DE112015001580T5

DE112015001580T5 - Schnelles Verfahren zum Analysieren von Blutproben zur Identifikation von Hämoglobin-Varianten mittels Elektronenübertragungsdissoziation

Info

Publication number: DE112015001580T5
Application number: DE112015001580.9T
Authority: DE
Inventors: Jeffery Mark Brown; Jonathan Williams; Malcolm Anderson
Original assignee: Micromass UK Ltd
Current assignee: Micromass UK Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-05-04
Also published as: US20170131290A1; WO2015150785A1; US10684288B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe offenbart, das ein Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen, ein Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen, ein Analysieren der Fragmentionen nach Masse und ein Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht, umfasst.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der UK-Patentanmeldung Nr. 1405782.2, die am 31. März 2014 eingereicht wurde, sowie der europäischen Patentanmeldung Nr. 14162941.0, die am 31. März 2014 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldungen ist hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Massenspektrometrie und insbesondere auf Verfahren zum "Screenen" und Testen einer Probe, Verfahren zur Massenspektrometrie und Massenspektrometer.
Hintergrund
Verschiedene Massenspektrometrietechniken, die versuchen, nach Hämoglobin-Varianten zu suchen, sind bekannt.
Beispielsweise offenbart TW-20121 1543 (Wu) ein schnelles Screening-Verfahren für eine Hämoglobin-Variante, das umfasst: (a) Bereitstellen einer Blutprobe; (b) schnelles Trennen von Hämoglobin von der Blutprobe; (c) Bestimmen unter Verwendung von matrixunterstützter Laserdesorptionsionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF) im linearen Modus, ob das aus Schritt (b) resultierende Produkt eine Hämoglobin-Variante enthält, und gegebenenfalls Durchführen der folgenden Schritte; (D) Enzym-Hydrolyse des aus Schritt (b) resultierenden Produkts unter Ultraschallvibration; und (e) Bestimmen eines Typs der Hämoglobin-Variante in dem aus Schritt (d) resultierenden Produkt durch Verwenden von MALDI-TOF im Reflexionsmodus und Anwenden einer Vergleichssoftware. Dieses Verfahren umfasst ferner ein Analysieren einer partiellen Aminosäuresequenz der Hämoglobin-Variante unter Verwendung von Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS) nach Durchführen des Schritts (e).
WO 2004/090552 (Dalton) offenbart ein Screening-Verfahren unter Verwendung von Massenspektrometrie, wobei die Ionisationstechnik ein mehrfach geladenes Spektrum erzeugt und verwendet wird, um abweichende Peptide, Polypeptide und Proteine zu detektieren, die Krankheiten verursachen oder anzeigen.
Die Massenspektrometrie konzentriert sich auf eine bestimmte mehrfach geladene Spezies des Polypeptids von Interesse, was es ermöglicht, dass eine einzige anvisierte ionisierte Spezies und ihre entsprechende Variante (falls vorhanden) mit größerer Massengenauigkeit gemessen werden kann. Ein Beispiel für eine Anwendung dieses Verfahrens ist ein Screening bezüglich der Sichelzellenkrankheit und der Sichelzellenveranlagung durch Detektieren von Hämoglobin S und anderen Hämoglobin-Varianten unter Verwendung von Elektrospray-Massenspektrometrie.
Allerdings sind die bekannten Verfahren keine klinischen Diagnoseverfahren. Bei WO 2004/090552 (Dalton) heißt es beispielsweise auf Seite 10, Zeile 29, ausdrücklich, dass "dieser Test nicht diagnostisch ist."
Bekannte Verfahren beinhalten zudem typischerweise komplexe Probenvorbereitungsroutinen. Zum Beispiel muss vielleicht eine Blutprobe entsalzt und einer Flüssigkeitschromatographie-Trennung unterzogen werden und die Durchführung dessen kann eine relativ lange Zeit in Anspruch nehmen.
Der Artikel von Graca et al., "Electron Transfer Dissociation Mass Spectrometry of Hemoglobin on Clinical Samples", J. Am. Soc. Mass Spectrom. (2012) 23: 1750–1756, offenbart ein Verfahren zum Identifizieren von Hämoglobin-Varianten aus Vollblut unter Verwendung von Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrometrie ("ETD-Massenspektrometrie").
Der Artikel von Acosta-Martin et al., "Quantitative Mass Spectrometry Analysis of Intact Hemoglobin A₂ by Precursor Ion Isolation and Detection", Anal. Chem. (2013), 85: 7971–7975, offenbart ein Verfahren zum Quantifizieren von Hämoglobin unter Verwendung von ETD-Massenspektrometrie.
Der Artikel von Edwards et al., "Top-Down Proteomics and Direct Surface Sampling of Noenatal Dried Blood Spots: Diagnosis of Unknown Hemoglobin Variants", J. Am. Soc. Mass Spectrom. (2012), 23: 1921–1930, offenbart ein Verfahren zum Screenen auf Hämoglobin-Varianten unter Verwendung von ETD-Massenspektrometrie.
Die Techniken, die in diesen Artikeln beschrieben sind, arbeiten mit denaturiertem (im Gegensatz zu nativem) Hämoglobin und erfordern daher komplexe Probenvorbereitungsroutinen.
Schnelle Verfahren zum Erhalten einer klinischen Diagnose von nativen Hämoglobin-Varianten unter Verwendung von Massenspektrometrie sind nicht bekannt.
Es ist erwünscht, ein verbessertes Verfahren zum Screenen oder Testen auf native Hämoglobin-Varianten mittels Massenspektrometrie bereitstellen zu können.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe bereitgestellt, das umfasst:
Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
Analysieren der Fragmentionen nach Masse; und Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind.
Eine Ausführungsform bezieht sich auf eine klinische diagnostische Prozedur zum Testen von nativen Hämoglobin-Varianten aus Blutproben. Die Prozedur gemäß einer Ausführungsform erfordert nur minimale Probenvorbereitung, da das Verfahren mit der nativen Form von Hämoglobin arbeitet. Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Techniken, wie sie in den Artikeln von Graca et al., Acosta-Martin et al. und Edwards et al. offenbart sind, die alle mit denaturiertem (im Gegensatz zu nativem) Hämoglobin arbeiten und daher komplexe Probenvorbereitungsroutinen erfordern.
Der Begriff "native menschliche Hämoglobin-Probe" soll im Sinne einer nicht-denaturierten Hämoglobin-Probe, d. h. einer natürlichen oder verdünnten Blutprobe, verstanden werden.
Die Blutprobe kann eine Vollblutprobe oder eine im Wesentlichen unbehandelte Blutprobe umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Probe in einem nicht-denaturierenden Mittel gelöst sein.
