, von der Ionenbeweglichkeit und von der differenziellen Ionenbeweglichkeit einschließen.
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Fehlerwerte können durch Vergleichen der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Matrixkomponenten in der Bibliothek (d. h. den Matrixdaten) mit den physikalischchemischen Eigenschaften der gleichen Matrixkomponenten in den (analytischen) Probendaten bestimmt oder berechnet werden. Ein Zeitwert oder Zeitraum kann jedem Fehlerwert zugeordnet werden, indem die Zeit oder die Zeiten bestimmt werden, bei denen das eine oder die mehreren Massenspektren, welche die jeweilige Matrixkomponente enthalten, aufgezeichnet wurden. Demgemäß können die Fehlerwerte als Funktion der Zeit aufgezeichnet werden und daher einem gegebenen räumlichen Ort oder einem gegebenen Bereich räumlicher Orte zugewiesen werden.
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Die Analytdaten (d. h. die nicht der Matrix entsprechen), die an jedem räumlichen Ort erfasst wurden, können dann auf der Grundlage der Fehlerwerte korrigiert werden. Beispielsweise kann eine Auftragung der Fehlerwerte als Funktion der Zeit (und daher des räumlichen Orts) erzeugt werden und können ein oder mehrere Einstellungs- oder Korrekturwerte anhand der Auftragung bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Funktion bestimmt werden, die einer besten Anpassungslinie der Auftragung der Fehlerwerte entspricht, und können der eine oder die mehreren Einstellungs- oder Korrekturwerte anhand der Funktion, welche der besten Anpassungslinie entspricht, bestimmt werden.
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Die Analytdaten (beispielsweise ein Massenspektrum oder Massenspektren) können daher an jedem räumlichen Ort oder an jedem Bereich räumlicher Orte korrigiert werden. Es wird verständlich sein, dass die Daten, die korrigiert werden, Masse-/Ladungsverhältniswerte im einen oder in den mehreren Massenspektren sein können.
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Einige oder alle der während des Analysedurchlaufs erhaltenen Massenspektren können durch Bestimmen der Zeiten oder Zeiträume, zu denen jedes Massenspektrum aufgezeichnet wurde, Bestimmen eines Einstellungs- oder Korrekturfaktors für jede Zeit oder jeden Zeitraum (unter Verwendung der Funktion) und Anwenden jedes Einstellungs- oder Korrekturfaktors auf das zur jeweiligen Zeit oder im jeweiligen Zeitraum erhaltene Massenspektrum korrigiert oder eingestellt werden.
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In einigen Fällen kann die Probe inhomogen sein. Beispielsweise kann ein Querschnitt eines gesamten Tiers abgebildet werden. In diesem Fall kann eine optische Bildgebung verwendet werden, um die räumlichen Koordinaten zu lokalisieren, die bekannte allgemeine Gewebetypen (Leber, Herz, Gehirn usw.) enthalten.
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Wenn die Bibliothek von Matrixdaten gebildet wird, können die detektierten Matrixkomponenten einem bestimmten Gebiet des Bilds zugeordnet werden, das einem bekannten Gewebetyp entspricht. Dies entspricht dem Zuordnen eines gemessenen Matrixwerts zu einer bestimmten Retentionszeit gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
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In manchen Fällen werden bestimmte Matrixkomponenten nur bestimmten Gebieten der Probe zugeordnet. Diese Informationen können verwendet werden, um in nachfolgenden (analytischen) Probendaten beobachtete Matrixionen direkt zu vergleichen. Beispielsweise können die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Matrixkomponenten in der Bibliothek mit einem zugeordneten Ort oder Probengebiet (beispielsweise Leber, Herz, Gehirn usw.) aufgezeichnet werden.
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Wenn der Analysedurchlauf ausgeführt wird, können bei der Identifikation der Matrixkomponenten oder -verbindungen in den Massenspektren (d. h. den Probendaten) die Matrixdaten auf jene Matrixkomponenten oder -verbindungen beschränkt werden, die dem gleichen Ort oder Probengebiet wie die Massenspektren entsprechen. Hierdurch kann beispielsweise die Möglichkeit verringert werden, dass die gleiche Matrixkomponente verwendet wird, jedoch mit einer inkorrekten physikalisch-chemischen Eigenschaft.
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Die beim Vergleich zwischen den Probendaten und den Matrixdaten verwendeten Matrixkomponenten können auf jene Matrixkomponenten oder -verbindungen beschränkt werden, die dem gleichen Ort oder Probengebiet wie die Massenspektren entsprechen.
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Dieser Ansatz kann auf eine andere Analyse ausgeweitet werden, welche eine Bildgebung oder andere Oberflächenabtasttechniken verwendet. Es ist beispielsweise bei MALDI bekannt, dass ein Eluent von einer chromatographischen Trennung räumlich auf einen Zielstreifen aufgebracht werden kann, wodurch ein Bild der chromatographischen Trennung erzeugt wird. Wiederum können Matrixionen verwendet werden, um eine Driftkorrektur durch die vorstehend beschriebenen Verfahren anzuwenden.
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Proben für MALDI oder DESI usw. können einzeln an spezifischen Orten auf einer Zielplatte aufgebracht und anschließend analysiert werden. Wiederum kann die Zeit, zu der jeder Ort der Zielplatte analysiert wird, wie vorstehend beschrieben aufgezeichnet werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Drift an jedem Zielplattenort unter Verwendung der Korrelation zwischen der Matrixbibliothek und der Probe korrigiert wird.
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Es sind viele andere Oberflächenanalyse- oder Ionenbildgebungstechniken bekannt. Beispielsweise können die vorstehend beschriebenen Verfahren bei der Direktanalyse in Echtzeit (”DART”), der matrixunterstützten Einlassionisation (”MAIV”), der Flüssigkeits-Mikroübergangs-Oberflächenprobennahme (”LJM-SSP”), der Flüssigkeitsextraktionsoberflächenanalyse (”LESA”), bei Tieftemperaturplasma (”LTP”), bei Strömende-Atmosphärendruck-Nachglimmen (”Flowing Atmospheric Pressure Afterglow” – ”FAPA”) oder bei der Laserablations-Elektrosprayionisation (”LAESI”) verwendet werden.
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Wenngleich die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute auf dem Gebiet verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 1500377 [0001]
- GB 2383963 [0008, 0014]
- US 2014/0260509 [0009, 0015]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Analysis of mycotoxins in barley using ultra high liquid chromatography high resolution mass spectrometry: comparison of efficiency and efficacy of different extraction procedures” von Josep Rubert u. a., Talanta, Band 99, S. 712–719, 20. Juli 2012 [0007]
- ”Analysis of mycotoxins in barley using ultra high liquid chromatography high resolution mass spectrometry: comparison of efficiency and efficacy of different extraction procedures” von Josep Rubert u. a., Talanta, Band 99, S. 712–719, 20. Juli 2012 [0013]
- ”Matrix Effects-A Challenge Toward Automation of Molecular Analysis” (Journal of Laboratory Automation, 2010, 15: 233) [0016]
