DE102023121631A1

DE102023121631A1 - Verfahren und Massenspektrometriesysteme zum Erfassen von Massenspektraldaten

Info

Publication number: DE102023121631A1
Application number: DE102023121631.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Thöing; Alexander Makarov; Denis CHERNYSHEV
Original assignee: Thermo Fisher Scientific Bremen GmbH
Current assignee: Thermo Fisher Scientific Bremen GmbH
Priority date: 2022-08-12
Filing date: 2023-08-11
Publication date: 2024-02-15
Also published as: JP2024025778A; US20240055246A1; GB2621393A; GB202211790D0; CN117589853A

Abstract

Es ist ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Empfangen von Massenspektraldaten der Probe über den m/z-Bereich; Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, durch: Aufteilen des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von m/z-Bins; Bestimmen einer Angabe der Ionenhäufigkeit für jeden m/z-Bin basierend auf den Massenspektraldaten; und Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad des gebildeten m/z-Teilbereichs entsprechen; und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über einen Bereich eines Masse-zu-Ladung-Verhältnisses (m/z). Diese Offenbarung betrifft auch Massenspektrometriesysteme zum Durchführen derartiger Verfahren.
Stand der Technik
Bei Massenspektrometern unter Verwendung eines ionenfallenbasierten Massenanalysators, wie z. B. des durch Thermo Fisher Scientific™ gefertigten Massenspektrometers Orbitrap™, sollte die Anzahl von Ionen, die in den Analysator eintreten, auf einen gewissen Bereich beschränkt werden, um unerwünschte Auswirkungen aufgrund von Überfüllen der Falle, wie Raumladungseffekte, zu vermeiden. Bei Orbitrap™-Instrumenten injiziert in der Regel eine Falle (C-Falle) Ionen in einen Orbitalfallenmassenanalysator. Eine derartige Falle wird oft als „Extraktionsfalle“ bezeichnet. Typische Zielwerte für die Anzahl von Ionen oder den Gesamtionenstrom (TIC) bei einem Vollmassenspektrometrie-(MS)-Scan mit Orbitalfalleninstrumenten liegen im Bereich von 1 × 10⁶ bis 3 × 10⁶. Diese auferlegte Obergrenze begrenzt jedoch natürlich auch den Dynamikbereich von massenspektrometrischen Scans sowie die Signal-Rausch-(S/N)-Verhältnisse, die für seltener auftretende Analyten in der Probe erreicht werden können. Dieser Nachteil wird bei der Analyse biologischer Proben besonders ausgeprägt, die oft von einigen sehr häufig auftretenden Spezies dominiert werden. Zum Beispiel macht im menschlichen Blutplasma das Proteinserumalbumin -50 % des Plasmaproteins aus. Eine effektive Analyse von seltener auftretenden Spezies in der Probe erfordert entweder ein Entfernen der dominanten Spezies (was nicht unter allen Umständen möglich sein kann) oder einen erhöhten Dynamikbereich, um häufig auftretende ebenso wie selten auftretende Spezies aufzulösen.
Um einen normalen Vollscan aufzuzeichnen, der einen breiten m/z-Bereich abdeckt, werden Ionen, die von einer Probe stammen, in einer Falle (z. B. einer C-Falle) für eine bestimmte Zeitdauer akkumuliert und dann in einen Massenanalysator injiziert (z. B. einen Orbitalfallenmassenanalysator). Der Gesamtzeitzeitraum, während dessen Ionen akkumuliert werden (hierin als „Injektionszeit“ bezeichnet), wird üblicherweise durch einen automatischen Verstärkungsregelungsmechanismus (AGC-Mechanismus) bestimmt, der die Akkumulationszeit in der C-Falle steuert. Die AGC verwendet typischerweise sowohl den beobachteten TIC des interessierenden m/z-Bereichs als auch die zugehörige Injektionszeit eines vorherigen Scans (z. B. Vollscan oder kurzen niedrigauflösenden „Vorscan“), kann aber auch eine zusätzliche Elektrometervorrichtung verwenden, um die Injektionszeit zu schätzen, die erforderlich ist, um eine spezifizierte Anzahl von Ionen (auch als AGC-Zielwert bezeichnet) in der Ionenfalle zu erreichen. Wie der TIC selbst wird die resultierende Injektionszeit hauptsächlich durch die am häufigsten auftretende Spezies in der Probe bestimmt. Wenn man berücksichtigt, dass die Injektionszeit auf alle Probenbestandteile gleichermaßen angewendet wird und dass typischerweise alle Ionen aus dem m/z-Bereich gleichzeitig in die Ionenfalle eintreten, werden seltener auftretende Spezies entweder überhaupt nicht oder mit einem niedrigen S/N-Verhältnis erkannt, wodurch der Dynamikbereich der Analyse begrenzt wird.
Ansätze zum Erhöhen der S/N-Verhältnisse von m/z-Bereichen sowie des Gesamtdynamikbereichs von MS-Scans wurden zuvor beschrieben. WO-2006/129083 beschreibt ein Verfahren, das die sequenzielle Injektion von Ionen aus mehreren ausgewählten m/z-Bereichen umfasst, gefolgt von der Massenanalyse der kombinierten lonenprobe und unter Verwendung eines AGC-Mechanismus, um eine Zielanzahl an Ionen zu erreichen.
A.D. Southam et al. (Anal. Chem. 2007, 79, 4595) beschreibt ein Verfahren zum Erhöhen des Dynamikbereichs für die Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz- (FT-ICR) - Massenspektrometrie, speziell Direktinfusions-Nano-Elektrosprayanwendungen, umfassend die aufeinanderfolgende Injektion und Massenanalyse mehrerer aneinander angrenzender, überlappender m/z-Fenster, gefolgt von dem Zusammenfügen dieser Fenster, um ein zusammenhängendes Vollscan-Spektrum zu erzeugen. Das Verfahren schließt einen dedizierten Stitching-Algorithmus ein, der hauptsächlich darauf abzielt, die hohe Massengenauigkeit des FT-ICR-Massenspektrometers zu halten oder sogar zu verbessern.
F. Meier et al. (Nat. Methods 2018, 15, 440) beschreiben ein Erfassungsverfahren mit der Bezeichnung „BoxCar“, und WO-2018/134346 beschreibt ähnliche Ansätze. Diese Veröffentlichungen zielen auf das Erhöhen des S/N der seltener auftretenden Spezies und des Gesamtdynamikbereichs von Vollscans ab, indem sie sequenziell Ionen aus Partitionen des Vollscan-m/z-Bereichs injizieren und Massenanalysen an zwei oder mehr kombinierten lonenproben durchführen, die später durch einen Nachverarbeitungsalgorithmus zusammengefügt werden können, um ein Vollscan-Spektrum zu erzeugen. Insbesondere wird ein breiter m/z-Bereich in mehrere angrenzende überlappende m/z-Fenster partitioniert, die zwei oder mehr „BoxCar-Scans“ (partiellen Spektren) abwechselnd zugeordnet sind. Zum Beispiel werden mit zwei BoxCar-Scans die Fenster Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5, ... dem Scan Nr. 1 zugewiesen; die Fenster Nr. 2, Nr. 4, Nr. 6, werden dem Scan Nr. 2 zugewiesen. Für jeden Scan werden die Ionen aus den zugeteilten Fenstern sequenziell injiziert und dann gemeinsam im Massenanalysator gemessen. F. Meier et al. konzentriert sich auf Proteomik-Anwendungen und die Autoren weisen eine verbesserte Leistung im Vergleich zu Standard-Vollscans auf dem Q Exactive™ HF in Bezug auf die Empfindlichkeit und die Anzahl der erkannten Proteine pro Zeiteinheit nach.
Das BoxCar-Verfahren ( WO-2018/134346 ) versucht, einen Ansatz zum Ersetzen von Standard-Vollscans bereitzustellen, ohne etablierte Arbeitsabläufe (wie datenabhängige Erfassungen in der Proteomik) zu stören und ohne die Erfassungsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen. Basierend auf dem grundlegenden Verfahren zum Multiplexen ausgewählter m/z-Bereiche durch deren sequenzielle Injektion und kollektive Massenanalyse, wie in WO 2006/129083 beschrieben, zeigt das BoxCar-Verfahren, dass der Dynamikbereich von Vollscans durch Erfassen gemultiplexter Teilscans effektiv erhöht werden kann. Da jedes m/z-Fenster in dem Teilscan den gleichen AGC-Zielwert aufweist, sind die einzelnen Injektionszeiten, die von der AGC zugeteilt werden, stark von den Häufigkeiten der in den Fenstern enthaltenen Spezies abhängig. Zum Beispiel werden seltener auftretenden Spezies höhere Injektionszeiten zugewiesen als häufiger auftretenden Spezies, wodurch der Anteil an häufig auftretenden Spezies zugunsten der seltener auftretenden reduziert wird, und die verfügbare Gesamtioneninjektionszeit besser ausgenutzt wird (die durch die am häufigsten auftretenden Spezies nicht eingeschränkt wird, wie es in Standard-Vollscans der Fall ist).
Die Idee, einen Vorläufer-m/z-Scanbereich in mehrere m/z-Fenster mit fester oder variabler Breite aufzuteilen, wurde in US-8809770 , US-9269553 und US-9543134 beschrieben. US-8809770 verwendet verschiedene m/z-Selektionsfenster zum Erzeugen von Fragmentierungsspektren, die nach bekannten Verbindungen aus einer Bibliothek von Fragmentierungsspektren durchsucht werden. US-9269553 und US-9543134 beschreiben die Verwendung von mehreren, breiten Vorläufer-m/z-Selektionsfenstern, die den gesamten interessierenden m/z-Bereich abdecken, um mehrere Fragmentierungsspektren zu erhalten. Keines dieser Dokumente befasst sich jedoch mit dem Aspekt des Vergrößerns des Dynamikbereichs von Vorläufer-(MS¹)-Scans durch sequenzielle Injektion und kollektive Massenanalyse von Vorläufern. Insbesondere beschreibt jedes dieser Dokumente MS²-Massenspektrometrie anstelle von MS¹-Verfahren.
Während die vorstehend beschriebenen Ansätze zu Verbesserungen bei der Erfassung von Massenspektraldaten geführt haben, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, verbesserte Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten bereitzustellen. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung darin, einen hohen Dynamikbereich beim Erfassen von Massenspektraldaten zu erhalten.
Kurzdarstellung
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen die Massenspektrometrie (MS) unter Verwendung eines automatischen Verstärkungsregelungsmechanismus (AGC-Mechanismus), der Injektionszeiten von Analytprobenionen bestimmt, um die Anzahl von Ionen zu steuern, die in einen ionenfallenbasierten Massenanalysator eintreten (zum Beispiel einen Orbitalfallenmassenanalysator oder eine fallenbasierte Flugzeit (ToF), wobei Ionen in eine Falle eintreten, von der sie in einen ToF-Massenanalysator ausgestoßen werden). Die Injektionszeit ist ein Parameter, der auch als „Akkumulationszeit“ oder „Füllzeit“ beschrieben werden kann. Die Anzahl der Ionen, die in den Massenanalysator eines ionenfallenbasierten Massenanalysators eintreten, kann gesteuert werden, indem eine Extraktionsionenfalle für einen berechneten Zeitraum gefüllt wird. Ionen werden aus der Extraktionsfalle in den Massenanalysator ausgestoßen, so dass Ionen nur zu bestimmten Zeiten in den Massenanalysator eintreten können. Dieser berechnete Zeitraum ist die Injektionszeit, die Akkumulationszeit oder Füllzeit und einige Ausführungsformen der Offenbarung betreffen Verbesserungen bei der Bestimmung dieses Parameters.
In einigen Ausführungsformen dieser Offenbarung kann die automatische Partitionierung des Scanbereichs zum Trennen von m/z-Regionen mit hoher Signalhäufigkeit von denen mit geringer Signalhäufigkeit verwendet werden und ermöglicht somit eine dynamische Anpassung der Fenster mit hohem Dynamikbereich (HDR) (die hierin auch als m/z-Teilbereiche bezeichnet werden) entsprechend der Zusammensetzung der Probe. Da das Verfahren eine dynamische Anpassung ermöglicht, können die hierin beschriebenen Verfahren besonders vorteilhaft sein, wenn die Zusammensetzung einer Probe hochgradig zeitabhängig ist, was bei Chromatografieexperimenten der Fall sein kann. Im Vergleich zu bisherigen Verfahren wie dem BoxCar-Verfahren kann eine verbesserte Zuteilung dynamischer m/z-Fenster erreicht werden. Insbesondere ermöglichen hierin beschriebene Ausführungsformen einen dynamischen Fokus auf Regionen mit geringer Häufigkeit in relativ kurzen Zeiträumen, sodass eine automatische Repartitionierung eines m/z-Bereichs grundsätzlich bei hohen Frequenzen, wie auf einer Scan-zu-Scan-Basis, durchgeführt werden kann.
Im Allgemeinen stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereit. Das Verfahren umfasst: Empfangen von Massenspektraldaten der Probe über den m/z-Bereich und Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, durch: Aufteilen des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von m/z-Bins; Bestimmen einer Angabe der lonenhäufigkeit für jeden m/z-Bin basierend auf den Massenspektraldaten; und Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad des gebildeten m/z-Teilbereichs entsprechen. Das Verfahren umfasst ferner das Durchführen einer Massenanalyse an der Probe für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden. Durch Partitionieren des m/z-Bereichs auf diese Weise basierend auf den Massenspektraldaten können m/z-Teilbereiche für die Massenanalyse dynamisch bestimmt werden. Dies ermöglicht es, dass mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen schnell und auf eine Weise bestimmt werden, die verhindert, dass eine sehr häufig auftretende Spezies bei der Durchführung der Massenanalyse seltener auftretende Spezies dominiert. Dieser Prozess der Partitionierung eines m/z-Bereichs durch Aufteilen des m/z-Bereichs in Bins und dann das Gruppieren dieser Bins kann als „Clusterbildung“ bezeichnet werden. Das Ergebnis dieser „Clusterbildung“ ist ein oder mehrere m/z-Bins, die gruppiert werden, die anschließend verarbeitet werden können, um m/z-Teilbereiche für die Massenanalyse zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozess zum Bilden von m/z-Teilbereichen für die Massenanalyse umfassen: (i) Aufteilen eines vollen m/z-Bereichs in Bins (die äquidistant sein können) und Bestimmen eines TIC-Werts (oder eines anderen Maßes für die lonenhäufigkeit, wie eines arbiträren Maßes der Signalintensität) für jeden Bin; (ii) Gruppieren von Bins einer ähnlichen TIC-Größenordnung zu Clustern von unterschiedlicher Größe; und (iii) Verarbeiten der Liste von Clustern, um das Spektrum in m/z-Teilbereiche (m/z-Fenster) zu partitionieren. Bei jeder Iteration wird vorzugsweise der volle Spektralbereich partitioniert. Der letzte Verarbeitungsschritt (iii) kann das Bilden von m/z-Teilbereichen beinhalten, die breiter sind als die in Schritt (ii) gebildeten Cluster. In einigen Szenarien kann durch Verwenden relativ breiter Überlappungen zwischen m/z-Teilbereichen (im Vergleich zu dem BoxCar-Verfahren) die Notwendigkeit der Neuskalierung von Intensitäten von Peaks, die in der Flankenregion eines Massenfilters erhalten werden (z. B. die Flanken eines Quadrupols), vermieden werden. Infolgedessen ist es nicht erforderlich, einen Standard-Vollscan parallel zu den HDR-Vollscans in einem HDR-Experiment aufzuzeichnen. Dies kann Zeit sparen und die Notwendigkeit von Nachverarbeitungsarbeitsabläufen vermindern.
Somit stellt, allgemein gesprochen, die Offenbarung auch ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereit, wobei der m/z-Bereich eine Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen umfasst, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst. Das Verfahren umfasst das Bestimmen eines ersten Satzes von m/z-Teilbereichen (z. B. zum Durchführen eines ersten Subscans) der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen und Bestimmen eines zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen (z. B. zum Durchführen eines zweiten Subscans) der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei der erste Satz (mindestens) einen ersten m/z-Teilbereich umfasst und der zweite Satz (mindestens) einen zweiten m/z-Teilbereich umfasst. Das Verfahren umfasst ferner das Filtern der Probe nach Masse, um Ionen in dem ersten Satz von m/z-Teilbereichen unter Verwendung eines ersten Massenfilters mit einem ersten Antwortprofil, das dem ersten m/z-Teilbereich entspricht, zu isolieren, wobei das erste Antwortprofil eine Region mit relativ hoher Transmission und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission aufweist, und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe über den ersten Satz von m/z-Teilbereichen, um einen ersten partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten. Die erste Massenanalyse kann als erster Subscan beschrieben werden. Dann umfasst das Verfahren das Filtern der Probe nach Masse, um Ionen in dem zweiten Satz von m/z-Teilbereichen zu isolieren, unter Verwendung eines zweiten Massenfilters, der ein zweites Antwortprofil aufweist, das dem zweiten m/z-Teilbereich entspricht, wobei das zweite Antwortprofil eine Region mit relativ hoher Transmission und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission aufweist, und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe über den zweiten Satz von m/z-Teilbereichen, um einen zweiten partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten. Die zweite Massenanalyse kann als zweiter Subscan beschrieben werden.
Der erste Massenfilter und der zweite Massenfilter können derselbe Massenfilter oder zwei unterschiedliche Massenfilter sein. Zum Beispiel können der erste und der zweite Massenfilter zwei Quadrupole sein oder sie können ein einziger Quadrupol sein. Es können jedoch auch andere Filterzahlen und -Typen verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen wird ein einziger Massenfilter verwendet und führt jeden Subscan durch. In einigen alternativen Implementierungen kann jedoch ein Subscan unter Verwendung eines Instruments durchgeführt werden, ein anderer Subscan kann an einem anderen Instrument durchgeführt werden, und die resultierenden partiellen Spektren können zusammengefügt werden.
Der Schritt des Bestimmens des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfasst das Einstellen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen, sodass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt. Das erste und das zweite Antwortprofil können auf der m/z-Achse mit einem ausreichend hohen Überlappungsgrad aneinander angrenzen, um sicherzustellen, dass die Regionen mit hoher Transmission zusammenfallen. Indem bewirkt wird, dass sich die Regionen mit relativ hoher Transmission der Antwortprofile überlappen, kann sichergestellt werden, dass für jeden gegebenen m/z-Wert die erhaltenen Massenspektraldaten von einem Abschnitt mit relativ hoher Transmission des Antwortprofils erhalten wurden. Dies bedeutet, dass der unvollkommene (z. B. trapezförmige) Charakter des Antwortprofils eines Massenfilters nicht kompensiert werden muss, da Daten von außerhalb der Flanken geringer Transmission des Antwortprofils erhalten wurden. Somit kann weniger Nachbearbeitung von Daten erforderlich sein.
Jeder Satz von m/z-Teilbereichen kann einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfassen. Für jeden Subscan über einen Satz von m/z-Teilbereichen können die m/z-Teilbereiche sequenziell injiziert werden. Für jeden injizierten m/z-Teilbereich wird der Massenfilter vorzugsweise individuell abgestimmt, und der Massenfilter wird ein individuelles Antwortprofil aufweisen, das dem bestimmten m/z-Teilbereich zugeordnet ist. Darüber hinaus könnte ein HDR-Scan mehr als zwei Subscans umfassen. Zum Beispiel können zwei, drei, vier oder noch mehr unterschiedliche Sätze von m/z-Teilbereichen identifiziert werden.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen Verfahren zum Anpassen von Injektionszeiten für die Massenspektralanalyse bereit. Zum Beispiel ermöglichen Ausführungsformen der Offenbarung eine Umverteilung der akkumulierten ungenutzten Injektionszeit zwischen m/z-Fenstern, was die Empfindlichkeit in m/z-Regionen verbessern kann, die Ionen relativ geringer Häufigkeit enthalten. Insbesondere können, wenn ein AGC-Algorithmus einen Satz von Injektionszeiten bestimmt, die die tatsächlich verfügbare Zeit überschreiten, mindestens einige dieser Injektionszeiten reduziert werden. Dies kann erreicht werden, indem bestimmte Injektionszeiten vorzugsweise mehr als andere reduziert werden, um den Dynamikbereich aufrechtzuerhalten. Dies kann zum Beispiel durch Umverteilen von „Reserve“-Injektionszeit von m/z-Fenstern erreicht werden, denen Injektionszeiten zugewiesen werden, die kleiner als ihr angemessener Anteil (z. B. eine gleiche Verteilung) von Injektionszeit sind. Alle Injektionszeiten könnten jedoch um einen gleichen Faktor reduziert werden. Die gesamte verfügbare Injektionszeit kann durch die Repetitionsrate des Instruments begrenzt werden, die benutzerdefiniert sein und/oder auf der Probe, dem Experiment usw. basieren könnte. Zum Beispiel kann die Repetitionsrate davon abhängig sein, wie häufig Messungen über jeden chromatografischen (z. B. Flüssigchromatografie- (LC)) -Peak erforderlich sind. Somit kann das Anpassen von Injektionszeiten gemäß den Verfahren dieser Offenbarung die Nutzung der verfügbaren Injektionszeit verbessern, während weiterhin die Rahmenbedingungen für die verfügbare Zeit eingehalten werden.
Daher stellt die vorliegende Offenbarung allgemein gesprochen auch ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereit, wobei der m/z-Bereich einen Satz von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen umfasst. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten, die eine anfängliche Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich des Satzes von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen umfassen. Basierend auf der Bestimmung, dass eine Gesamtzeit der anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten eine gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten überschreitet, bestimmt das Verfahren eine angepasste Verteilung von Injektionszeiten, die eine angepasste Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich umfassen. Eine oder mehrere angepasste Injektionszeiten in der angepassten Verteilung können dieselben wie die (d. h. gleich den) entsprechenden anfänglichen Injektionszeiten der anfänglichen Verteilung sein. Das heißt, nicht bei jedem einzelnen m/z-Teilbereich wird dessen Akkumulationszeit gegenüber ihrem Anfangswert angepasst. Vielmehr unterscheidet sich in Ausführungsformen der Offenbarung mindestens eine Injektionszeit der angepassten Verteilung von einer entsprechenden Injektionszeit der anfänglichen Verteilung.
Das Verfahren umfasst dann das Durchführen einer Massenanalyse an jedem m/z-Teilbereich gemäß der angepassten Injektionszeitverteilung, um einen partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten. Das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten umfasst das Reduzieren mindestens einer der anfänglichen Injektionszeiten für einen jeweiligen m/z-Teilbereich, sodass eine Gesamtzeit der angepassten Verteilung von Injektionszeiten für den Satz von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen nicht größer als die gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten ist.
Partielle Massenspektraldatensätze (Daten, die aus separaten Subscans erhalten werden) können kombiniert werden, um MS-Daten bereitzustellen, die einen vollständigen Scanbereich abdecken. Somit stellt diese Offenbarung auch eine Scan-Stitching-Prozedur bereit, die verwendet werden kann, um zwei oder mehr partielle Massenspektraldatensätze im Betrieb in einen HDR-Vollscan umzuwandeln, der wie ein Standard-Vollscan durch Nacherfassungs-Softwaretools verarbeitet werden kann. Daher können zusätzliche, potenziell zeitintensive Nachverarbeitungsschritte reduziert oder vermieden werden. Bei der Stitching-Prozedur sind zwei aneinander angrenzende m/z-Teilbereiche, die von separaten partiellen Massenspektraldatensätzen stammen, wenn sie unter Verwendung des hierin beschriebenen HDR-Ansatzes erhalten werden, an ihrer Überlappungsregion zusammengefügt. Die Stitching-Grenze innerhalb dieser Überlappungsregion kann variabel sein und kann optimiert werden, um Isotopenverteilungen aufrechtzuerhalten, die in der Grenzregion der beiden Fenster auftreten.
Die vorliegende Offenbarung stellt auch einen Hybridansatz bereit. Der Hybridansatz beinhaltet das Erhalten eines Standard-Vollscans eines m/z-Bereichs und eines einzigen (oder einer kleinen Anzahl von) HDR-„Zoom“-Scans, die ausgewählte, nicht überlappende m/z-Teilbereiche umfassen. Der Standard-Vollscan kann als Bezugspunkt für Quantifizierung verwendet werden. In einigen Fällen kann der Standard-Vollscan selbst angemessene Informationen für häufig auftretende Peaks bereitstellen. Der HDR-„Zoom“-Scan kann tiefere Einblicke in vereinzelte Regionen des Vollscans oder Regionen von besonderem Interesse bieten. Diese Regionen im Standard-Vollscan könnten durch die entsprechenden m/z-Fenster aus den HDR-Subscans (oder Subscans) ersetzt werden, um einen Hybrid-HDR-Vollscan zu erhalten. Wenn dieser Hybrid-HDR-Arbeitsablauf zwei Scanereignisse umfasst, kann das Scanratenverhalten mit dem Ansatz unter Verwendung von zwei HDR-Subscans vergleichbar sein.
Daher stellt die Offenbarung im Allgemeinen auch ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über einen m/z-Bereich bereit, umfassend: Durchführen einer ersten Massenanalyse an der Probe über den m/z-Bereich, wodurch ein erster Massenspektraldatensatz erfasst wird; Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden. Der erste Massenspektraldatensatz kann daher Informationen über die Probe über den gesamten m/z-Bereich bereitstellen, während der eine oder die mehreren partiellen Massenspektraldatensätze als „herangezoomte“ Scans für bestimmte Teilbereiche des vollen m/z-Bereichs dienen können. Das Partitionieren kann basierend auf dem ersten Massenspektraldatensatz wie vorstehend beschrieben durchgeführt werden. Das Partitionieren könnte auch basierend auf einem früheren Massenspektraldatensatz durchgeführt werden (der zum Beispiel aus einem früheren Scan, der auf derselben Probe durchgeführt wird, erhalten wird). Der erste Massenspektraldatensatz und der eine oder die mehreren partiellen Massenspektraldatensätze können zusammengefügt werden, um einen Massenspektraldatensatz bereitzustellen, der effektiv eine verbesserte Version des einzigen Vollscans ist.
Die vorstehend genannten Vorteile und andere Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
Verzeichnis der Figuren
Die vorliegende Offenbarung wird nun beispielhaft, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren, beschrieben, wobei:

1A ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten zeigt;
1B ein Verfahren zum Partitionieren eines Scanbereichs zeigt;
2 die Beziehung zwischen den Breiten von Quadrupol-Transmissionsflanken und Isolationsbreiten zeigt;
die 3A bis 3G ein Beispiel für ein Verfahren zum Partitionieren eines m/z-Bereichs zeigen;
4A schematisch Quadrupol-Transmissionsflanken zeigt;
4B einen Satz von Antwortprofilen für m/z-Teilbereiche zeigt; und
5 schematisch ein Massenspektrometriesystem zum Implementieren der hierin beschriebenen Verfahren zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Vorhandene Ansätze wie das BoxCar-Verfahren stellen grundlegende Ansätze dar, um den Dynamikbereich und das Signal-Rausch-Verhältnis von Vollscans effektiv zu erhöhen. Bekannte Systeme stellen jedoch in der Regel keinen vollständigen Online- (d. h. auf das MS-Instrument beschränkten) Arbeitsablauf zur Erzeugung zusammenhängender VollscanSpektren bereit und können Nachverarbeitungssoftware und/oder Kalibrierungsarbeit vor der eigentlichen Datenerfassung erfordern, um Vollscanspektren (im Gegensatz zu partiellen Spektren) zu erhalten. Im Gegensatz dazu können Ausführungsformen dieser Offenbarung verwendet werden, um einen umfassenden Online-Arbeitsablauf zu implementieren, der in der Lage ist, vollständige Scans mit hohem Dynamikbereich für eine Vielzahl von Anwendungen zu erstellen, ohne für jede Anwendung individuell kalibriert werden zu müssen. Dies kann nicht nur dem Benutzer Zeit sparen, sondern kann auch weitere Online-Analysen der Vollscans unter Berücksichtigung von Algorithmen ermöglichen, die zum Betrieb mit Vollscans ausgelegt sind.
Die hierin beschriebenen Scanverfahren mit hohem Dynamikbereich (HDR) stellen einen verbesserten Ansatz zum Aufzeichnen und Verarbeitung von MS-Vollscans mit im Vergleich zu Standard-Vollscans einem verbesserten Dynamikbereich bereit. Der HDR-Scanprozessor implementiert algorithmische Schritte, um (a) einen HDR-Scan durch Analysieren des vollständigen Spektrums und Isolieren von m/z-Regionen mit hohem Signal von denen mit niedrigem Signal zu erstellen, (b) die verfügbare Probeninjektionszeit durch Ausweiten der AGC vollständig zu nutzen und (c) die HDR-Scanteile, die jeweils eine Teilmenge der isolierten m/z-Regionen umfassen, zusammenzufügen. Der resultierende Scan ist ein HDR-Vollscanspektrum, das als Ersatz für Standard-Vollscans verwendet werden kann. Die hierin beschriebenen Verfahren sind mit etablierten Massenspektrometriesystemen und Arbeitsabläufen kompatibel, was die Notwendigkeit von zusätzlichen Vorverarbeitungskalibrierungsschritten und Nachverarbeitungsreskalierungs- oder Stitching-Schritten reduziert.
Ein Szenario, in dem die hierin beschriebenen HDR-Verfahren besonders vorteilhaft sind, ist in Experimenten mit niedrigen Probenladungen, insbesondere Single-Cell-Proteomik, vorhanden. Ein bekannter Satz der am häufigsten auftretenden 1000-3000 Proteine könnte nur durch HDR-Scans vollständig analysiert werden, ohne dass dedizierte MS²-Scans von isolierten Vorläufern erforderlich sind. Ein All-Ionen-Fragmentierungsscan nach jedem Vollscan kann ausreichend sein, um weitere Informationen über die Probenbestandteile zu erhalten.
Neben dem erhöhten Dynamikbereich bieten HDR-Vollscans auch eine bessere Vorhersage von Injektionszeiten für MS²-Scans im Vergleich zu Standard-Vollscans. Der Grund ist, dass in einem Standard-Vollscan die lonenoptikeinstellungen (wie HF-Amplitude der S-Linse oder lonentrichter) zum unteren Endes des Spektral-m/z-Bereichs hin abgestimmt sind, was die Transmission von Ionen in Regionen mit höherem m/z potenziell verringert. Im Gegensatz dazu ist bei einem MS²-Scan eines isolierten Vorläufers aus einer Region mit höherem m/z wahrscheinlich die Transmission des Vorläufers aufgrund des viel engeren isolierten m/z-Bereichs höher. Wenn daher die AGC die Injektionszeit für einen Vorläufer in einem engen m/z-Fenster basierend auf einem Standard-Vollscan vorhersagt, kann die resultierende Injektionszeit aufgrund einer Unterschätzung des TIC zu hoch sein, und der tatsächliche TIC im MS²-Scan kann das gewünschte AGC-Ziel entsprechend überschreiten. Bei HDR-Scans können jedoch die lonenoptikeinstellungen (z. B. HF usw.) für jedes Fenster (jeden m/z-Teilbereich) individuell eingestellt werden, was die Transmissionsdifferenz zwischen Vollscans und MS²-Scans reduziert und folglich die Leistung der AGC verbessert.
Somit stellt die vorliegende Offenbarung auch ein Verfahren zum Steuern von AGC-Injektionszeiten in einem MS²-Scan basierend auf einem MS¹-Scan bereit, in dem lonenoptikeinstellungen über den m/z-Bereich variiert werden. Das HDR-Verfahren kann eine verbesserte AGC-Vorhersagegenauigkeit bereitstellen, da ein MS¹-Scan durch eine Kombination von wenigen Injektionen mit kleineren Massenfenstern durchgeführt werden kann, was Unterschiede bei den lonenoptikeinstellungen im Vergleich zu SIM oder MS²-Scans, wenn üblicherweise enge Massenfenster ausgewählt sind, vermindert. Zum Beispiel kann das Verfahren allgemein gesprochen als ein Verfahren zum Erfassen von MS²-Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs beschrieben werden, umfassend: Durchführen einer oder mehrerer erster Massenanalysen an der Probe für jeden m/z-Teilbereich eines Satzes von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden, wobei jede erste Massenanalyse eine MS¹-Massenanalyse ist, die mit Ionenoptik durchgeführt wird, die für jeden m/z-Teilbereich des jeweiligen Satzes von m/z-Teilbereichen eingestellt ist; und Durchführen einer zweiten Massenanalyse an der Probe für jeden m/z-Teilbereich eines MS²-Satzes von m/z-Teilbereichen, wobei die zweite Massenanalyse eine MS²-Massenanalyse ist, die mit Ionenoptik durchgeführt wird, die für jeden m/z-Teilbereich des MS²-Satzes von m/z-Teilbereichen eingestellt ist. Der MS²-Satz von m/z-Teilbereichen kann basierend auf dem einen oder den mehreren partiellen Massenspektraldatensätzen bestimmt werden. Die erste Massenanalyse kann ein HDR-Scan sein, wie hierin beschrieben.
In Bezug auf die Verwendung von mehreren Vorläufer-m/z-Fenstern verwenden bekannte Verfahren (wie die in US-8809770 , US-9269553 und US-9543134 beschriebenen) m/z-Selektionsfenster, um die Fragmentierungs-(MS²)-Scans zu verbessern, und zugehörige datenunabhängige Arbeitsabläufe, während einige (aber nicht alle) Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf das Verbessern der Vorläufer-(MS¹)-Scans abzielen. Die hierin beschriebenen HDR-Verfahren erfordern im Allgemeinen keine Annahmen über Fragmentierungsscans ausgewählter Vorläufer. Vielmehr können die hierin beschriebenen HDR-Verfahren in Verbindung mit gängigen datenabhängigen „Top N“-Experimenten verwendet werden, bei denen Vorläufer aus Vorläufer-Survey-Scans ausgewählt und fragmentiert werden, um Produktionenspektren zu erhalten.
Insbesondere haben vorhandene Lösungen die folgenden Einschränkungen:

• Partitionieren des Scanbereichs: Die im „BoxCar“-Verfahren gemultiplexten m/z-Fenster oder Teilbereiche sind oft fest und müssen zuvor für die spezifische Probe oder Anwendung bestimmt/optimiert werden (z. B. Proteomik bei F. Meier et al.), in Abhängigkeit von der typischen Verteilung der Spezies über den interessierenden m/z-Bereich. Auch kann ein fester Satz von Fenstern, selbst wenn er für den gegebenen Anwendungstyp optimiert ist, während einer Erfassung in Verbindung mit Chromatografie, bei der sich die Zusammensetzung der injizierten Probe naturgemäß im Lauf der Zeit ändert, unter Umständen nicht immer optimal sein. Während darüber hinaus WO-2018/134346 Bezug auf die datenabhängige Partitionierung nimmt, wird erläutert, dass die Partitionierung derart erfolgt, dass den Regionen, die auf der m/z-Achse eng sind, häufig auftretende Spezies zugewiesen werden. Dieser Ansatz kann jedoch realistische Verteilungen von Peaks innerhalb vieler Proben unter Umständen nicht reflektieren. Somit stellt der hierin beschriebene automatische Partitionierungsalgorithmus mehr Flexibilität bereit und ist allgemeiner anwendbar. Insbesondere, da sich WO-2018/134346 ausschließlich darauf konzentriert, dass „häufig auftretende Spezies“ „Regionen, die auf der m/z-Achse eng sind“ zugewiesen werden, ist das darin offenbarte Verfahren effektiv auf Proben mit wenigen häufig auftretenden Spezies beschränkt, die in gut definierten, engen m/z-Regionen vorhanden sind, die eindeutig von dem selten auftretenden Rest getrennt sind. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies die praktische Realität der meisten Proben widerspiegelt: die Injektionszeit wird basierend auf dem Gesamt-TIC eines Fensters (summierte Intensität der enthaltenen Signale) bestimmt, nicht nur durch die markantesten Signale. Somit können größere Fenster mit geringer Signalhäufigkeit längere Injektionszeiten aufweisen als kleinere Fenster mit häufig auftretenden Spezies. Die vorliegende Offenbarung kann dies in der Partitionierungsprozedur berücksichtigen. Darüber hinaus impliziert WO-2018/134346 , dass die Partitionierung auf einer binären Entscheidung zwischen „geringer“ und „hoher“ Häufigkeit einer Spezies basiert, was jedoch ein Extremfall ist. Typischerweise wird ein breites Spektrum an Häufigkeiten beobachtet, und Signale unterschiedlicher Intensitäten überlappen sich häufig über gegebene m/z-Fenster. Somit ist es selten (oder nur für bestimmte Anwendungen) möglich, ein Fenster so zu gestalten, dass die häufig auftretende Spezies „praktisch die einzige vorhandene Spezies“ ist. Im Gegensatz dazu stellt die Offenbarung eine weithin anwendbare Technik bereit, die automatisch (ohne Benutzereingriff oder Vorwissen) ein gegebenes Spektrum basierend auf seiner lonenhäufigkeitsverteilung partitionieren kann.
• Zusammenfügen von m/z-Fenstern: Die Ionen aus m/z-Fenstern werden typischerweise durch einen Quadrupol isoliert, dessen Transmissionsprofil eine Trapezform anstatt einer idealen Boxcar-Form aufweist. Die Breiten der Trapezflanken nehmen typischerweise mit der Isolationsbreite zu. Infolgedessen müssen die Intensitäten von Ionen, die an den steigenden und fallenden Flanken des Trapezes erkannt werden, korrigiert werden, um ein Verzerren der relativen Häufigkeiten zu vermeiden, und die Korrekturfunktion muss entweder für den ausgewählten Satz von Fenstern im Voraus bestimmt werden oder aus einem Vergleich zwischen den Peakintensitäten im gemultiplexten HDR-Scan und denen in einem Standard-Vollscan in einer Nachverarbeitungsanalyse abgeleitet werden. Die erste Option wäre nur mit einem festen Satz von m/z-Fenstern anwendbar und erfordert eine spezielle Kalibrierungsprozedur, während die letztere Option die Erfassung eines Standard-Vollscans in regelmäßigen Abständen während der Analyse erfordert, was das Experiment weiter verlangsamen kann. Im Gegensatz dazu können hierin beschriebene Ausführungsformen den Bedarf für weitere Scans oder Kalibrierungen reduzieren.
• Bestimmung von Injektionszeiten durch die AGC: In bekannten Implementierungen von AGC, beispielsweise auf Exactive™- und Exploris™-Instrumenten, kann jedem gemultiplexten m/z-Fenster eine individuelle maximale Injektionszeit zugewiesen werden (als max. IT bezeichnet). Für einen einfachen Austausch von Standard-Vollscans gegen HDR-Vollscans ohne Offenlegen weiterer Parameter an der Benutzerschnittstelle könnten die max. IT, die vom Benutzer für den Scan angegeben wird, gleichmäßig auf die m/z-Fenster verteilt werden. Da jedoch Fenstern mit einem höheren TIC Injektionszeiten unterhalb der Obergrenze zugewiesen werden können, die durch ihre max. IT-Zuteilung gegeben sind, kann die gesamte max. IT für den gesamten Scan unter Umständen nicht in vollem Umfang genutzt werden. Beispielsweise wird bei einer max. Gesamt-IT von 100 ms und 10 m/z-Fenstern jedem Fenster eine individuelle max. IT von 10 ms zugewiesen. Wenn die AGC eine Injektionszeit von nur 1 ms für ein Fenster mit hohem TIC bestimmt, könnten die verbleibenden 9 ms durch andere Fenster mit niedrigerem TIC verwendet werden, da ein größerer Bedarf besteht, die verfügbare Injektionszeit vollständig auszunutzen, um ihren niedrigen TIC zu kompensieren. Wenn die Hälfte der Fenster nur 5 ms nutzt, wird die nicht verwendete Zeit weiter auf 25 ms akkumuliert. Daher kann in einigen Ausführungsformen, wenn bestimmt wird, dass die gesamte IT, die für mehrere m/z-Teilbereiche benötigt wird, die gesamte verfügbare IT überschreitet, die IT von mindestens einem m/z-Teilbereich reduziert werden, um die gesamte IT innerhalb der Grenze zu bringen. In einigen Ausführungsformen kann „Reserve“-Injektionszeit von Teilbereichen verteilt werden, deren Injektionszeiten kleiner sind als einer gleichen Zuteilung entspricht.