Die Blutprobe kann in einem im Wesentlichen neutralen Puffer wie etwa einem Phosphat-Puffer, einem Citrat-Puffer, einem Acetat-Puffer, Citrat-Phosphat-Puffer oder Tris-HCl gelöst sein. Im Gegensatz zu sauren Puffern wie etwa Puffern, die Ameisensäure ("FA") enthalten, sind im Wesentlichen neutrale Puffer typischerweise nichtdenaturierende Mittel.
Gemäß einer Ausführungsform kann der im Wesentlichen neutrale Puffer Ammoniumacetat enthalten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die native oder natürliche menschliche Hämoglobin-Probe nicht in einem organischen Lösungsmittel gelöst, wie es üblicherweise mit einem Flüssigkeitschromatographie-System verwendet wird.
Organische Lösungsmittel wie etwa Acetonitril ("ACN") und Methanol sind typischerweise denaturierende Mittel.
Eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation der nichtkovalent gruppierten Tetramere von Hämoglobin stellt vorteilhafterweise eine genaue Bestimmung der Hämoglobin-Varianten in einer automatisierten Prozedur bereit.
Eine Ausführungsform unterscheidet sich von herkömmlichen Ansätzen darin, dass das Verfahren die natürliche Form des Hämoglobins verwendet und wendet Elektronenübertragungsdissoziation (statt stoßinduzierter Dissoziation) auf die nichtkovalent gebundenen Vorläufer- oder Ausgangs-Hämoglobin-Ionen an.
Das Verfahren gemäß einer Ausführungsform ist erheblich schneller als herkömmliche Verfahren, da eine minimale Probenvorbereitung erforderlich ist. Ferner ist gemäß einem Ausführungsform nur 10 µL Blut erforderlich und es werden kein Entsalzungs- oder Flüssigkeitschromatographie-Trennungs-Schritt durchgeführt oder sind erforderlich.
Ferner können gemäß einer Ausführungsform die Massenspektrums-Peaks des nativen Hämoglobins, die in der ETD-Analyse verwendet werden, das komplette Protein enthalten und beide Paare von Alpha- und Beta-Ketten umfassen. Daher können gemäß einer Ausführungsform Tandem-Massenspektrometrie-Daten ("MS/MS"-Daten), die mindestens drei klinisch signifikante Massenspektrums-Peaks abdecken, gleichzeitig erfasst werden. Daher ist es gemäß einer Ausführungsform nicht notwendig, durch unterschiedliche Vorläuferionen zu gehen. Das Verfahren gemäß einer Ausführungsform ist daher wesentlich schneller und einfacher als die Techniken, die mit denaturiertem Hämoglobin arbeiten.
Gemäß einer Ausführungsform sind die erfassten Massenspektren von nativem Hämoglobin einfacher (umfassen beispielsweise weniger Ladungszustände) und umfassen möglicherweise weniger chemisches Rauschen z. B. im Vergleich mit Massenspektren von denaturiertem Hämoglobin.
Darüber hinaus können Stammlösungen von nativem Hämoglobin, die gemäß einer Ausführungsform verwendet werden, stabiler und weniger verschlechterungsanfällig sein als Lösungen von denaturiertem Hämoglobin.
Es versteht sich daher, dass gemäß einer Ausführungsform eine klinische Diagnose sehr viel schneller als bei anderen herkömmlichen Verfahren und auf viel einfachere Art und Weise erhalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziation ein Interagieren von Analytionen mit Reagensionen, wobei die Reagensionen Dicyanbenzol-, 4-Nitrotoluol- oder Azulen-Reagensionen umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen, die indikativ für eine Variante von Hämoglobin sind, ferner ein Bestimmen, ob Fragmentionen, die eine Massendifferenz von –30.0 Da gegenüber β^AC₆-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 694,4 aufweisen, vorhanden sind oder nicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen, die indikativ für eine Variante von Hämoglobin sind, ferner ein Bestimmen, ob β^SC₆-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 664,4 vorhanden sind oder nicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen, die indikativ für eine Variante von Hämoglobin sind, ferner ein Bestimmen, ob β^SC₇-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 793,5 vorhanden sind oder nicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Variante von Hämoglobin die HbAS-Variante (heterozygote Sichelzellenvariante) des Hämoglobins.
Die native menschliche Hämoglobin-Probe kann ein intaktes nicht-kovalentes zusammengesetztes Tetramer (β₂α₂ + 4haem) von menschlichem Hämoglobin enthalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie bereitgestellt, das ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe, wie es oben beschrieben ist, umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe bereitgestellt, das umfasst:
Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
Analysieren der Fragmentionen nach Masse und Erhalten von ersten Massenspektraldaten; und
Vergleichen der ersten Massenspektraldaten mit zweiten Massenspektraldaten, wobei die zweiten Massenspektraldaten sich auf eine Hämoglobin-Kontrollprobe (HbAA) beziehen, in der keine Anomalien detektiert worden sind; und Bestimmen, ob sich die ersten Massenspektraldaten von den zweiten Massenspektraldaten unterscheiden oder nicht, um anzugeben, dass die native Hämoglobin-Probe eine Hämoglobin-Variante enthält.
Die Variante von Hämoglobin kann die (sichelheterozygote) HbAS-Variante von Hämoglobin umfassen.
Die Verfahrensschritte werden in vitro durchgeführt und werden nicht an einem menschlichen Körper durchgeführt.
Das Verfahren wird an einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe durchgeführt, ohne dass der Patient, der die Probe zur Verfügung gestellt hat, anwesend ist.
Die Probe wird nicht an einen Patienten zurückgegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Massenspektrometer bereitgestellt, das umfasst:
eine Ionenquelle;
eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung;
einen Massenanalysator; und
ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist:

(i) Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
(ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
(iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators; und
(iv) Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Massenspektrometer bereitgestellt, das umfasst:
eine Ionenquelle;
eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung;
einen Massenanalysator; und
ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist:

(i) Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
(ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
(iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators, um erste Massenspektraldaten zu erhalten; und
(iv) Vergleichen der ersten Massenspektraldaten mit zweiten Massenspektraldaten, wobei die zweiten Massenspektraldaten sich auf eine Hämoglobin-Kontrollprobe (HbAA) beziehen, in der keine Anomalien detektiert worden sind; und
(v) Bestimmen, ob sich die ersten Massenspektraldaten von den zweiten Massenspektraldaten unterscheiden oder nicht, um anzugeben, dass die native Hämoglobin-Probe eine Hämoglobin-Variante enthält.

