DE112014001961T5

DE112014001961T5 - Verfahren zum Screenen von Proben

Info

Publication number: DE112014001961T5
Application number: DE112014001961.5T
Authority: DE
Inventors: Christopher Carver; David Eatough; Andrew Golding; Jeffrey Goshawk; Michael McCullagh
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2016-02-18
Also published as: GB2515164A; WO2014170664A2; WO2014170664A3; GB201406784D0; US20160054264A1; US20180045679A1; US10317363B2; US9797866B2; GB201306868D0

Abstract

Ein Verfahren zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse ist offenbart. Das Verfahren umfasst das Vergleichen der Ionenmobilität und wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft der Ionen einer Verbindung von Interesse mit denselben Eigenschaften von Kandidatenionen in der Probe. Die Eigenschaften der Verbindung von Interesse werden mit jenen eines Kandidatenions in der Probe abgeglichen, dann kann die Probe als die Verbindung von Interesse enthaltend bestimmt werden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der Patentanmeldung Nr. 1306868.9 aus dem Vereinigten Königreich, eingereicht am 15. April 2013. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Hintergrund der vorliegenden Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Massenspektrometer sowie Verfahren zu deren Verwendung, und genauer auf Massenspektrometer, die zum Screenen von Proben verwendet werden, sowie auf Verfahren zum Screenen von Proben unter Verwendung von Massenspektrometern.
Häufig ist es wichtig, zu wissen, ob eine Komponente in einer Probe vorhanden ist. Analytiker können nach einer oder mehreren Komponenten von Interesse suchen, die nur in Spurenmengen vorhanden sein kann bzw. können. Ein Weg, herauszufinden, ob eine Komponente von Interesse in einer Probe vorhanden ist, ist es, eine Probe unter Verwendung eines mit einem Massenspektrometer gekoppelten Flüssigchromatographieinstruments (LCMS) zu analysieren. Die Eigenschaften der Komponente von Interesse können dann gegen die entsprechenden Eigenschaften der Ionen, die durch das Spektrometer detektiert werden, gesucht werden. Beispielsweise kann man die Massenspektrendaten nach Kandidatenionen absuchen, die eine Retentionszeit, eine Masse und gegebenenfalls eine oder mehrere Fragmentionenmassen besitzen, und die auf dieselben Eigenschaften der Ionen von Interesse passen. Jede Eigenschaft wird innerhalb eines Toleranzfensters gesucht.
Aus einem Aspekt heraus ist es wünschenswert, dass Toleranzfenster relativ breit einzustellen, um keine Kandidatenionen auszuschließen, die auf die Ionen von Interesse passen. Dies ist erforderlich, weil der Wert einer experimentell bestimmten Eigenschaft aufgrund von experimentellen Bedingungen von deren wahrem Wert abweichen kann. Das relativ breite Einstellen des Toleranzfensters erhöht jedoch auch die Wahrscheinlichkeit, dass eine große Anzahl Falschpositiver detektiert wird. Aus einem anderen Aspekt heraus ist es wünschenswert, das Toleranzfenster relativ eng einzustellen, um die Detektion Falschpositiver zu vermeiden. Beim Einstellen der Breite jedes Toleranzfensters muss daher ein Kompromiss eingegangen werden, was in einer erhöhten Wahrscheinlichkeit resultiert, dass Falschpositive und/oder Falschnegative detektiert werden.
Es ist daher wünschenswert, ein Screeningverfahren bereitzustellen, das auf bekannte Verbindungen screent, wobei die Anzahl bestimmter Falschpositiver und Falschnegativer reduziert wird.
Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse bereit, das umfasst:
Auswählen wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorhanden sein kann, sowie Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte, der der Ionenmobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, und eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden;
Bereitstellen der Proben an ein Massen- oder Ionenmobilitätsspektrometer;
Ionisieren der Probe zur Bildung von Kandidatenionen;
Experimentelles Messen der Ionenmobilitäten der Kandidatenionen unter Verwendung eines Ionenmobilitätstrenners, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Kandidatenionen entspricht;
Experimentelles Messen der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht; und
wobei für jede Art von Kandidatenionen jeweils der experimentelle Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, verglichen wird.
Wie in dem obigen Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung beschrieben, müssen herkömmliche Screeningtechniken ein Toleranzfenster relativ geringer Größe verwenden, wenn die Eigenschaften einer Verbindung von Interesse gegen die entsprechenden Eigenschaften von Kandidatenionen in experimentell erhaltenen Daten gesucht werden, um falschpositive Bestimmungen zu vermeiden. Experimentell gemessene Eigenschaften von Ionen können jedoch von ihren wahren Werten abweichen und daher kann, wenn das Toleranzfenster zu schmal ist, möglicherweise die Verbindung von Interesse in der Probe nicht detektiert werden, obwohl sie vorhanden ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die experimentell bestimmte Ionenmobilität eines Ions eine besonders reproduzierbare Eigenschaft ist, und dass diese daher verwendet werden kann, um die obigen Probleme zu überwinden. Insbesondere ermöglicht es die Verwendung der Ionenmobilität in dem Screeningprozess, dass das Toleranzfenster für diese Eigenschaft relativ schmal ist, weil die experimentell bestimmte Ionenmobilität nicht wesentlich von ihrem wahren Wert abweicht. Auf diese Weise können viele Kandidatenionen, die anderenfalls falschpositive Identifikationen liefern würden, als Treffer bezüglich der Verbindung von Interesse ausgeschlossen werden. Dies ermöglicht es, das Toleranzfenster für die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft relativ breit zu machen. Dies ist vorteilhaft, weil die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft gegebenenfalls experimentell weniger reproduzierbar sein kann als die Ionenmobilität, und daher kann es erforderlich sein, das Toleranzfenster für diese Eigenschaft relativ breit einzustellen, um zu vermeiden, dass Falschnegative bestimmt werden.
Die Ionenmobilität wird vorzugsweise durch experimentelles Messen der Driftzeiten der Kandidatenionen durch den Ionenmobilitätstrenner gemessen.
Das Verfahren umfasst vorteilhafterweise das Suchen des oder der erwarteten Werte der Ionenmobilität gegen die experimentell gemessenen Werte von Ionenmobilitäten für die Kandidatenionen, um passende Werte zu bestimmen; und/oder das Suchen des oder der erwarteten Werte der weiteren physikochemischen Eigenschaft gegen die experimentell gemessenen Werte der weiteren physikochemischen Eigenschaft für die Kandidatenionen, um passende Werte zu ermitteln.
Dieser Prozess des Screenens der Probe durch Suchen der Eigenschaften einer vorbestimmten Verbindung von Interesse gegen die experimentell erhaltenen Eigenschaften von Kandidatenionen in einer Probe ist wesentlich effizienter als der Identifikationsprozess, der die experimentell gemessenen Eigenschaften von Kandidatenionen gegen eine Liste von Eigenschaften bekannter Ionen in einer Datenbank sucht.
Das Verfahren umfasst vorteilhafterweise das Bereitstellen eines Ionenmobilitätstoleranzfensters, das den erwarteten Wert der Ionenmobilität umfasst, und das sich oberhalb und/oder unterhalb des erwarteten Werts der Ionenmobilität erstreckt; das Bestimmen, dass jeder experimentell gemessene Wert einer Ionenmobilität für ein Kandidatenion, der innerhalb des Ionenmobilitätstoleranzfensters liegt, auf den Ionenmobilitätswert des Ions der Verbindung von Interesse passt; das Bereitstellen eines Toleranzfensters für die weitere Eigenschaft, das den erwarteten Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft umfasst, und das sich oberhalb und/oder unterhalb des erwarteten Werts der weiteren physikochemischen Eigenschaft erstreckt; und das Bestimmen, dass jeder experimentell gemessene Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft für ein Kandidatenion, der sich innerhalb des Toleranzfensters für die weitere Eigenschaft befindet, auf den Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft des Ions der Verbindung von Interesse passt. Das Ionenmobilitätstoleranzfenster kann eine Breite aufweisen, die x% des erwarteten Werts für die Ionenmobilität des Ions der Verbindung von Interesse beträgt; das Toleranzfenster für die weitere Eigenschaft kann eine Breite aufweisen, die y% des erwarteten Werts für die weitere physikochemische Eigenschaft beträgt; wobei x < y.
Der Wert von x kann ≤ 5%, ≤ 10%, ≤ 20%, ≤ 30%, ≤ 40%, ≤ 50%, ≤ 60%, ≤70%, ≤ 80%, ≤ 90%, ≤ 95% oder ≤ 99% des Werts von y sein.
Vorteilhafterweise wird, wenn der oder die erwarteten Werte der Ionenmobilität und der oder die erwarteten Werte der wenigstens einen weiteren physikochemischen Eigenschaft auf experimentell beobachtete Werte der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren physikochemischen Eigenschaft bezüglich eines der Kandidatenionen passen, die Verbindung von Interesse als in der Probe vorhanden bestimmt oder dieses Kandidatenion wird einer weiteren Analyse unterzogen.
Die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, umfasstvorteilhafterweise die Masse solcher Ionen, und die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, umfasst vorteilhafterweise die Masse solcher Ionen.
Das Verfahren kann ferner das Fragmentieren, Umsetzen oder Aktivieren der Kandidatenionen umfassen, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen, wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen von Interesse bezieht, die Masse eines oder mehrerer der Fragment- oder Produktionen umfasst, und wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, die Masse eines oder mehrerer ihrer Fragment- oder Produktionen umfasst.
Das Verfahren kann das wiederholte und aufeinanderfolgende Umschalten des Verfahrens zwischen einem erstem Modus und einem zweiten Modus umfassen, wobei in dem ersten Modus die Massen der Kandidatenionen gemessen werden und in dem zweiten Modus die Kandidatenionen fragmentiert, aktiviert oder umgesetzt werden und die Massen der sich ergebenden Kandidatenfragment- oder Kandidatenproduktionen gemessen werden.
Die Masse jedes Kandidatenions, die in jedem der ersten Modi gemessen wird, kann der oder den Massen seines oder seiner Fragment- oder Produktionen zugeordnet werden, indem ein Kandidatenion, das in einem der ersten Modi gemessen wird, seinem oder seinen Fragment- oder Produktionen zugeordnet wird, das oder die in dem zweiten Modus gemessen wird bzw. werden, der unmittelbar vor oder unmittelbar nach dem ersten Modus liegt.
Das Verfahren wechselt vorzugsweise zwischen den ersten und zweiten Modi mit einer Frequenz, derart, dass jede Spezies von Kandidatenionen sowohl den ersten und auch den zweiten Modi unterworfen wird.
Vorzugsweise werden die Kandidatenionen durch den Ionenmobilitätstrenner geführt, bevor sie massenanalysiert und/oder fragmentiert werden.
Die Kandidatenionen können aus dem Ionenmobilitätstrenner in einen Massenanalysator überführt werden, der die Massen der Kandidatenionen in dem ersten Modus misst, wobei der Ionenmobilitätstrenner das Intensitätsprofil der Kandidatenionen, die in den Massenanalysator überführt werden, in einer Funktion der Zeit verändert, so dass bewirkt wird, das unterschiedliche Kandidatenionen in einer Funktion der Zeit unterschiedliche Intensitätsprofile besitzen. Der zweite Modus kann das Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Kandidatenionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen und das Massenanalysieren der Fragment- oder Produktionen umfassen. Die Fragment- oder Produktionen können dann auf Grundlage der Intensitätsprofile der Fragment- oder Produktionen und der Intensitätsprofile der Kandidatenionen mit ihren entsprechenden Kandidatenionen korreliert werden.
Die Masse des Vorläuferions und die Masse seines Fragment-/Produktions kann daher mit der Masse eines Ions einer Verbindung von Interesse und der Masse eines oder mehrerer seiner Fragment-/Produktionen abgeglichen werden.