Um die Einschränkungen der vorhandenen Lösungen, wie vorstehend skizziert, zu berücksichtigen und somit einen ganzheitlichen HDR-Scanarbeitsablauf zu erstellen, schlägt die Offenbarung verschiedene Erweiterungen des ursprünglichen „BoxCar“-Verfahrens vor. In 1A ist ein Flussdiagramm gezeigt, welches das allgemeine Konzept der Durchführung von HDR-Scans veranschaulicht. Insbesondere zeigt 1A den grundlegenden Arbeitsablauf eines Scans mit hohem Dynamikbereich (HDR). Die Sequenz des Aufzeichnens von Subscan-Schritt (Nr. i, Nr. M+i, Nr. 2xM+i,) ist der in 1A von WO-2018/134346 gezeigten BoxCar-Sequenz ähnlich.
Automatisches Partitionieren des Scanbereichs
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung partitionieren den interessierenden Scanbereich in mehrere m/z-Teilbereiche automatisch basierend auf der TIC-Verteilung über den vollen m/z-Bereich, was es ermöglicht, m/z-Teilbereiche mit variabler Position und Breite auszuwählen und diese m/z-Teilbereiche an die zeitabhängige Zusammensetzung der Probe dynamisch anzupassen. Diese Offenbarung stellt einen Algorithmus bereit, der einen gegebenen m/z-Bereich in einen Satz von m/z-Teilbereichen partitioniert, die sich üblicherweise überlappen, und die dann verwendet werden können, um die Ionen aus diesen m/z-Teilbereichen sequenziell in zwei oder mehr gemultiplexte Subscans (Teilscans) zu injizieren, wie in 1A veranschaulicht. Der HDR-Algorithmus akzeptiert die folgenden Eingabeparameter:
Der Algorithmus stellt ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereit. Das Verfahren beginnt durch Empfangen von Massenspektraldaten der Probe über den m/z-Bereich. Zunächst teilt der Algorithmus das Massenspektrum (Vollscanbereich) (FM bis LM) in m/z-Bins der Größe min_Breite/2 und berechnet den TIC als Summe von Peakintensitäten für jeden Bin. Beginnend mit dem Bin mit dem höchsten TIC und fortfahrend in absteigender Reihenfolge von TIC-Werten werden aneinander angrenzende Bins mit TICs ähnlicher Größenordnung zusammen geclustert. Ziel der Partitionierungsprozedur ist es, Regionen hoher Intensität von solchen niedriger Intensität zu isolieren, so dass mehr (Injektions-) Zeit für die Erforschung von Regionen niedriger Intensität genutzt werden kann. Somit partitioniert das Verfahren allgemein gesprochen den m/z-Bereich in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst. Die Partitionierung erfolgt durch: Aufteilen des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von m/z-Bins; Bestimmen einer Angabe der lonenhäufigkeit für jeden m/z-Bin basierend auf den Massenspektraldaten; und Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad des gebildeten m/z-Teilbereichs entsprechen.
Insbesondere kann das Partitionieren des m/z-Bereichs umfassen: (i) Identifizieren eines anfänglichen m/z-Bins (z. B. mit der höchsten lonenhäufigkeit) der Vielzahl von m/z-Bins; (ii) Bestimmen, dass ein oder mehrere m/z-Bins angrenzend (direkt angrenzend oder optional mit einem oder mehreren dazwischenliegenden Bins, die nicht direkt angrenzen) an den anfänglichen m/z-Bin lonenhäufigkeiten aufweisen, die der lonenhäufigkeit des anfänglichen m/z-Bins bis zu mindestens einem Schwellengrad entsprechen; und (iii) Zuweisen des anfänglichen m/z-Bins und des einen oder der mehreren an den anfänglichen m/z-Bin angrenzenden m/z-Bins zu dem gebildeten m/z-Teilbereich.
Dieser Prozess kann einen Cluster von m/z-Bins bilden, die entsprechende lonenhäufigkeiten aufweisen. Sobald dies für einen ersten Cluster abgeschlossen ist, kann der Prozess auf dem Rest des m/z-Bereichs iteriert werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Clustern zu bilden. Die Vielzahl von unterschiedlichen Clustern kann als Liste L von Clustern gespeichert werden. Somit kann das Verfahren ferner das Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Teilbereichs umfassen. Das Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs ist der Satz von m/z-Werten des vollen m/z-Bereichs, der den gebildeten m/z-Teilbereich ausschließt. Das heißt, wenn der m/z-Bereich von m/z₁ bis m/z₄ reicht und der gebildete m/z-Teilbereich von m/z₂ bis m/z₃ reicht, wobei m/z₄ > m/z₃ > m/z₂ > m/z₁, dann besteht das Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs aus dem Satz von m/z-Werten, die von m/z₁ bis m/z₂ reichen, und dem Satz von m/z-Werten, die von m/z₃ bis m/z₄ reichen, aber das Komplement enthält nicht den Satz von m/z-Werten, die von m/z₂ bis m/z₃ reichen. Die Schritte (i), (ii) und (iii) können auf dem Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs wiederholt werden, wodurch ein weiterer m/z-Teilbereich der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet wird. Dies kann durch iteratives Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Bereichs und Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii) auf jedem aufeinanderfolgenden Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs wiederholt werden, wodurch eine Vielzahl von weiteren m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet wird.
In dem Algorithmus wird ein Schwellenwert T von der Hälfte des TIC des aktuell verarbeiteten Bins verwendet (T = 0,5×start_tic), was bedeutet, dass alle angrenzenden Bins mit einem TIC ≥ T dem Cluster hinzugefügt werden. Das heißt, es kann einen Schwellengrad der Entsprechung zwischen m/z-Bins geben, der ein vordefiniertes Verhältnis einer Ionenhäufigkeit (die beispielsweise aus dem Gesamtionenstrom abgeleitet werden könnte) eines m/z-Bins mit geringerer Häufigkeit zu einer Ionenhäufigkeit eines m/z-Bin mit höherer Häufigkeit ist. Dieses vordefinierte Verhältnis beträgt vorzugsweise mindestens 0,5, um sicherzustellen, dass ein akzeptabler Grad an Entsprechung erhalten wird.
Darüber hinaus werden einzelne Bins, die T nicht überschreiten, sondern zwischen zwei kompatiblen Bins liegen, ebenfalls dem Cluster hinzugefügt, um eine Überpartitionierung des Spektrums in Teilbereiche zu vermeiden, die die Mindestbreitenanforderung nicht erfüllen. Insbesondere können die hierin beschriebenen Verfahren vorteilhafterweise umfassen: Bestimmen, dass ein erster m/z-Bin und ein zweiter m/z-Bin lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad entsprechen; Bestimmen, dass ein dritter m/z-Bin zwischen (z. B. direkt zwischen) dem ersten m/z-Bin und dem zweiten m/z-Bin eine Ionenhäufigkeit aufweist, die nicht den lonenhäufigkeiten der ersten und zweiten m/z-Bins mindestens bis zum Schwellengrad entspricht; und Zuweisen des ersten, zweiten und dritten m/z-Bins zu einem einzigen m/z-Teilbereich.
Der Grund für die Verwendung der halben Breite anstelle der vollen Mindestbreite min_Breite für die Bin-Größe besteht darin, dass die halbe Breite die Flexibilität in Bezug auf den Schritt der Clusterbildung erhöht, da Bins einer ähnlichen TIC-Größenordnung auf beiden Seiten des aktuell verarbeiteten Bins zu dem Cluster hinzugefügt werden können, um die Mindestbreite zu erreichen. Wenn ein Cluster nicht die Mindestbreite erreicht (d. h. nur einen Bin umfasst), wird er symmetrisch durch min_Breite/4 auf beiden Seiten oder asymmetrisch unter Verwendung des intensitätsgewichteten m/z-Schwerpunkts des Bins und Erweitern um insgesamt min_Breite/4 erweitert.
Andere Bingrößen (min_Breite/N, N = ganze Zahl ≥ 1) könnten ebenfalls verwendet werden. Die ganze Zahl von 2 ist bevorzugt, um mehr Flexibilität bei der Clusterbildung angrenzender Bins bereitzustellen (d. h. Zusammenführen aneinander angrenzender Bins auf der linken oder rechten Seite), während gleichzeitig eine Überpartitionierung des Spektrums verhindert wird, was dazu führen würde, dass viele Fenster nicht die Anforderung min_Breite erfüllen. Jeder der Vielzahl von m/z-Bins kann eine Breite aufweisen, die durch einen Benutzer konfigurierbar ist; und/oder jeder der Vielzahl von m/z-Bins weist eine Breite auf, die die Hälfte einer vordefinierten (z. B. durch einen Benutzer) Mindestbreite ist.
1B zeigt, wie ein Satz von Clustern verarbeitet werden kann. Beginnend mit dem Cluster mit dem höchsten TIC und fortfahrend in absteigender Reihenfolge von TIC-Werten wird die Vielzahl verfügbarer Cluster in der Liste L dazu verwendet, den (vollen) Scanbereich in mehrere m/z-Teilbereiche zu partitionieren, hauptsächlich mit dem Ziel der Trennung von m/z-Regionen mit hohem TIC von denen, in denen das Signal vereinzelt auftritt. Beim Auswählen von TIC-Clustern und Berechnen des partitionierten Scanbereichs werden ausgewählte Cluster in einer Liste S gespeichert und ein Satz von partitionierten m/z-Teilbereichen, die den gesamten Scanbereich abdecken, werden in einer Liste P gespeichert. Bei jeder Iteration wird ein neuer Cluster aus der Liste L, der sich nicht mit den vorhandenen Clustern in S überlappt, aus L ausgewählt und zu S hinzugefügt. Die Cluster in S werden in aufsteigender m/z-Reihenfolge iterativ verarbeitet, um den Scanbereich (wieder) zu partitionieren. Folglich wird jedes Mal, wenn S durch einen neuen Cluster erweitert wird, die Liste P von m/z-Teilbereichen neu generiert.
Bei jeder Iteration fügt ein Cluster mindestens einen und höchstens drei Teilbereiche (einschließlich des Clusters selbst) zu P hinzu: Wenn der Cluster eine oder zwei vorhandene Grenzen tangiert, d. h. an einem vorhandenen Teilbereich in P oder bei FM oder LM beginnt und/oder endet, werden eine (wenn er zwei Grenzen tangiert) oder zwei (wenn er eine Grenze tangiert) Teilbereich(e) zu P hinzugefügt. Wenn der Cluster nicht eine vorhandene Grenze tangiert, werden drei Teilbereiche hinzugefügt, da zwei Komplement-Fenster zusammen mit dem Cluster selbst erforderlich sind, um den vollen m/z-Scanbereich abzudecken.
Das bedeutet, dass der Algorithmus, nachdem er eine Liste L von Clustern (basierend auf der TIC von m/z-Bins, wie zuvor beschrieben) aufgebaut hat, den Cluster mit dem höchsten TIC aus L auswählt und diesen zu einer Liste ausgewählter Cluster S (die in der ersten Iteration nur einen Cluster einschließt) hinzufügt. Dann wird ein Schritt des (Re-)Partitionierens unter Verwendung nur der Cluster in S (d. h. zunächst nur ein Cluster, obwohl weitere Cluster in nachfolgenden Iterationen eingeschlossen werden) durch Verarbeiten der Cluster in aufsteigender Reihenfolge von m/z durchgeführt, um einen partitionierten Scanbereich P zu erzeugen. Gemäß dem Prinzip, dass bei jeder Iteration ein Cluster mindestens einen und höchstens drei Teilbereiche hinzufügt (das Maximum von drei Teilbereichen kann nur einmal hinzugefügt werden), dann, wenn sich der einzelne Cluster irgendwo in der Mitte des Scanbereichs befindet (d. h. der Cluster nicht mit der Ober- oder Untergrenze des vollen Scanbereichs zusammenfällt), schließt die erste Version von P drei m/z-Fenster ein, d. h. n = 3.
Wenn dann mehr als 3 Fenster gewünscht werden (n < N), wird der Prozess erneut iteriert, indem der nächst höchste TIC-Cluster aus L, der sich nicht mit beliebigen Clustern in S überlappt, ausgewählt wird und dieser Cluster zu der Liste ausgewählter Cluster S (die nun 2 Cluster einschließt) hinzugefügt wird. Dann wird der (Re-)Partitionierungsschritt erneut von Anfang an durchgeführt (d. h. P aus der vorherigen Iteration wird verworfen), um eine neue Version von P zu erstellen. Gemäß den vorstehenden Regeln könnte es nun maximal fünf m/z-Fenster in P (d. h. n = 5) geben, oder es kann weniger geben, wenn die 2 Cluster in S einander oder eine Grenze des Scanbereichs tangieren. Dieser gesamte Prozess wird mehrmals iteriert, bis n = N, oder bis n > N (wobei in diesem Fall eine vorherige Version von P verwendet wird, die n < N ergibt). Daher werden die verfügbaren Cluster verarbeitet, bis die gewünschte Anzahl von Teilbereichen N in P erreicht wurde. Wenn N nicht genau erreicht werden kann, dann wird die beste Lösung, die N nicht überschreitet, ausgewählt (d. h. unter Verwendung einer vorherigen Version von P). Das bedeutet, dass das Verfahren das wiederholte Bilden von m/z-Teilbereichen umfassen kann, bis eine Gesamtzahl von gebildeten m/z-Teilbereichen nicht größer als eine vordefinierte Gesamtzahl (N, die fest, benutzerdefiniert sein oder dynamisch variieren könnte) von m/z-Teilbereichen in dem ein oder mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen ist. Die in P enthaltenen m/z-Teilbereiche werden dann verwendet, um die HDR-Subscans einzurichten.
Weitere Kriterien können über die in 1B gezeigten hinaus angewendet werden. Zum Beispiel ist ein Kriterium, das in 1B nicht gezeigt ist und das nach der Partitionierungsprozedur angewendet werden kann, folgendes: Die Anzahl von Fenstern n muss gleich der oder höher als die Anzahl der HDR-Subscans sein (andernfalls kann die HDR-Erfassung nicht durchgeführt werden). Wenn dieses Kriterium nicht erfüllt ist, dann kann die Partitionierungsprozedur zum Beispiel mit einem erhöhten Schwellenwert für die Clusterbildung von m/z-Bins einer ähnlichen TIC-Größenordnung wiederholt werden (z. B. Erhöhen des Schwellenwerts von 0,5 auf 0,75 oder 0,9), wodurch versucht wird, eine höhere Anzahl von separaten Clustern zu erzwingen.
Die m/z-Teilbereiche in den Listen L, S und P (die zum Partitionieren des m/z-Bereichs verwendet werden) werden manchmal als vorläufige Teilbereiche bezeichnet. Jeder m/z-Teilbereich, der in dem Prozess der Partitionierung des vollen m/z-Bereichs verwendet wird, kann als ein vorläufiger m/z-Teilbereich beschrieben werden. Die vorläufigen Teilbereiche können in einigen Fällen identisch mit den endgültigen m/z-Teilbereichen sein.
In einigen Fällen können die vorläufigen m/z-Teilbereiche jedoch basierend auf dem vorstehenden Algorithmus bestimmt werden, und dann können die vorläufigen m/z-Teilbereiche vor dem Bilden der endgültigen Sätze von m/z-Teilbereichen angepasst werden, die für die Massenanalyse verwendet werden.
Wie vorstehend erwähnt, können bei den hierin beschriebenen Partitionierungsprozeduren bis zu drei m/z-Teilbereiche aus einem einzigen Cluster von m/z-Bins gebildet werden. Allgemein gesprochen, kann das Bilden eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich (z. B. einem Teilbereich in der Liste S) umfassen: Zuweisen des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen; und Zuweisen, zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen, eines oder zweier m/z-Teilbereiche angrenzend an (z. B. an beide Seiten anschließend) den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich, wobei sich jeder des einen oder der zwei m/z-Teilbereiche angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich von einem Ende des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu einem Ende eines weiteren vorläufigen m/z-Teilbereichs erstreckt. Dieser Prozess kann verwendet werden, um eine Liste von m/z-Teilbereichen bereitzustellen, die den m/z-Bereich überspannen, während Regionen mit hoher Häufigkeit von Regionen mit geringer Häufigkeit getrennt werden. Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner das Vergrößern der Breite mindestens eines der ein oder zwei m/z-Teilbereiche angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich. Dies kann sicherstellen, dass überlappende m/z-Teilbereiche erhalten werden, wie nachstehend ausführlicher erörtert.
In dem Partitionierungsprozess werden die m/z-Teilbereichsgrößen vorzugsweise automatisch angepasst, um die gewünschte Teilbereichsüberlappung zu berücksichtigen, die im Allgemeinen durch die lineare Beziehung Überlapp_Offset+Überlapp_Faktor×Fenster_Breite berechnet wird. Im Wesentlichen werden zunächst Cluster gebildet, die nicht überlappen, und dieser Schritt bestimmt dann einen gewünschten Überlappungsgrad für die nicht überlappenden Cluster, die im vorherigen Schritt ermittelt wurden. Wenn zu der Liste ein m/z-Teilbereich hinzugefügt wird, entscheidet der Algorithmus, ob der aktuelle m/z-Teilbereich oder der vorherige m/z-Teilbereich (d. h. der angrenzende m/z-Teilbereich auf der linken Seite) angepasst wird:

• Wenn beide Teilbereiche die gleiche Größe aufweisen, wird der Teilbereich mit dem höheren TIC angepasst (entweder durch Absenken der Untergrenze des aktuellen Teilbereichs oder durch Erhöhen der Obergrenze des vorherigen Teilbereichs).
• Wenn der aktuelle Teilbereich größer als der vorherige ist, wird die Obergrenze des vorherigen Teilbereichs unter Verwendung der für den aktuellen Teilbereich berechneten Überlappung angepasst (erhöht).
• Wenn der vorherige Teilbereich größer als der aktuelle ist, wird die Untergrenze des aktuellen Teilbereichs unter Verwendung der für den vorherigen Teilbereich berechneten Überlappung angepasst (abgesenkt).