Gemäß einem Aspekt der ist ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe bereitgestellt, das umfasst:
Ionisieren einer Probe von Vollblut, das optional in einem im Wesentlichen neutralen Puffer gelöst ist, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
Analysieren der Fragmentionen nach Masse; und
Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen oder nicht, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind.
Die Probe kann eine Probe umfassen, die beispielsweise etwa ≤ 1000 µL, etwa ≤ 500 µL, etwa ≤ 100 µL, etwa ≤ 50 µL oder etwa ≤ 10 µL Vollblut enthält. Die Probe kann eine kleine Probe von unbehandeltem Blut umfassen.
Der im Wesentlichen neutrale Puffer kann einen Phosphat-Puffer, einen Citrat-Puffer, einen Acetat-Puffer, einen Citrat-Phosphat-Puffer oder Tris-HCl umfassen. Gemäß einer Ausführungsform kann der im Wesentlichen neutrale Puffer Ammoniumacetat enthalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Massenspektrometer bereitgestellt, das umfasst:
eine Ionenquelle;
eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung;
einen Massenanalysator; und
ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist:

(i) Ionisieren einer Probe von Vollblut, das optional in einem im Wesentlichen neutralen Puffer gelöst ist, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen;
(ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen;
(iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators; und
(iv) Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen umfassen oder nicht, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind.

Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation entweder: (a) Analytionen fragmentiert oder zum Dissoziieren und zum Bilden von Produkt- oder Fragmentionen gebracht, nachdem sie mit Reagensionen interagiert haben und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (c) Analytionen fragmentiert oder dazu gebracht, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder Atomen oder einem nicht ionischen Reagensgas interagiert haben, und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nichtionischen oder ungeladenen Ausgangsgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nichtionischen oder ungeladenen Superbasis-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, 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, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: (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 -Atome und (viii) Magnesiumdampf oder -atome.
Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen umfassen vorzugsweise Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle.
Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der folgenden Gruppe abgeleitet: (i) Anthracen, (ii) 9,10-Diphenyl-anthracen, (iii) Naphthalen, (iv) Fluor, (v) Phenanthren, (vi) Pyren, (vii) Fluoranthen, (viii) Chrysen, (ix) Triphenylen, (x) Perylen, (xi) Acridin, (xii) 2,2'-Dipyridyl, (xiii) 2,2'-Biquinolin, (xiv) 9-Anthracencarbonitril, (xv) Dibenzothiophen, (xvi) 1,10'-Phenanthrolin, (xvii) 9'-Anthracencarbonitril und (xviii) Anthraquinon und/oder (c) weisen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzenanionen oder Azobenzen-Radikalanionen auf.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation die Wechselwirkung von Analytionen mit Reagensionen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzen, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform können Ionen einer Elektronenübertragungsdissoziation in einer Ionenführung, einer Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder einer Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung unterzogen werden, die mehrere Elektroden umfassen kann, die eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, durch welche Ionen im Einsatz durchgelassen werden. Ein Muster oder eine Reihe von digitalen Spannungspulsen kann im Einsatz an die Elektroden angelegt werden. Die digitalen Spannungspulse können in einer abgestuften sequentiellen Weise und sequentiell an die Elektroden angelegt werden. Eine erste Gleichspannungs-Wanderwelle oder eine Reihe von transienten Gleichspannungen oder Potentiale können dazu ausgelegt sein, sich mit der Zeit von einem ersten (vorgeschalteten) Ende der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform kann zur gleichen Zeit eine zweite Gleichspannungs-Wanderwelle oder eine Reihe von transienten Gleichspannungen oder Potentialen optional dazu ausgelegt sein, sich mit der Zeit von einem zweiten (nachgeschalteten) Ende der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung ebenfalls in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu bewegen. Als Ergebnis können die beiden Gleichspannungs-Wanderwellen oder Reihen von transienten Gleichspannungen oder Potentialen von entgegengesetzten Seiten der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung in Richtung der Mitte oder der mittleren Region der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zusammenlaufen.
Die Intensität oder Amplitude der digitalen Pulse, die an die Elektroden angelegt werden, kann dazu ausgelegt sein, sich in Richtung der Mitte oder des Zentrums der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu reduzieren. Als Ergebnis kann die Intensität oder Amplitude der digitalen Spannungspulse, die an die Elektroden angelegt werden, die nahe den Eintritts- oder Austrittsregionen oder Enden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung sind, größer sein als die Intensität oder Amplitude der digitalen Spannungspulse, die an die Elektroden in dem mittleren Bereich der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt werden.
Andere Ausführungsformen werden in Betracht gezogen, bei denen die Amplitude der transienten Gleichspannungen oder Potentiale oder der digitalen Spannungspulse, die an die Elektroden angelegt werden können, sich nicht mit einer axialen Verschiebung entlang der Länge der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung reduzieren. Gemäß dieser Ausführungsform bleibt die Amplitude der digitalen Spannungspulse mit der axialen Verschiebung entlang der Länge der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung im Wesentlichen konstant.
Die Spannungspulse, die an die Linsenelemente oder Ringelektroden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt werden können, können Rechteckwellen sein. Das elektrische Potential innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung kann eine Relaxation erfahren, so dass das Wellenfunktionspotential innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung eine glatte Funktion annehmen kann.
Gemäß einer Ausführungsform können Analytatkationen (z. B. positiv geladene Analytionen) und/oder Reagensanionen (beispielsweise negativ geladene Reagensionen) in die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung gleichzeitig von entgegengesetzten Enden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung eingebracht werden. Sobald sie in der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung sind, können positive Ionen (Kationen) durch die positiven (Kuppen-)Potentiale der Gleichspannungs-Wanderwelle oder der einen oder mehreren transienten Gleichspannungen oder Potentiale, die an die Elektroden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt sein können, abgestoßen werden. Während sich die elektrostatische Wanderwelle entlang der Länge der Ionenführung, Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung bewegt, können die positiven Ionen entlang der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung in der gleichen Richtung wie die Wanderwelle geschoben werden.