Die Probe, die an das Spektrometer bereitgestellt wird, ist vorzugsweise der Eluent einer Flüssigchromatographietrennvorrichtung.
Die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft kann eine Retentionszeit in einer Chromatographievorrichtung umfassen, wobei die Retentionszeiten der Analyten, die ionisiert werden, um die Kandidatenionen zu bilden, aufgezeichnet und mit einer erwarteten Retentionszeit der Verbindung von Interesse verglichen werden, wodurch dann, wenn die Retentionszeit der Verbindung von Interesse auf eine Retentionszeit, die einem Kandidatenion zugeordnet ist, passt, die Verbindung von Interesse als in der Probe vorhanden bestimmt wird oder dieses Kandidatenion einer weiteren Analyse unterworfen wird.
Die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, kann das Isotopenmuster der Ionen der Verbindung von Interesse umfassen, und die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, kann das Ionenmuster der Kandidatenionen umfassen.
Vorzugsweise wird das Isotopenmuster der Verbindung von Interesse mit den Isotopenmustern der Kandidatenionen verglichen, um zu bestimmen, ob diese aufeinander passen, indem: die erwarteten Massen der Isotopen des Ions der Verbindung von Interesse mit den experimentell bestimmten Massen der Isotopen jedes Kandidatenions verglichen werden; und/oder die relativen Intensitäten der Isotopenpeaks des Ions der Verbindung von Interesse mit den relativen Intensitäten der Isotopenpeaks jedes Kandidatenions verglichen werden. Mehrere Isotope können verglichen werden oder es können monoisotopische Peaks verglichen werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Vergleichen der Isotopenmuster der Ionen der Verbindung von Interesse und der Kandidatenionen können die Isotopenmuster ihrer jeweiligen Fragmentionen in entsprechender Weise zu jener, wie sie zuvor beschrieben wurde, verglichen werden.
Die Identifikation der wenigstens einen Verbindung von Interesse kann die Identifikation von Kandidatenionen umfassen, die eine protomere, isomere, konformere und/oder isobare Spezies umfassen.
Das Verfahren kann die Bestimmung umfassen, dass die Verbindung von Interesse in der Probe vorhanden ist, und sodann das Quantifizieren der Menge der Verbindung von Interesse in der Probe.
Jede der wenigstens einen physikochemischen Eigenschaften, die sich auch das Ion der Verbindung von Interesse bezieht, die auf die entsprechende Eigenschaft, die sich auf ein Kandidatenion (zusätzlich zu der Ionenmobilität) bezieht, passt, erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Verbindung von Interesse als in der Probe vorhanden betrachtet wird.
Die Probe kann auf eine Vielzahl von Komponenten von Interesse in der hierin beschriebenen Weise gescreent werden.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse bereit, das umfasst:
Auswählen wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorliegen kann, sowie Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte, der der Ionenmobilität von Fragment- oder Produktionen entspricht, die durch Ionisieren und anschließendes Fragmentieren, Umsetzen oder Aktivieren der Verbindung von Interesse gebildet werden; und Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs von erwarteten Werten wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht;
Bereitstellen der Probe an ein Massen- oder Ionenmobilitätsspektrometer;
Ionisieren der Probe zur Bildung von Vorläuferionen;
Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Vorläuferionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen;
Experimentelles Messen der Ionenmobilitäten der Fragment- oder Produktionen unter Verwendung eines Ionenmobilitätstrenners, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Mobilität jedes der Fragment- oder der Produktionen entspricht;
Experimentelles Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht;
wobei für jede Art von Fragment- oder Produktion, die von den Vorläuferionen abgeleitet ist, jeweils der experimentelle Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen der Verbindung von Interesse bezieht bzw. beziehen, verglichen wird bzw. werden.
Das Verfahren kann die in Bezug auf den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmale umfassen, mit der Ausnahme, dass sich die Merkmale auf die Fragment- oder Produktionen der Ionen der Verbindung von Interesse und der Kandidatenionen beziehen, anstatt auf die Ionen der Verbindung von Interesse und die Kandidatenionen selbst. Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung bereit, die dafür eingerichtet und dazu konfiguriert ist, das hierin beschriebene Verfahren durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung stellt daher eine Vorrichtung zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse bereit, die umfasst:
Einen Speicher zum Speichern von Daten, die sich auf wenigstens auf eine Verbindung von Interesse beziehen, die in einer Probe vorhanden sein kann, darunter ein erwarteter Wert oder ein Bereich erwarteter Werte, der der Ionenmobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, und ein erwarteter Wert oder ein Bereich erwarteter Werte wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht;
Eine Ionenquelle zum Ionisieren der Probe zur Bildung von Kandidatenionen;
Einen Ionenmobilitätstrenner zum experimentellen Messen der Ionenmobilitäten der Kandidatenionen, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Kandidatenionen entspricht;
Mittel zum experimentellen Messen der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht; und
Verarbeitungsmittel, um jeweils den experimentellen Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, für jede Art von Kandidatenion mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, der oder die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden bezieht bzw. beziehen, zu vergleichen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse bereit, die umfasst:
Einen Speicher zum Speichern von Daten, die sich auf wenigstens eine Verbindung von Interesse beziehen, die in einer Probe vorhanden sein kann; umfassend das Speichern eines erwarteten Wertes oder eines Bereichs von erwarteten Werten, der der Ionenmobilität von Fragment- oder Produktionen, die durch Ionisieren und anschließendes Fragmentieren, Reagieren oder Umsetzen der Verbindung gebildet werden, entspricht; und zum Speichern eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht;
Eine Ionenquelle zum Ionisieren der Probe zur Bildung von Vorläuferionen;
Mittel zum Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Vorläuferionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen;
Einen Ionenmobilitätstrenner zum experimentellen Messen der Ionenmobilitäten der Fragment- oder Produktionen, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Fragment- oder Produktionen entspricht;
Mittel zum experimentellen Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht;
Verarbeitungsmittel, um jeweils den experimentellen Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft für jede Art von Fragment- oder Produktion, das von den Vorläuferionen abgeleitet ist, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen der Verbindung von Interesse bezieht, zu vergleichen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Screenen einer Probe bereit, das umfasst:

i) Identifizieren wenigstens einer Verbindung von Interesse die in einer Probe vorhanden sein kann, und Zuordnen eines erwarteten Werts, der der Mobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, sowie eines erwarteten Werts der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die durch das Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden,
ii) Bereitstellen der Probe an ein Massenspektrometer
iii) Ionisieren der Probe in dem Massenspektrometer zur Bildung von Kandidatenionen,
iv) Messen der Driftzeit der Kandidatenionen durch ein Ionenmobilitätsinstrument, um einen experimentellen Wert zu bilden, der der Mobilität der Kandidatenionen entspricht,
v) Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen in dem Massenspektrometer bezieht,
vi) Vergleichen des experimentellen Werts, der der Ionenmobilität der Kandidatenionen entspricht, mit einem erwarteten Wert, der der Mobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden sowie der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht, um zu bestätigen, dass die Verbindung von Interesse in der Probe vorhanden ist.

Die eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, kann die Masse der Kandidatenionen umfassen.
Das Verfahren kann ferner das Fragmentieren der Kandidatenionen umfassen, wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die Masse der fragmentierten Kandidatenionen umfassen kann.
Das Verfahren kann ferner das aufeinanderfolgende Umschalten zwischen einem ersten Modus und einem zweiten Modus umfassen, wobei in dem ersten Modus die Masse der Kandidatenionen gemessen wird und in dem zweiten Modus die Masse der fragmentierten Kandidatenionen gemessen wird.
Die Masse der Kandidatenionen und die Masse der fragmentierten Kandidatenionen können entsprechend dem experimentellen Wert der Ionenmobilität der Kandidatenionen als von denselben Kandidatenionen stammend miteinander verlinkt werden.
Die Probe, die an das Massenspektrometer bereitgestellt werden kann, kann der Eluent einer Flüssigchromatographietrennung sein. Die Retentionszeit des Eluenten, der an das Massenspektrometer bereitgestellt wird, kann aufgezeichnet und mit einer erwarteten Retentionszeit der Verbindung von Interesse verglichen werden, um Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu zusätzlich zu bestätigen.
Die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen von Interesse bezieht, kann das Isotopenmuster der Kandidatenionen umfassen Die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, kann das Isotopenmuster der fragmentierten Kandidatenionen umfassen Die Identifikation der wenigstens einen Verbindung von Interesse kann die Identifikation von Kandidatenionen umfassen, darunter protomere, isomere, konformere und/oder isobare Spezies.
Die vorliegende Erfindung kann das Quantifizieren der Menge der wenigstens einen Verbindung von Interesse umfassen sofern diese in der Probe vorhanden ist.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Screenen einer Probe bereit, das die Schritte umfasst:
Identifizieren wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorliegen kann,
Bereitstellen der Probe an ein Massenspektrometer,
Ionisieren der Probe in dem Massenspektrometer zum Bilden von Kandidatenionen,
Fragmentieren der Kandidatenionen zum Bilden von Fragmentionen,
Messen der Driftzeit der Fragmentionen durch ein Ionenmobilitätsinstrument zum Bilden eines experimentellen Werts, der der Mobilität der Fragmentionen entspricht,
Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragmentionen bezieht, und
Identifizieren des experimentellen Werts, der sich auf die Mobilität der Fragmentionen bezieht, mit einem erwarteten Wert, der der Mobilität der Fragmentionen und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, die sich auf die Fragmentionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragmentionen bezieht, um Fragmentionen in der Probe zu identifizieren, die einer Verbindung von Interesse entsprechen, um das Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu bestätigen.
Die Erfindung stellt auch eine Vorrichtung zum Screenen einer Probe bereit, die umfasst das Bereitstellen von:
einem Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, einem Ionenmobilitätstrenner und einem Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, einen experimentellen Wert bereitzustellen, der der Mobilität des Kandidatenions entspricht, und wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf das Kandidatenion bezieht,
einer Probe, die potentiell Verbindungen von Interesse enthält,
einer Datenbank, die wenigstens eine Verbindung von Interesse umfasst, die in der Probe vorliegen kann, enthaltend einen erwarteten Wert, der sich auf die Mobilität der Ionen bezieht, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, sowie einen erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht, und
Software zum Vergleichen des experimentellen Werts, der der Mobilität der Kandidatenionen entspricht, mit einem erwarteten Wert, der den Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, sowie der wenigstens einen weiteren experimentellen Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren theoretischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht, um das Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu bestätigen.
Es wird verstanden werden, dass, wenn hierin auf eine Ionenmasse Bezug genommen wird, sich dies auf das Masse-Ladungs-Verhältnis des Ions bezieht.