Der Partitionierungsprozess kann beschrieben werden als anfänglich die folgenden Schritte umfassend: Zuweisen von m/z-Bins mit lonenhäufigkeiten, die mindestens einem Schwellengrad für einen ersten vorläufigen m/z-Teilbereich (z. B. einem anfänglichen Cluster) entsprechen, und Zuweisen von m/z-Bins mit lonenhäufigkeiten, die mindestens einem Schwellengrad für einen zweiten vorläufigen m/z-Teilbereich (z. B. einem zweiten Cluster) entsprechen. Das Verfahren kann dann das Bestimmen umfassen, dass der erste vorläufige m/z-Unterbereich mit dem zweiten vorläufigen m/z-Unterbereich überlappt, und das Verwerfen des zweiten vorläufigen m/z-Unterbereichs ohne Zuweisen der jeweiligen m/z-Bins zu einem m/z-Unterbereich des einen oder der mehreren Sätze von m/z-Unterbereichen. Dies stellt sicher, dass nicht überlappende vorläufige m/z-Teilbereiche erhalten werden. Diese nicht überlappenden vorläufigen m/z-Teilbereiche können dann wie vorstehend beschrieben verarbeitet werden, um einen gewünschten Überlappungsgrad zu erhalten.
Die Verfahren der vorliegenden Offenbarung können das Zuweisen eines anfänglichen m/z-Bins und eines oder mehrerer m/z-Bins angrenzend an den anfänglichen m/z-Bin umfassen, um einen ersten vorläufigen m/z-Teilbereich zu bilden. Das Bilden des m/z-Teilbereichs kann mindestens eines der Folgenden umfassen: Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs; und/oder Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite eines an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzenden zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs. Diese Prozedur kann sicherstellen, dass überlappende Fenster aus Fenstern gebildet werden, die anfänglich nicht überlappen.
Die Verfahren können das Bestimmen umfassen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich und der an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzende zweite vorläufige m/z-Teilbereich die gleiche Breite aufweisen; Bestimmen, welcher des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit (z. B. basierend auf TIC) zugeordnet ist; und Vergrößern der Breite des einen des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist. Das Vergrößern der Breite mindestens eines der vorläufigen m/z-Teilbereiche kann durchgeführt werden, um zu bewirken, dass die gebildeten m/z-Teilbereiche zumindest teilweise überlappen. Zum Beispiel kann aufgrund der Art und Weise, wie m/z-Teilbereiche zwischen den verschiedenen Sätzen von m/z-Teilbereichen verteilt sind, ein m/z-Teilbereich in einem ersten Satz von m/z-Teilbereichen einen anderen m/z-Teilbereich in einem anderen Satz von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappen.
Die Verfahren der vorliegenden Offenbarung können ferner basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich breiter als der zweite vorläufige m/z-Teilbereich ist, das Vergrößern der Breite des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs umfassen. Alternativ kann basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich enger als der zweite vorläufige m/z-Teilbereich ist, die Breite des vorläufigen m/z-Teilbereichs erhöht werden. Dies kann dazu beitragen, sicherzustellen, dass die gebildeten Teilbereiche Breiten aufweisen, die eine effektive Erfassung von Massenspektraldaten ermöglichen.
Das Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen kann umfassen: Bilden eines oder mehrerer vorläufiger m/z-Teilbereiche durch Zuweisen von m/z-Bins mit lonenhäufigkeiten, die mindestens einem Schwellengrad für einen jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen; und Bilden eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich. Die vorläufigen m/z-Teilbereiche können auch als Cluster von m/z-Bins beschrieben werden. Auf diese Weise können Cluster von m/z-Bins mit ähnlichen lonenhäufigkeiten gebildet und anschließend verwendet werden, um m/z-Teilbereiche zu bilden.
In jedem Fall können sich der erste und der zweite vorläufige m/z-Teilbereich vorteilhafterweise um einen Betrag überlappen, der einen Offset einschließt, der proportional zur Breite des ersten oder zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs ist; und/oder einen konstanten Offset einschließt. Zum Beispiel könnte die lineare Beziehung Überlapp_Offset+Überlapp_Faktor×Fenster_Breite verwendet werden, oder es könnte auch eine Variante dieser Beziehung verwendet werden.
Unter Berücksichtigung eines Paares von aneinander angrenzenden Teilbereichen würde eine andere Option darin bestehen, immer die Größe des Teilbereichs mit höherem TIC unabhängig von den tatsächlichen Teilbereichsbreiten anzupassen, um sicherzustellen, dass der Teilbereich mit niedrigerem TIC keine Signale hoher Intensität von der mit dem Teilbereich mit höherem TIC gemeinsamen Überlappungsregion einschließt, was den Dynamikbereich reduzieren würde. Da die Überlappung jedoch mit der Teilbereichsbreite zunimmt, kann die resultierende Überlappung für breite Teilbereiche mit hohem TIC die Breite eines angrenzenden, engeren Teilbereichs mit niedrigerem TIC überschreiten und sich sogar mit dem übernächsten Teilbereich überlappen. Dies würde dem Konzept der Verwendung sich nicht überlappender Teilbereiche in jedem HDR-Subscan zuwiderlaufen. Überlappen von m/z-Teilbereichen in einem einzigen Scan sollte vermieden werden, da die überlappenden Regionen dann zweimal in den Analysator injiziert werden, was die Peakintensitäten verzerrt und die Signalverarbeitung erschwert. Da die Überlappungsbreite von der Fenstergröße abhängig ist (wenn Überlapp_Faktor > 0), kann die für ein großes Fenster berechnete Überlappung tatsächlich die Breite eines angrenzenden, kleineren Fensters überschreiten und sich sogar in das übernächste Fenster erstrecken, was den HDR-Arbeitsablauf erschweren würde. Zum Beispiel würde unter Berücksichtigung von Fenstern ABCD, wobei sich die Überlappung für A in C hinein erstreckt, der Subscan, der A und C abdeckt, die Anforderung nach nicht überlappenden Fenstern nicht erfüllen.
Darüber hinaus sind Teilbereiche mit hohem TIC üblicherweise enger als Teilbereiche mit niedrigem TIC. Daher ist die Anpassung basierend auf der Größe, wie vorstehend skizziert, in der Regel konsistent mit dem Ziel, den Dynamikbereich für die Teilbereiche mit niedrigerem TIC aufrechtzuerhalten.
Bei der Charakterisierung eines Transmissionsprofils eines Filters kann ein Schwellenwert von 95 % geeignet sein, um eine Region hoher Transmission zu definieren. Es können andere Möglichkeiten zum Charakterisieren des Antwortprofils verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Region mit relativ hoher Transmission eines ersten Antwortprofils und/oder eines zweiten Antwortprofils eine Region mit mindestens 90 %er Ionentransmission, mindestens 95 %er Ionentransmission oder mindestens 99 %er Ionentransmission sein.
In der Praxis können die Flankenparameter bestimmt werden, indem zunächst ein Satz von Transmissionsprofilen über einen gegebenen m/z-Bereich aufgezeichnet wird und mehrere Isolationsbreiten verwendet werden, und dann Trapezfunktionen an die Rohdaten angepasst werden. Dies kann dazu verwendet werden, die Flankenbreiten direkt zu erhalten, ohne einen vordefinierten hohen Transmissionsschwellenwert anzuwenden. In jedem Fall ist jedes Antwortprofil vorzugsweise im Wesentlichen trapezförmig und kann eine Region mit relativ hoher Transmission zwischen einer Vielzahl von Regionen mit relativ geringer Transmission aufweisen (z. B. zwei Flüsse mit geringer Transmission auf jeder Seite einer Region mit hoher Transmission). Zum Beispiel kann das Bestimmen erster und zweiter Sätze von m/z-Teilbereichen umfassen: Bestimmen einer ersten Trapezanpassung eines ersten Antwortprofils und einer zweiten Trapezanpassung eines zweiten Antwortprofils basierend auf Massenspektraldaten, die unter Verwendung des ersten Massenfilters und des zweiten Massenfilters erhalten werden; und Bestimmen einer Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils und einer Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils basierend auf der ersten und der zweiten Trapezanpassung.
Sobald die genauen m/z-Grenzen eines Teilbereichs, einschließlich aller Überlappungen, und damit die endgültigen Teilbereichsbreiten, bekannt sind, kann die Breite der Flanken geringer Transmission berechnet werden als lt_Breite = lt_Offset+lt_Faktor×Finale_Fenster_Breite. Diese Parameter können leicht im Voraus für das im Instrument verwendete Quadrupolmodell bestimmt und dann in Software fest codiert werden. Wenn die einzelne (Probe-zu-Probe) -Variation dieser Parameter zu hoch ist, können sie jedoch auch einzeln für jedes Instrument kalibriert werden (entweder während der Herstellung oder während der regulären Systemkalibrierung durch den Kunden).
Um die Notwendigkeit der Neuskalierung der Intensitäten der Peaks, die sich in den Quadrupolflanken geringer Transmission befinden, zu vermeiden, sollte die Teilbereichsüberlappung signifikant größer sein als die Flankenregion. Dann können in der Stitching-Prozedur die Peaks in der Flankenregion eines Teilbereichs aus der entsprechenden Region mit hoher Transmission des angrenzenden Teilbereichs genommen werden. Zum Beispiel könnten die Überlappungsparameter (Offset und Faktor) 5 Th und 15 % betragen, und die Parameter für geringe Transmission könnten 1 Th und 4 % betragen. Dies würde zu einer Überlappung von 20 Th und einer geringen Transmissionsbreite von 5 Th für eine Teilbereichsgröße von 100 Th führen. Ein Beispiel für Quadrupol-Flankenbreiten ist in 1A gezeigt, die durch die Parameter lt_Offset 1 Da und lt_Faktor4 % mit guter Qualität beschrieben werden können. Insbesondere zeigt 1A Breiten von Quadrupol-Isolationsprofilflanken in Abhängigkeit von der Breite des Isolationsteilbereichs.
Wie durch den Ausdruck lt_Breite = lt_Offset+lt_Faktor×Finale_Fenster_Breite angegeben, kann das Bestimmen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen das Bestimmen eines Überlappungsgrads für erste und zweite Antwortprofile basierend auf einer Breite von mindestens einem des ersten und/oder des zweiten Antwortprofils umfassen. Zum Beispiel kann die Breite einer Region mit relativ geringer Transmission berücksichtigt werden. Unter Verwendung des Umstands für das Einstellen des Überlappungsgrads, dass die Breiten trapezförmiger Flanken in der Regel mit der Isolationsbreite zunehmen, kann sichergestellt werden, dass immer Daten von einer Region mit hoher Transmission des Antwortprofils verfügbar sind. Insbesondere überlappt die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils vorzugsweise die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils um einen Betrag, der höher ist als: eine Breite einer Region mit relativ geringer Transmission des ersten Antwortprofils; und/oder eine Breite einer Region mit relativ geringer Transmission des zweiten Antwortprofils.
Die automatische Partitionierung des m/z-Scanbereichs wie vorstehend beschrieben kann einmal zu Beginn einer Probenanalyse durchgeführt werden, beispielsweise wenn sich die Probenzusammensetzung im Verlauf der Analyse nicht signifikant ändert. Alternativ kann die Partitionierung während der Analyse in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden, je nachdem, wie schnell sich die Probenzusammensetzung im Lauf der Zeit ändert. Es ist auch möglich, die Prozedur nach jedem HDR-Scan durchzuführen.
Zum Beispiel können die Verfahren umfassen: Partitionieren des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von ersten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder erste Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; Durchführen einer ersten Massenanalyse an der Probe für jeden ersten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird; Partitionieren, basierend auf lonenhäufigkeiten, die durch die Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen angegeben werden, des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von zweiten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder zweite Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; und Durchführen einer zweiten Massenanalyse an der Probe für jeden zweiten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von zweiten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird. Die automatische Partitionierung kann während eines Experiments so oft wie erforderlich wiederholt werden. Wenn beispielsweise eine Probe eine zeitabhängige Zusammensetzung aufweist, dann könnte die zu einer Zeit durchgeführte Partitionierung nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nicht optimal für die Probe sein. Daher können die Partitionierungsverfahren der vorliegenden Offenbarung zu einer Vielzahl von verschiedenen Zeiten basierend auf lonenhäufigkeiten von vorherigen Scans wiederholt werden.
In Ausführungsformen dieser Offenbarung kann ein Schritt des Durchführens einer vorläufigen Massenanalyse (z. B. eines Standard-MS¹-Vollscans, obwohl ein Scan vom BoxCar-Typ auch ein vorläufiger Scan sein könnte) an der Probe über den m/z-Bereich erfolgen, um einen vorläufigen Massenspektraldatensatz zu erhalten. Der Schritt des Partitionierens des m/z-Bereichs in die Vielzahl von ersten Sätzen von m/z-Teilbereichen kann basierend auf lonenhäufigkeiten durchgeführt werden, die durch den vorläufigen Massenspektraldatensatz angegeben werden. Die Verfahren der Offenbarung können den m/z-Bereich wiederholt in eine Vielzahl von weiteren Sätzen von m/z-Teilbereichen partitionieren, wobei jeder weitere Satz von m/z-Teilbereichen basierend auf lonenhäufigkeiten bestimmt wird, die durch mindestens einen zuvor erhaltenen partiellen Massenspektraldatensatz angegeben werden. Eine weitere Massenanalyse an der Probe kann für jeden weiteren Satz von m/z-Teilbereichen durchgeführt werden, wodurch eine Vielzahl weiterer partieller Massenspektraldatensätze erfasst wird. Somit kann die Partitionierung basierend auf einer zeitabhängigen Zusammensetzung einer Probe wiederholt durchgeführt werden. Mindestens eine und vorzugsweise jede Massenanalyse kann eine MS¹-Massenanalyse sein. Es kann auch eine Kombination von MS¹- und MS²- oder MS^N-Analysen verwendet werden.
Wie in 1A gezeigt, umfasst das Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen vorzugsweise das Bilden von M Sätzen von m/z-Teilbereichen, die jeweils W m/z-Teilbereiche umfassen. In dieser Implementierung sind die m/z-Teilbereiche in der Reihenfolge von m/z nummeriert (z. B. in zunehmender Reihenfolge von m/z, obwohl sie auch in abnehmender Reihenfolge von m/z liegen könnten). Der i-te Satz von m/z-Teilbereichen umfasst die m/z-Teilbereichsnummern i, M+i, 2M+i, , (W-1)M+i für jeden Wert von i = 1, , M. Diese Art der Verteilung der m/z-Teilbereiche auf Subscans trägt dazu bei, sicherzustellen, dass hohe Dynamikbereiche über den vollen m/z-Bereich erreicht werden können. Es versteht sich, dass die Gesamtzahl der m/z-Teilbereiche unter Umständen nicht genau durch M und W teilbar ist. Zum Beispiel, wenn M = 3 und W = 3 (d. h. MxW = 9), aber 10 Teilbereiche gewünscht sind, kann ein Satz von m/z-Teilbereichen einen zusätzlichen (d. h. 4) m/z-Teilbereich(e) umfassen. In derartigen Fällen, in denen die Gesamtzahl der Teilbereiche nicht durch M und/oder W teilbar ist, kann dasselbe Schema (d. h. i, M+i, 2M+i, , (W-1)M+i, zum Verteilen der m/z-Teilbereiche auf die verschiedenen Sätze verwendet werden, wobei die einfache Addition von/einem weiteren m/z-Teilbereich(en) zu (mindestens) einem Satz verwendet wird.
In einigen Ausführungsformen können m/z-Teilbereiche auf Subscans verteilt werden, sodass zum Beispiel jeder Subscan einen ungefähr gleichen Anteil an m/z-Teilbereichen von niedriger und hoher Intensität erhält.
In einigen alternativen Beispielen kann jeder m/z-Teilbereich in einem jeweiligen Satz eine Ionenhäufigkeit aufweisen, die der Ionenhäufigkeit des gebildeten m/z-Teilbereichs bis zu mindestens einem Schwellengrad entspricht. Dies kann bedeuten, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein an einem jeweiligen Satz von m/z-Teilbereichen durchgeführter Subscan an einer Mischung von sehr hoher und sehr geringer Ionenhäufigkeit durchgeführt wird. Zum Beispiel kann das Partitionieren des m/z-Bereichs eines oder mehrere der Folgenden umfassen: Zuweisen eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche, die einer relativ hohen Ionenhäufigkeit in der Probe zugeordnet sind, zu einem ersten Satz von m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen; und/oder Zuweisen eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche, die einer relativ geringen Ionenhäufigkeit in der Probe zugeordnet sind, zu einem zweiten Satz von m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen; und/oder Zuweisen eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche, die einer mittleren Ionenhäufigkeit in der Probe zugeordnet sind, zu einem dritten Satz von m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen. Jeder Satz von m/z-Teilbereichen kann m/z-Teilbereiche mit lonenhäufigkeiten umfassen, die mindestens einem Schwellengrad (z. B. einem vordefinierten Prozentsatz) entsprechen, der durch einen vorläufigen Massenspektraldatensatz wie einen Vorscan oder einen vorherigen HDR-Scan angegeben werden kann.
Äquidistante Teilbereiche
Alternativ zu der automatischen Partitionierung kann der Scanbereich von FM bis LM in N äquidistante Teilbereiche (auch als Fenster bezeichnet) partitioniert werden. Der Teilbereich oder die Fensterbreite wird berechnet durch $\begin{array}{l} Fenster_Breite″ = max″ (min_Breite″, (LM″ - FM″ + (N - \\ 1) * ‶Überlapp_Offset″) / (N + Überlapp_Faktor″ * (1 - N)) \end{array}$
Die Größe der Teilbereichsüberlappung ist gegeben durch Überlapp_Größe = Überlapp_Offset+Überlapp_Faktor×Fenster_Breite. Unter Berücksichtigung der Überlappung sind die Untergrenzen der m/z-Teilbereiche durch $\begin{array}{l} F M + (i - 1) \times (F e n s t e r_G r ö ß e - Ü b e r l a p p_G r ö ß e) gegeben, wobei i der Teilbereichsindex \\ (i = 1.. N) ist . \end{array}$
Individuelle Teilbereiche
Da sich die Zusammensetzung der in das MS injizierten Probe und somit der nützliche Massenbereich während eines Proteomik-Experiments, das durch Chromatografie unterstützt wird, im Lauf der Zeit ändert, kann es vorteilhaft sein, es einem Benutzer zu ermöglichen, mehrere zeitabhängige Sätze von m/z-Teilbereichen zu definieren oder einen „m/z-Gradienten“ zu definieren, wenn sich die interessierenden m/z-Regionen linear ändern. Das Instrument könnte dann den Satz von Teilbereichen basierend auf der Retentionszeit (RT) des Experiments auswählen.
Eine weitere Anwendung von individuellen Teilbereichen besteht darin, dass möglicherweise strenge Anforderungen an die Quantifizierung von Ergebnissen von einem LC-Durchlauf zum anderen bestehen, z. B. bei markierungsfreier Quantifizierung. In derartigen Fällen kann, wenn das Instrument Teilbereiche dynamisch anpassen kann, eine Diskrepanz im Vergleich von Peakintensitäten zwischen zwei LC-Durchläufen derselben Studie entstehen. Dies liegt daran, dass unterschiedliche Einstellungen von m/z-Teilbereichen, die dynamisch erstellt werden, die Ionenintensität ändern und eine Intensitätsvariation einführen können, die durch das HDR-Verfahren (d. h. einfach durch das Instrument) entstehen, nicht aber durch einen chemischen/biologischen Unterschied zwischen den Proben, die in zwei LC-Durchläufen analysiert werden. Um diesen Effekt zu vermeiden, kann ein erster Referenz-LC-Durchlauf, bzw. können erste Referenz-LC-Durchläufe, basierend auf einer einzigen Probe oder Probenmischung vollständig dynamisch durchgeführt werden (wie vorstehend in Bezug auf die automatische Partitionierung beschrieben), um das HDR/LC/MS-Verfahren zu optimieren. Danach kann für alle Messungen ein fester Satz von individuellen m/z-Teilbereichen und LC-Retentionszeiten für alle weiteren Durchläufe verwendet werden, wenn die tatsächlich interessierende Probe gemessen wird.
Somit umfassen einige Ausführungsformen das Empfangen einer Probe von einem Chromatografen, wie einem Flüssigchromatografen oder einem Gaschromatografen. Die Verfahren können das ein- oder mehrmalige Wiederholen der hierin beschriebenen Verfahren (z. B. das Partitionieren und Scannen) an einer oder mehreren Proben umfassen, die von dem Chromatografen erhalten werden, um zeitabhängige Massenspektraldaten für die Probe zu erhalten.
Kombination von individueller, äquidistanter und/oder automatischer Partitionierung von Teilbereichen
Ein beliebiges der zwei oder alle drei Partitionierungsverfahren für m/z-Teilbereiche können gleichzeitig in einem LC-Durchlauf verwendet werden. Zum Beispiel können basierend auf a-priori-Wissen über die Probe, oder Wissen, das aus der HDR-/LC-/MS-Verfahrensoptimierung gewonnen wurde, individuelle Teilbereiche dazu angewendet werden, die gewünschten m/z- und/oder RT-Bereiche abzudecken. Neben diesen bekannten Bereichen können Messungen jedoch noch im automatischen Partitionierungsmodus durchgeführt werden. Auf diese Weise wird eine Kombination aus individuellen Teilbereichsalgorithmen und solchen für automatisches Partitionieren in einem LC-/MS-Scan und sogar in einigen MS-Scans erhalten. In der Praxis kann sie sicherstellen, dass Messungen Daten für interessierende Peaks (Zielmodus) generieren, und verbessert gleichzeitig den Gesamtdynamikbereich der Messungen, was für die Standarddatenverarbeitung oder für die nachfolgende retrospektive Analyse von Interesse sein kann.
Praxisbeispiele für automatische Partitionierung
Wie zuvor beschrieben, partitionieren HDR-Scans einen Scanbereich in einen Satz überlappender m/z-Fenster oder -Teilbereiche, bevor mindestens 2 Untersätze von nicht überlappenden Fenstern gemessen werden, um mindestens 2 separate Subscans zu erhalten, und die Subscans zusammengefügt werden, um einen HDR-Vollscan zu erhalten. In Bezug auf die Verteilung der m/z-Fenster auf die Subscans kann beispielsweise ein Scanbereich betrachtet werden, der in 12 m/z-Fenster (mit der Bezeichnung A-L) beliebiger Größe partitioniert wurde, und wie diese Fenster auf die verfügbaren Subscans (2 oder 3 im folgenden Beispiel) verteilt werden sollen:

Windows: ABCDEFGHIJKL
- 1) Zwei Subscans:
  - Subscan-Nr. 1: ACEGIK
  - Subscan-Nr. 2: BDFHJL
- 2) Drei Subscans:
  - Subscan-Nr. 1: ADGJ
  - Subscan Nr. 2: BEHK
  - Subscan-Nr. 3: CFIL

In bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Partitionierungsprozess, d. h. wie die Fenster A-L im Beispiel erhalten werden, die folgenden grundlegenden Schritte:

1) Partitionieren des Scanbereichs in äquidistante Bins (die bevorzugte Breite ist die Hälfte der minimalen Fensterbreite) und Berechnen von deren TICs.
2) Clustern von Bins einer ähnlichen TIC-Größenordnung, um TIC-Cluster zu bilden.
3) Konvertieren der TIC-Cluster iterativ in Partitionen des gesamten Scanbereichs, wobei in absteigender Reihenfolge der Cluster-TICs vorgegangen wird, bis die gewünschte Anzahl von Fenstern erreicht ist.

Beispiel: Scanbereich m/z 100-1000

1) Verarbeiten von Cluster m/z 200-300 (tangiert nicht eine bestehende Grenze) (C = Fenster, das aus dem ausgewählten Cluster resultiert, F = Fenster, das komplementiert wird, um den gesamten Scanbereich zu füllen):
1. a. Fenster Nr. 1: 100-200 (F)
2. b. Fenster Nr. 2: 200-300 (C)
3. c. Fenster Nr. 3: 300-1000 (F)
2) Verarbeiten von Cluster m/z 100-150 (tangiert das untere Ende des Scanbereichs):
1. a. Fenster Nr. 1: 100-150 (C)
2. b. Fenster Nr. 2: 150-200 (F)
3. c. Fenster Nr. 3: 200-300 (C)
4. d. Fenster Nr. 4: 300-1000 (F)
3) Verarbeiten von Cluster m/z 750-770 (tangiert nicht eine bestehende Grenze):
1. a. Fenster Nr. 1: 100-150 (C)
2. b. Fenster Nr. 2: 150-200 (F)
3. c. Fenster Nr. 3: 200-300 (C)
4. d. Fenster Nr. 5: 300-750 (F)
5. e. Fenster Nr. 6: 750-770 (C)
6. f. Fenster Nr. 7: 770-1000 (F)
4) Verarbeiten von Cluster m/z 280-320: Überlappung mit Fenster Nr. 3, Cluster überspringen
5)

Diese Prozedur ist unabhängig von der Verteilung von m/z-Fenstern auf die Subscans. Sie zielt auf eine Optimierung der Fenstergrößen ab, um m/z-Regionen basierend auf TIC-Mustern zu isolieren, wobei Parameter wie minimale Fensterbreite und gewünschte Anzahl von Fenstern (Gesamtzahl oder pro Subscan) berücksichtigt werden. Diese Parameter können benutzerdefiniert sein. Sobald die Fenster bestimmt wurden, können die Überlappungen und Quadrupol-Transmissionsflanken (beide durch eine absolute m/z-Breite und einen Skalierungsfaktor für die Fensterbreite angegeben) wie nachstehend ausführlicher beschrieben ablaufen.
Die 3A bis 3G zeigen ein Beispiel für den Prozess des automatischen Partitionierens eines m/z-Bereichs für reale Massenspektraldaten, die unter Verwendung der in den 1A und 1B gezeigten Verfahren durchgeführt werden können. 3A zeigt ein beispielhaftes HeLa-Spektrum, einen Scanbereich m/z 350-1650, partitioniert in 26 Bins der Größe 50 Th (entsprechend einer minimalen Fensterbreite von 100 Th). Wie in 3B gezeigt, werden, nach dem Bestimmen des TIC-Werts von jedem Bin, Bins einer ähnlichen TIC-Größenordnung zusammen mit dem Bin mit dem höchsten TIC bei m/z 550-600 geclustert. Die vier aneinander angrenzenden Bins zwischen m/z 600 und 800 werden hinzugefügt, um den ersten Cluster im Bereich von m/z 550 bis 800 zu bilden. Die resultierenden TIC-Cluster werden in absteigender Reihenfolge nach ihren TIC-Werten sortiert. Die „Top-10“-Cluster sind in 3C markiert (1 = Cluster mit dem höchsten TIC).
Wie in 3D gezeigt, beginnt die Partitionierungsprozedur mit dem Cluster mit dem höchsten TIC bei m/z 550-800 (der innerhalb einer durchgehenden Begrenzung dargestellt ist). Um den gesamten Scanbereich vollständig abzudecken, werden zwei Fenster komplementiert (in gestrichelten Linien dargestellt), was zu drei Fenstern, m/z 350-550, m/z 550-800 und m/z 800-1650, führt. In 3E grenzt ein zweiter Cluster (m/z 800-900) an den ersten an, was zu vier m/z-Fenstern führt. Die Dimension des rechten Komplement-Fensters wird entsprechend angepasst (m/z 900-1650). In 3F wird der dritte Cluster (m/z 1100-1150) erweitert, um die erforderliche Mindestbreite von 100 Th zu erfüllen, was m/z 1087,5-1187,5 ergibt. Da er nicht tangential zu einer Grenze eines der vorhandenen Cluster-Fenster verläuft, wird ein drittes Komplement-Fenster bei m/z 900-1087,5 hinzugefügt, was zu sechs Fenstern führt. Der Prozess wiederholt sich iterativ.
3G zeigt ein vollständig partitioniertes Spektrum, das 9 überlappende m/z-Fenster (5 Cluster-Fenster und 4 Komplement-Fenster) umfasst. Die Fensterüberlappungen können während oder nach der Partitionierungsprozedur berechnet werden. Fenster, die in durchgehenden Begrenzungen dargestellt sind, sollen in einem ersten HDR-Subscan gemessen werden, während in gestrichelten Begrenzungen dargestellte Fenster in einem zweiten HDR-Subscan gemessen werden sollen. Der erste HDR-Subscan würde einen partiellen Massenspektraldatensatz für einen ersten Satz von m/z-Teilbereichen bereitstellen, und der zweite HDR-Subscan würde einen partiellen Massenspektraldatensatz für einen zweiten Satz von m/z-Teilbereichen bereitstellen.
In bevorzugten Ausführungsformen dieser Offenbarung können m/z-Fenster an die zeitabhängige Zusammensetzung der Probe angepasst werden. Zum Beispiel kann in dem ersten HDR-Zyklus die Partitionierung auf einem Standard- (nicht HDR) -Vollscan basieren, wie in 3 gezeigt. Danach könnte ein vorheriger HDR-Scan als Basis für die nachfolgende Partitionierung verwendet werden, obwohl ein Standard- (d. h. nicht ein HDR) -Scan verwendet werden kann.
AGC-Verbesserung
1) Umverteilung von Injektionszeiten
Um das Problem zu lösen, dass die verfügbare maximale Injektionszeit (max. IT) unter Umständen nicht vollständig ausgenutzt werden kann, wird der AGC-Algorithmus bestehender Systeme mit einer Umverteilungsfunktionalität verbessert. Die Umverteilung von Injektionszeiten wird nach der regelmäßigen Bestimmung von Injektionszeiten durchgeführt und kann auf eine Weise implementiert werden, die den etablierten AGC-Algorithmus auf dem Exp/or/s™-Instrument nicht stört. Das Verfahren dieser Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs bereit, wobei der m/z-Bereich einen Satz (z. B. ein HDR-Subscan) eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche umfasst.
Zunächst werden die Injektionszeiten für die m/z-Teilbereiche berechnet, ohne eine Obergrenze aufzuerlegen, um sicherzustellen, dass die max. IT von allen Teilbereichen vollständig ausgenutzt wird. Das heißt, das Verfahren beginnt durch Bestimmen einer anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten, die eine anfängliche Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich des Satzes von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen umfassen. Sobald die Injektionszeiten für die m/z-Teilbereiche durch die AGC basierend auf einem vorherigen analytischen Scan oder AGC-Vorscan bestimmt wurden, wird die Gesamtinjektionszeit als die Summe der einzelnen Injektionszeiten der Teilbereiche berechnet. Wenn die Summe die max. Gesamt-IT überschreitet, werden die Injektionszeiten wie folgt umverteilt:

1. Bestimmen der Injektionszeit, die einer gleichen Verteilung der max. Gesamt-IT entspricht, die für den Scan verfügbar ist: $g l e i c h_I T = g e s a m t_m a x_I T / N$
2. Berechnen der Summe Sum_überschreitend der Injektionszeiten, die gleich_IT überschreiten, und Sum_verbleibend als verbleibende Gesamtinjektionszeit nach Subtrahieren derjenigen Injektionszeiten, die kleiner oder gleich gleich_IT (Sum_verbleibend ≤ gesamt_max_IT) sind.
3. Sortieren der Injektionszeiten, die gleich_IT überschreiten, in aufsteigender Reihenfolge.
4. Verarbeiten der sortierten Injektionszeiten aus Schritt 3, beginnend mit dem niedrigsten Wert:
1. a. Berechnen der neuen Injektionszeit aus der aktuell zugeteilten Zeit alte_IT: „neue_IT“ = „max" („gleich_IT““,Sum verbleibend" /„Sum_überschreitend“ *„alte_IT)"
2. b. Verringern der Variablen Sum_überschreitend durch alte_IT.
3. c. Verringern der Variablen Sum_verbleibend durch neue_IT.