Negativ geladene Reagensionen (d. h. Reagensanionen) werden in Richtung der positiven Potentiale der Wanderwelle angezogen und wird ebenfalls in Richtung der Wanderwelle gezogen, gedrängt oder angezogen, während sich die wandernden Gleichspannungen oder Potentiale entlang der Länge der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung bewegen. Als Ergebnis können, während die positiven Ionen in den negativen Kuppen (positiven Tälern) der wandernden Gleichspannungswelle bewegen können, negative Ionen in den positiven Kuppen (negativen Tälern) der Gleichspannungs-Wanderwelle oder der/s einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder Potentiale bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform können zwei entgegengesetzte Gleichspannungs-Wanderwellen dazu ausgelegt sein, Ionen von beiden Enden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung im Wesentlichen gleichzeitig in Richtung der Mitte oder des Zentrums der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu verschieben. Die Gleichspannungs-Wanderwellen können dazu ausgelegt sein, sich aufeinander zu zu bewegen und können somit effektiv als im mittleren Bereich der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zusammenlaufend oder sich vereinigend betrachtet werden. Kationen und Anionen können gleichzeitig in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung getragen werden. Andere Ausführungsformen werden in Betracht gezogen, in denen Analytkationen gleichzeitig von verschiedenen Enden der Reaktionsvorrichtung eingebracht werden können. Gemäß dieser Ausführungsform können die Analytionen mit neutralem Reagensgas, das innerhalb der Reaktionsvorrichtung, vorhanden ist oder das anschließend in die Reaktionsvorrichtung zugegeben wird, umgesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können zwei verschiedene Spezies von Reagensionen (gleichzeitig oder nacheinander) in die Reaktionsvorrichtung von verschiedenen Enden der Reaktionsvorrichtung eingebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform können Kationen durch eine erste Gleichspannungs-Wanderwelle in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung und Anionen durch eine zweiten, unterschiedliche Gleichspannungs-Wanderwelle in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben werden.
Jedoch werden andere Ausführungsformen in Betracht gezogen, in denen sowohl Kationen als auch Anionen gleichzeitig durch eine erste Gleichspannungs-Wanderwelle in Richtung der Mitte (oder einer anderen Region) der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben werden können.
Gemäß dieser Ausführungsform können Kationen und/oder Anionen optional auch gleichzeitig durch eine zweite Gleichspannungs-Wanderwelle in Richtung der Mitte (oder einer anderen Region) der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben werden. So können beispielsweise gemäß einer Ausführungsform Anionen und Kationen gleichzeitig durch eine erste Gleichspannungs-Wanderwellen in eine ersten Richtung verschoben werden, während zur gleichen Zeit andere Anionen und Kationen gleichzeitig durch eine zweite Gleichspannungs-Wanderwellen verschoben werden, die sich in einer zweiten Richtung bewegen kann, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Antriebskraft der Wanderwellen so programmiert sein, dass sie sinkt, wenn sich Ionen der mittleren oder zentralen Region der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung nähern, und die Amplitude der Wanderwellen in dem mittleren Bereich der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung kann dazu ausgelegt sein, effektiv null oder auf andere Weise zumindest erheblich reduziert zu werden. Als Ergebnis können die Täler und Spitzen der Wanderwellen in der Mitte (dem Zentrum) der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung effektiv verschwinden (oder anderweitig deutlich reduziert) werden, so dass gemäß einer Ausführungsform dann ermöglicht werden kann, dass Ionen entgegengesetzter Polarität (oder alternativ mit der gleichen Polarität) dazu gebracht werden, miteinander in der mittleren Region der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu verschmelzen und wechselzuwirken. Wenn irgendwelche Ionen von der mittleren oder zentralen Region der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zufällig axial abweichen, beispielsweise aufgrund mehrerer Stöße mit Puffergasmolekülen oder durch hohe Raumladungseffekte, dann können diese Ionen dann auf nachfolgende Gleichspannungs-Wanderwellen treffen, die den Effekt des Verschiebens oder Drängens der Ionen zurück in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung haben können.
Gemäß einer Ausführungsform können positive Analytionen dazu ausgelegt sein, durch eine erste Gleichspannungs-Wanderwelle, die dazu ausgelegt ist, sich in einer ersten Richtung zu bewegen, in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben zu werden, und negative Reagensionen können dazu ausgelegt sein, durch eine zweite Gleichspannungs-Wanderwelle, die dazu ausgelegt ist, sich in einer zweiten Richtung zu bewegen, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, in Richtung der Mitte der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben zu werden.
Gemäß anderen Ausführungsformen kann anstelle des Anlegens von zwei entgegengesetzten Gleichspannungs-Wanderwellen an die Elektroden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung eine einzelne Gleichspannungs-Wanderwellen an die Elektroden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu irgendeinem bestimmten Moment in der Zeit angelegt werden. Gemäß dieser Ausführungsform können negativ geladene Reagensionen (oder alternativ positiv geladene Analytionen) zuerst in die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung geladen bzw. geleitet werden. Die Reagensanionen können von einem Eintrittsbereich der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung durch eine Gleichspannungs-Wanderwelle entlang und durch die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben werden. Die Reagensanionen können durch Anlegen eines negativen Potentials an dem gegenüberliegenden Ende oder Austrittsende der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung gehalten werden.
Nachdem Reagensanionen (oder alternativ Analytkationen) in die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung geladen worden sind, können dann positiv geladene Analytionen (oder alternativ negativ geladene Reagensionen) durch eine Gleichspannungs-Wanderwelle oder mehrere transiente Gleichspannungen oder Potentiale, die an die Elektroden angelegt sind, entlang der und durch die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung verschoben werden.
Die Gleichspannungs-Wanderwelle, die die Reagensanionen und die Analytkationen verschiebt, kann ein(e) oder mehrere transiente Gleichspannungen oder Potentiale oder ein) oder mehrere transiente Gleichspannungs- oder Potentialwellenformen umfassen, die an die Elektroden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt sein können. Die Parameter der Gleichspannungs-Wanderwelle und insbesondere der Geschwindigkeitsbetrag oder die Geschwindigkeit, mit der die transienten Gleichspannungen oder Potentiale entlang der Länge der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung an die Elektroden angelegt werden, kann variiert oder gesteuert werden, um Ion-Ion-Reaktionen zwischen den negativ geladenen Reagensionen und den positiv geladenen Analytionen zu optimieren, zu maximieren oder zu minimieren.
Fragment oder Produktionen, die aus den Ion-Ion-Wechselwirkungen resultieren, können aus der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung getragen werden, und zwar in einer Ausführungsform durch eine Gleichspannungs-Wanderwelle und in einer Ausführungsform bevor die Fragment- oder Produktionen neutralisiert werden. Nicht umgesetzte Analytionen und/oder nicht umgesetzte Reagensionen können auch aus der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung, in einer Ausführungsform durch eine Gleichspannungs-Wanderwelle, entfernt werden, falls dies gewünscht ist. Das negative Potential, das zumindest über das nachgeschaltete Ende Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt sein kann, kann auch bewirken, dass positiv geladene Produkt- oder Fragmentanionen aus der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung beschleunigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann optional ein negatives Potential an ein oder beide Enden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung angelegt sein, um negativ geladene Ionen innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu halten. Das negative Potential, das angelegt ist, kann auch den Effekt des Unterstützens oder Drängens von positiv geladenen Fragment- oder Produktionen, die innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung erzeugt oder gebildet werden, dabei bzw. dazu, die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung über ein oder beide Enden der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung zu verlassen, haben.