Das Spektrometer kann ferner umfassen:

(a) eine Ionenquelle, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: (i) einer Ionenquelle zur Elektrosprayionisation (”ESI”); (ii) einer Ionenquelle zur Photoionisation bei Atmosphärendruck (”APPI”); (iii) einer Ionenquelle zur chemischen Ionisation bei Atmosphärendruck (”APCI”); (iv) einer Ionenquelle zur Ionisation durch matrixunterstützte Laserdesorption (”MALDI”); (v) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Laserdesorption (”LDI”); (vi) einer Ionenquelle zur Ionisation bei Atmosphärendruck (”API”); (vii) einer Ionenquelle zur Desorptionsionisation auf Silicium (engl. Desorption Ionisation an Silicon, ”DIOS”); (viii) einer Elektronenstoßionenquelle (”EI”); (ix) einer Ionenquelle zur chemischen Ionisation (”CI”); (x) einer Ionenquelle zur Feldionisation (”FI”); (xi) einer Ionenquelle zur Felddesorption (”FD”); (xii) eine Ionenquelle mit induktiv gekoppeltem Plasma (”ICP”); (xiii) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Beschuss mit schnellen Atomen (”FAB”); (xiv) einer Ionenquelle für Flüssigsekundärionenmassenspektrometrie (engl. Liquid Secondary Ion Mass Spectrometry, ”LSIMS”); (xv) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Desorptionselektrospray (”DESI”); (xvi) einer Ionenquelle mit radioaktivem Nickel-63; (xvii) einer Ionenquelle zur Ionisation durch matrixunterstützte Laserdesorption bei Atmosphärendruck; (xviii) einer Thermosprayionenquelle; (xix) einer Ionenquelle zur Ionisation durch atmosphärische Beprobung durch Glühentladung (engl. Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation, ”ASGDI”); (xx) einer Glühentladungsionenquelle (”GD”); (xxi) einer Impaktorionenquelle; (xxii) einer Ionenquelle zur Direktanalyse in Echtzeit (”DART”); (xxiii) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Laserspray (”LSI”); (xxiv) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Ultraschallspray (”SSI”); (xxv) einer Ionenquelle zur matrixunterstützten Einlassionisation (”MAII”); (xxvi) einer Ionenquelle zur lösungsmittelunterstützten Einlassionisation (”SAII”); (xxvii) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Desorptionselektrospray (”DESI”); und (xxviii) einer Ionenquelle zur Ionisation durch Laserablationselektrospray (”LAESI”); und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen; und/oder
(c) eine oder mehrere Ionenführungen; und/oder
(d) eine oder mehrere Mobilitätstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere Ionenmobilitätsspektrometervorrichtungen mit asymmetrischem Feld (engl. Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometer); und/oder
(e) eine oder mehrere Ionenfallen oder eine oder mehrere Ioneneinfangregionen; und/oder
(f) eine oder mehrere Kollisions-, Fragmentations- oder Reaktionszellen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: (i) einer Fragmentationsvorrichtung zur kollisionsinduzierten Dissoziation (”CID”); (ii) einer Fragmentationsvorrichtung zur oberflächeninduzierten Dissoziation (”SID”); (iii) einer Fragmentationsvorrichtung zur Elektronentransferdissoziation (”ETD”); (iv) einer Fragmentationsvorrichtung zur Elektroneneinfangdissoziation (”ECD”); (v) einer Fragmentationsvorrichtung mit Elektronenkollision oder Einfangdissoziation; (vi) einer Fragmentationsvorrichtung zur photoinduzierten Dissoziation (”PID”); (vii) einer Fragmentationsvorrichtung zur laserinduzierten Dissoziation; (viii) einer Vorrichtung zur infrarotstrahlungsinduzierten Dissoziation; (ix) einer Vorrichtung zur ultraviolettstrahlungsinduzierten Dissoziation; (x) einer Fragmentationsvorrichtung mit Nozzle-Skimmer-Interface; (xi) einer Fragmentationsvorrichtung in der Quelle; (xii) einer Fragmentationsvorrichtung zur kollisionsinduzierten Dissoziation in der Quelle; (xiii) einer thermischen oder Temperaturfragmentationsvorrichtung in der Quelle; (xiv) einer Vorrichtung zur durch ein elektrisches Feld induzierten Fragmentation; (xv) einer Vorrichtung zur durch ein Magnetfeld induzierten Fragmentation; (xvi) einer Enzymverdau- oder Enzymabbaufragmentationsvorrichtung; (xvii) einer Ionen-Ionen-Reaktionsfragmentationsvorrichtung; (xviii) einer Ionen-Molekül-Reaktionsfragmentationsvorrichtung; (xix) einer Ionen-Atom-Reaktionsfragmentationsvorrichtung; (xx) einer Ionen-Metastabilionen-Reaktionsfragmentationsvorrichtung; (xxi) einer Ionen-Metastabilmolekülreaktionsfragmentationsvorrichtung, (xxii) einer Ionen-Metastabilatomreaktionsfragmentationsvorrichtung, (xxiii) einer Ionen-Ionen-Reaktionsvorrichtung zum Umsetzen von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxiv) einer Ionen-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Umsetzen von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxv) einer Ionen-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Umsetzen von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxvi) einer Ionen-Metastabilionenreaktionsvorrichtung zum Umsetzen von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxvii) einer Ionen-Metastabilmolekühlreaktionsvorrichtung zur Umsetzung von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; (xxviii) einer Ionen-Metastabilatomreaktionsvorrichtung zur Umsetzung von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen; und (xxix) einer Elektronenstoßionisationsdissoziationsfragmentationsvorrichtung (”EID”); und/oder
(g) einen Massenanalysator, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: (i) einen Quadrupolmassenanalysator; (ii) einen 2D- oder Linearquadrupolmassenanalysator; (iii) einen Paul- oder 3D-Quadrupolmassenanalysator; (iv) einen Penningfallenmassenanalysator; (v) einen Ionenfallenmassenanalysator; (vi) einen Magnetsektormassenanalysator; (vii) einen Ionenzyklotronresonanzmassenanalysator (”ICR”); (viii) einen Fouriertransformationsionenzyklotronresonanzmassenanalysator (”FTICR”); (ix) einen elektrostatischen Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, das eine quadrologarhithmische Potentialverteilung aufweist; (x) einen elektrostatischen Fouriertransformationsmassenanalysator ; (xi) einen Fouriertransformationsmassenanalysator; (xii) einen Flugzeitmassenanalysator; (xiii) ein Querbeschleunigungsflugzeitmassenanalysator; und (xiv) einen Linearbeschleunigungsflugzeitmassenanalysator; und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren und/oder einen oder mehrere Ionendetektoren; und/oder
(j) einen oder mehrere Massenfilter, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: (i) einem Quadrupolmassenfilter; (ii) einer 2D- oder Linearquadrupolionenfalle; (iii) einer Paul- oder 3D-Quadrupolionenfalle; (iv) einer Penningionenfalle, (v) einer Ionenfalle; (vi) einem Magnetsektormassenfilter; (vii) einem Flugzeitmassenfilter; und (viii) einem Wienmassenfilter, und/oder
(k) einer Vorrichtung oder einem Ionengate zum Pulsen von Ionen; und/oder
(l) einer Vorrichtung zum Konvertieren eines im Wesentlichen kontinuierlichen Ionenstrahls in einen gepulsten Ionenstrahl.

Das Spektrometer kann entweder umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator, der eine äußere, tonnenförmige Elektrode und eine koaxiale, spindelförmige innere Elektrode umfasst, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarhithmischen Potentialverteilung ausbilden, wobei in einem ersten Betriebsmodus Ionen in die C-Falle übertragen werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus Ionen zu der C-Falle und dann in eine Kollisionszelle oder eine Elektronentransferdissoziationsvorrichtung überführt werden, wobei wenigstens einige der Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden und wobei die Fragmentionen dann zu der C-Falle übertragen werden, bevor sie in den Massenanalysator übertragen werden; und/oder
(ii) eine gestaffelte Ringionenführung mit einer Anzahl von Elektroden, die jeweils eine Öffnung aufweisen, durch welche Ionen bei der Verwendung transmittiert werden, und wobei der Abstand der Elektroden entlang der Länge des Ionenpfads zunimmt, und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromaufwärtigen Abschnitt der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem stromabwärtigen Abschnitt der Ionenführung einen zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, aufweisen, und wobei gegenüberliegende Phasen einer Wechsel- oder Hochfrequenzspannung bei der Verwendung an aufeinanderfolgende Elektroden angelegt werden.

Das Spektrometer kann eine Vorrichtung aufweisen, die dafür angeordnet und eingerichtet ist, eine Wechsel- oder Hochfrequenzspannung an die Elektroden anzulegen. Die Wechsel- oder Hochfrequenzspannung weist vorzugsweise eine Amplitude auf, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: (i) < 50 V Peak-zu-Peak; (ii) 50–100 V Peak-zu-Peak; (iii) 100–150 V Peak-zu-Peak; (iv) 150–200 V Peak-zu-Peak; (v) 200–250 V Peak-zu-Peak; (vi) 250–300 V Peak-zu-Peak; (vii) 300–350 V Peak-zu-Peak; (viii) 350–400 V Peak-zu-Peak; (ix) 400–450 V Peak-zu-Peak; (x) 450–500 V Peak-zu-Peak; und (xi) > 500 V Peak-zu-Peak.
Die Wechsel- oder Hochfrequenzspannung weist vorzugsweise eine Frequenz auf, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: (i) < 100 kHz; (ii) 100–200 kHz; (iii) 200–300 kHz; (iv) 300–400 kHz; (v) 400–500 kHz; (vi) 0,5–1,0 MHz; (vii) 1,0–1,5 MHz; (viii) 1,5–2,0 MHz; (ix) 2,0–2,5 MHz; (x) 2,5–3,0 MHz; (xi) 3,0–3,5 MHz; (xii) 3,5–4,0 MHz; (xiii) 4,0–4,5 MHz; (xiv) 4,5–5,0 MHz; (xv) 5,0–5,5 MHz; (xvi) 5,5–6,0 MHz; (xvii) 6,0–6,5 MHz; (xviii) 6,5–7,0 MHz; (xix) 7,0–7,5 MHz; (xx) 7,5–8,0 MHz; (xxi) 8,0–8,5 MHz; (xxii) 8,5–9,0 MHz; (xxiii) 9,0–9,5 MHz; (xxiv) 9,5–10,0 MHz; und (xxv) > 10,0 MHz.
Das Spektrometer kann eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung stromauf einer Ionenquelle aufweisen. Entsprechend einer Ausführungsform umfasst die Chromatographietrennvorrichtung eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung. Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann die Trennvorrichtung umfassen: (i) eine Kapillarelektrophoresetrennvorrichtung (”CE”); (ii) eine Kapillarelektrochromatographietrennvorrichtung (”CEC”); (iii) eine im Wesentlichen starre, keramikbasierte Mehrschichtmikrofluidsubstrattrennvorrichtung (”keramische Kachel”); oder (iv) eine Chromatographietrennvorrichtung mit überkritischem Fluid.
Die Ionenführung wird vorteilhafterweise auf einem Druck gehalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: (i) < 0,0001 mbar; (ii) 0,0001–0,001 mbar; (iii) 0,001–0,01 mbar; (iv) 0,01–0,1 mbar; (v) 0,1–1 mbar; (vi) 1–10 mbar; (vii) 10–100 mbar; (viii) 100–1000 mbar; und (ix) > 1000 mbar.
Analytionen können einer Elektronentransferdissoziationsfragmentation (”ETD”) in einer Elektronentransferdissoziationsfragmentationsvorrichtung unterworfen werden. Analytionen können vorzugsweise dazu gebracht werden, mit ETD-Reagenzionen in einer Ionenführung oder Fragmentationsvorrichtung zu interagieren.
Entsprechend einer Ausführungsform können, um eine Elektronentransfer-Dissoziation zu bewirken, entweder: (a) Analytionen fragmentiert werden oder dazu gebracht werden, zu dissoziieren, um Produkt- oder Fragmentionen auf die Interaktion mit Reagenzionen hin zu bilden; und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagenzionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (c) Analytionen fragmentiert werden oder induziert werden, zu dissoziieren, und Produkt- oder Fragmentionen auf die Interaktionen mit neutralen Reagenzgasmolekülen oder Atomen oder einem nichtionischen Reagenzgas zu bilden; und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen basischen Gasen oder Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (i) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen superbasischen Reagenzgasen oder Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens eine der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder Dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden; und/oder (g) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gasen, Dämpfen oder Atomen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen werden, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Anlaytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren, um Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der Gruppe ausgewählt sind, die umfasst: (i) Natriumdampf oder -atome; (ii) Lithiumdampf oder -atome; (iii) Kaliumdampf oder -atome; (iv) Rubidiumdampf oder -atome; (v) Cäsiumdampf oder -atome; (vi) Franciumdampf oder -atome; (vii) C₆₀-Dampf oder C₆₀-Atome; und (viii) Magnesiumdampf oder -atome.
Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen umfassen vorzugsweise Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind, um eine Elektronentransferdissoziation zu bewirken: (a) die Reagenzanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet; und/oder (b) die Reagenzanionen oder negativ geladene Ionen sind von der Gruppe abgeleitet, die besteht aus: (i) Anthracen; (ii) 9,10-Diphenylanthracen; (iii) Naphthalen; (iv) Fluorin; (v) Phenanthren; (vi) Pyren; (vii) Fluoranthen; (viii) Chrysen; (ix) Triphenylen; (x) Perylen; (xi) Acridin; (xii) 2,2'-Dipyridyl; (xiii) 2,2'-Bichinolin; (xvii) 9'-Anthracencarbonitril; (xv) Dibenzothiophen; und (xviii) Anthrachinon; und/oder (c) die Reagenzionen oder negativ geladenen Ionen umfassen Azobenzolanionen oder Azobenzolradikalanionen.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronentransferdissoziationsfragmentierung die Interaktionen von Analytionen mit Reagenzionen, wobei die Reagenzionen Dicyanobenzol-, 4-Nitrotoluol- oder Azulenreagenzionen umfassen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine Illustration eines Massenspektrometers zeigt, das zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
2 bis 5 Screenshots von Ergebnissätzen zeigen, die entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wurden;
6 einen Screenshot einer Zusammenfassung von Ergebnissen zeigen, die entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet wurden;
7 ein Graph von Retentionszeitveränderungen ist, die durch unterschiedliche Probenkomponenten verursacht wurden;
8 ein Graph von Driftzeitveränderungen ist, die durch unterschiedliche Probenkomponenten verursacht wurden; und
9 ein Graph ist, der die mittlere prozentuale Abweichung der Driftzeitveränderung zeigt, die durch unterschiedliche Probenkomponenten verursacht wurde.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt ein Massenspektrometer 10, das zur Verwendung mit der Erfindung geeignet ist. Wenn sich dieses in Betrieb befindet, wird in diesem Instrument bei dem Injektionseinlass 12 eine Probe in das Instrument injiziert. Die Probe wird aus einer Nadel in die Ionisationskammer 14 gesprüht. Eine Ionisierung der Probe kann auftreten, wodurch Probenionen gebildet werden. Die ionisierte Probe wird aus der Ionisationskammer gelangen, und in die Ionen werden in Richtung einer ersten Vakuumregion 16 fließen. Sie werden durch die erste Vakuumregion in eine Schrittwellenionenführung (engl. Stepwave Ion Guide) 18 transferiert. Die Schrittwellenionenführung wird die Ionen dann entlang der Ionenführung zunächst in einem Großquerschnittsbereich 20 führen und dann die Ionen in einen geringeren Querschnitt in dem außeraxialen Bereich 22 der Führung fokussieren. Die Ionen werden dann in eine weitere Ionenführung 24 transferiert werden, wo die Ionen hindurch zu einem Quadrupolmassenfilter 26 übertragen werden.
Dass Quadrupolmassenfilter kann in einem Transmissionsmodus verwendet werden, so dass alle eintretenden Ionen durch das Filter gelangen und in eine Dreiwellenkammer (engl. Triwave Chamber) 28 gelangen. Sobald die Ionen in die Dreiwellenkammer 28 geführt wurden, werden sie in Paketen innerhalb der Fallenzelle 30 in der Dreiwellenkammer 28 gesammelt. Ein Paket von Ionen in der Fallenzelle wird dann durch die Heliumzelle 32 in den Ionenmobilitätstrenner 34 freigegeben werden. Die Ionen werden dann entsprechend ihrer Mobilität in dem Mobilitätstrenner zeitlich getrennt, und wenn die Ionen den Trenner verlassen, werden sie in eine Transferzelle 36 geführt, wo Ionen kleiner Bereiche von Ionenmobilitäten in Gruppen gesammelt werden, und sie werden durch die Transferzelle geführt, sowie durch mehrere Linsen 38 und in eine ToF-Schiebebereich (engl. ToF Pusher Region) 40. Jede Gruppe von Ionen mit geringen Mobilitätsbereichen kann dann aus dem ToF-Schiebebereich in ein Flugrohr 42 hinauspulsiert werden, und in ein Reflektron 44, in welchem sie zurück zu einem Detektionssystem 46 reflektiert werden, wobei die Flugzeiten der Ionen aufgezeichnet werden, zusammen mit dem kleinen Bereich der Mobilität der Ionen.
Eine zweite, anschließende Analyse kann dann auf einer ähnlichen Basis durchgeführt werden, mit Ausnahme dessen, dass die Ionen, nachdem sie in die Gruppen mit geringen Bereichen von Ionenmobilitäten in dem Trenner 34 getrennt wurden, in der Transferzelle 36 mit Energie beaufschlagt werden, um eine Fragmentation der Ionen in jeder Gruppe zu bewirken, um Fragmentionen bereitzustellen. Diese Fragmentionen werden in den kleinen Gruppen entsprechend der Mobilität der Vorläuferionen gehalten, und sie werden in die ToF-Schieberegion 40 übertragen. Auf ähnliche Weise kann dann jede Gruppe von Fragmentionen von den Vorläuferionen der kleinen Mobilitätsbereiche aus dem ToF-Schiebebereich in ein Flugrohr 42 herauspulsiert werden, und in ein Reflektron 44, wo sie zurück zu einem Detektionssystem 46 reflektiert werden, wobei die Flugzeiten dieser Fragmentionen aufgezeichnet werden, zusammen mit dem kleinen Bereich der Mobilität der Vorläuferionen, die die Fragmentionen produziert haben.
Die Information, die aus jedem kleinen Mobilitätsbereich in der ersten und zweiten Analyse produziert wird, kann kombiniert werden, um Vorläufer- und Fragmentioneninformationen für sämtliche der Ionen bereitzustellen, wobei der kleine Bereich der Mobilität in der ersten und zweiten Analyse aufeinander passt.
In der bevorzugten Ausführungsform können, sobald diese Daten gesammelt wurden, die Daten durch Suchen nach jeder der Verbindungen von Interesse in der Probe abgefragt werden. Die durchschnittliche Kollisionsquerschnittsfläche jeder Verbindung von Interesse kann bestimmt werden, entweder durch mathematische Berechnung oder durch vorige Experimente, und eine Kalibration entsprechend der Bedingungen in der IMS-Vorrichtung kann erfolgen. Aus dieser Information kann für jede Verbindung von Interesse eine erwartete Driftzeit berechnet werden. Diese kann mit den Experimentaldaten verglichen werden, die von dem Instrument erzeugt wurden, und, mit einer Toleranz, die von einem Benutzer eingestellt werden kann, können Treffer überprüft werden. Sobald die Treffer der IMS-Werte identifiziert worden sind, können die Vorläuferionenmassen der experimentell beobachteten Daten (und/oder Tochterionenmassen) mit der erwarteten Masse des Ions der Verbindung von Interesse (und/oder seines Tochterions) verglichen werden. Wenn die erwartete(n) Masse(n) in den Experimentaldaten vorhanden sind, gibt es ein potentielles positives Ergebnis des Screeningexperiments, das für weitere Untersuchungen markiert werden sollte.
In der bevorzugten Ausführungsform können die Verbindungen von Interesse eine Gruppe von Pestiziden sein, die in einer Probe von einem angebauten Nahrungsmittel vorliegen können oder nicht. In anderen Ausführungsformen können sämtliche Verbindungen von Interesse Umweltkontaminanten in einer Probe sein, die der Umwelt entnommen wurde. In einer weiteren Ausführungsform können die Verbindungen von Interesse biologische Marker in einer biologischen Probe sein.
In der bevorzugten Ausführungsform kann die Probe ein Nahrungsmittel sein, das zum Testen vor der Freigabe in die Nahrungskette vorgesehen ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Probe eine Umweltprobe sein, um Kontaminanten in der Umwelt zu identifizieren. In einer weiteren Ausführungsform kann die Probe eine biologische Probe sein, die zur Identifikation einer Krankheit getestet wird. Andere Ausführungsformen können umfassen, dass die Probe ein Naturprodukt, ein Metabolit zur Identifikation, eine Verbindung, deren Reinheit analysiert wird, eine Probe, die auf Toxine analysiert wird, eine Ölprobe zur Einstufung oder eine Polymerprobe zur Analyse sein.
Die Probe, die in das Massenspektrometer injiziert wird, kann der Eluent aus einem Flüssigchromatographiesystem sein. Wenn die Probe, die in das Massensprektrometer injiziert wird, der Eluent eines Flüssigchromatographiesystems ist, kann die Retentionszeit des Eluenten aufgezeichnet und gegen die erwartete Reduktionszeit der Probe von Interesse überprüft werden, als eine weitere Überprüfung der Eigenschaften des Treffers, verglichen mit der Verbindung von Interesse.
Es wäre für den Fachmann offensichtlich, dass die experimentellen Werte der Retentionszeit der Verbindungen von Interesse durch Matrixeffekte beeinflusst werden können, die Verschiebungen in den Werten bewirken können. Die Toleranzen der Werte der Retentionszeiten können so eingestellt werden, dass versucht werden kann, auf Verzerrungen aufgrund von Matrixeffekten auf die Retentionszeit Rücksicht zu nehmen.
Es wäre für den Fachmann offensichtlich, dass die Probe, den das Massenspektrometer injiziert wird, nicht das Produkt eines Flüssigchromatographielaufs sein muss. In diesen Ausführungsformen kann die Probe in das Massenspektrometer infudiert werden, oder die Probe kann unter Verwendung einer Direktionisationstechnik analysiert werden.
Die Ionenquelle, die zum Ionisieren der Probe verwendet wird, kann jegliche Ionenquelle sein. Beispiele für Ionenquellen, die verwendet werden können, umfassen, sind jedoch beschränkt auf (i) eine Ionenquelle zur Elektrosprayionisation (”ESI”); (ii) eine Ionenquelle zur Photoionisation bei Atmosphärendruck (”APPI”); (iii) eine Ionenquelle zur chemischen Ionisation bei Atmosphärendruck (”APCI”); (iv) eine Ionenquelle zur Ionisation durch matrixunterstützte Laserdesorption (”MALDI”); (v) eine Ionenquelle zur Ionisation durch Laserdesorption (”LDI”); (vi) eine Ionenquelle zur Ionisation bei Atmosphärendruck (”API”); (vii) eine Ionenquelle zur Ionisation durch Desorptionsion auf Silizium (”DIOS”); (viii) eine Elektronenstoßionenquelle (”EI”); (ix) eine Ionenquelle zur chemischen Ionisation (”CI”); (x) eine Ionenquelle zur Feldionisation (”FI”); (xi) eine Ionenquelle zur Felddesorption (”FD”); (xii) eine Ionenquelle mit induktiv gekoppeltem Plasma (”ICP”); (xiii) eine Ionenquelle mit Beschuss durch schnelle Atome (”FAB”); (xiv) eine Ionenquelle zur Flüssigsekundärionenmassenspektrometrie (”LSIMS”); (xv) eine Ionenquelle zur Ionisation durch Desorptionselektrospray (”DESI”); (xvi) eine radioaktive Ionenquelle mit Nickel-63; (xvii) eine Ionenquelle zur Ionisation durch matrixunterstützte Laserdesorptionsionisation bei Atmosphärendruck; (xviii) eine Thermosprayionenquelle; (xviiii) eine Ionenquelle mit einer Festanalysensonde bei Atmosphärendruck (ASAP); und (xx) Laserablation mit Elektrosprayionisation (LAESI).
Das Massenspektrometer kann eine von vielen unterschiedlichen Geometrien besitzen.
Die Ionenmobilitätsvorrichtung kann ein Driftrohr, eine Mobilitätsvorrichtung mit einer wandernden Welle, eine Ionentrichterionenmobilitätsvorrichtung, Ionenmobilitätsspektrometrie mit asymmetrischen Hochfeldwellenformen oder eine aus einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ionenmobilitäts-Messvorrichtungen sein.