Somit umfasst das Verfahren das Bestimmen einer angepassten Verteilung von Injektionszeiten, die eine angepasste Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich umfasst, basierend auf der Bestimmung, dass eine Gesamtzeit der anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten eine gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten überschreitet. Das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten kann das Reduzieren einer oder mehrerer relativ langer anfänglicher Injektionszeiten in einem größeren Ausmaß als einer oder mehrerer relativ kurzer anfänglicher Injektionszeiten umfassen. Beispielsweise können lange anfängliche Injektionszeiten vorzugsweise in einem größeren Ausmaß reduziert werden.
In dem vorstehend skizzierten Umverteilungsalgorithmus fungiert gleich_IT als Schwellenwert. Schritt 4a verwendet einen Dynamikfaktor, um die aktuell zugeteilte Injektionszeit eines m/z-Teilbereichs für bestimmte Teilbereiche basierend auf dem Schwellenwert gleich_IT anzupassen. Das Verarbeiten der Injektionszeiten in aufsteigender Reihenfolge stellt sicher, dass die niedrigeren Injektionszeiten nicht über gleich_IT hinaus reduziert werden und dass die endgültige Summe gesamt_max_IT nicht überschreitet.
Als Beispiel wird ein HDR-Experiment mit N = 10 Teilbereichen und einer max. Gesamt-IT von 100 ms betrachtet, was zu einer gleichmäßig verteilten Injektionszeit von 10 ms führt, wie in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1 zeigt Injektionszeiten (IT) in ms für 10 m/z-Teilbereiche von einem vorhandenen AGC-Algorithmus („Alte IT“) und IT-Werten, wie sie aus dem Umverteilungsalgorithmus („Neue IT“) abgeleitet sind.
Bei einer max. IT-Einstellung von 100 ms für jeden Teilbereich für die anfängliche AGC-Berechnung werden 5 Teilbereichen Injektionszeiten ≤10 ms durch die AGC zugewiesen, während die verbleibenden 5 Teilbereiche die gleiche Injektionszeit überschreiten (>10 ms). Die verbleibende Zeit von 80,9 ms (d. h. 0,1 ms 1,3 ms, 5 ms und 10 ms, die von 100 ms subtrahiert werden) wird dann auf die 5 Teilbereiche umverteilt, die die „gleiche“ Einstellung überschreiten (Nr. 6 - Nr. 10). Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Schritte 4a-4c wird die Injektionszeit Nr. 6 zuerst auf 10 ms reduziert, dann wird die Injektionszeit Nr. 7 auf ~11 ms reduziert, ..., schließlich wird Nr. 10 auf ~23 ms reduziert, was zu einer Gesamtinjektionszeit von 100 ms führt. Somit könnte die nicht verwendete Injektionszeit von den Teilbereichen Nr. 1 bis Nr. 4 auf 4 der 5 Teilbereiche (Nr. 7 bis Nr. 10) verteilt werden. Es ist ersichtlich, dass mehrere angepasste Injektionszeiten (Neue IT) gleich den anfänglichen Injektionszeiten (Alte IT) sind. Insbesondere umfasst die angepasste Verteilung der Injektionszeiten mehrere Injektionszeiten (Nr. 1 bis Nr. 5), die gegenüber den Werten in der anfänglichen Verteilung unverändert sind.
Somit ist ersichtlich, dass das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren mindestens einer der anfänglichen Injektionszeiten für einen jeweiligen m/z-Teilbereich umfasst, sodass eine Gesamtzeit der angepassten Verteilung von Injektionszeiten für den Satz von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen nicht größer als die gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten ist. In diesem Fall werden Injektionszeiten für die Teilbereiche Nr. 6 - Nr. 10 reduziert. Die längsten anfänglichen Injektionszeiten werden auf etwa 22,51 % ihres Anfangswerts reduziert, während das Fenster Nr. 6 auf 40 % seines Anfangswerts reduziert wird und die Fenster Nr. 1 - Nr. 15 überhaupt nicht reduziert werden. Somit können relativ lange anfängliche Injektionszeiten in einem größeren Ausmaß reduziert werden (z. B. in Bezug auf den Absolutwert oder in Bezug auf den Prozentsatz) als eine oder mehrere relativ kurze anfängliche Injektionszeiten.
Das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten kann das Reduzieren mindestens einer und optional jeder anfänglichen Injektionszeit umfassen, die eine Schwelleninjektionszeit überschreitet. In einigen Ausführungsformen umfassen die Verfahren das Reduzieren einer Vielzahl von (z. B. jeder der) anfänglichen Injektionszeiten, die eine Schwelleninjektionszeit überschreiten, um einen Skalierungsfaktor (der ein statischer Skalierungsfaktor sein könnte oder der ein dynamischer Skalierungsfaktor sein könnte, der iterativ berechnet wird, wie etwa in Schritt 4 des vorstehenden Algorithmus). Um zu vermeiden, dass relativ kurze Injektionszeiten zu stark reduziert werden, können die Verfahren dieser Offenbarung das Einstellen der Schwelleninjektionszeit als die angepasste Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich umfassen, für den die anfängliche Injektionszeit, reduziert um den Skalierungsfaktor, kleiner ist als die Schwelleninjektionszeit.
Die Bestimmung der angepassten Verteilung von Injektionszeiten kann umfassen: Bestimmen einer Gesamtreserveinjektionszeit durch Summieren einer Differenz zwischen der anfänglichen Injektionszeit und der Schwelleninjektionszeit für jeden m/z-Teilbereich, für den die anfängliche Injektionszeit kleiner als die Schwelleninjektionszeit ist; und Einstellen einer angepassten Injektionszeit für einen oder mehrere m/z-Teilbereiche, für die die anfängliche Injektionszeit größer als die Schwelleninjektionszeit ist, durch Verteilen der Gesamtreserveinjektion, wodurch die anfänglichen Injektionszeiten für den einen oder die mehreren (z. B. einige oder jeden der) der m/z-Teilbereiche erhöht werden, für die die anfängliche Injektionszeit größer als die Schwelleninjektionszeit ist. Somit kann eine effiziente Umverteilung von „Reserve-" Injektionszeiten erreicht werden. Die Schwelleninjektionszeit ist gleich der gesamten verfügbaren Injektionszeit, die zwischen dem einen oder den mehreren m/z-Teilbereichen gleichmäßig aufgeteilt ist (gleich_IT).
Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Verteilungsverfahren könnten die von dem AGC berechneten Injektionszeiten einfach gleichmäßig mit einem Skalierungsfaktor skaliert werden, der durch das Verhältnis der gesamten max. IT und der Summe von berechneten Injektionszeiten angegeben wird. In dem in Tabelle 2 skizzierten Beispiel wäre der Skalierungsfaktor 100/369,1 = 27 %, so dass den Teilbereichen Nr. 1 und Nr. 10 0,027 ms bzw. 27 ms zugewiesen würden. Um zu verhindern, dass der Skalierungsfaktor durch sehr hohe Injektionszeiten dominiert wird, könnte eine Obergrenze auf die berechneten Injektionszeiten angewendet werden. Daher könnte das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeiten für jeden jeweiligen m/z-Teilbereich umfassen. Das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten kann das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeiten für jeden jeweiligen m/z-Teilbereich durch einen Skalierungsfaktor umfassen (z. B. alle reduziert um den gleichen Skalierungsfaktor, oder es könnten unterschiedliche Skalierungsfaktoren verwendet werden).
Darüber hinaus können m/z-Teilbereiche in diesen Spektralregionen, die für eine Nachverarbeitungsanalyse von höherem Interesse sind als andere, bevorzugt sein und höhere Injektionszeiten (oder AGC-Ziele, siehe unten) erhalten. Derartige bevorzugte Regionen könnten im Voraus durch den Benutzer spezifiziert werden und vom Instrument berücksichtigt werden, wenn AGC-Ziele und/oder Injektionszeiten (um-)verteilt werden.
Somit kann das Verfahren umfassen: Empfangen einer Angabe (die eine Benutzereingabe sein könnte oder die automatisch bestimmt werden könnte), dass ein m/z-Teilbereich ein interessierender m/z-Teilbereich ist; und Einstellen einer relativ hohen angepassten Injektionszeit für den interessierenden m/z-Teilbereich. Insbesondere kann der Algorithmus eine Injektionszeit zuweisen, die höher ist als die, die unter Verwendung eines gleichen Verteilungsalgorithmus zugewiesen würde.
2) Verwendung von teilbereichsspezifischen AGC-Zielen
In der aktuellen AGC-Implementierung ist das gesamte AGC-Ziel, wie es vom Benutzer für den Vollscan spezifiziert ist, standardmäßig gleichmäßig zwischen den Teilbereichen aufgeteilt. Zum Beispiel wird für einen Vollscan mit einem AGC-Ziel von 1e6 und 10 Scans pro HDR-Subscan jedem Teilbereich standardmäßig ein Zielwert von 1e5 zugeteilt. Diese gleiche Verteilung kann jedoch unter bestimmten Umständen nachteilig sein. Wenn zum Beispiel der TIC eines engen Teilbereichs durch einen einzigen Peak dominiert wird, könnte sein AGC-Ziel reduziert werden, um Massenabweichungen zu vermeiden, die durch Raumladungseffekte verursacht werden. Die Prozedur zum Erkennen einer TIC-Dominanz und das Reduzieren des Ziels kann entsprechend durch das Instrument für jeden Teilbereich automatisch gehandhabt werden. Zusätzlich kann die Verteilung von AGC-Zielen auf spektralen Präferenzen für eine Nachverarbeitungsanalyse basieren.
Daher kann das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Anpassen (z. B. Reduzieren) der anfänglichen Injektionszeit für einen m/z-Teilbereich basierend auf einer Angabe der Ionenhäufigkeit für den jeweiligen m/z-Teilbereich umfassen. Zum Beispiel kann das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeit für einen m/z-Teilbereich umfassen, basierend auf einer Angabe, dass die Ionenhäufigkeit für den jeweiligen m/z-Teilbereich durch einen einzigen m/z-Peak verursacht wird. Wenn zum Beispiel ein bestimmter Prozentsatz von TIC (oder ein anderes Maß für Häufigkeit) auf einen bestimmten m/z-Wert (oder einen sehr engen m/z-Bereich, wie einen m/z-Bereich, der Isotopencluster abdeckt) zurückzuführen ist, kann dies als Angabe genommen werden, dass die Ionenhäufigkeit für den jeweiligen m/z-Teilbereich im Wesentlichen durch einen einzigen m/z-Peak verursacht wird.
Zusammenfügen von m/z-Teilbereichen
Im letzten Schritt des in 1A gezeigten HDR-Scan-Arbeitsablaufs werden die Massenspektraldaten aus den m/z-Teilbereichen von den HDR-Subscans kombiniert, um ein Vollscanspektrum zu erzeugen, das wie ein Standard-Vollscan behandelt und weiterverarbeitet werden kann. Für jeden Teilbereich werden der Schwerpunkt und die Profildaten der MS-Peaks in das resultierende Vollscanspektrum kopiert. Die Überlappung zwischen aneinander angrenzenden Teilbereichen erhöht die Flexibilität insofern, als der Start- und End-m/z-Wert des Kopiervorgangs innerhalb der Überlappungsregionen individuell bestimmt werden kann, da die enthaltenen Daten grundsätzlich zweimal verfügbar sind. Somit umfasst das Verfahren allgemein gesprochen das Bestimmen erster und zweiter Sätze von m/z-Teilbereichen, indem der erste und der zweite Satz von m/z-Teilbereichen so eingestellt werden, dass eine Region mit relativ hoher Transmission eines ersten Antwortprofils eine Region mit relativ hoher Transmission eines zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt. Die Verfahren können umfassen: Erhalten einer Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen unter Verwendung der hierin beschriebenen Verfahren; und Kombinieren (z. B. Zusammenfügen) der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz.
Die Verfahren umfassen vorzugsweise ein aktives Bestimmen der Teilbereiche, um sicherzustellen, dass sie überlappen. Somit kann ein Schritt des Bestimmens erfolgen, ob die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt; und basierend auf dem Bestimmen, dass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils nicht zumindest teilweise überlappt, Anpassen des ersten und/oder zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen derart, dass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt. Jeder m/z-Teilbereich in einem gegebenen Satz von m/z-Teilbereichen überlappt vorzugsweise einen m/z-Teilbereich eines anderen Satzes von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise. Somit können die m/z-Teilbereiche der verschiedenen Sätze den m/z-Bereich gemeinsam überspannen. Jeder Satz von m/z-Teilbereichen kann eine Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfassen, die voneinander beabstandet sind. Zum Beispiel können die m/z-Teilbereiche jedes der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen entlang der m/z-Achse verschachtelt sein. Jeder m/z-Teilbereich eines ersten Satzes von m/z-Teilbereichen ist zusammenhängend mit einem (z. B. direkt angrenzend an einen) m/z-Teilbereich eines zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen.
Es versteht sich, dass, wenn mehrere Subscans für mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen durchgeführt werden, wobei jeder Satz von m/z Teilbereichen eine Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst, eine große Anzahl von m/z-Teilbereichen vorhanden ist, die erweitert werden können, um sicherzustellen, dass sie sich überlappen. Somit kann zum Beispiel der erste Satz von m/z-Teilbereichen eine erste Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfassen, und der erste Massenfilter kann eine Vielzahl von Antwortprofilen aufweisen, die jeweils für jeden m/z-Teilbereich des ersten Satzes umfassen: eine Region mit relativ hoher Transmission; und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission. Das heißt, die m/z-Teilbereiche eines ersten Subscans können mehreren Antwortprofilen zugeordnet sein, die entlang der m/z-Achse beabstandet sind. In ähnlicher Weise kann ein zweiter Satz von m/z-Teilbereichen eine zweite Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfassen, und der zweite Massenfilter kann eine Vielzahl von Antwortprofilen aufweisen, die jeweils für jeden m/z-Teilbereich des zweiten Satzes umfassen: eine Region mit relativ hoher Transmission; und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission. In derartigen Fällen kann der Schritt des Bestimmens des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen vorteilhafterweise das Einstellen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfassen, sodass jede Region mit relativ hoher Transmission eines jeweiligen Antwortprofils des ersten Massenfilters eine Region mit relativ hoher Transmission eines jeweiligen Antwortprofils des zweiten Massenfilters zumindest teilweise überlappt. Daher kann eine Vielzahl von überlappenden m/z-Teilbereichen gebildet werden.
Es versteht sich, dass dieses Verfahren auf eine beliebige Anzahl von Subscans erweitert werden kann und nicht auf zwei Sätze von m/z-Teilbereichen beschränkt ist. Wenn zum Beispiel ein dritter Satz von m/z-Teilbereichen gewünscht ist, können die Antwortprofile, die sich auf den dritten Satz beziehen, ein Antwortprofil des zweiten Massenfilters auf der linken Seite zumindest teilweise überlappen und können auch ein Antwortprofil des ersten Massenfilters auf der rechten Seite überlappen. Die Offenbarung kann auch auf einen vierten Satz von m/z-Teilbereichen erweitert werden. In einem derartigen Fall: kann sich das dem ersten Satz zugeordnete Antwortprofil mit dem, dem vierten Satz und dem zweiten Satz zugeordneten, Antwortprofil überlappen; das dem zweiten Satz zugeordnete Antwortprofil kann die dem ersten Satz und dem dritten Satz zugeordneten Antwortprofile überlappen; wobei das dem dritten Satz zugeordnete Antwortprofil die dem zweiten Satz und dem vierten Satz zugeordneten Antwortprofile überlappen kann; und die dem vierten Satz zugeordneten Antwortprofile können die dem dritten Satz und dem ersten Satz zugeordneten Antwortprofil überlappen. Dieses Muster kann für eine beliebige Anzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen wiederholt werden.
Das Vorhandensein von Überlappungsregionen ermöglicht das Weglassen der Daten aus den Quadrupol-Flankenregionen der Teilbereiche, die durch die Daten aus der Region mit hoher Transmission der aneinander angrenzenden Teilbereiche ersetzt werden können. Wenn die Teilbereiche zu klein sind, um sich über die Flankenregionen hinaus zu erstrecken, ist eine Korrektur der Peakintensitäten an den Rändern der Teilbereiche notwendig. Diese Intensitätskorrektur erfordert üblicherweise einen Standard-Vollscan, der zusammen mit den HDR-Scans während des gesamten Experiments erfasst werden soll, sowie einen zusätzlichen Nachverarbeitungsschritt, um die Korrekturfaktoren durch Vergleichen der Peakintensitäten des HDR-Scans mit denen eines Standard-Vollscans (wie zum Beispiel von F. Meier et al. beschrieben) zu bestimmen. Wenn die Überlappungen groß genug sind, können jedoch die regelmäßige Erfassung von Vollscans sowie der zusätzliche Korrekturschritt vermieden werden, um Zeit zu sparen.
Die Stitching-Prozedur arbeitet an den Teilbereichen w_i (i = 1..N), die jeweils einem Subscan j = 1..m zugeordnet sind. Bei einer typischen Einstellung von m = 2 Subscans stammen die Teilbereiche Nr. 1, Nr. 3, Nr. 5, von Subscan Nr. 1, während die Teilbereiche Nr. 2, Nr. 4, Nr. 6, von Subscan Nr. 2 stammen. Die Teilbereiche sind sequenziell, beginnend mit dem niedrigsten m/z-Teilbereich w₁, zusammengefügt. Aufgrund der Redundanz der Daten in der Überlappungsregion, die mit dem angrenzenden Teilbereich w₂ gemeinsam genutzt werden, kann der End-m/z-Wert des Kopiervorgangs für w₁ innerhalb der Überlappungsregion frei wählbar sein, wobei die folgenden Aspekte berücksichtigt werden:

• Das End-m/z sollte außerhalb der Regionen mit geringer Transmission sowohl von w₁ als auch W2 liegen.
• Das End-m/z sollte so gewählt werden, dass Isotopenverteilungen in beiden Teilbereichen aufrechterhalten werden. Das Abschneiden von Isotopenverteilungen derart, dass ein Teil von Subscan Nr. 1 und der andere von Subscan Nr. 2 stammt, sollte vermieden werden, um die Intensitäten, die auf der Ebene der Molekülspezies konsistent sind, beizubehalten.

Im Allgemeinen können die hierin beschriebenen Verfahren das Bestimmen eines End-m/z-Werts umfassen, der innerhalb eines Schnittbereichs eines ersten m/z-Teilbereichs des ersten Satzes von m/z-Teilbereichen und eines zweiten m/z-Teilbereichs des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen liegt; und in einem einzigen Massenspektraldatensatz Folgendes einschließen: Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des ersten m/z-Teilbereichs; und Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des zweiten m/z-Teilbereichs. Somit können Daten von überlappenden Fenstern gespeichert werden, wobei der End-m/z-Wert als Grenzpunkt fungiert, ab dem die m/z-Daten der einzelnen Datensätze nicht mehr aus einem ersten Fenster erhalten werden, sondern aus einem zweiten Fenster erhalten werden. Der Schnittbereich des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs kann mindestens einen Abschnitt einer Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils und mindestens einen Abschnitt einer Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils einschließen. Darüber hinaus kann der End-m/z-Wert basierend auf einer Verteilung von Isotopen im ersten und/oder im zweiten m/z-Teilbereich bestimmt werden (z. B. so bestimmt werden, dass das Aufspalten von Isotopenpeak-Clustern vermieden wird).
Wenn es nicht möglich ist, ein End-m/z so auszuwählen, dass alle festgestellten Isotopenverteilungen nur aus den einem oder anderen Teilbereich kopiert werden, d. h. wenn alle möglichen End-m/z-Werte mindestens eine Isotopenverteilung abschneiden, dann werden alle Peaks innerhalb der Überlappungsregion ausschließlich aus einem der Teilbereiche kopiert. Wenn der rauschgewichtete TIC der Überlappungsregion des ersten Teilbereichs höher ist als der des zweiten Teilbereichs, werden Peaks von w₁ bis zum Erreichen der Region mit geringer Transmission (rechte Flanke) von w₁ kopiert. Andernfalls werden Peaks von w₁ bis zum Erreichen der Region mit hoher Transmission (linke Flanke) von w₂ kopiert. Die detaillierte Prozedur ist nachstehend skizziert. Zum Beispiel können die Verfahren das Bestimmen umfassen, welcher des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist (z. B. der rauschgewichteten TIC der Überlappungsregion); und das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz kann das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist, in den einzigen Massenspektraldatensatz umfassen.
In 4A sind die sich überlappenden Fenster w₁ und w₂ schematisch dargestellt. w₁ und w₂ überlappen sich und die Überlappung schließt auch die Flanken geringer Transmission von w₁ und w₂ ein. Die Überlappungsregion schließt auch den Schnittbereich der Regionen mit hoher Transmission jedes Fensters ein, von dem ein gewählter End-m/z-Wert ausgewählt wird.
4B zeigt einen Satz von Antwortprofilen für unterschiedliche m/z-Teilbereiche, die entlang der m/z-Achse beabstandet sind. Ein einzelner Massenfilter kann in unterschiedlichen m/z-Teilbereichen ein unterschiedliches Antwortprofil aufweisen. Es sind drei verschiedene Antwortprofile gezeigt: ein erstes Antwortprofil liegt zwischen m/z₁ und m/z₂; ein zweites Antwortprofil liegt zwischen m/z₃ und m/z₄; und ein drittes Antwortprofil liegt zwischen m/z₅ und m/z₆. In einigen Ausführungsformen dieser Offenbarung überspannen mehrere derartiger Sätze von m/z-Teilbereichen zusammen einen interessierenden vollen m/z-Scanbereich. Ausführungsformen dieser Offenbarung kompensieren den trapezförmigen Charakter der Antwortprofile, indem sichergestellt wird, dass Sätze von m/z-Teilbereichen (wie der in 4B gezeigte Satz) so gebildet werden, dass sie sich in der in 4A gezeigten Weise überlappen.
Sobald überlappende m/z-Teilbereiche bestimmt sind, kann die Probe nach Masse gefiltert werden, um Ionen in dem ersten und dem zweiten m/z-Teilbereich unter Verwendung erster und zweiter Massenfilter mit ersten und zweiten Antwortprofilen, die dem ersten und dem zweiten m/z-Teilbereich entsprechen, zu isolieren. Das erste und das zweite Antwortprofil weisen jeweils eine Region mit relativ hoher Transmission und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission auf. Dann werden partielle Massenspektraldatensätze erhalten, indem eine Massenanalyse an der Probe über den ersten und den zweiten m/z-Teilbereich durchgeführt wird. Diese partiellen Massenspektraldatensätze können dann zusammengefügt werden (obwohl sie einfach als separate partielle Massenspektren gespeichert werden könnten).
Um den Teilbereich oder das Fenster w_i zusammenzufügen, wird zunächst die Überlappungsregion mit hoher Transmission, die mit dem angrenzenden Teilbereich w_i+1 auf der rechten Seite gemeinsam genutzt wird, in Bezug auf die TICs und Isotopenverteilungen analysiert, die in den jeweiligen Regionen von w_i und w_i+1 enthalten sind. Die Grenzen der „rohen“ Überlappungsregion sind durch das Start-m/z von w_i+1 und das End-m/z von w_i, gegeben, d. h. sie reicht von w_i+1,Start bis w_i,End, oder von o₁ bis o₂. Aufgrund der Trapezform der Massenfilter- (einem Quadrupol in bevorzugten Ausführungsformen) -Isolation wird die Überlappungsregion durch die Flanken geringer Transmission verengt, so dass sich die Überlappungsregion mit hoher Transmission o₁' bis o₂' ergibt. Tabelle 3 zeigt beispielhafte m/z-Dimensionen und Überlappungen des ersten HDR-Teilbereichs und seines Nachbarn.
Der TIC in der Überlappungsregion mit hoher Transmission wird für die Subscans 1 und 2 bestimmt, die den Fenstern w_i und w_i+1 zugeordnet sind (nachstehend der Einfachheit halber als Fenster 1 und 2 bezeichnet) und die resultierenden Werte werden für beide Subscans in dieser Region durch die durchschnittlichen Rauschwerte N_Av dividiert, was (TIC/N_av)₁ und (TIC/N_av)₂ ergibt, wodurch unterschiedliche Signal-Rausch-Pegel der Subscans berücksichtigt werden. Wenn (TIC/N_av)₁ ≥ (TIC/N_av)₂, wird die Nutzung von Signalen von Subscan 1 bevorzugt (umgekehrt, wenn (TIC/N_av)₁ < (TIC/N_av)₂). Für beide Fenster wird die Verteilung der Isotopencluster in der Überlappungsregion wie folgt bewertet:

• Für das Fenster/Subscan 1 ist die am weitesten rechte Isotopenverteilung zu bestimmen, die noch innerhalb des verwendbaren Fensters hoher Transmission liegt, d. h. ihr höchster m/z-Peak ist der rechten Begrenzung o₂' am nächsten. Der höchste m/z-Peak dieser Isotopenverteilung markiert den m/z-Schwellenwert für Subscan 1, Scan1_Schwell. Wenn keine Isotopenverteilung vorliegt, die die Kriterien erfüllt, wird Scan1_Schwellauf o₂' eingestellt.
• Für das Fenster/Subscan 2 ist die am weitesten linke Isotopenverteilung zu bestimmen, die sich über die Fenster hinweg erstreckt, d. h. ihr niedrigster m/z-Peak ist der linken Begrenzung o₁' am nächsten, während ihr höchster m/z-Peak die rechte Begrenzung o₂' überschreitet. Der niedrigste m/z-Peak dieser Isotopenverteilung markiert den m/z-Schwellenwert für Subscan 2, Scan2_Schwell. Wenn keine Isotopenverteilung vorliegt, die die Kriterien erfüllt, wird Scan2_Schwell auf o₂' eingestellt.

Die Isotopenverteilungen können für jeden Subscan in einem vorherigen Schritt bestimmt werden, indem ein Ladungszustandserkennungs-/Dekonvolutionsalgorithmus auf die Subscans angewendet wird, zum Beispiel der in US-10,593,530 beschriebene APD-Algorithmus, der hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Zum Beispiel können die hierin offenbarten Verfahren einen Schritt des Identifizierens von Peakgruppen mit Abständen und/oder Intensitäten einschließen, die Isotopencluster ähnlich sind.
Der m/z-Schwellenwert zum Kopieren von Signalen von Subscan 1 und 2, Kopie_Schwell, wird basierend auf den m/z-Schwellenwerten Scan1_Schwell und Scan2_Schwell bestimmt. Signale mit m/z-Werten unterhalb von Kopie_Schwell werden von Subscan 1 in den resultierenden HDR-Scan kopiert. Der Kopiervorgang für Fenster 2 im nachfolgenden Zyklus beginnt dann bei Kopie_Schwell. Wenn Scan1_Schwell und Scan2_Schwell gleich sind, wird Kopie_Schwell auf Scan1_Schwell eingestellt. Andernfalls wird Kopie_Schwell wie folgt bestimmt:

• Wenn Scan2_Schwell > Scan1_Schwell, wird Kopie_Schwell auf Scan2_Schwell eingestellt. Die Argumentation ist, dass in diesem Fall aufgrund des besseren Gesamt-S/N von Fenster 1 mehr Signale von Subscan 1 verwendet werden (umgekehrt, wenn Subscan 2 einen besseren Gesamt-S/N aufweist).
• Wenn Scan2_Schwell ≤ Scan1_Schwell, werden die in dem vorherigen Schritt festgestellten Isotopenverteilungen (ISD) in Bezug auf ihre S/N-Werte bewertet: Wenn die für Fenster 1 festgestellte ISD einen besseren S/N als die für Fenster 2 festgestellte ISD aufweist, wird Kopie_Schwell auf Scan1_Schwell (andernfalls Scan2_Schwell) eingestellt.

Der Peak, der zuletzt von Subscan 1 kopiert wird (wenn Kopie_Schwell = Scan1_Schwell) oder zuerst von Subscan 2 kopiert wird (wenn Kopie_Schwell = Scan2_Schwell) kann als leicht verschobenes Duplikat in dem anderen Subscan auftreten. Daher kann der andere Subscan auf ein Duplikat des letzten oder des ersten eingeschlossenen Peak überprüft werden und der Schwellenwert kann entsprechend angepasst werden (wenn erforderlich). Das heißt, es kann einen Schritt des Bestimmens geben, ob ein erster partieller Massenspektraldatensatz (z. B. in einer Überlappungsregion) mit einem zweiten partiellen Massenspektraldatensatz konsistent ist. Wenn die Sätze nicht konsistent sind, können Korrekturmaßnahmen ergriffen werden. Zum Beispiel kann ein m/z-Schwellenwert zum Kopieren von Signalen von Subscans angepasst werden. Alternativ kann eine Warnung ausgegeben werden, wenn Daten nicht konsistent sind.
Spitzenschwerpunkte, Peakprofile und Rauschdaten werden von Subscan 1 auf den HDR-Vollscan kopiert, bis er Kopie_Schwell erreicht. Dann wird das nächste Paar von Fenstern und Subscans entsprechend w_i+1 und w_i+2 verarbeitet und der Kopiervorgang für w_i+1 beginnt mit dem niedrigsten m/z über Kopie_Schwell. Das letzte Fenster w_N wird im vorliegenden Zustand ausgehend von dem vorherigen Kopie_Schwell kopiert, der für w_N-1 berechnet wurde.
In einigen Fällen können die hierin beschriebenen Verfahren das Bestimmen umfassen, welcher eines ersten m/z-Teilbereichs und eines zweiten m/z-Teilbereichs einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist; und das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz kann das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der dem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist, umfassen. Somit können Daten, die ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis aufweisen, in den Stitching-Prozeduren dieser Offenbarung verwendet werden.
Hybrid-HDR-Scans
Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Verfahren, in denen mehrere HDR-Subscans zusammengefügt sind, um einen HDR-Vollscan zu erhalten, könnte ein „Hybrid“-Ansatz verwendet werden, der einen Standard-Vollscan und einen einzigen HDR-„Zoom“-Scan (oder eine kleine Anzahl von Subscans) umfasst, die sich aus ausgewählten, nicht überlappenden m/z-Teilbereichen zusammensetzen. Dies hat den Vorteil, dass ein Standard-Vollscan als Referenz für die Quantifizierung beibehalten wird, während der einzige HDR-„Zoom“-Scan tiefere Einblicke in vereinzelte Regionen des Vollscans bereitstellt. Diese Regionen im Standard-Vollscan könnten durch die entsprechenden m/z-Teilbereiche aus dem HDR-Scan (Subscans) ersetzt werden, um einen Hybrid-HDR-Vollscan zu erhalten. Wenn dieser Hybrid-HDR-Arbeitsablauf zwei Scanereignisse umfasst, dann ist das Scanratenverhalten mit dem Ansatz unter Verwendung von zwei HDR-Subscans vergleichbar.
Mit der im Schritt Automatisches Partitionieren des Scanbereichs beschriebenen Prozedur können vereinzelte Regionen im Vollscan bestimmt werden. Aus den resultierenden m/z-Teilbereichen werden nur diejenigen mit niedrigen TIC-Werten, die nicht überlappen, im HDR-Scan analysiert, während diejenigen mit hohen TIC-Werten nicht separat analysiert werden, sondern einfach dem Vollscan entnommen werden.
Um den Hybrid-HDR-Scan zu erhalten, können spektrale „Teilabschnitte“ aus dem Standard-Vollscan mit den HDR-Teilbereichen, wie vorstehend beschrieben, zusammengefügt werden. Die „Teilabschnitte“ aus dem Vollscan können wie die HDR-Teilbereiche behandelt werden, wobei der Unterschied darin besteht, dass die „Teilabschnitte“ keine Flanken geringer Transmission der Quadrupol-Isolierung aufweisen, was die Selektion der Stitching-Grenzen flexibler gestaltet.
Einige Anwendungen erfordern das schnellstmögliche Verfahren mit erhöhtem Dynamikbereich. Um die Zunahme des Dynamikbereichs zu maximieren, während die Zunahme der Gesamtanalysezeit minimiert wird, die durch zusätzliche MS-Vollscans entsteht, sollte es einfach möglich sein, einen Standard-MS-Vollscan mit kleinerer Frequenz als einen „Zoom“-Scan herzustellen. Das Zusammenfügen kann auch bei verringerter Frequenz durchgeführt werden, nur wenn Standard- und „Zoom“-Subscans in Folge gemessen werden. Kriterien für reduzierte Frequenz können auf der LC-Peakbreite basieren. Wenn zum Beispiel die durchschnittliche Elutionsdauer der Verbindung von einer LC etwa 30 Sekunden beträgt, können die Standard-MS-Vollscans und das Zusammenfügen mit „Zoom“-Subscan nur alle 10 Sekunden durchgeführt werden. Gleichzeitig kann ein „Zoom“-Scan unabhängig davon alle ein oder zwei Sekunden gemessen werden (was für MS-Vollscans in DDA ein typischer Zeitraum ist). Auf diese Weise können zusätzliche MS-Scans bei minimalem Verlust an Information/Peaks um etwa das 10-fache verkleinert werden. Es wird erwartet, dass die „lost peaks“ hauptsächlich in einer Mitte des gesamten gemessenen Dynamikbereichs liegen, die in enger Nachbarschaft mit Peaks mit hoher Häufigkeit in RT- und m/z-Domänen eluieren. Derartige Peaks können eine stark reduzierte Retentionszeit aufweisen, da sie zusammen mit Peaks mit hoher Häufigkeit in das Instrument injiziert werden und dadurch nur ein oberer Teil ihres LC-Elutionsprofils durch MS erkannt werden kann. Derartige Modi können in Anwendungen verwendet werden, bei denen die Gesamtanalysezeit so klein wie möglich sein sollte, aber dennoch den höchstmöglichen Dynamikbereich der MS-Analyse erfordert, z. B. Studien an großen Kohorten.
Zusätzliche mögliche Modifikationen an dem HDR-„Zoom“-Modus können angewendet werden, wenn geänderte Ionenoptikeinstellungen (DC- und HF-Spannungen) vorteilhaft sein können. Derartige alternative Ionenoptikeinstellungen können nicht auf alle Subscans/Scans angewendet werden, sondern nur auf einige m/z-Fenster/-Bereiche, Subscans/Scans:

➢ nur auf ausgewählte m/z-Fenster (gezielter Ansatz)
➢ auf einen oder wenige Subscans (z. B. nur auf „Zoom“-Subscans oder stattdessen nur auf MS-Vollscans)

Zum Beispiel können zum Vermindern einer labilen lonenfragmentierung schwache Einfangeinstellungen angewendet werden. Dieser Modus kann jedoch die Injektionszeit erhöhen und die stabile Arbeitszeit des Instruments verringern, da ein größerer Abschnitt von Ionen auf einem Ionenoptikelement landet und zu schnellerer Kontamination und resultierender Ionenladung führt (was die Robustheit des Instrument verschlechtert). Stattdessen ist es möglich, „schwache Einfang“-Einstellungen nur auf ausgewählte m/z-Fenster (gezielter Ansatz) oder nur auf „Zoom“-Subscan(s) (um die Signalintensität labiler Ionen mit geringer Häufigkeit zu verbessern) oder nur auf MS-Vollscan (um den Einfluss auf die Robustheit des Instruments zu reduzieren) anzuwenden. Wenn unterschiedliche Ionenoptikeinstellungen (DC- und HF-Spannungen) verwendet werden, kann eine zusätzliche Steuerung der Ionenoptik erhalten werden, die sich vom typischen Betrieb des Instruments unterscheidet. GB-2,585,372 beschreibt Möglichkeiten zur Steuerung der Ionenoptik und ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen. GB2108949,5 beschreibt die Optimierung der Ionenoptik zur besseren Transmission labiler Ionen, und die Verfahren zur Steuerung der Ionenoptik sind ebenfalls durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Allgemein gesprochen kann bei den Verfahren der vorliegenden Offenbarung mindestens eine Massenanalyse unter Verwendung unterschiedlicher Instrumentenparameter (z. B. Ionenoptikeinstellungen wie DC und HF) durchgeführt werden. Die Instrumentenparameter können basierend auf verschiedenen Faktoren bestimmt werden, wie dem m/z der zu analysierenden Ionen oder basierend auf lonenhäufigkeiten in der Probe. Die Verfahren können das Durchführen einer Massenanalyse an einem oder mehreren m/z-Teilbereichen eines jeweiligen Satzes unter Verwendung von Ionenoptikeinstellungen umfassen, die basierend auf lonenhäufigkeiten in der Probe (z. B. basierend auf Daten von einem vorherigen Vorscan- oder einem vorherigen HDR-Scan) bestimmt wurden.
In Hybridansätzen kann ein Schritt des Durchführens einer Vollbereichs-Massenanalyse an der Probe über einen m/z-Bereich und Anpassen der Massenspektraldaten von mindestens einem partiellen Massenspektraldatensatz basierend auf der Vollbereichs-Massenanalyse an der Probe über den m/z-Bereich erfolgen. Zum Beispiel kann ein Vollscan verwendet werden, um Daten von einem oder mehreren Teilscans zu normieren. Derselbe Prozess der Verwendung eines Standardscans als quantitative Basislinie kann auch für HDR-Subscans implementiert werden, die den m/z-Bereich vollständig überspannen und nicht ausschließlich auf Hybrid-Standard-/HDR-Scans anwendbar sind.
Automatische Optimierung der Anzahl von Scans M und/oder Anzahl der m/z-Fenster N (N×M-Optimierung)
Die m/z-Fensteralgorithmen für äquidistante und automatische Partitionierung können N als Eingabe als eine Gesamtzahl von gewünschten m/z-Fenstern empfangen. Während eines LC/MS-Experiments kann die Zusammensetzung der Massenspektren signifikant variieren: variieren von sehr vereinzelten Spektren bis zu sehr dichten Spektren mit relativ gleicher Verteilung der Intensität über alle Peaks bis hin zu einer Konzentration des größten Teils des Signals in nur 1-3 der Peaks mit der größten Häufigkeit. Infolgedessen können die HDR-Scans mit der besten Leistung mit einer unterschiedlichen Anzahl von m/z-Fenstern zu unterschiedlichen Zeitpunkten während eines LC/MS-Experiments beobachtet werden. Somit kann in einigen Ausführungsformen eine automatische Bestimmung und Selektion einer optimalen Anzahl von gewünschten m/z-Fenstern N während des LC/MS-Experiments in Echtzeit implementiert werden. Für diese Optimierung können Kriterien und Einschränkungen definiert werden.
Zum Beispiel kann die Anzahl von m/z-Teilbereichen (N) in jedem Satz von m/z-Teilbereichen mindestens eines der Folgenden sein: konstant; durch einen Benutzer konfigurierbar; und/oder basierend auf Massenspektraldaten (erhalten beispielsweise von einem zusätzlichen Scan oder einem vorherigen HDR-Scan) der Probe bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen (M) der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen mindestens eines der Folgenden sein: konstant; durch einen Benutzer konfigurierbar; und/oder dynamisch basierend auf (zum Beispiel erhalten von einem zusätzlichen Scan oder einem vorherigen HDR-Scan) Massenspektraldaten der Probe bestimmt werden. N und/oder M können während eines Experiments kontinuierlich variiert werden. N und/oder M können gemäß einer Optimierungsprozedur wie nachstehend beschrieben bestimmt werden.
Somit können die Verfahren dieser Offenbarung, allgemein gesprochen, eine Optimierungsprozedur an der Anzahl von m/z-Teilbereichen in jedem Satz von m/z-Teilbereichen und/oder der Anzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen durchführen. Die Optimierungsprozedur kann auf mindestens einem der Folgenden basieren: einem Dynamikbereich der Massenanalyse; und/oder einer gesamten verfügbaren Zeit zum Durchführen der Massenanalyse.
Optionale Startbedingungen und Einschränkungen für N×M-Optimierung:

➢ Scan- und m/z-Partitionierungsverfahren: auto, äquidistant oder individuell, oder Kombination verschiedener Verfahren, oder Hybrid-HDR-Scans
➢ Feste Anzahl von Subscans M oder fester Bereich der zulässigen Anzahl von Subscans: min_M bis max_M
➢ Maximale Dauer für einen Zyklus von zusätzlichen Subscans (schließt die gesamte Injektionszeit und technische Umschaltzeit zwischen m/z-Fenstern und Subscans ein)
➢ Feste Anzahl von m/z-Fenstern N oder fester zulässiger Bereich: min_N bis max_N. max_N kann als Verhältnis von Gesamtmassenbereich (Delta zwischen LM und FM) und min_Breite (aus Tabelle 1) definiert werden

Die Parameter N und M können an diesem Punkt für wenig zusätzliche Zeit optimiert werden, zum Beispiel durch Auswählen einer minimal zulässigen Anzahl von Subscans und Einführen der zusätzlichen Einschränkung, dass: die Summe von Injektionszeit plus technischer Zeit die Gesamtdauer von zusätzlichen Subscans nicht überschreiten sollte.
Optionale Optimierungsstrategien:
Die Parameter N und M können optimiert werden, um Folgendes zu erreichen:

➢ Maximaler Dynamikbereich
➢ Maximales Verhältnis von Verstärkung des Dynamikbereichs und Gesamtdauer von zusätzlichen Subscans (d. h. „Best Win“ bei minimaler Erhöhung der Gesamtmesszeit)

Diese Optimierung kann während eines Experiments wiederholt auftreten, um bei der Weiterentwicklung der Zusammensetzung einer Probe neue Sätze von m/z-Teilbereichen zu bestimmen.
Algorithmus für optionale N×M-Optimierung:
Der folgende Optimierungsalgorithmus kann jedes Mal angewendet werden, wenn eine Partitionierung von m/z-Teilbereichen initiiert wird. Beginnend mit einem Wertepaar für M und N:

1. Wiederholen der nachstehenden Schritte für alle zulässigen Anzahlen von Subscans M
2. Wiederholen von m/z-Fenster-Partitionierungsprozess für ausgewähltes N und gegebene Startbedingungen und Einschränkungen
3. Mit gefundener Fensterpartitionierung und -ausbreitung über das gegebene M, Berechnen eines oder mehrerer Optimierungskriterien und Hinzufügen von allen als einen Datensatz zu einer Optimierungshistorie
4. Basierend auf der gesamten Optimierungshistorie für ein gegebenes M, Auswählen der nächsten Anzahl von Fenstern N
5. Bewerten, basierend auf dem verwendeten Optimierungsverfahren, ob die Optimierung von N für ein gegebenes M abgeschlossen ist. Die Bewertung kann unter Verwendung eines Gradientenverfahrens, durch einfache Iteration über den ganzen möglichen N-Bereich oder unter Verwendung eines anderen Verfahrens durchgeführt werden. Wenn die N-Optimierung nicht abgeschlossen ist - fortfahren mit Schritt 2.
6. Wenn die Optimierung für N abgeschlossen ist - Endergebnis der N-Optimierung für gegebenes M speichern und mit einem anderen M aus dem zulässigen Bereich mit Schritt 1 fortfahren. Wenn kein Maus dem zulässigen Bereich mehr verfügbar ist - fortfahren mit dem nächsten.
7. Vergleichen aller gefundenen N-Optimierungsergebnisse für alle zulässigen M und Auswählen von einem, welches das eine oder die mehreren Optimierungskriterien am besten erfüllt.

Hauptziele der NxM-Optimierung:
Überpartitionierung des Scanbereichs sollte vermieden werden. Dies tritt auf, wenn eine erhöhte Anzahl von m/z-Fenstern zu Erreichen eines reduzierten Dynamikbereichs führt. Überpartitionierung kann durch einen reduzierten Arbeitszyklus der Probennutzung pro m/z-Fenster verursacht werden, z. B.

1. Es ist zu berücksichtigen, dass in einem vorletzten Partitionierungsschritt dem durchschnittlichen Fenster von durchschnittlicher Größe mit Peaks von geringer Häufigkeit die 2,5-fache Injektionszeit zugewiesen würde und das AGC-Ziel nicht erreicht wird.
2. Der Partitionierungsalgorithmus ohne zusätzliche NxM-Optimierung endet mit der 1-fachen Injektionszeit pro Hälfte der Fenstergröße, und es geht die 0,5-fache Injektionszeit für technische Zeit zum Umschalten zwischen Fenstern verloren -
3. d. h. in diesem Beispiel, wenn der Partitionierungsalgorithmus in einem vorletzten Schritt angehalten werden sollte, kann eine 2,5-fache Signalverstärkung für jeden Peak erreicht werden.