Gemäß einer Ausführungsform können positiv geladene Fragment- oder Produktionen dazu ausgelegt sein, die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung nach ungefähr 30 ms seit der Bildung zu verlassen, wodurch eine Neutralisation der positiv geladenen Fragment- oder Produktionen innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung vermieden wird. Jedoch werden andere Ausführungsformen in Betracht gezogen, in denen die Fragment- oder Produktionen, die innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung gebildet werden, dazu ausgelegt sein können, die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung schneller zu verlassen, z. B. innerhalb eines Zeitraums von etwa 0–10 ms, etwa 10–20 ms oder etwa 20–30 ms.
Alternativ können die Fragment- oder Produktionen, die innerhalb der Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung gebildet werden, dazu ausgelegt sein, die Ionenführung, Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung oder Ion-Neutralgas-Reaktionsvorrichtung langsamer zu verlassen, z. B. innerhalb eines Zeitraums von etwa 30–40 ms, etwa 40–50 ms, etwa 50–60 ms, etwa 60–70 ms, etwa 70–80 ms, etwa 80–90 ms, etwa 90–100 ms oder etwa > 100 ms.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Massenspektrometer ferner umfassen:

(a) eine Ionenquelle, die aus der folgenden Gruppe gewählt ist: (i) eine Elektrospray-Ionenquelle ("ESI"-Ionenquelle); (ii) eine Atmosphärendruck-Photoionisations-Ionenquelle ("APPI-Ionenquelle"), (iii) eine chemische Atmosphärendruckionisations-Ionenquelle ("APCI-Ionenquelle"), (iv) eine matrixunterstützte Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("MALDI-Ionenquelle"), (v) eine Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("LDI-Ionenquelle"), (vi) eine Atmosphärendruckionisations-Ionenquelle ("API-Ionenquelle"), (vii) eine Desorption/Ionisation-auf-Silicium-Ionenquelle ("DIOS-Ionenquelle"), (viii) eine Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle"), (ix) eine Ionenquelle mit chemischer Ionisation ("CI-Ionenquelle"), (x) eine Feldionisations-Ionenquelle ("FI-Ionenquelle"), (xi) eine Felddesorptions-Ionenquelle ("FD-Ionenquelle"), (xii) eine Induktivgekoppeltes-Plasma-Ionenquelle ("ICP-Ionenquelle"), (xiii) eine Schneller-Atombeschuss-Ionenquelle ("FAB-Ionenquelle"), (xiv) eine Flüssigkeits-Sekundärionenmassenspektrometrie-Ionenquelle ("LSIMS-Ionenquelle"), (xv) eine Desorptionselektrosprayionisations-Ionenquelle ("DESI-Ionenquelle"), (xvi) eine Radioaktives-Nickel-63-Ionenquelle, (xvii) eine matrixunterstützte Atmosphärendruck-Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle, (xviii) eine Thermospray-Ionenquelle, (xix) eine Atmosphärenprobenbildungs-Glimmentladungsionisations-Ionenquelle ("Atmospheric Sampling Glow Discharge Ionisation", "ASGDI-Ionenquelle"), (xx) eine Glimmentladungs-Ionenquelle ("GD-Ionenquelle"), (xxi) eine Impaktorionenquelle, (xxii) eine Direkte-Analyse-in-Echtzeit-Ionenquelle ("DART-Ionenquelle"), (xxii) eine Lasersprayionisations-Ionenquelle ("LSI-Ionenquelle"), (xxiv) eine Sonicsprayionisations-Ionenquelle ("SSI-Ionenquelle"), (xxv) eine matrixunterstützte Einlassionisations-Ionenquelle ("MAII-Ionenquelle"), (xxvi) eine lösungsmittelunterstützte Einlassionisations-Ionenquelle ("SAII-Ionenquelle"), (xxvii) eine Desorptionselektrosprayionisations-Ionenquelle ("DESI-Ionenquelle") und (xxviii) eine Laserablations-Elektrosprayionisations-Ionenquelle ("LAESI-Ionenquelle"); und/oder
(b) eine oder mehrere kontinuierliche oder gepulste Ionenquellen und/oder
(c) eine oder mehrere Ionenführungen und/oder
(d) eine oder mehrere Ionenmobilitätstrennvorrichtungen und/oder eine oder mehrere feldasymmetrische Ionenmobilitätsspektrometervorrichtungen und/oder
(e) eine oder mehrere Ionenfallen oder ein oder mehrere Ioneneinsperrgebiete und/oder
(f) eine oder mehrere Stoß-, Fragmentations- oder Reaktionszellen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: (i) eine Stoßinduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung ("CID-Fragmentationsvorrichtung"), (ii) eine Oberflächeninduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung ("SID-Fragmentationsvorrichtung"), (iii) eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung ("ETD-Fragmentationsvorrichtung"), (iv) eine Elektroneneinfangdissoziations-Fragmentationsvorrichtung ("ECD-Fragmentationsvorrichtung"), (v) eine Elektronenstoß-oder-Aufprall-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (vi) eine Photoinduzierte-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung ("PID-Fragmentationsvorrichtung"), (vii) eine Laserinduzierte-Dissoziations-Fragmentationsvorrichtung, (viii) eine Infrarotstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (ix) eine Ultraviolettstrahlungsinduzierte-Dissoziation-Vorrichtung, (x) eine Düse-Skimmer-Schnittstelle-Fragmentationsvorrichtung, (xi) eine In-der-Quelle-Fragmentationsvorrichtung, (xii) eine In-der-Quellestoßinduzierte-Dissoziation-Fragmentationsvorrichtung, (xiii) eine Thermische oder Temperaturquellen-Fragmentationsvorrichtung, (xiv) eine Vorrichtung für durch ein elektrisches Feld induzierte Fragmentation, (xv) eine Vorrichtung für magnetfeldinduzierte Fragmentation, (xvi) eine Enzymverdauungs- oder Enzymabbau-Fragmentationsvorrichtung, (xvii) eine Ion-Ion-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xviii) eine Ion-Molekül-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xix) eine Ion-Atom-Reaktions-Fragmentationsvorrichtung, (xx) eine Ionmetastabiles-Ion-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxi) eine Ion-metastabiles-Molekül-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxii) eine Ion-metastabiles-Atom-Reaktion-Fragmentationsvorrichtung, (xxiii) eine Ion-Ion-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxiv) eine Ion-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxv) eine Ion-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvi) eine Ionmetastabiles-Ion-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxvii) eine Ion-metastabiles-Molekül-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen, (xxviii) eine Ion-metastabiles-Atom-Reaktionsvorrichtung zum Reagieren von Ionen zur Bildung von Addukt- oder Produktionen und (xxix) eine Elektronenionisationsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung ("EID-Fragmentationsvorrichtung") und/oder