Der Massenanalysator kann sein (i) ein Fouriertransformationsmassenanalysator (”FT”); (ii) ein Fouriertransformationsionenzyklotronresonanzmassenanalysator (”FTICR”); (iii) ein Flugzeitmassenanalysator (”TOF”); (iv) ein Querbeschleunigungsflugzeitmassenanalysator (”oaTOF”); (v) ein Axialbeschleunigungsflugzeitmassenanalysator; (vi) ein Magnetsektormassenspektrometer; (vii) ein Paul- oder 3D-Quadrupolmassenanalysator; (viii) ein 2D- oder Linearquadrupolmassenanalysator; (ix) ein Penningfallenmassenanalysator; (x) ein Ionenfallenmassenanalysator; (xi) eine Fouriertransformationsorbitrap, (xii) ein elektrostatisches Fouriertransformationsmassenspektrometer, und (xiii) ein Quadrupolmassenanalysator.
Es wäre für den Fachmann offensichtlich, dass die Messung der Ionenmobilität die Driftzeit der Ionen in der Ionenmobilitätsvorrichtung darstellen kann. In einer anderen Ausführungsform kann die Messung der Ionenmobilität das ”Zeitfenster” bzw. der ”Zeitbin” sein, dem Ionen in den Daten zugeordnet werden, das einem Bereich von Ionenmobilitäten entsprechen sollte. In einer weiteren Ausführungsform kann die Messung der Ionenmobilität die Kollisionsquerschnittsfläche der Ionen sein, die aus der Driftzeit und einer Kalibration entsprechend der Bedingungen in der Ionenmobilitätsvorrichtung berechnet wird. Es wäre für den Fachmann offensichtlich, dass jegliche Messung von Zwischenwerten in dieser Berechnung ebenfalls verwendet werden kann.
Die weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, kann die genaue Masse des Vorläuferions sein, die genaue Masse eines Fragmentions oder die genaue Masse von sowohl dem Verläuferion als auch dem Fragmention. Vorzugsweise ist die genaue Masse eine Massenmessung in einem Bereich von ≤ 1 Da, ≤ 0,5 Da, ≤ 0,1 Da, ≤ 0,05 Da oder ≤ 0,01 Da der wahren Masse. Alternativ oder zusätzlich kann eine der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die Isotopenmuster sein, die von der Verbindung von Interesse erwartet werden, die genaue Messung von Adduktionen, die genaue Masse von Reaktionsprodukten, die in dem Massenspektrometer erzeugt werden, oder die genaue Masse von Reaktionsprodukten, die vor der Injektion in das Massenspektrometer erzeugt werden.
Zusätzlich kann die Retentionszeit ebenfalls verwendet werden, um auf Treffer zu überprüfen.
Die Verwendung mehrerer Auslesevorgänge und bekannter Eigenschaften sollte zu einer Reduktion in der Anzahl von Falschpositiven führen. Jedoch ist es, je mehr Eigenschaften für den Abgleich verwendet werden, umso wahrscheinlicher, dass eine positive Identifikation verpasst werden kann. Es wäre für den Fachmann offensichtlich, dass die experimentellen Werte aufgrund anderer Gründe schwanken können. Beispielsweise können, wenn eine genaue Masse verwendet wird, überlappende, interferierende Peaks zu einer Verzerrung der Messung der exakten Masse führen, welche eine Verschiebung des Peaks und zu einer inkorrekten genauen Masse führen würde. Ähnliche Komplikationen können in den Fragmentionenmassen auftreten. Dies würde zu einem auftretenden falschnegativen Ergebnis führen.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass die Verwendung der Ionenmobilität besonders reproduzierbar ist. Daher wird es der Einschluss der Ionenmobilität in den Screeningprozess ermöglichen, die Toleranzen für andere Werte zu erhöhen, um Falschnegative zu vermeiden, aber auch die Werte, die sich auf die Ionenmobilität beziehen, sollten die Anzahl von Falschpositiven begrenzen, so dass die Zeit, die in der Analyse der Daten zur Bereitstellung einer positiven Bestätigung jeglicher positiven Detektion von Verbindungen von Interesse involviert ist, reduziert wird.
Vorzugsweise wird ein Toleranzfenster verwendet, wenn jede der physikochemischen Eigenschaften der Probe von Interesse gegen jene, die experimentell für die Kandidatenionen bestimmt wurde gesucht wird. Jeder experimentelle Wert für die Kandidatenionen, der in das Toleranzfenster des Werts für das Ion der Verbindung von Interesse fällt, wird als auf den Wert des Ions der Verbindung von Interesse passend bestimmt. Wie zuvor beschrieben, kann die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft jedes der folgenden oder jegliche Kombination der folgenden sein: Masse von Vorläuferionen; Masse von Produkt- oder Fragmentionen; oder eine Retentionszeit in einer Chromatographievorrichtung.
Das Toleranzfenster für die Ionenmobilität kann so eingestellt werden, dass jedes Kandidatenion, das einen Ionenmobilitätswert aufweist, der ≤ s% oberhalb oder unterhalb des Werts für die Verbindung von Interesse liegt, als ein Treffer betrachtet wird, wobei w sein kann: 0,1, 1, 2, 3, 4, oder 5.
Das Toleranzfenster für die Masse kann so eingestellt werden, dass jedes Vorläufer-Kandidatenion, das eine Masse aufweist, die ≤ x% oberhalb oder unterhalb der Vorläufermasse für die Verbindung von Interesse liegt, als ein Treffer betrachtet wird, wobei x sein kann: 0,1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10.
Das Toleranzfenster für die Masse kann so eingestellt werden, dass jedes Fragment- oder Produktion eines Kandidatenions, das eine Masse aufweist, die ≤ y% oberhalb oder unterhalb des Fragment- oder Produktions der Verbindung von Interesse liegt, als ein Treffer betrachtet wird, wobei y sein kann: 0,1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10.
Das Toleranzfenster für die Retentionszeit kann so eingestellt werden, dass jedes Kandidatenion, dessen Analyt eine Retentionszeit aufweist, die ≤ z% oberhalb oder unterhalb der Retentionszeit für die Verbindung von Interesse liegt, als ein Treffer betrachtet wird, wobei z sein kann: 0,1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, oder 10.
Die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft können potentielle Protomere sein, die möglich sein können, wenn die Verbindung von Interesse oder ein Kandidatenanalyt ionisiert. In diesem Zusammenhang sind Protomere Protonierungen eines Moleküls an unterschiedlichen Punkten des Moleküls. Die Bildung von Protomeren kann in Abhängigkeit von den Ionisationsbedingungen variieren, so dass die geeigneten Bedingungen zum Ionisieren einbezogen werden sollten (oder dieselben Ionisationsbedingungen verwendet werden sollten). Beispielsweise können unterschiedliche Protomere unterschiedliche Ionenmobilitäten besitzen, und daher können, wenn eine Verbindung von Interesse dafür bekannt ist, dass sie eines oder mehrere Protomere besitzt, die Kandidatenionen für Ionenmobilitäten gesucht werden, die auf das eine oder die mehreren Protomere passen.
Wenn Protomere der Verbindung von Interesse existieren, ist es wahrscheinlich, dass diese unterschiedliche Kollisionsquerschnittsflächen besitzen und daher unterschiedliche Driftzeiten durch die Ionenmobilitätsvorrichtung, und die Bestimmung von Kandidatenionen, die diese Driftzeiten besitzen (oder anderer Eigenschaften, die mit der Ionenmobilität in Beziehung stehen) und das Vorliegen einer Massenmessung, die auf die Verbindung von Interesse passt, kann als eine weitere Bestätigung des Vorhandensein der Verbindung von Interesse in der Probe verwendet werden. Diese Bestätigung wäre nicht möglich ohne die Verwendung der Ionenmobilität in dem Screeningprozess.
Die Verbindung(en) von Interesse kann bzw. können isomere Spezies sein. In diesen Ausführungsformen können die Ionenmobilitäten der unterschiedlichen Isomere unterschiedlich sein und daher können, wenn es bekannt ist, dass eine Verbindung von Interesse eine oder mehrere Isomere besitzt, die Kandidatenionen nach Ionenmobilitäten, die auf das oder die Isomere passen, abgesucht werden. Es kann möglich sein, das Vorliegen eines Isomers zu identifizieren, während das Vorliegen und/oder die Abwesenheit eines anderen Isomers bestätigt wird. Dies wäre nicht mittels herkömmlicher Techniken möglich. Ein Beispiel hierfür im Bereich der Naturstoff-/Nahrungsmittelanalyse könnte Isoorientin und Orientin sein.
Die Verbindung(en) von Interesse können mehrere Konformere umfassen. Diese sind Verbindungen derselben Zusammensetzung aber mit unterschiedlichen Formen. Die Ionenmobilitäten unterschiedlicher Konformere können unterschiedlich sein und daher können, wenn bekannt ist, dass eine Verbindung von Interesse ein oder mehrere Konformere besitzt, die Kandidatenionen nach Ionenmobilitäten abgesucht werden, die auf das oder die entsprechenden einen oder mehrere Konformere passen. Es kann möglich sein, die Anwesenheit eines Konformers zu identifizieren, während das Vorliegen und/oder die Abwesenheit eines anderen Konformers bestätigt wird. Dies wäre nicht mit herkömmlichen Techniken möglich. Ein Beispiel hierfür wäre, dass einige Zucker Konformere sind.
Die Verbindung(en) von Interesse kann bzw. können Ionen bilden, die dieselbe genaue Masse und Retentionszeit, aber unterschiedliche Ionenmobilitäten haben. In diesem Fall können, durch die Trennung unter Verwendung der Ionenmobilität, nominell isobare und empirisch isobare Spezies unterschieden und identifiziert werden. Dies wäre nicht mit herkömmlichen Techniken möglich. Ein Beispiel hierfür aus dem Bereich der Pestizidanalyse wäre Triazophos und Isazophos, die nominell isobar sind, und im Bereich der Zuckeranalyse Maltose und Saccharose, die empirisch isobar sind.
Zusätzlich zu dem Screening entsprechend der vorliegenden Erfindung könnte es möglich sein, jeglichen unbekannten Analyten, der in dem Analyseprozess bestimmt wird, aus den Daten, die aus der Ionenmobilitätstrennung und der weiteren Information, die durch das Massenspektrometer und/oder die Flüssigchromatographie erzeugt wird, zu identifizieren, so dass potentiell unbekannte Analyten für zukünftige Identifikationen ausgewählt werden können.
Das Verfahren kann nach der Identifikation der Verbindung von Interesse in der Probe umfassen, die Menge der Verbindung von Interesse in der Probe zu quantifizieren. Dies kann durch die Bestimmung der Peakfläche, der Peakhöhe, der Ionenintensität, der Fläche einer Mobilitätsspur und der Höhe einer Mobilitätsspur durchgeführt werden.
Ein Beispiel wird nun beschrieben. Perfluorinierte Verbindungen (PFCs) sind eine Klasse von künstlich hergestellten Verbindungen, die häufig global in biologischen und Umweltproben detektiert werden. Perfluorooctansulfonat (PFOS) wird häufig in biologischen und Umweltproben detektiert. Auf MRM-Transition beruhende LC-MS/MS Analysen wurden zuvor verwendet, um PFOS in marinen Tieren und menschlichem Serum zu untersuchen. Benskin et al. berichtete über einen häufigen Matrixinterferenten (Taurodeoxycholat [TDCA]), der die Quantifizierung von PFOS erschweren kann, weil er denselben Übergang (499 m/z–80 m/z) vollzieht und dazu neigt, mit PFOS zu koeluieren, so dass ein positiver Bias erhalten wird. Die Verwendung von Hochdefinitionsmassenspektrometrie (HDMS) wird als ein wichtiges Werkzeug zur eindeutigen Identifizierung von PFOS-Isomeren in Umweltproben erforscht. Diese Technik bietet einige einzigartige Vorteile für das Profiling von komplexen Matrices.