In Fällen, in denen strenge Einschränkungen für die Zeit des Experiments gelten, kann es wichtig sein, das Partitionieren zu stoppen, wenn eine angemessene Verstärkung des Dynamikbereichs erreicht ist. Darüber hinaus kann es wichtig sein, die technische Umschaltzeit zwischen Fenstern zu berücksichtigen (ca. 6 ms auf Exploris™). Bei einer begrenzten Gesamt-Subscandauer pro Zyklus kann an einer Stelle der Partitionierung eine weitere Trennung von Fenstern in kleinere Stücke aufgrund der erhöhten Belastung durch die technische Umschaltzeit zu einem tatsächlichen Signalverlust führen.
Verfahren zum Implementieren von HDR-Scans im Instrument
In der Standardimplementierung auf dem Exp/or/s™-Instrument werden Ionen aus verschiedenen m/z-Fenstern, die von einer Ionenquelle stammen, durch einen Quadrupol gefiltert und in einer Ionenspeicherungsvorrichtung (C-Falle) gesammelt, bevor sie in den Orbitalfallenmassenanalysator injiziert werden.
Die folgenden Instrumente könnten jedoch verwendet werden, um HDR-Scans zu erfassen:

• Parallele Befüllung durch Speichern aller Ionen in einer Einfangvorrichtung, periodisches Freisetzen und Trennen zur Ankunftszeit entsprechend einen beliebigen Typ von lonenmobilität oder Flugzeit, Gating gewünschter Fenster und Sammeln von diesen in einer endgültigen Speicherungsvorrichtung, mit nachfolgender Injektion in ein Analysegerät (wie z. B. in US7829842 , US7999223 , US9064679 , US9293316 , US9812310 , US10199208 , US10224193 beschrieben).
• Wie vorstehend, aber bei aus der ersten Einfangvorrichtung sequenziell gescannten Ionen sind nur gewünschte nicht überlappende Fenster für den Durchgang zur endgültigen Speicherungsvorrichtung zulässig (wie z. B. in US7157698/ US7342224 beschrieben).
• Trennung von Ionen nach m/z oder Mobilität in ein Array von Speicherungsvorrichtungen, dann Freisetzen von Ionen aus einigen von diesen zu gewünschten Zeiten und Auswählen von nicht überlappenden Fenstern zum Transfer zur Speicherungsvorrichtung für die nachfolgende Injektion in ein Analysegerät (wie z. B. in US9147563 , US9293316/ US9812310 beschrieben).

Bei diesen alternativen Verfahren könnte zusätzlich ein schnell schaltender Quadrupol oder ein anderer Massenfilter verwendet werden, um die Form der letzten Fenster, die an der endgültigen Speicherungsvorrichtung (C-Falle) ankommen, zu schärfen.
5 zeigt ein bevorzugtes Massenspektrometriesystem zum Implementieren der hierin beschriebenen Verfahren. Das Massenspektrometriesystem ist ein Thermo Scientific Orbitrap Exploris™ 480-Massenspektrometer, das modifiziert ist, um die hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Das Massenspektrometriesystem umfasst eine Hochleistungstransferröhre 501, einen elektrodynamischen Ionentrichter 502, eine interne EASY-IC-Kalibriermittelquelle 503, eine hochentwickelte aktive Strahlführung (AABG) 504, hochentwickelte Quadrupoltechnologie (AQT) 505, einen unabhängigen Ladungsdetektor 506, eine C-Falle 507, einen Ionenführungsmultipol 508 und einen Orbitalfallenmassenanalysator 509. Die AQT 505 ist dazu konfiguriert, eine Filterung von Ionen in partitionierte m/z-Teilbereiche durchzuführen, wie vorstehend beschrieben. Ionen werden basierend auf Injektionszeiten, die gemäß den zuvor beschriebenen Verfahren berechnet wurden, in der C-Falle 507 gefangen. Dann erfasst der Orbitalfallenmassenanalysator 509 Massenspektraldaten von Proben nach dem Filtern der Ionen. Während 5 eine bevorzugte Hardwareanordnung darstellt, könnten verschiedene andere Typen von Massenspektrometriesystemen verwendet werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend erwähnten Verfahren als ein oder mehrere entsprechende Module in Form von Hardware und/oder Software implementiert werden können. Beispielsweise kann die vorstehend erwähnte Funktionalität als eine oder mehrere Softwarekomponenten zur Ausführung durch einen Prozessor eines Massenspektrometriesystems implementiert werden. Alternativ kann die vorstehend erwähnte Funktionalität als Hardware implementiert werden, wie etwa auf einem oder mehreren feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs) und/oder einem oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs) und/oder einem oder mehrere digitalen Signalprozessoren (DSPs) und/oder anderen Hardwareanordnungen. Verfahrensschritte, die in hierin enthaltenen Flussdiagrammen oder wie vorstehend beschrieben implementiert sind, können jeweils durch entsprechende jeweilige Module implementiert werden. Darüber hinaus können mehrere Verfahrensschritte, die in Flussdiagrammen implementiert sind, wie hierin enthalten oder wie vorstehend beschrieben, zusammen durch ein einziges Modul implementiert werden. Derartige Module und Hardware können in ein Massenspektrometriesystem integriert werden.
Es versteht sich, dass, sofern Ausführungsformen der Offenbarung durch ein Computerprogramm implementiert werden, dann ein Speichermedium und ein Übertragungsmedium mit dem Computerprogramm Aspekte der Offenbarung bilden. Das Computerprogramm kann eine oder mehrere Programmanweisungen oder einen Programmcode aufweisen, der, wenn er von einem Computer ausgeführt wird, bewirkt, dass eine Ausführungsform der Offenbarung ausgeführt wird. Der Begriff „Programm“, wie er hier verwendet wird, kann eine Folge von Anweisungen sein, die zur Ausführung auf einem Computersystem ausgelegt sind, und kann eine Unterroutine, eine Funktion, eine Prozedur, ein Modul, ein Objektverfahren, eine Objektimplementierung, eine ausführbare Anwendung, ein Applet, ein Servlet, Quellcode, Objektcode, eine gemeinsam genutzte Bibliothek, eine dynamisch verknüpfte Bibliothek und/oder andere Anweisungssequenzen umfassen, die zur Ausführung auf einem Computersystem ausgelegt sind. Das Speichermedium kann eine Magnetplatte (wie etwa eine Festplatte oder eine Diskette), eine optische Platte (wie etwa ein CD-ROM, ein DVD-ROM oder eine BluRay-Disc) oder ein Speicher (wie etwa ein ROM, ein RAM, EEPROM, EPROM, Flash-Speicher oder eine tragbare/entfernbare Speicherungsvorrichtung) usw. sein. Das Übertragungsmedium kann ein Kommunikationssignal, eine Datensendung, eine Kommunikationsverbindung zwischen zwei oder mehr Rechenvorrichtungen usw. sein.
Jedes in dieser Patentschrift offenbarte Merkmal kann, sofern nicht anders angegeben, durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, einem äquivalenten oder ähnlichen Zweck dienen. Somit stellt, sofern nicht anders angegeben, jedes offenbarte Merkmal nur ein Beispiel für eine generische Reihe von gleichwertigen oder ähnlichen Merkmalen dar.
Darüber hinaus kann eine Reihe von Variationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden und für einen fachkundigen Leser beim Lesen dieser Beschreibung offensichtlich werden. Während zum Beispiel überwiegend Orbitalfallenmassenanalysatoren beschrieben wurden, können die hierin beschriebenen Massenanalysatoren eines oder mehrere der Folgenden sein: ein Orbitalfallenmassenanalysator oder eine fallenbasierte Flugzeit (ToF), in der Ionen in eine Falle eintreten, von wo sie in einen ToF-Massenanalysator ausgestoßen werden.
Im Sinne ihrer Verwendung in diesem Dokument, einschließlich der Ansprüche, sind Singularformen von Begriffen in diesem Schriftstück so auszulegen, dass sie auch die Pluralform und umgekehrt einschließen, sofern es der Kontext zulässt. Sofern der Zusammenhang nichts anderes vorgibt, bedeutet zum Beispiel im Vorliegenden, einschließlich der Ansprüche, ein Bezug im Singular wie etwa „ein“ oder „eine“ (wie etwa ein Ion oder ein m/z-Teilbereich) „ein oder mehrere“ (zum Beispiel ein oder mehrere Ionen oder ein oder mehrere m/z-Teilbereiche). In der gesamten Beschreibung und den gesamten Ansprüchen dieser Offenbarung bedeuten die Wörter „umfassen“, „beinhalten“, „aufweisen“ und „enthalten“ und Varianten davon, zum Beispiel „umfassend“ und „umfasst“ oder ähnliches, dass das beschriebene Merkmal die zusätzlichen nachfolgenden Merkmale einschließt, und sollen das Vorhandensein weiterer Komponenten nicht ausschließen (und schließen es auch nicht aus). Wenn ein erstes Merkmal als auf einem zweiten Merkmal „basierend“ beschrieben wird, kann dies außerdem bedeuten, dass das erste Merkmal vollständig auf dem zweiten Merkmal basiert oder dass das erste Merkmal zumindest teilweise auf dem zweiten Merkmal basiert.
Die Verwendung von einem und allen hier bereitgestellten Beispielen, oder von beispielhaften Formulierungen („beispielsweise“, „wie z. B.“, „wie etwa“ und dergleichen) soll lediglich der besseren Veranschaulichung der Offenbarung dienen und gibt keine Einschränkung in Bezug auf den Geltungsbereich der Offenbarung an, sofern nichts anderes beansprucht wird. Formulierungen in der Beschreibung dürfen keinesfalls als Hinweis auf ein nicht beanspruchtes Element als maßgeblich für die praktische Umsetzung der Offenbarung ausgelegt werden.
Alle in dieser Patentschrift beschriebenen Schritte können in jeder beliebigen Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden, sofern nicht anders angegeben oder sofern der Kontext nicht etwas anderes erfordert. Wenn außerdem ein Schritt als nach einem Schritt ausgeführt beschrieben wird, schließt dies nicht aus, dass dazwischenliegende Schritte ausgeführt werden.
Alle der in dieser Spezifikation offengelegten Aspekte und/oder Merkmale können in jeder beliebigen Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen mindestens einige dieser Merkmale und/oder Schritte sich gegenseitig ausschließen. Insbesondere gelten die bevorzugten Merkmale der Offenbarung für alle Aspekte und Ausführungsformen der Offenbarung und können in jeder beliebigen Kombination verwendet werden. Ebenso können in nicht Wesentlichen Kombinationen beschriebene Merkmale getrennt (nicht miteinander kombiniert) verwendet werden.
Die folgenden nummerierten Absätze veranschaulichen weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

1. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, umfassend:
- Empfangen von Massenspektraldaten der Probe über den m/z-Bereich;
- Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, durch:
  - Aufteilen des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von m/z-Bins;
  - Bestimmen einer Angabe der Ionenhäufigkeit für jeden m/z-Bin basierend auf den Massenspektraldaten; und
  - Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad des gebildeten m/z-Teilbereichs entsprechen; und
- Durchführen einer Massenanalyse an der Probe für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden.
2. Verfahren nach Absatz 1, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst:
- (i) Identifizieren eines anfänglichen m/z-Bins der Vielzahl von m/z-Bins;
- (ii) Bestimmen, dass ein oder mehrere m/z-Bins, die an den anfänglichen m/z-Bin angrenzen, lonenhäufigkeiten aufweisen, die der Ionenhäufigkeit des anfänglichen m/z-Bins bis zu mindestens einem Schwellengrad entsprechen; und
- (iii) Zuweisen des anfänglichen m/z-Bins und des einen oder der mehreren an den anfänglichen m/z-Bin angrenzenden m/z-Bins zu dem gebildeten m/z-Teilbereich.
3. Verfahren nach Absatz 2, wobei der anfängliche m/z-Bin der m/z-Bin der Vielzahl von m/z-Bins mit der höchsten Ionenhäufigkeit ist.
4. Verfahren nach Absatz 2 oder Absatz 3, umfassend das Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Teilbereichs.
5. Verfahren nach Absatz 4, umfassend das Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii) auf dem Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs, wodurch ein oder mehrere weitere m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet werden.
6. Verfahren nach Absatz 4 oder Absatz 5, umfassend das iterative Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Bereichs und Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii) an jedem aufeinanderfolgenden Komplement, wodurch eine Vielzahl von weiteren m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen wiederholt das Bilden von m/z-Teilbereichen umfasst, bis eine Gesamtzahl von gebildeten m/z-Teilbereichen nicht größer als eine vordefinierte Gesamtzahl von m/z-Teilbereichen in dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen das Bilden von M Sätzen von m/z-Teilbereichen umfasst, die jeweils W m/z-Teilbereiche umfassen, wobei die m/z-Teilbereiche in der Reihenfolge des m/z nummeriert sind und wobei der i-te Satz von m/z-Teilbereichen die m/z-Teilbereichsnummern i, M+i, 2M+i, , (W-1)M+i für jeden Wert von i = 1, , M umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst:
- Bestimmen, dass ein erster m/z-Bin und ein zweiter m/z-Bin lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad entsprechen;
- Bestimmen, dass ein dritter m/z-Bin zwischen dem ersten m/z-Bin und dem zweiten m/z-Bin eine Ionenhäufigkeit aufweist, die nicht den lonenhäufigkeiten des ersten und des zweiten m/z-Bins bis zu mindestens dem Schwellengrad entspricht; und
- Zuweisen des ersten, zweiten und dritten m/z-Bins zu einem einzigen m/z-Teilbereich.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst:
- Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die bis zu mindestens einem Schwellengrad einem ersten vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen;
- Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die bis zu mindestens einem Schwellengrad einem zweiten vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen;
- Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich sich mit dem zweiten vorläufigen m/z-Teilbereich überlappt, und
- Verwerfen des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs, ohne die jeweiligen m/z-Bins einem m/z-Teilbereich des einen oder der mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen zuzuweisen.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst:
- Bilden eines oder mehrerer vorläufiger m/z-Teilbereiche durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens bis zu einem Schwellengrad einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen; und
- Bilden des einen oder der mehreren m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich.
12. Verfahren nach Absatz 11, wobei das Bilden eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich umfasst:
- Zuweisen des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen; und
- Zuweisen, zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen, von einem oder zwei m/z-Teilbereichen angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich, wobei sich jeder des einen oder der zwei m/z-Teilbereiche angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich von einem Ende des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu einem Ende eines weiteren vorläufigen m/z-Teilbereichs erstreckt;
- wobei vorzugsweise das Verfahren ferner das Vergrößern der Breite mindestens eines des einen oder der zwei m/z-Teilbereiche umfasst, die an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs das Zuweisen eines anfänglichen m/z-Bins und eines oder mehrerer m/z-Bins angrenzend an den anfänglichen m/z-Bin umfasst, um einen ersten vorläufigen m/z-Teilbereich zu bilden, wobei das Bilden des m/z-Teilbereichs mindestens eines der Folgenden umfasst:
- Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs; und/oder
- Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite des vorhandenen an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzenden zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs.
14. Verfahren nach Absatz 13, umfassend:
- Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich und ein zweiter vorläufiger an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzender m/z-Teilbereich die gleiche Breite aufweisen;
- Bestimmen, welcher des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist; und
- Vergrößern der Breite desjenigen des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist.
15. Verfahren nach Absatz 13 oder Absatz 14, ferner umfassend:
- basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich breiter ist als ein an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzender zweiter vorläufiger m/z-Teilbereich, Vergrößern der Breite des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs; oder
- basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich enger ist als der zweite vorläufige m/z-Teilbereich, Vergrößern der Breite des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs.
16. Verfahren nach einem der Absätze 13 bis 15, wobei das Vergrößern der Breite von mindestens einem des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs bewirkt, dass der erste und der zweite vorläufige m/z-Teilbereich sich zumindest teilweise überlappen.
17. Verfahren nach Absatz 16, wobei sich der erste und der zweite vorläufige m/z-Teilbereich um einen Betrag überlappen, der:
- einen Offset einschließt, der proportional zur Breite des ersten oder zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs ist; und/oder
- einen konstanten Offset einschließt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, umfassend:
- Partitionieren des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von ersten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder erste Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst;
- Durchführen einer ersten Massenanalyse an der Probe für jeden ersten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird;
  - Partitionieren, basierend auf lonenhäufigkeiten, die durch die Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen angegeben werden, des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von zweiten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder zweite Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; und
- Durchführen einer zweiten Massenanalyse an der Probe für jeden zweiten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von zweiten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird.
19. Verfahren nach Absatz 18, umfassend das weitere ein- oder mehrmalige Partitionieren des m/z-Bereichs und Durchführen einer oder mehrerer weiterer Massenanalysen, um eine Vielzahl von jeweiligen weiteren partiellen Massenspektraldatensätzen zu erhalten.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei:
- jeder der Vielzahl von m/z-Bins eine Breite aufweist, die durch einen Benutzer konfigurierbar ist; und/oder
- jeder der Vielzahl von m/z-Bins eine Breite aufweist, die die Hälfte einer vordefinierten Mindestbreite ist.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei der Schwellengrad der Entsprechung zwischen m/z-Bins ein vordefiniertes Verhältnis einer Ionenhäufigkeit eines m/z-Bins mit geringerer Ionenhäufigkeit zu einer Ionenhäufigkeit eines m/z-Bin mit höherer Häufigkeit ist, wobei vorzugsweise das vordefinierte Verhältnis mindestens 0,5 beträgt.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die Angabe der Ionenhäufigkeit ein Gesamtionenstrom (TIC) ist.
23. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, wobei der m/z-Bereich einen Satz von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen umfasst, wobei das Verfahren umfasst:
- Bestimmen einer anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten, die eine anfängliche Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich des Satzes von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen umfassen;
  - basierend auf dem Bestimmen, dass eine Gesamtzeit der anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten eine gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten überschreitet, Bestimmen einer angepassten Verteilung von Injektionszeiten, die eine angepasste Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich umfassen; und
- Durchführen einer Massenanalyse an jedem m/z-Teilbereich gemäß der angepassten Injektionszeitverteilung, um einen partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten;
  - wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren mindestens einer der anfänglichen Injektionszeiten für einen jeweiligen m/z-Teilbereich umfasst, sodass eine Gesamtzeit der angepassten Verteilung von Injektionszeiten für den Satz von einem oder mehreren m/z-Teilbereichen nicht größer als die gesamte verfügbare Injektionszeit zum Erfassen der Massenspektraldaten ist.
24. Verfahren nach Absatz 23, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren einer oder mehrerer relativ langer anfänglicher Injektionszeiten in einem größeren Ausmaß als eine oder mehrere relativ kurze anfängliche Injektionszeiten umfasst.
25. Verfahren nach Absatz 23 oder Absatz 24, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren mindestens einer, und vorzugsweise jeder, anfänglichen Injektionszeit, die eine Schwelleninjektionszeit überschreitet, umfasst.
26. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 25, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren einer Vielzahl von anfänglichen Injektionszeiten, die eine Schwelleninjektionszeit überschreiten, um einen Skalierungsfaktor umfasst.
27. Verfahren nach Absatz 26, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Einstellen der Schwelleninjektionszeit als die angepasste Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich umfasst, für den die anfängliche Injektionszeit, reduziert um den Skalierungsfaktor, kleiner als die Schwelleninjektionszeit ist.
28. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 27, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten umfasst:
- Bestimmen einer Gesamtreserveinjektionszeit durch Summieren einer Differenz zwischen der anfänglichen Injektionszeit und der Schwelleninjektionszeit für jeden m/z-Teilbereich, für den die anfängliche Injektionszeit kleiner als die Schwelleninjektionszeit ist; und
- Einstellen einer angepassten Injektionszeit für einen oder mehrere m/z-Teilbereiche, für die die anfängliche Injektionszeit größer als die Schwelleninjektionszeit ist, durch Verteilen der Gesamtreserveinjektion, wodurch die anfänglichen Injektionszeiten für den einen oder die mehreren m/z-Teilbereiche, für die die anfängliche Injektionszeit größer als die Schwelleninjektionszeit ist, erhöht werden.
29. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 28, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten umfasst:
- Bestimmen einer Summe, Sum_überschreitend, von jeder anfänglichen Injektionszeit, die die Schwelleninjektionszeit überschreitet, wobei die Schwelleninjektionszeit IT_Sch ist.
- Bestimmen einer Summe, Sum_verbleibend,durch Subtrahieren jeder anfänglichen Injektionszeit, die kleiner als oder gleich IT_Sch der gesamten verfügbaren Injektionszeit ist;
- Verarbeiten jeder anfänglichen Injektionszeit, die die Schwelleninjektionszeit überschreitet, in aufsteigender Reihenfolge durch iteratives:
  - Berechnen einer angepassten Injektionszeit, neue_IT, von einer jeweiligen anfänglichen Injektionszeit, alte_IT, durch Berechnen von „neue_IT„ = “max „(IT_Sch, „Sum_verbleibend“/„Sum_überschreitend“ * "alte_IT)”;
  - wodurch Sum_überschreitend um alte_IT reduziert wird; und
  - wodurch Sum_verbleibend um neue_IT reduziert wird.
30. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 29, wobei die Schwelleninjektionszeit gleich der gesamten verfügbaren Injektionszeit ist, die gleichmäßig zwischen dem einen oder den mehreren m/z-Teilbereichen aufgeteilt ist.
31. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 30, ferner umfassend:
- Empfangen einer Angabe, dass ein m/z-Teilbereich ein interessierender m/z-Teilbereich ist; und Einstellen einer relativ hohen angepassten Injektionszeit für den interessierenden m/z-Teilbereich.
32. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 31, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeiten für jeden jeweiligen m/z-Teilbereich umfasst.
33. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 32, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeiten für jeden jeweiligen m/z-Teilbereich um einen Skalierungsfaktor umfasst.
34. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 33, wobei das Bestimmen der anfänglichen Verteilung von Injektionszeiten das Bestimmen einer anfänglichen Injektionszeit für jeden m/z-Teilbereich basierend auf einem Algorithmus für automatische Verstärkungsregelung (AGC) umfasst.
35. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 34, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Anpassen der anfänglichen Injektionszeit für einen m/z-Teilbereich basierend auf einer Angabe der Ionenhäufigkeit für den jeweiligen m/z-Teilbereich umfasst.
36. Verfahren nach einem der Absätze 23 bis 35, wobei das Bestimmen der angepassten Verteilung von Injektionszeiten das Reduzieren der anfänglichen Injektionszeit für einen m/z-Teilbereich basierend auf einer Angabe, dass die Ionenhäufigkeit für den jeweiligen m/z-Teilbereich im Wesentlichen durch einen einzigen m/z-Peak verursacht wird, umfasst.
37. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, wobei der m/z-Bereich eine Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen umfasst, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, umfassend:
- Bestimmen eines ersten Satzes von m/z-Teilbereichen der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen und Bestimmen eines zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei der erste Satz einen ersten m/z-Teilbereich und der zweite Satz einen zweiten m/z-Teilbereich umfasst;
- Massenfiltern der Probe, um Ionen in dem ersten Satz von m/z-Teilbereichen unter Verwendung eines ersten Massenfilters zu isolieren, und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe über den ersten Satz von m/z-Teilbereichen, um einen ersten partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten, wobei der erste Massenfilter ein erstes Antwortprofil aufweist, das dem ersten m/z-Teilbereich entspricht, wobei das erste Antwortprofil eine Region mit relativ hoher Transmission und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission aufweist; und
  - Massenfiltern der Probe, um Ionen in dem zweiten Satz von m/z-Teilbereichen unter Verwendung eines zweiten Massenfilters zu isolieren, und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe über den zweiten Satz von m/z-Teilbereichen, um einen zweiten partiellen Massenspektraldatensatz zu erhalten, wobei der zweite Massenfilter ein zweites Antwortprofil aufweist, das dem zweiten m/z-Teilbereich entspricht, wobei das zweite Antwortprofil eine Region mit relativ hoher Transmission und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission aufweist;
- wobei der Schritt des Bestimmens des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen das Einstellen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfasst, sodass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt.
38. Verfahren nach Absatz 37, wobei das Bestimmen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfasst:
- Bestimmen, ob die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt; und
- basierend auf dem Bestimmen, dass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils nicht zumindest teilweise überlappt, Anpassen des ersten und/oder zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen derart, dass die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils zumindest teilweise überlappt.
39. Verfahren nach Absatz 37 oder 38, wobei:
- der erste Satz von m/z-Teilbereichen eine erste Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst und der erste Massenfilter mehrere Antwortprofile aufweist, die jeweils für jeden m/z-Teilbereich des ersten Satzes umfassen: eine Region mit relativ hoher Transmission; und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission;
- der zweite Satz von m/z-Teilbereichen eine zweite Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst und der zweite Massenfilter mehrere Antwortprofile aufweist, die jeweils für jeden m/z-Teilbereich des zweiten Satzes umfassen: eine Region mit relativ hoher Transmission; und eine oder mehrere Regionen mit relativ geringer Transmission; und
- der Schritt des Bestimmens des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen das Einstellen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfasst, derart, dass jede Region mit relativ hoher Transmission jedes Antwortprofils des ersten Massenfilters eine Region mit relativ hoher Transmission eines Antwortprofils des zweiten Massenfilters mindestens teilweise überlappt.
40. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 39, wobei jedes Antwortprofil eine Region mit relativ hoher Transmission zwischen einer Vielzahl von Regionen mit relativ geringer Transmission aufweist.
41. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 40, wobei jedes Antwortprofil im Wesentlichen trapezförmig ist.
42. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 41, wobei der erste Massenfilter und der zweite Massenfilter derselbe Massenfilter sind.
43. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 42, wobei der erste Massenfilter ein Quadrupol ist und/oder wobei der zweite Massenfilter ein Quadrupol ist.
44. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 43, wobei die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils und/oder des zweiten Antwortprofils eine Region mit mindestens 90 %er Ionentransmission, mindestens 95 %er Ionentransmission oder mindestens 99 %er Ionentransmission ist.
45. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 44, wobei das Bestimmen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen umfasst:
- Bestimmen einer ersten Trapezanpassung des ersten Antwortprofils und einer zweiten Trapezanpassung des zweiten Antwortprofils basierend auf Massenspektraldaten, die unter Verwendung des ersten Massenfilters und des zweiten Massenfilters erhalten werden; und
- Bestimmen der Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils und der Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils basierend auf der ersten und/oder der zweiten Trapezanpassung.
46. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 45, wobei das Bestimmen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen das Bestimmen eines Überlappungsgrads für das erste und das zweite Antwortprofil basierend auf einer Breite von mindestens einem des ersten und/oder des zweiten Antwortprofils umfasst.
47. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 46, wobei das Bestimmen des ersten und des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen das Bestimmen eines Überlappungsgrads für das erste und das zweite Antwortprofil basierend auf einer Breite einer Region mit relativ geringer Transmission von mindestens einem des ersten und/oder des zweiten Antwortprofils umfasst.
48. Verfahren nach einem der Absätze 37 bis 47, wobei die Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils die Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils um einen Betrag überlappt, der höher ist als: eine Breite einer Region mit relativ geringer Transmission des ersten Antwortprofils; und/oder eine Breite einer Region mit relativ geringer Transmission des zweiten Antwortprofils.
49. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, umfassend das Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 1 bis 22 entsprechend einer angepassten Injektionszeitverteilung für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wobei die angepasste Injektionszeitverteilung für jeden Satz von m/z-Teilbereichen durch Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 23 bis 36 bestimmt wird, wobei das Verfahren vorzugsweise für einen ersten und einen zweiten m/z-Teilbereich durchgeführt wird, die durch Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 37 bis 48 bestimmt werden.
50. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, umfassend das Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 1 bis 22 für einen ersten und einen zweiten m/z-Teilbereich, die durch Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 37 bis 48 bestimmt werden.
51. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, umfassend das Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 37 bis 48 entsprechend einer angepassten Injektionszeitverteilung für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wobei die angepasste Injektionszeitverteilung für jeden Satz von m/z-Teilbereichen durch Durchführen des Verfahrens nach einem der Absätze 23 bis 36 bestimmt wird.
52. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei jeder Satz von m/z-Teilbereichen eine Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst und wobei jeder m/z-Teilbereich in einem gegebenen Satz von m/z-Teilbereichen einen m/z-Teilbereich eines anderen Satzes von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappt.
53. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei jeder Satz von m/z-Teilbereichen m/z-Teilbereiche mit lonenhäufigkeiten umfasst, die mindestens einem Schwellengrad entsprechen.
54. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei mindestens ein Satz von m/z-Teilbereichen einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, die einer relativ hohen oder einer relativ geringen Ionenhäufigkeit in der Probe zugeordnet sind.
55. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei mindestens eine Massenanalyse unter Verwendung von Instrumentenparametern durchgeführt wird, die basierend auf lonenhäufigkeiten in der Probe bestimmt werden.
56. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, umfassend das Durchführen einer Massenanalyse an einem oder mehreren m/z-Teilbereichen eines jeweiligen Satzes unter Verwendung unterschiedlicher Ionenoptikeinstellungen.
57. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei jede Massenanalyse eine MS¹-Massenanalyse ist.
58. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die m/z-Teilbereiche jedes der Sätze von m/z-Teilbereichen gemeinsam den m/z-Bereich überspannen.
59. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei jeder Satz von m/z-Teilbereichen eine Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst, die voneinander beabstandet sind.
60. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei die m/z-Teilbereiche jedes der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen entlang der m/z-Achse verschachtelt sind.
61. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei jeder m/z-Teilbereich eines ersten Satzes von m/z-Teilbereichen mit einem m/z-Teilbereich eines zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen zusammenhängt.
62. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, umfassend das Empfangen der Probe von einem Chromatografen, vorzugsweise umfassend das ein- oder mehrmalige Wiederholen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Absätze an einer oder mehreren Proben, die von dem Chromatografen erhalten werden, um zeitabhängige Massenspektraldaten für die Probe zu erhalten.
63. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, umfassend das Durchführen einer Vollbereichs-Massenanalyse an der Probe über den m/z-Bereich und Anpassen von Massenspektraldaten von mindestens einem partiellen Massenspektraldatensatz basierend auf der Vollbereichs-Massenanalyse an der Probe über den m/z-Bereich.
64. Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze, wobei:
- eine Gesamtzahl von m/z-Teilbereichen in jedem Satz von m/z-Teilbereichen mindestens eines der Folgenden ist: konstant; durch einen Benutzer konfigurierbar; und/oder basierend auf Massenspektraldaten der Probe bestimmt; und/oder
- eine Gesamtzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen mindestens eines der Folgenden ist: konstant; durch einen Benutzer konfigurierbar; und/oder basierend auf Massenspektraldaten der Probe dynamisch bestimmt.
65. Verfahren nach Absatz 64, umfassend das Durchführen einer Optimierungsprozedur an der Gesamtzahl von m/z-Teilbereichen in jedem Satz von m/z-Teilbereichen und/oder der Anzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen der Vielzahl von Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei die Optimierungsprozedur auf mindestens einem der Folgenden basiert: einem Dynamikbereich der Massenanalyse; und/oder einer gesamten verfügbaren Zeit zum Durchführen der Massenanalyse.
66. Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, wobei das Verfahren umfasst:
- Erhalten einer Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen unter Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Absätze; und
- Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz.
67. Verfahren nach Absatz 66, wobei ein erster m/z-Teilbereich eines ersten Satzes von m/z-Teilbereichen einen oder mehrere weitere m/z-Teilbereiche eines oder mehrerer weiterer Sätze von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappt.
68. Verfahren nach Absatz 66 oder Absatz 67, wobei jeder m/z-Teilbereich des ersten Satzes von m/z-Teilbereichen einen m/z-Teilbereich eines zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappt, wobei vorzugsweise jeder m/z-Teilbereich des ersten Satzes von m/z-Teilbereichen einen m/z-Teilbereich eines dritten Satzes von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappt.
69. Verfahren nach einem der Absätze 66 bis 68, wobei der einzige Massenspektraldatensatz Massenspektraldaten umfasst von: einem ersten partiellen Massenspektraldatensatz der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensatzen; und einem zweiten partiellen Massenspektraldatensatz der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen.
70. Verfahren nach einem der Absätze 66 bis 69, wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen umfasst:
- Bestimmen eines End-m/z-Werts, der innerhalb eines Schnittbereichs eines ersten m/z-Teilbereichs des ersten Satzes von m/z-Teilbereichen und eines zweiten m/z-Teilbereichs des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen liegt; und
- Einschließen in den einzigen Massenspektraldatensatz von:
  - Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des ersten m/z-Teilbereichs; und
  - Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des zweiten m/z-Teilbereichs.
71. Verfahren nach Absatz 70, umfassend das Bestimmen des End-m/z-Werts basierend auf einer Verteilung von Isotopen in dem ersten und/oder dem zweiten m/z-Teilbereich.
72. Verfahren nach Absatz 70 oder Absatz 71, wobei der Schnittbereich des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs mindestens einen Abschnitt der Region mit relativ hoher Transmission des ersten Antwortprofils und mindestens einen Abschnitt der Region mit relativ hoher Transmission des zweiten Antwortprofils einschließt.
73. Verfahren nach einem der Absätze 66 bis 72, umfassend einen Schritt des Bestimmens, ob der erste partielle Massenspektraldatensatz mit dem zweiten partiellen Massenspektraldatensatz konsistent ist.
74. Verfahren nach einem der Absätze 66 bis 73, umfassend:
- Bestimmen, welcher des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist; und
- wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist, in den einzigen Massenspektraldatensatz umfasst.
75. Verfahren nach einem der Absätze 66 bis 74, umfassend:
- Bestimmen, welcher des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist; und
- wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der dem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist, umfasst.
76. Massenspektrometriesystem, umfassend einen Massenanalysator, einen Prozessor und einen oder mehrere Massenfilter, die dazu konfiguriert sind, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Absätze durchzuführen.
77. Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch den Prozessor des Massenspektrometriesystems von Absatz 76 ausgeführt werden, das Massenspektrometriesystem veranlassen, das Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 75 durchzuführen.
78. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Absatz 77 gespeichert ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/129083 [0004, 0007]
WO 2018/134346 [0006, 0007, 0032, 0033]
US 8809770 [0008, 0031]
US 9269553 [0008, 0031]
US 9543134 [0008, 0031]
US 10593530 [0111]
GB 2585372 [0121]
GB 21089495 [0121]
US 7829842 [0135]
US 7999223 [0135]
US 9064679 [0135]
US 9293316 [0135]
US 9812310 [0135]
US 10199208 [0135]
US 10224193 [0135]
US 7342224 [0135]
US 9147563 [0135]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