(g) einen Massenanalysator, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) ein Quadrupol-Massenanalysator, (ii) ein 2D- oder linearer Quadrupol-Massenanalysator, (iii) ein Paul- oder 3D-Quadrupol-Massenanalysator, (iv) ein Penning-Fallen-Massenanalysator, (v) ein Ionenfallen-Massenanalysator, (vi) ein Magnetsektor-Massenanalysator, (vii) ein Ionenzyklotronresonanz-Massenanalysator ("ICR-Massenanalysator"), (viii) ein Fouriertransformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenanalysator ("FTICR-Massenanalysator"), (ix) ein elektrostatischer Massenanalysator, der dazu ausgelegt ist, ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung zu erzeugen, (x) ein elektrostatischer Fouriertransformations-Massenanalysator, (xi) ein Fouriertransformations-Massenanalysator, (xii) ein Flugzeit-Massenanalysator, (xiii) ein Orthogonalbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und (xiv) ein Linearbeschleunigungs-Flugzeit-Massenanalysator und/oder
(h) einen oder mehrere Energieanalysatoren oder elektrostatische Energieanalysatoren und/oder
(i) einen oder mehrere Ionendetektoren und/oder
(j) einen oder mehrere Massenfilter, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: (i) ein Quadrupol-Massenfilter, (ii) eine 2D- oder lineare Quadrupol-Ionenfalle, (iii) eine Paul- oder 3D-Quadrupol-Ionenfalle, (iv) eine Penning-Ionenfalle, (v) eine Ionenfalle, (vi) ein Magnetsektor-Massenfilter, (vii) ein Flugzeit-Massenfilter und (viii) ein Wien-Filter und/oder
(k) eine Vorrichtung oder ein Ionengatter zum Pulsieren von Ionen und/oder
(l) eine Vorrichtung zum Umwandeln eines im Wesentlichen kontinuierlichen Ionenstrahls in einen gepulsten Ionenstrahl.

Das Massenspektrometer kann ferner Folgendes umfassen:

(i) eine C-Falle und einen Massenanalysator mit einer äußeren rohrförmigen Elektrode und einer koaxialen inneren spindelartigen Elektrode, die ein elektrostatisches Feld mit einer quadrologarithmischen Potentialverteilung bilden, wobei in einer ersten Betriebsart Ionen zu der C-Falle durchgelassen werden und dann in den Massenanalysator injiziert werden und wobei in einer zweiten Betriebsart Ionen zu der C-Falle durchgelassen werden und dann zu einer Stoßzelle oder Elektronenübertragungsdissoziationsvorrichtung durchgelassen werden, wobei zumindest einige Ionen in Fragmentionen fragmentiert werden, und wobei die Fragmentionen dann zu der C-Falle durchgelassen werden, bevor sie in den Massenanalysator injiziert werden, und/oder
(ii) eine Ringstapel-Ionenführung, die mehrere Elektroden umfasst, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von der Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, und wobei der Abstand zwischen den Elektroden entlang der Länge des Ionenwegs zunimmt und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem vorgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen ersten Durchmesser aufweisen und wobei die Öffnungen in den Elektroden in einem nachgeschalteten Abschnitt der Ionenführung einen zweiten Durchmesser aufweisen, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und wobei entgegengesetzte Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannung bei der Verwendung an aufeinander folgende Elektroden angelegt werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Massenspektrometer ferner eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt und angepasst ist, den Elektroden eine Wechsel- oder HF-Spannung zuzuführen. Die Wechsel- oder HF-Spannung hat vorzugsweise eine Amplitude, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) < 50 V Peak-zu-Peak, (ii) 50–100 V Peakzu-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 HF-Spannung kann vorzugsweise eine Frequenz aufweisen, die aus der folgenden Gruppe gewählt ist: (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 Massenspektrometer kann zudem eine Chromatographie- oder andere Trennvorrichtung, die einer Ionenquelle vorgeschaltet ist, aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Chromatographietrennvorrichtung eine Flüssigchromatographie- oder Gaschromatographievorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Trennvorrichtung Folgendes umfassen: (i) eine Kapillarelektrophorese-Trennvorrichtung ("CE-Trennvorrichtung"), (ii) eine Kapillarelektrochromatographie-Trennvorrichtung ("CEC-Trennvorrichtung"), (iii) eine Trennvorrichtung mit einem im Wesentlichen starren keramikbasierten mehrschichtigen Mikrofluidsubstrat ("Keramikkachel") oder (iv) eine Überkritisches-Fluid-Chromatographie-Trennvorrichtung.
Die Ionenführung wird vorzugsweise bei einem Druck gehalten, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (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.
Gemäß einer Ausführungsform können Analytionen einer Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation ("ETD-Fragmentation) in einer Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung unterzogen werden. Analytionen werden vorzugsweise veranlasst, mit ETD-Reagensionen innerhalb einer Ionenführung oder Fragmentationsvorrichtung zu interagieren.
Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation entweder: (a) Analytionen fragmentiert oder zum Dissoziieren und zum Bilden von Produkt- oder Fragmentionen gebracht, nachdem sie mit Reagensionen interagiert haben und/oder (b) Elektronen von einem oder mehreren Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (c) Analytionen fragmentiert oder dazu gebracht, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, nachdem sie mit neutralen Reagensgasmolekülen oder Atomen oder einem nicht ionischen Reagensgas interagiert haben, und/oder (d) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nichtionischen oder ungeladenen Ausgangsgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (e) Elektronen von einem oder mehreren neutralen nichtionischen oder ungeladenen Superbasis-Reagensgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, und/oder (f) Elektronen von einem oder mehreren neutralen, nicht ionischen oder ungeladenen Alkalimetallgasen oder -dämpfen zu einem oder mehreren mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen übertragen, 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, woraufhin wenigstens einige der mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen dazu gebracht werden, zu dissoziieren und Produkt- oder Fragmentionen zu bilden, wobei das eine oder die mehreren neutralen, nichtionischen oder ungeladenen Gase, Dämpfe oder Atome aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: (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 -Atome und (viii) Magnesiumdampf oder -atome.
Die mehrfach geladenen Analytkationen oder positiv geladenen Ionen umfassen vorzugsweise Peptide, Polypeptide, Proteine oder Biomoleküle.