Der Assay beruht auf der Analyse von Extrakten aus Umweltproben, Hinkleber und Fisch. Diese Proben wurden in eine Ultradurchsatzflüssigchromatographieanalysesäule (UPLC) BEH C18 (1,7 μm, 2,1 × 100 mm) injiziert. Zusätzlich wurde eine Mischung von PFOS-Isomerlösungsmittelstandard in die Säule injiziert. Die Chromatographiebedingungen umfassten einen 35-minütigen Gradienten H₂O (2 mM Ammoniumacetat) (A): 80:20 MeOH:ACN (B), der durch ein Chromatographiesystem (ausgerüstet mit einem PFC-Kit) bereitgestellt wurde, das mit 0,45 ml/min und Probeninjektionsvolumina von 5 μl betrieben wurde. Ein Negativionenelektrospray mit einer Ionenmobilitätsdatenaufnahme MS^E wurde unter Verwendung eines Synapt G2-S HDMS-Massenspektrometers durchgeführt.
Die Ergebnisse, die zur Bestimmung des Vorliegens von PFOS in Hink erhalten wurden zeigen klar die Vorzüge der Verwendung von HDMS. Es ist möglich, koeluierende Analyten zu trennen und die Peakkapazität unter Verwendung der Ionenmobilität zu erhöhen. Die PFOS-Isomere wurden von den interferierenden Kornponenten getrennt, weil diese sehr unterschiedliche Ionenmobilitätsdriftzeiten besitzen. Dieser Ansatz zeigt, dass es nicht notwendig ist, komplexe Chromatographie, extensive Probenaufreinigung oder hochspezifische MS-Experimentdesigns zu verwenden. Sämtliche Massenspektreninformationen bleiben erhalten, Vorläufer- und Fragmentinformationen werden gleichzeitig aufgenommen, und Driftzeiten ermöglichen ein weiteres charakteristisches Profiling. Mit dieser Information war es möglich, ein charakteristisches Zuordnungsprofil von PFOS-Isomeren zu erzeugen, die mit den Cholsäureinterferenzen koeluieren. Unter Verwendung einer Prototypensoftwareplattform wurden die Zielretentionszeiten einem Profiling unterzogen, um automatisch die Vorläufer- und Fragmentierungsspektren, ebenso wie die Driftzeiten für die identifizierten PFOS-Isomere zu erzeugen. Die erhaltenen Ergebnisse rechtfertigen eine weitere Untersuchung bezüglich der Verwendung der Ionenmobilität als einem Ansatz zur Bestätigung des Vorliegens von PFOS-Isomeren in der Umwelt, wobei Vertrauen gefasst werden kann, das kein Beitrag von isobaren Interferenzen vorliegt.
In diesem Beispiel wurde eine Auflösung von isobaren Interferenzen unter Verwendung der Ionenmobilität zur Identifikation und Charakterisierung von TFOS-Isomeren, die als in Umweltproben vorhanden bestimmt wurden, durchgeführt.
Ein zweites Beispiel wird nun beschrieben werden. Momentane Trends zeigen an, dass mehr als 500 Verbindungen auf globaler Basis routinemäßig unter einer strikten Regulation verwendet werden. Mit der Zunahme des globalen Handels besteht das Erfordernis nach Multianalytsceeningstrategien, die dazu in der Lage sind, Restmengenverletzungen effizient zu bestimmten, um die Verbrauchersicherheit zu schützen. Die Vorzüge einer Vollspektrenaufnahme und die Spezifität der genauen Massenmessung ist gut charakterisiert und wird in Verwendung mit Zeittoleranzen, Isotopenfits, Fragmentionen/-verhältnissen und Antwortschwellwerten verwendet, um falschpositive-/negative Identifikationen in Screeningessays zu reduzieren. Nichtsdestotrotz ist es eine Herausforderung, Zielverbindungen zu identifizieren, die in der Probe mit einer großen Anzahl von koextrahierten Matrixkomponenten vorliegen. Die Anwendung der Ionenmobilität, um falschpositive Identifikationen zu entfernen und, wichtig, falschnegative Identifikationen, wird vorgestellt werden.
Der Assay beruht auf der Analyse von Probenextrakten und matrixangepassten Kalibranten aus Birne, Ingwer, Lauch und Mandarine, ebenso wie von Qualitätskontrollproben, die aus einem EU-RL-Leistungstest erzeugt wurden. Diese Proben wurden auf eine Ultradurchsatzflüssigchromatographieanalysesäule (UPLC) BEH C18 (1,7 μm, 2,1 × 100) injiziert. Zusätzlich wurde eine Reihe von Mischungen von Pestizidlösungsmittelstandards auf die Säule injiziert. Die chromatographischen Bedingungen umfassten einen 15 minütigen Gradienten Wasser-Methanol (0,005 m Ammoniumacetat) mit 0,45 ml/min, und Probeninjektionsvolumina von 5 μl wurden verwendet. Positivionenelektrospray mit Ionenmobilitätsdatenaufnahme MS^E (HDMS^E) wurde unter Verwendung eines Synapt G2-S HDMS-Massenspektrometers durchgeführt.
UPLC-HDMS^E-Daten wurden zunächst für eine Reihe von Lösungsmittelstandardmischungen aufgenommen. Diese wurden verwendet, um mobilitätsgetrennte Einzelkomponenten-MS^E-Spektren für die [M + H]⁺-Spezies zu erzeugen. Hierdurch wurden Vorläuferionen, Fragmentionen und Driftzeit für die Pestizidstandards aufgenommen. Nachfolgend wurde der entsprechende Datensatz für die Birnen-, Ingwer-, Lauch- und Mandarinenmatrixkalibrationsreihen und dann die EU-RL-Leistungstestproben aufgenommen. Die Driftzeiten, die aus dem Lösungsmittelstandard und matrisangepassten Kalibranten erzeugt wurden, wurden als statistisch zu derselben Population gehörig gezeigt. Matrixbezogene Retentionszeitverschiebungen wurden bestimmt und wurden mit der erhaltenen Driftzeitinformation korreliert. Es kann daher gezeigt werden, dass die Driftzeit der Pestizidstandards unabhängig von der Matrix ist, und dass diese als ein Bestätigungsparameter zur Erhöhung des Vertrauens auf eine Identifikation verwendet werden kann, und um falschpositive und -negative Identifizierungen weiter zu reduzieren. Die Verwendung der Driftzeit bietet das Potential, die anfängliche Spezifität der angewandten Screeningparameter zu reduzieren. Die Driftzeitdaten, die erzeugt wurden, wurden in eine wissenschaftliche Bibliothek in einem neuen wissenschaftlichen Informationssystem eingegeben. Dies erlaubte es, die erwarteten und bestimmten Driftzeiten zu verwenden, um falsche Identifikationen in den Leistungsfähigkeitstestproben und den analysierten matrixangepassten Kalibrantenproben zu reduzieren.
In diesem Beispiel wurde die die Verwendung der Ionenmobilität zur Reduktion Falschpositiver und Falschnegativer im Screeningverfahren für Pestizidrückstände in Nahrungsmitteln durchgeführt.
Ein weiteres Beispiel wird nun beschrieben. Fluorchinolone sind ein Klasse von antimikrobiellen Wirkstoffen, die Vieh für unterschiedliche Zwecke, (a) die Verhinderung und Steuerung von Infektionen und (b) die Wachstumsförderung, gegeben wurden. Aufgrund von Bedenken bezüglich der Verbreitung resistenter Mikroorganismen in der menschlichen Population hat die USA-FDA 2005 eine Sperre hinsichtlich der Verwendung von Enrofloxiacin und Ciprofloxacin in der Viehproduktion ausgesprochen. Die Verwendung von antibiotischen Wachstumsförderungswirkstoffen in der Tierhaltung ist in der EU seit 2006 verboten. Hier berichten wir über die Verwendung von Hochdefinitionsmassenspektrometrie (HDMS) als einem leistungsfähigen Werkzeug zur Methodenentwicklung, um eine eindeutige Identifikation von Fluochinolonantibiotikarückständen zu unterstützen. Einzelverbindungsvorläuferionen- und Fragmentierungsspektren können gleichzeitig in einem HDMS-Experiment aufgenommen werden, das als HDMS^E bezeichnet wird.
Der Assay beruht auf der Analyse von Probenextrakten vom Schwein und einer Mischung aus Lösungsmittelstandards tierärztlicher Medikamente, die Fluorchinolone, Tetracycline und Makrolide umfassen. Diese Proben wurden in eine Hochdurchsatzflüssigchromatographieanalysesäule (UPLC) BEH C18 (1,7 μm, 2,1 × 50 mm) injiziert. Die chromatographischen Bedingungen umfassten einen 9-minütigen Wasser-Acetonitril-Gradienten (0,1% Ameisensäure) mit 0,6 ml/min und Probeninjektionsvolumina von 10 μl wurden verwendet. Positivionenelektrospray mit HDMS^E-Datenaufzeichnung wurde unter Verwendung eines Synapt G2-S HDMS-Massenspektrometers durchgeführt.
Die Ultradurchsatzflüssigchromatographie (UPLC) HDMS^E-Daten wurden anfänglich für eine Reihe von Extrakten vom Schwein, Lösungsmittel- und Standardmischungen von Fluorchinolonen, Tetracyclinen und Makroliden aufgenommen. Diese wurden verwendet, um mobilitätsgetrennte Einzelkomponenten-MS^E-Spektren für die [M + H]⁺-Spezies zu erzeugen, somit wurden Vorläuferionen, Fragmentionen und Driftzeiten bestimmt. Die verbesserte analytische Leistung erleichterte die Bestimmung von Antibiotika in einer Auswahl von Probentypen, die lediglich einen einzigen und generischen Extraktpräparationsschritt erfordert. HDMS kann nicht nur zusätzliche Peakkapazität bereitstellen, sondern auch neue Einsichten in die molekularen Charakteristika der Analyten während des Verfahrensentwicklungsprozesses. Die Daten, die hier gezeigt werden, zeigen die Detektion und Aufklärung von mehreren Protonierungsstellen in einer einzelnen Verbindung. Driftzeiten der tierärztlichen Medikamentenstandards sind unabhängig von der Matrix und können als ein Bestätigungsparameter verwendet werden, um das Vertrauen in die Identifikation zu erhöhen und falschpositive und -negative Ergebnisse weiter zu reduzieren. Die erzeugten Driftzeitdaten wurden in eine wissenschaftliche Bibliothek in einer Prototypensoftwareplattform eingegeben, so dass es ermöglicht wurde, die Einzelkomponenten-MS^E-Spektren und Driftzeiten jeder entsprechenden Protonierungsstelle der Fluorchinolone zu bestimmen und automatisch zu charakterisieren. Das Vorliegen der mehreren Protonierungsstellen, die in dieser Studie beobachtet wurden, könnten dafür verantwortlich sein, dass in den Leistungsfähigkeitstest für diese Verbindungen Variationen beobachtet werden. Die Ionenmobilität kann als ein Untersuchungswerkzeug verwendet werden, um der Auswirkung der Parameter, die in einem analytischen Assay verwendet werden, auf die hierbei erhaltbaren Ergebnisse vollständig zu verstehen. Unter Verwendung dieser Informationen können verbesserte Experimentdesigns verwendet werden, um verlässlichere und reproduzierbarere Ergebnisse zu erzielen.
In diesem Beispiel wurde die Ionenmobilitätstrennung und strukturelle Charakterisierung von isobaren Spezies, die aus den mehreren Protonierungsstellen für Fluochinolonveterinärmedikamente gebildet werden, durchgeführt.