A.D. Southam et al. (Anal. Chem. 2007, 79, 4595) [0005]
F. Meier et al. (Nat. Methods 2018, 15, 440) [0006]

Claims

Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, umfassend: Empfangen von Massenspektraldaten der Probe über den m/z-Bereich; Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen, wobei jeder Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst, durch: Aufteilen des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von m/z-Bins; Bestimmen einer Angabe der Ionenhäufigkeit für jeden m/z-Bin basierend auf den Massenspektraldaten; und Bilden eines m/z-Teilbereichs der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad des gebildeten m/z-Teilbereichs entsprechen; und Durchführen einer Massenanalyse an der Probe für jeden Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch ein oder mehrere partielle Massenspektraldatensätze erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst: (i) Identifizieren eines anfänglichen m/z-Bins der Vielzahl von m/z-Bins; (ii) Bestimmen, dass ein oder mehrere m/z-Bins, die an den anfänglichen m/z-Bin angrenzen, lonenhäufigkeiten aufweisen, die der Ionenhäufigkeit des anfänglichen m/z-Bins bis zu mindestens einem Schwellengrad entsprechen; und (iii) Zuweisen des anfänglichen m/z-Bins und des einen oder der mehreren an den anfänglichen m/z-Bin angrenzenden m/z-Bins zu dem gebildeten m/z-Teilbereich.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der anfängliche m/z-Bin der m/z-Bin der Vielzahl von m/z-Bins mit der höchsten Ionenhäufigkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, umfassend das Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Teilbereichs.
Verfahren nach Anspruch 4, umfassend: Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii) auf dem Komplement des gebildeten m/z-Teilbereichs, wodurch ein oder mehrere weitere m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet werden, und/oder das iterative Bilden eines Komplements des gebildeten m/z-Bereichs und Wiederholen der Schritte (i), (ii) und (iii) an jedem aufeinanderfolgenden Komplement, wodurch eine Vielzahl von weiteren m/z-Teilbereichen der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen wiederholt das Bilden von m/z-Teilbereichen umfasst, bis eine Gesamtzahl von gebildeten m/z-Teilbereichen nicht größer als eine vordefinierte Gesamtzahl von m/z-Teilbereichen in dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs in einen oder mehrere Sätze von m/z-Teilbereichen das Bilden von M Sätzen von m/z-Teilbereichen umfasst, die jeweils W m/z-Teilbereiche umfassen, wobei die m/z-Teilbereiche in der Reihenfolge des m/z nummeriert sind und wobei der i-te Satz von m/z-Teilbereichen die m/z-Teilbereichsnummern i, M+i, 2M+i, , (W-1)M+i für jeden Wert von i = 1, , M umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst: Bestimmen, dass ein erster m/z-Bin und ein zweiter m/z-Bin lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens einem Schwellengrad entsprechen; Bestimmen, dass ein dritter m/z-Bin zwischen dem ersten m/z-Bin und dem zweiten m/z-Bin eine Ionenhäufigkeit aufweist, die nicht den lonenhäufigkeiten des ersten und des zweiten m/z-Bins bis zu mindestens dem Schwellengrad entspricht; und Zuweisen des ersten, zweiten und dritten m/z-Bins zu einem einzigen m/z-Teilbereich.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst: Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die bis zu mindestens einem Schwellengrad einem ersten vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen; Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die bis zu mindestens einem Schwellengrad einem zweiten vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen; Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich sich mit dem zweiten vorläufigen m/z-Teilbereich überlappt, und Verwerfen des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs, ohne die jeweiligen m/z-Bins einem m/z-Teilbereich des einen oder der mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen zuzuweisen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs umfasst: Bilden eines oder mehrerer vorläufiger m/z-Teilbereiche durch Zuweisen von m/z-Bins, die lonenhäufigkeiten aufweisen, die mindestens bis zu einem Schwellengrad einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich entsprechen; und Bilden des einen oder der mehreren m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bilden eines oder mehrerer m/z-Teilbereiche der ein oder mehreren Sätze von m/z-Teilbereichen basierend auf einem jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich umfasst: Zuweisen des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen; und Zuweisen, zu dem einen oder den mehreren Sätzen von m/z-Teilbereichen, von einem oder zwei m/z-Teilbereichen angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich, wobei sich jeder des einen oder der zwei m/z-Teilbereiche angrenzend an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich von einem Ende des jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereichs zu einem Ende eines weiteren vorläufigen m/z-Teilbereichs erstreckt; wobei vorzugsweise das Verfahren ferner das Vergrößern der Breite mindestens eines des einen oder der zwei m/z-Teilbereiche umfasst, die an den jeweiligen vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Partitionieren des m/z-Bereichs das Zuweisen eines anfänglichen m/z-Bins und eines oder mehrerer m/z-Bins angrenzend an den anfänglichen m/z-Bin umfasst, um einen ersten vorläufigen m/z-Teilbereich zu bilden, wobei das Bilden des m/z-Teilbereichs mindestens eines der Folgenden umfasst: Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs; und/oder Bilden eines m/z-Teilbereichs durch Vergrößern der Breite eines an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzenden zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs.
Verfahren nach Anspruch 12, umfassend: Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich und ein zweiter vorläufiger an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzender m/z-Teilbereich die gleiche Breite aufweisen; Bestimmen, welcher des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist; und Vergrößern der Breite eines des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, umfassend: basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich breiter ist als ein an den ersten vorläufigen m/z-Teilbereich angrenzender zweiter vorläufiger m/z-Teilbereich, Vergrößern der Breite des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs; oder basierend auf dem Bestimmen, dass der erste vorläufige m/z-Teilbereich enger ist als der zweite vorläufige m/z-Teilbereich, Vergrößern der Breite des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Vergrößern der Breite von mindestens einem des ersten vorläufigen m/z-Teilbereichs und des zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs bewirkt, dass der erste und der zweite vorläufige m/z-Teilbereich sich zumindest teilweise überlappen. wobei sich vorzugsweise der erste und der zweite vorläufige m/z-Teilbereich um einen Betrag überlappen, der: einen Offset einschließt, der proportional zur Breite des ersten oder zweiten vorläufigen m/z-Teilbereichs ist; und/oder einen konstanten Offset einschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: Partitionieren des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von ersten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder erste Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; Durchführen einer ersten Massenanalyse an der Probe für jeden ersten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird; Partitionieren, basierend auf lonenhäufigkeiten, die durch die Vielzahl von ersten partiellen Massenspektraldatensätzen angegeben werden, des m/z-Bereichs in eine Vielzahl von zweiten Sätzen von m/z-Teilbereichen, wobei jeder zweite Satz einen oder mehrere m/z-Teilbereiche umfasst; und Durchführen einer zweiten Massenanalyse an der Probe für jeden zweiten Satz von m/z-Teilbereichen, wodurch eine Vielzahl von zweiten partiellen Massenspektraldatensätzen erfasst wird; wobei das Verfahren vorzugsweise das weitere ein- oder mehrmalige Partitionieren des m/z-Bereichs und Durchführen einer oder mehrerer weiterer Massenanalysen umfasst, um eine Vielzahl von jeweiligen weiteren partiellen Massenspektraldatensätzen zu erhalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: jeder der Vielzahl von m/z-Bins eine Breite aufweist, die durch einen Benutzer konfigurierbar ist; und/oder jeder der Vielzahl von m/z-Bins eine Breite aufweist, die die Hälfte einer vordefinierten Mindestbreite ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: der Schwellengrad der Entsprechung zwischen m/z-Bins ein vordefiniertes Verhältnis einer Ionenhäufigkeit eines m/z-Bins mit geringerer Ionenhäufigkeit zu einer Ionenhäufigkeit eines m/z-Bin mit höherer Häufigkeit ist, wobei vorzugsweise das vordefinierte Verhältnis mindestens 0,5 beträgt. und/oder die Angabe der Ionenhäufigkeit der Gesamtionenstrom (TIC) ist; und/oder jeder Satz von m/z-Teilbereichen eine Vielzahl von m/z-Teilbereichen umfasst und wobei jeder m/z-Teilbereich in einem gegebenen Satz von m/z-Teilbereichen einen m/z-Teilbereich eines anderen Satzes von m/z-Teilbereichen zumindest teilweise überlappt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Durchführen einer Massenanalyse an einem oder mehreren m/z-Teilbereichen eines jeweiligen Satzes unter Verwendung unterschiedlicher Ionenoptikeinstellungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: jede Massenanalyse eine MS ¹-Massenanalyse ist; und/oder die m/z-Teilbereiche jedes der Sätze von m/z-Teilbereichen gemeinsam den m/z-Bereich überspannen.
Verfahren zum Erfassen von Massenspektraldaten einer Probe über mindestens einen Abschnitt eines m/z-Bereichs, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten einer Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen unter Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen umfasst: Bestimmen eines End-m/z-Werts, der innerhalb eines Schnittbereichs eines ersten m/z-Teilbereichs des ersten Satzes von m/z-Teilbereichen und eines zweiten m/z-Teilbereichs des zweiten Satzes von m/z-Teilbereichen liegt; und Einschließen in den einzigen Massenspektraldatensatz von: Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des ersten m/z-Teilbereichs; und Massenspektraldaten zwischen: dem End-m/z-Wert; und einem Endpunkt des zweiten m/z-Teilbereichs; wobei vorzugsweise: das Verfahren das Bestimmen des End-m/z-Werts basierend auf einer Verteilung von Isotopen in dem ersten und/oder dem zweiten m/z-Teilbereich umfasst; und/oder der Schnittbereich des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs mindestens einen Abschnitt einer Region mit relativ hoher Transmission eines ersten Antwortprofils und mindestens einen Abschnitt einer Region mit relativ hoher Transmission eines zweiten Antwortprofils einschließt.
Verfahren nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, umfassend: Bestimmen, welcher des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs einer höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist; und wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzigen Massenspektraldatensatz das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der der höheren Ionenhäufigkeit zugeordnet ist, in den einzigen Massenspektraldatensatz umfasst; und/oder Bestimmen, welcher des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist; und wobei das Kombinieren der Vielzahl von partiellen Massenspektraldatensätzen zu einem einzelnen Massenspektraldatensatz das Einschließen der Massenspektraldaten von dem einen des ersten m/z-Teilbereichs und des zweiten m/z-Teilbereichs, der dem höheren Signal-Rausch-Verhältnis zugeordnet ist, umfasst.
Massenspektrometriesystem, umfassend einen Massenanalysator, einen Prozessor und einen oder mehrere Massenfilter, die dazu konfiguriert sind, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie durch den Prozessor des Massenspektrometriesystems nach Anspruch 24 ausgeführt werden, das Massenspektrometriesystem veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 25 gespeichert ist.