Gemäß einer Ausführungsform werden zum Bewirken einer Elektronenübertragungsdissoziation: (a) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von einem polyaromatischen Kohlenwasserstoff oder einem substituierten polyaromatischen Kohlenwasserstoff abgeleitet und/oder (b) die Reagensanionen oder negativ geladenen Ionen von der folgenden Gruppe abgeleitet: (i) Anthracen, (ii) 9,10-Diphenyl-anthracen, (iii) Naphthalen, (iv) Fluor, (v) Phenanthren, (vi) Pyren, (vii) Fluoranthen, (viii) Chrysen, (ix) Triphenylen, (x) Perylen, (xi) Acridin, (xii) 2,2'-Dipyridyl, (xiii) 2,2'-Biquinolin, (xiv) 9-Anthracencarbonitril, (xv) Dibenzothiophen, (xvi) 1,10'-Phenanthrolin, (xvii) 9'-Anthracencarbonitril und (xviii) Anthraquinon; und/oder (c) weisen die Reagensionen oder negativ geladenen Ionen Azobenzenanionen oder Azobenzen-Radikalanionen auf.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Prozess der Elektronenübertragungsdissoziationsfragmentation die Wechselwirkung von Analytionen mit Reagensionen, wobei die Reagensionen Dicyanobenzen, 4-Nitrotoluol oder Azulen umfassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Verschiedene Ausführungsformen werden nun zusammen mit anderen Ausführungen nur beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 ein Massenspektrum von nativem menschlichem Hämoglobin zeigt;
2 ein Fragmentationsspektrum zeigt, das erhalten wird, wenn [M + 17H]¹⁷⁺-Ausgangsionen einer stoßinduzierten Dissoziation unterzogen werden;
3A ein Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrum von [M + 18H]¹⁸⁺-Ausgangsionen von menschlichem Hämoglobin zeigt, das eine beta-Ketten-Notation zeigt, und 3B ein Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrum von [M + 18H]¹⁸⁺-Ausgangsionen von menschlichem Hämoglobin zeigt, das aber eine alpha-Ketten-Notation zeigt;
4 partielle Massenspektren von normalem Hämoglobin (hbAA) und der Sichelzellen-Variante von Hämoglobin (HbAS) zeigt, die gemäß einer Ausführungsform erhalten werden und bei denen der Peak bei einem Masse-zu-Ladungs-Verhältnis von 664,5, der eine Massendifferenz von –30 Da relativ zu dem Fragment-Massenpeak bei 694,4 aufweist, anzeigt, dass die Hämoglobin-Probe die Sichelzellenvariante von Hämoglobin enthält;
5 partielle Massenspektren von normalem Hämoglobin (hbAA) und der Sichelzellen-Variante von Hämoglobin (HbAS) genauer darstellt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Zunächst wird ein herkömmlicher Ansatz zum Analysieren von Hämoglobin beschrieben.
Normales Hämoglobin (Hb) von erwachsenen Menschen existiert als ein nicht-kovalent zusammengesetztes Tetramer, das aus zwei alpha-Ketten (MW 15126,4) und zwei beta-Ketten (15867,2) besteht, wobei jede Kette mit einer Häm-Gruppe (MW 616,5) verknüpft ist. Das mittlere Molekulargewicht der intakten Zusammensetzung ist 66453,2. Die primäre Funktion von Hämoglobin ist es, Sauerstoff an die Organe des Körpers zu liefern. Strukturelle Anomalien innerhalb der Sequenz einer dieser Ketten können die Gesamtfunktion des zusammengesetzten Hämoglobin-Tetramers beeinflussen.
Im Hämoglobin von erwachsenen Menschen sind etwa 1000 alpha- und beta-Ketten-Anomalien (Varianten) beschrieben worden und viele mehr sind möglich.
Hämoglobin-Varianten werden im Allgemeinen durch eine einzige Basenmutation in einem Globin-Gen verursacht. Einige Varianten sind klinisch signifikant, während viele normal funktionieren. Das Wissen darüber, wie jede Art von Änderung spezifisch die Funktion ändert, ist wichtig, um zu verstehen, wie Hämoglobin funktioniert, sowie um Erkrankungen zu behandeln, die durch Hämoglobin-Varianten verursacht werden.
1 zeigt ein Ausgangsionen-Massenspektrum von nativem menschlichem Hämoglobin, das mehrfach geladene Ionen, die detektiert worden sind, zeigt, die von [M + 15H]¹⁵⁺ bis [M+20H]²⁰⁺ reichen.
2 zeigt ein Fragmentationsmassenspektrum, das erhalten wird, indem mehrfach geladene Vorläuferionen [M + 17H]¹⁷⁺ von menschlichem Hämoglobin einer Fragmentation durch stoßinduzierte Dissoziation unterzogen werden. Nach Ausstoß einer alpha- oder beta-Ketten-Untereinheit, werden gemischte Trimer-Spezies (α2β und αβ2) mit und ohne die Häm-Gruppe detektiert. Der Untereinheiten-Verlust wird nach der stoßinduzierten Dissoziation beobachtet und wenig oder gar keine sequenzspezifische Informationen werden erhalten, es sei denn komplexere Experimente wie etwa MS³ oder höher werden durchgeführt.
Eine Ausführungsform wird nun beschrieben.
Die nachstehend beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf Methoden, die die Elektronenübertragungsdissoziations-Analyse von klinischen Proben von nativem Hämoglobin einbeziehen, um eine klinische Diagnose bereitzustellen.
Eine Elektrospray-Ionisierung kombiniert mit Elektronenübertragungsdissoziation von ausgewählten mehrfach geladenen Vorläuferionen, die aus dem intakten nicht-kovalent zusammengesetzten Tetramer (α₂β₂ + 4haem) von menschlichem Hämoglobin hergestellt werden, ist in der Lage, schnell Beispiele von menschlichen Hämoglobin-Varianten zu identifizieren.
Ein Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsverfahren stellt eine schnelle nichtergodische Reaktion von ausgewählten mehrfach positiv geladenen Ionen mit Radikalanionen bereit und führt zu einer umfangreichen Aufspaltung des Peptid-Rückgrats.
3A und 3B zeigen ein Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrum von mehrfach geladenen Vorläuferionen [M + 18H]¹⁸⁺ von humanem Hämoglobin, die unter Verwendung von 4-Nitrotoluol als ETD-Reagensionen erhalten werden. Die Massenspektren, die in 3A und 3B gezeigt sind, stimmen miteinander überein, aber die Massenspektren wurden separat mit alpha- und beta-Ketten-Notation versehen.