2 zeigt einen Extrakt von Lauch, der mit Pestiziden dotiert war, um eine matrixangepasste Kalibrationsreihe zu erzeugen. Die Probe enthält unbekannte Pestizide. In Verbindung mit der Massengenauigkeit, der Retentionszeit und der Driftzeit, die für das identifizierte Pestizid beobachtet wurden, bestätigen die Daten, dass Thiacloprid in der unbekannten Probe vorliegt. Die CCS/Driftzeit oder das Driftfenster als ein Identifikationspunkt zum Erhalt zusätzlicher Konfidenz verwendet.
3 veranschaulicht einen Extrakt von Lauch, der mit Pesiziden dotiert wurde, um eine matrixangepasste Kalibrationsreihe zu erzeugen. Die Probe enthält unbekannte Pestizide. In Verbindung mit der Massengenauigkeit, der Retentionszeit und der Driftzeit, die für das identifizierte Pestizid beobachtet wurde, wird ferner das Vorliegen von Isoproturon in der unbekannten Probe bestätigt. Die CCS/Driftzeit oder das Driftfenster wurden als Identifikationspunkt verwendet, um zusätzliche Konfidenz zu liefern. In diesem Fall kann festgestellt werden, dass für zwei Punkte auf der matrixangepasten Kalibrationskurve, die bei 1000 ppb und 10 ppb bezeichnet sind, die Massengenauigkeit > 12 ppm ist. Wäre eine Screeningtoleranz von weniger als 12 ppm verwendet worden, wäre das Pestizid Isoproturon nicht identifiziert worden. Es ist möglich, dass die Massengenauigkeitsleistungsfähigkeit aufgrund der Interferenz nicht weniger als 5 ppm beträgt, wie dies typischerweise erwartet wird. Aber als ein Ergebnis des Vorliegens der Driftzeitmessung war es möglich, Isoprotoron korrekt zu identifizieren. In diesem Fall wäre, wenn typische Screeningparameter verwendet worden wären, d. h. 5 ppm Massengenauigkeitstoleranz, ein falschnegatives Ergebnis aufgetreten. Daher kann CCS, die Driftzeit oder ein Driftfenster verwendet werden, um sowohl falschpositive als auch falschnegative Identifikationen zu reduzieren.
4 veranschaulicht Extrakte von Ingwer, die mit Pestiziden dotiert wurden, um eine matrixangepasste Kalibrationsreihe zu bilden. Die Probe enthält unbekannte Pestizide. In Verbindung mit der Massengenauigkeit und der Retentionszeit und beobachteter Driftzeit wurde das Pestizid Phenoxicarb als in der unbekannten Probe vorhanden identifiziert. Die Retentionszeit von Phenoxicarb ist 8,41 min, genau gleich wie der erwartete Wert. Es kann festgestellt werden, dass in der matrixangepassten Kalibrationsreihe die beobachtete Retentionszeit von Phenoxicarb 8,69 min beträgt. Die beobachteten Driftzeiten für den Analyten, der in der matrixangepassten Reihe identifiziert wird, weicht ebenfalls ab. Die Verbindung, die als Phenoxicarb identifiziert wird, ist tatsächlich das K+-Addukt einer anderen Verbindung, das auf der Retentionszeit und die eingestellten exakten Massentoleranzen passt. Jedoch werden die Driftzeittoleranzen nicht eingehalten und die Driftzeit wurde verwendet, um zu zeigen, dass eine falschpositive Identifikation durchgeführt worden war.
Die 5 veranschaulicht, dass durch eine Verwendung eines Toleranzfilters die falschpositive Identifikation von Phenoxicarb entfernt wurde. Dies veranschaulicht die Möglichkeit, eine Driftzeit, ein Driftfenster oder CCS als ein Mittel zur Reduzierung falschpositiver Identifikationen zu verwenden.
In dem Beispiel, das in den 4 und 5 gezeigt wurde, wurde unter Verwendung von Prototypensoftware eine angepasste Kalibration verwendet, um ein Verhältnis einer erwarteten Driftzeit und der gemessenen Driftzeit zu erzeugen. Wenn die Driftzeit 1,02 oder 0,98 betrug war die erzielte Messung innerhalb von 2% des erwarteten Driftfensterwerts. Die Verwendung von Driftfenstern wird einer Driftzeit in Millisekunden gleichkommen, und aus diesen Messungen in Verbindung mit der Anwendung einer Mobilitätskalibration kann ein Kollisionsquerschnitt erzeugt werden.
6 ist eine Veranschaulichung zur Verwendung von durchschnittlichen Kollisionsquerschnitten, die unter Verwendung einer Ionenmobilität mit wandernder Welle erzeugt werden, um falschpositive und falschnegative Identifikationen zu vermeiden.
In 6 wurde der Prototypenbuild verwendet, um eine Mandarinen-Matrixprobe, die mit bekannten Pestiziden dotiert war, zu verarbeiten. Die Standardpestizide in Lösungsmitteln wurden zur Erzeugung des CCS-Werts jedes Pestizids verwendet. Diese CCS-Werte wurden in die wissenschaftliche Bibliothek eingegeben, die Mandarinenmatrix wurde auf Pestizide gescreent. Es kann gesehen werden, dass der gezeigte prozentuale Fehler für die Pestizide innerhalb von 2% des erwarteten CCS-Werts liegt. Jedoch besitzen mehrere der detektierten Pestizide einen Massenmessungsfehler von mehr als 5 ppm. Wenn ein Massenmessungsfehler von 5 ppm oder weniger verwendet worden wäre, um die Daten zu screenen, wären diese Pestizide nicht innerhalb dieser Toleranzen identifiziert worden, und ein falschnegatives Ergebnis wäre aufgetreten. Die CCS-Toleranz ermöglicht eine Bestätigung der korrekten Identifikation ungeachtet der erhaltenen Massenmessungsfehler von > 5 ppm.
In einigen Ausführungsformen kann die Erfindung verwendet werden, um einen zusätzlichen Identifikationspunkt zu liefern. Beispielsweise kann in den Pestizidsrückstandsscreeningstudien in komplexen Matrices auf hunderte bis tausende Verbindungen gescreent werden. Der Prozess des Screenings beruht auf bekannter Information und eine Bibliothek von Zielen wird gegen nichtgezielte Datenaufnahmen gescreent. Die Bibliotheken können Parameter wie die exakte Masse von Vorläufern, exakte Masse von Fragmentionen, Retentionszeiten, Ionenverhältnisse, Ionenmustern und Adduktinformationen verwenden. In jedem Assay, der komplexe Matrices umfasst, wie das Pestizidrückstandsscreening, das Medikamentenscreening im tierärztlichen Bereich und dem Metabolitenidentifikation, kann die gescreente Matrix Probleme verursachen, wie Probenunterdrückung, Retentionszeitverschiebungen und reduzierte Massengenauigkeit aufgrund des Vorliegens von Matrixinterferenzen bei der Zielmasse oder aufgrund von Ionenstatistiken, wenn niedrige Ionenzahlen auftreten. Man verlässt sich auf diese Parameter mit angewandten Toleranzen, um eine Identifikation zu bilden. Eine große Anzahl von Falschidentifikationen kann auftreten. CCS-/Driftzeit-/Driftfenstermessungen sind unabhängig von der Matrix, von niedrigen Ionenstatistiken und von der Retentionszeit und können dazu verwendet werden, die Anzahl von falschpositiven/falschnegativen Identifikationen zu reduzieren oder eine Identifikation zu bestätigen. Diese Parameter können auch dazu verwendet werden, Unbekannte zu charakterisieren.
7 ist ein Graph, der den Effekt der Matrix auf die beobachtete Retentionszeit für eine Reihe von Analyten zeigt. Wie aus dem Graph abgelesen werden kann, können Variationen beobachtet werden, die von der vorhandenen Matrix abhängen.
8 ist ein Graph, der den Effekt der Matrix auf die beobachteten Driftzeiten veranschaulicht. Es kann gesehen werden, dass es sehr wenige oder keine beobachtete Verschiebungen in der bestimmten Driftzeit gibt und dass diese unabhängig von der Matrix zu sein scheinen.
9 ist ein Graph, der die prozentuale mittlere Driftzeitabweichung der Zielanalyten in vier Matrices gegen die Driftzeiten für die Lösungsmittelstandardkontrollen veranschaulicht. Unter Verwendung eines einseitigen t-Tests kann statistisch gezeigt werden, dass eine signifikante Wahrscheinlichkeit besteht, dass die zwei Gruppen derselben Population angehören, und daher sind die Driftzeit/Driftfenster/CCS-Messungen unabhängig von der Matrix. Daher können diese als Identifikationspunkt verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es vom Fachmann verstanden werden, dass unterschiedliche Veränderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen beschrieben ist.