Es ist klar, dass umfangreiche sequenzspezifische Informationen durch die Verwendung von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation im Vergleich mit Fragmentation durch stoßinduzierte Fragmentation bereitgestellt werden, und das unterstreicht die Fähigkeit der Elektronenübertragungsdissoziation und anschließenden Massenanalyse von menschlichem Hämoglobin, Hämoglobin-Varianten zu identifizieren oder zu detektieren.
4 zeigt ein Beispiel für die Identifizierung von HbAS (sichel-heterozygot) unter Verwendung von nativem oder natürlichem Hämoglobin, das in einer Blutprobe enthalten ist, und Top-down-Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrometrie, die unter Verwendung von 4-Nitrotoluol als die ETD-Reagensionen erhalten wird. Die Massenspektraldaten können mit einer normalen Hämoglobinkontrolle (HbAA) verglichen werden, bei der keine Anomalien detektiert worden sind.
Die Sichelzellenvariante von Hämoglobin (HBAS oder HBSS), β6Glu(E) → Val(V), kann durch verschiedene phänotypische Verfahren identifiziert werden. Eine Identifikation kann in Frage gestellt werden, wenn die Sichelvariante bei einem heterozygoten von ihrem normalen Wert deutlich abweicht (~40%). Daher ist eine DNA-Analyse oder eine Bestätigung durch Massenspektrometrie erforderlich.
Die Massenspektrometrie ist schnell und ermöglicht es unter Verwendung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform, dass beispielsweise schnell Proteinsequenzinformationen zum Bestimmen von HbAS oder HbSS verwendet werden. Andere klinisch signifikante und oder unschädliche Varianten können gemäß einer Ausführungsform unter Verwendung der Technik ebenfalls identifiziert werden.
4 zeigt die partiellen Massenspektren, die aus einer nativen Top-down-Elektronenübertragungsdissoziations-Massenspektrometrie von normalem Hämoglobin (HbAA) und einer Sichelzellenvariante von heterozygotem Hämoglobin (HBAs) erhalten werden.
5 zeigt die partiellen Massenspektren detaillierter, wobei eine –30,0 Da Massendifferenz an Position c6 in der beta-Kette gegenüber normal hervorgehoben wird. Diese Daten zeigen die Fähigkeit der Hämoglobin-Phänotypisierung unter Verwendung des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform genau.
Die Proben wurden wie erhalten analysiert und für eine Elektrospray-Ionisations-Massenspektrometrie-Analyse auf eine Konzentration von ~10 (100 mm Ammoniumacetat) verdünnt, und zwar ohne jegliche vorherige Aufarbeitungs- oder Entsalzungsprozeduren.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe, das umfasst: Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; Analysieren der Fragmentionen nach Masse; und Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht, ferner ein Bestimmen, ob Fragmentionen, die eine Massendifferenz von –30.0 Da gegenüber β^AC₆-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 694,4 aufweisen, vorhanden sind oder nicht, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht, ferner ein Bestimmen, ob β^SC₆-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 664,4 vorhanden sind oder nicht, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Schritt des Bestimmens, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht, ferner ein Bestimmen, ob β^SC₇-Fragmentionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 793,5 vorhanden sind oder nicht, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Variante von Hämoglobin die HbAS-Variante (heterozygote Sichelzellenvariante) von Hämoglobin umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die native menschliche Hämoglobin-Probe ein intaktes nichtkovalentes zusammengesetztes Tetramer (α₂β₂ + 4haem) von menschlichem Hämoglobin enthält.
Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe, das umfasst: Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; Analysieren der Fragmentionen nach Masse und Erhalten von ersten Massenspektraldaten; und Vergleichen der ersten Massenspektraldaten mit zweiten Massenspektraldaten, wobei die zweiten Massenspektraldaten sich auf eine Hämoglobin-Kontrollprobe (HbAA) beziehen, in der keine Anomalien detektiert worden sind; und Bestimmen, ob sich die ersten Massenspektraldaten von den zweiten Massenspektraldaten unterscheiden oder nicht, um anzugeben, dass die native Hämoglobin-Probe eine Hämoglobin-Variante enthält.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Variante von Hämoglobin die (sichel-heterozygote) HbAS-Variante von Hämoglobin umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte in vitro durchgeführt werden und nicht an einem menschlichen Körper durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren an einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe durchgeführt wird, ohne dass der Patient, der die Probe bereitgestellt hat, anwesend ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Probe nicht an einen Patienten zurückgegeben wird.
Verfahren zur Massenspektrometrie, das ein Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Massenspektrometer, das enthält: eine Ionenquelle; eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung; einen Massenanalysator; und ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist: (i) Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; (ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; (iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators; und (iv) Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht.
Massenspektrometer, das enthält: eine Ionenquelle; eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung; einen Massenanalysator; und ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist: (i) Ionisieren einer nativen menschlichen Hämoglobin-Probe, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; (ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; (iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators, um erste Massenspektraldaten zu erhalten; und (iv) Vergleichen der ersten Massenspektraldaten mit zweiten Massenspektraldaten, wobei die zweiten Massenspektraldaten sich auf eine Hämoglobin-Kontrollprobe (HbAA) beziehen, in der keine Anomalien detektiert worden sind; und (v) Bestimmen, ob sich die ersten Massenspektraldaten von den zweiten Massenspektraldaten unterscheiden oder nicht, um anzugeben, dass die native Hämoglobin-Probe eine Hämoglobin-Variante enthält.
Verfahren zum Screenen oder Testen einer Probe, das umfasst: Ionisieren einer Probe von Vollblut, das optional in einem im Wesentlichen neutralen Puffer gelöst ist, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; Analysieren der Fragmentionen nach Masse; und Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Probe ≤ 1000 µL, ≤ 500 µL, ≤ 100 µL, ≤ 50 µL oder ≤ 10 µL Vollblut enthält.
Massenspektrometer, das enthält: eine Ionenquelle; eine Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung; einen Massenanalysator; und ein Steuersystem, das zu Folgendem ausgelegt und angepasst ist: (i) Ionisieren einer Probe von Vollblut, das optional in einem im Wesentlichen neutralen Puffer gelöst ist, um Ausgangs- oder Vorläuferionen zu erzeugen; (ii) Anwenden von Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentation auf die Ausgangs- oder Vorläuferionen in der Elektronenübertragungsdissoziations-Fragmentationsvorrichtung, um mehrere Fragmentionen zu erzeugen; (iii) Analysieren der Fragmentionen nach Masse mittels des Massenanalysators; und (iv) Bestimmen, ob die Fragmentionen Fragmentionen, die für eine Variante von Hämoglobin indikativ sind, umfassen oder nicht.