Claims

Verfahren zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse, das umfasst: Auswählen wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in der Probe vorhanden sein kann, und Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs von erwarteten Werten, der der Ionenmobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, und eines Werts oder eines Bereichs von erwarteten Werten wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht; Bereitstellen der Probe an ein Massen- oder Ionenmobilitätsspektrometer; Ionisieren der Probe zur Bildung von Kandidatenionen; Experimentelles Messen der Ionenmobilitäten der Kandidatenionen unter Verwendung eines Ionenmobilitätstrenners, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Kandidatenionen entspricht; Experimentelles Messen der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht; und wobei für jede Art von Kandidatenionen jeweils der experimentelle Wert, der der Ionenmobilitat und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Suchen des oder der erwarteten Werte der Ionenmobilität gegen die experimentell gemessenen Werte von Ionenmobilitäten für die Kandidatenionen, um passende Werte zu bestimmen; und/oder umfassend das Suchen des oder der erwarteten Werte der weiteren physikochemischen Eigenschaft gegen die experimentell gemessenen Werte der weiteren physikochemischen Eigenschaft für die Kandidatenionen, um passende Werte zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 2, umfassend das Bereitstellen eines Ionenmobilitätstoleranzfensters, das den erwarteten Wert der Ionenmobilität umfasst, und das sich oberhalb und/oder unterhalb des erwarteten Werts der Ionenmobilität erstreckt; das Bestimmen, dass jeder experimentell gemessene Wert einer Ionenmobilität für ein Kandidatenion, der innerhalb des Ionenmobilitätstoleranzfensters liegt, auf den Ionenmobilitätswert des Ions der Verbindung von Interesse passt; das Bereitstellen eines Toleranzfensters für die weitere Eigenschaft, das den erwarteten Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft umfasst, und das sich oberhalb und/oder unterhalb des erwarteten Werts der weiteren physikochemischen Eigenschaft erstreckt; das Bestimmen, dass jeder experimentell gemessene Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft für ein Kandidatenion, der sich innerhalb des weiteren Toleranzfensters für die weitere Eigenschaft befindet, auf den Wert der weiteren physikochemischen Eigenschaft des Ions der Verbindung von Interesse passt; wobei das Ionenmobilitätstoleranzfenster eine Breite aufweisen kann, die x% des erwarteten Werts für die Ionenmobilität des Ions der Verbindung von Interesse beträgt; wobei das Toleranzfenster für die weitere Eigenschaft eine Breite aufweisen kann, die y% des erwarteten Werts für die weitere physikochemische Eigenschaft beträgt; und wobei x < y.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem, wenn der oder die erwarteten Werte der Ionenmobilität und der oder die erwarteten Werte der wenigstens einen weiteren physikochemischen Eigenschaft auf experimentell beobachtete Werte der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren physikochemischen Eigenschaft bezüglich eines der Kandidatenionen passen, die Verbindung von Interesse als in der Probe vorhanden bestimmt oder dieses Kandidatenion einer weiteren Analyse unterzogen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, die Masse solcher Ionen umfasst, und bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, die Masse solcher Ionen umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner das Fragmentieren, Umsetzen oder Aktivieren der Kandidatenionen umfasst, um Fragment- oder Produktionen zu erzeugen, wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen von Interesse bezieht, die Masse eines oder mehrerer der Fragment- oder Produktionen umfasst, und wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, die Masse eines oder mehrerer ihrer Fragment- oder Produktionen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner das wiederholte und aufeinanderfolgende Umschalten des Verfahrens zwischen einem erstem Modus und einem zweiten Modus umfasst, wobei in dem ersten Modus die Massen der Kandidatenionen gemessen werden und in dem zweiten Modus die Kandidatenionen fragmentiert, aktiviert oder umgesetzt werden und wobei die Massen der sich ergebenden Kandidatenfragment- oder Kandidatenproduktionen gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Verfahren zwischen den ersten und zweiten Modi mit einer Frequenz wechselt, derart, dass jede Spezies von Kandidatenionen sowohl den ersten und auch den zweiten Modi unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, bei dem die Kandidatenionen durch den Ionenmobilitätstrenner geführt werden, bevor sie massenanalysiert und/oder fragmentiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Kandidatenionen aus dem Ionenmobilitätstrenner in einen Massenanalysator überführt werden, der die Massen der Kandidatenionen in dem ersten Modus misst, wobei der Ionenmobilitätstrenner das Intensitätsprofil der Kandidatenionen, die in den Massenanalysator überführt werden, in einer Funktion der Zeit verändert, so dass bewirkt wird, das unterschiedliche Kandidatenionen in einer Funktion der Zeit unterschiedliche Intensitätsprofile besitzen; und der zweite Modus das Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Kandidatenionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen und das Massenanalysieren der Fragment- oder Produktionen umfasst; und die Fragment- oder Produktionen auf Grundlage der Intensitätsprofile der Fragment- oder Produktionen und der Intensitätsprofile der Kandidatenionen mit ihren entsprechenden Kandidatenionen korreliert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Probe, die an das Spektrometer bereitgestellt wird, der Eluent einer Flüssigchromatographietrennvorrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine weitere physikochemische Eigenschaft eine Retentionszeit in einer Chromatographievorrichtung umfasst, wobei die Retentionszeiten der Analyten, die ionisiert werden, um die Kandidatenionen zu bilden, aufgezeichnet und mit einer erwarteten Retentionszeit der Verbindung von Interesse verglichen werden, wodurch dann, wenn die Retentionszeit der Verbindung von Interesse auf eine Retentionszeit, die einem Kandidatenion zugeordnet ist, passt, die Verbindung von Interesse als in der Probe vorhanden bestimmt wird oder dieses Kandidatenion einer weiteren Analyse unterworfen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen der Verbindung von Interesse bezieht, das Isotopenmuster der Ionen der Verbindung von Interesse umfasst, und die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, das Ionenmuster der Kandidatenionen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Isotopenmuster der Verbindung von Interesse mit den Isotopenmustern der Kandidatenionen verglichen wird, um zu bestimmen, ob diese aufeinander passen, indem: die erwartete(n) Masse(n) des oder der Isotopen des Ions der Verbindung von Interesse mit der oder den experimentell bestimmten Massen des oder der Isotopen jedes Kandidatenions verglichen werden; und/oder die relativen Intensitäten der Isotopenpeaks des Ions der Verbindung von Interesse mit den relativen Intensitäten der Isotopenpeaks jedes Kandidatenions verglichen werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Identifikation der wenigstens einen Verbindung von Interesse die Identifikation von Kandidatenionen umfassen kann, die wenigstens eine protomere, isomere, konformere und/oder isobare Spezies umfassen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, das die Bestimmung umfasst, dass die Verbindung von Interesse in der Probe vorhanden ist, und sodann das Quantifizieren der Menge der Verbindung von Interesse in der Probe.
Verfahren zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse, das umfasst: Auswählen wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorliegen kann, sowie Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte, der der Ionenmobilität von Fragment- oder Produktionen entspricht, die durch Ionisieren und anschließendes Fragmentieren, Umsetzen oder Aktivieren der Verbindung von Interesse gebildet werden; und Zuordnen eines erwarteten Werts oder eines Bereichs von erwarteten Werten wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht; Bereitstellen der Probe an ein Massen- oder Ionenmobilitätsspektrometer; Ionisieren der Probe zur Bildung von Vorläuferionen; Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Vorläuferionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen; experimentelles Messen der Ionenmobilitäten der Fragment- oder Produktionen unter Verwendung eines Ionenmobilitätstrenners, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Mobilität jedes der Fragment- oder der Produktionen entspricht; experimentelles Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht; wobei für jede Art von Fragment- oder Produktion, die von den Vorläuferionen abgeleitet ist, jeweils der experimentelle Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen der Verbindung von Interesse bezieht bzw. beziehen, verglichen wird bzw. werden.
Vorrichtung, die dazu angeordnet und eingerichtet ist, das Verfahren eines der vorstehenden Ansprüche auszuführen.
Vorrichtung zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse bereit, die umfasst: einen Speicher zum Speichern von Daten, die sich auf wenigstens auf eine Verbindung von Interesse beziehen, die in einer Probe vorhanden sein kann, darunter ein erwarteter Wert oder ein Bereich erwarteter Werte, der der Ionenmobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, und ein erwarteter Wert oder ein Bereich erwarteter Werte wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht; eine Ionenquelle zum Ionisieren der Probe zur Bildung von Kandidatenionen; einen Ionenmobilitätstrenner zum experimentellen Messen der Ionenmobilitäten der Kandidatenionen, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Kandidatenionen entspricht; Mittel zum experimentellen Messen der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht; und Verarbeitungsmittel, um jeweils den experimentellen Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, für jede Art von Kandidatenion mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, der oder die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden bezieht bzw. beziehen, zu vergleichen.
Vorrichtung zum Screenen einer Probe auf wenigstens eine Verbindung von Interesse, die umfasst: einen Speicher zum Speichern von Daten, die sich auf wenigstens eine Verbindung von Interesse beziehen, die in einer Probe vorhanden sein kann; umfassend das Speichern eines erwarteten Wertes oder eines Bereichs von erwarteten Werten, der der Ionenmobilität von Fragment- oder Produktionen, die durch Ionisieren und anschließendes Fragmentieren, Reagieren oder Umsetzen der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht; und zum Speichern eines erwarteten Werts oder eines Bereichs erwarteter Werte wenigstens einer weiteren physikochemischen Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht; eine Ionenquelle zum Ionisieren der Probe zur Bildung von Vorläuferionen; Mittel zum Fragmentieren, Aktivieren oder Umsetzen der Vorläuferionen zur Bildung von Fragment- oder Produktionen; einen Ionenmobilitätstrenner zum experimentellen Messen der Ionenmobilitäten der Fragment- oder Produktionen, um einen experimentellen Wert zu erhalten, der der Ionenmobilität jedes der Fragment- oder Produktionen entspricht; Mittel zum experimentellen Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen bezieht; Verarbeitungsmittel, um jeweils den experimentellen Wert, der der Ionenmobilität und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft für jede Art von Fragment- oder Produktion, das von den Vorläuferionen abgeleitet ist, mit dem oder den Ionenmobilitätswerten und dem oder den Werten der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragment- oder Produktionen der Verbindung von Interesse bezieht, zu vergleichen.
Verfahren zum Screenen einer Probe, das umfasst: i) Identifizieren wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorhanden sein kann, und Zuordnen eines erwarteten Werts, der der Mobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, entspricht, sowie eines erwarteten Werts der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die durch das Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, ii) Bereitstellen der Probe an ein Massenspektrometer iii) Ionisieren der Probe in dem Massenspektrometer zur Bildung von Kandidatenionen, iv) Messen der Driftzeit der Kandidatenionen durch ein Ionenmobilitätsinstrument, um einen experimentellen Wert zu bilden, der der Mobilität der Kandidatenionen entspricht, v) Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen in dem Massenspektrometer bezieht, vi) Vergleichen des experimentellen Werts, der der Ionenmobilität der Kandidatenionen entspricht, mit einem erwarteten Wert, der der Mobilität der Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden entspricht, sowie der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht, um zu bestätigen, dass die Verbindung von Interesse in der Probe vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die Masse der Kandidatenionen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, das ferner das Fragmentieren der Kandidatenionen umfasst, wobei die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, die Masse der fragmentierten Kandidatenionen umfassen kann.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner das aufeinanderfolgende Umschalten zwischen einem ersten Modus und einem zweiten Modus umfassen, wobei in dem ersten Modus die Masse der Kandidatenionen gemessen wird und in dem zweiten Modus die Masse der fragmentierten Kandidatenionen gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Masse der Kandidatenionen und die Masse der fragmentierten Kandidatenionen entsprechend dem experimentellen Wert der Ionenmobilität der Kandidatenionen als von denselben Kandidatenionen stammend miteinander verlinkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem die Probe, die an das Massenspektrometer bereitgestellt wird, der Eluent einer Flüssigchromatographietrennung sein.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Retentionszeit des Eluenten, der an das Massenspektrometer bereitgestellt wird, aufgezeichnet und mit einer erwarteten Retentionszeit der Verbindung von Interesse verglichen wird, um das Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu zusätzlich zu bestätigen.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen von Interesse bezieht, das Isotopenmuster der Kandidatenionen umfasst
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die wenigstens eine weitere Eigenschaft, die sich auf die Ionen bezieht, das Isotopenmuster der fragmentierten Kandidatenionen umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, bei dem die Identifikation der wenigstens einen Verbindung von Interesse die Identifikation von Kandidatenionen umfassen kann, die protomere, isomere, konformere und/oder isobare Spezies umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, bei das ferner das Quantifizieren der Menge der wenigstens einen Verbindung von Interesse umfasst, sofern diese in der Probe vorhanden ist.
Verfahren zum Screenen einer Probe bereit, das umfasst: i) Identifizieren wenigstens einer Verbindung von Interesse, die in einer Probe vorliegen kann, ii) Bereitstellen der Probe an ein Massenspektrometer, iii) Ionisieren der Probe in dem Massenspektrometer zum Bilden von Kandidatenionen, iv) Fragmentieren der Kandidatenionen zum Bilden von Fragmentionen, v) Messen der Driftzeit der Fragmentionen durch ein Ionenmobilitätsinstrument zum Bilden eines experimentellen Werts, der der Mobilität der Fragmentionen entspricht, vi) Messen wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragmentionen bezieht, vii) Identifizieren des experimentellen Werts, der sich auf die Mobilität der Fragmentionen bezieht, mit einem erwarteten Wert, der der Mobilität der Fragmentionen und der wenigstens einen weiteren Eigenschaft entspricht, die sich auf die Fragmentionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Fragmentionen bezieht, um Fragmentionen in der Probe zu identifizieren, die einer Verbindung von Interesse entsprechen, um das Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu bestätigen.
Vorrichtung zum Screenen einer Probe bereit, die umfasst: i) ein Massenspektrometer mit einer Ionenquelle, einem Ionenmobilitätstrenner und einem Massenanalysator, der dafür eingerichtet ist, einen experimentellen Wert bereitzustellen, der der Mobilität des Kandidatenions entspricht, und wenigstens einer weiteren Eigenschaft, die sich auf das Kandidatenion bezieht, ii) eine Probe, die potentiell Verbindungen von Interesse enthält, iii) eine Datenbank, die wenigstens eine Verbindung von Interesse umfasst, die in der Probe vorliegen kann, enthaltend einen erwarteten Wert, der sich auf die Mobilität der Ionen bezieht, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, sowie einen erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht iv) Software zum Vergleichen des experimentellen Werts, der der Mobilität der Kandidatenionen entspricht, mit einem erwarteten Wert, der den Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, sowie der wenigstens einen weiteren experimentellen Eigenschaft, die sich auf die Kandidatenionen bezieht, mit einem erwarteten Wert der wenigstens einen weiteren theoretischen Eigenschaft, die sich auf die Ionen, die durch Ionisieren der Verbindung von Interesse gebildet werden, bezieht, um das Vorhandensein einer Verbindung von Interesse in der Probe zu bestätigen.