JP2013545982A - スペクトル対スペクトルベースの水素−重水素交換制御 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】イオン分離用の液体クロマトグラフィーデバイスを備えた質量分析計が開示されている。気相イオンニュートラル反応デバイスが、水素−重水素交換のような気相イオンニュートラル反応を実施する目的で、下流に配置される。制御システムが、反応デバイスを自動的に何度も第1の操作モードと第2の操作モードとの間で切り替える目的で配置され、その場合、第1の操作モードにおいては、親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記反応デバイス内で反応させられ、第2の操作モードにおいては、反応させられる親イオンまたは前駆体イオンは実質的に希少かゼロになる。
【選択図】図5
Description
本願は、2010年12月9日に出願された米国暫定特許出願番号第61/421377号および2010年11月16日に出願された英国特許出願第1019337.3号に対する優先権および恩恵を請求する。これらの出願の全内容を、参照のためここで記載している。
イオン分離用の第1デバイスと、
気相イオンニュートラル反応を実施するために第1デバイスの下流に配置された第2デバイスと、
第2デバイスを制御するための制御システムと、
質量分析器とを備えた質量分析計であって、
制御システムが、第2デバイスを第1の操作モードと第2の操作モードとの間で自動的に何度も切り替えるために配置および適用され、第1の操作モードにおいて親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が第2デバイス内で反応させられ、第2の操作モードにおいて、反応させられる親イオンまたは前駆体イオンが実質的に希少かゼロになることを特徴とする質量分析計が提供される。
イオン分離用の第1デバイスと、
気相イオンニュートラル反応を実施するために第1デバイスの下流に配置された第2デバイスと、
第2デバイスを制御するための制御システムと、
質量分析器とを備えた質量分析計であって、
制御システムが、質量分析計を、第1の操作モードと第2の操作モードとの間で自動的に何度も切り替えるために配置および適用され、第1の操作モードにおいて親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が第2デバイス内で反応させられ、第2の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンが第2デバイスを迂回させられることを特徴とする質量分析計が提供される。
(i)複数の電極を備え、各電極がアパーチャを備えるかまたはイオンガイド領域を形成することにより使用時にイオンがそこを通って送られるイオントンネルまたはイオンファンネルデバイス、
(ii)多極ロッドセットデバイス、または
(iii)平面上に配置された複数の平面電極であって、イオンが概ねデバイスを通って送られる平面電極からなる群から選択されてもよい。
第2の操作モードにおいて、制御システムが、第2デバイス内での親イオンまたは前駆体イオンの平均残留時間がT2となるよう1つまたは複数の過渡DC電圧または過渡DC波形が電極に印加される振幅および/または速度を設定するために配置および適用され、
T2<T1であってもよい。
(i)第1の操作モードにおいて第2デバイス中で反応させられ、第2デバイスから出射する親イオンまたは前駆体イオンが質量分析器により質量分析されて第1質量スペクトルまたは第1質量スペクトルデータを形成するようにし、
(ii)第2の操作モードにおいて第2デバイス中で反応させられずに第2デバイスから出射する親イオンまたは前駆体イオンが質量分析器により質量分析されて第2質量スペクトルまたは第2質量スペクトルデータを形成するようにし、
(iii)第1質量スペクトルまたは第1の質量スペクトルデータを第2質量スペクトルまたは第2質量スペクトルデータと比較するという目的で配置および適用されるのが好ましい。
(i)フラグメンテーションデバイスから出射する重水素化フラグメントイオンが質量分析器により質量分析されて第3質量スペクトルまたは第3質量スペクトルデータを形成するようにし、
(ii)フラグメンテーションデバイスから出射する非重水素化(重水素化されていない)フラグメントイオンが質量分析器により質量分析されて第4質量スペクトルまたは第4質量スペクトルデータを形成するようにし、
(iii)第3質量スペクトルまたは第3質量スペクトルデータを第4質量スペクトルまたは第4質量スペクトルデータと比較することを目的として配置および適用されるのが好ましい。
(i)重水素化親イオンまたは重水素化前駆体イオンを、LC溶出時間および/またはイオン移動度ドリフト時間に基づいて、対応する非重水素化親イオンまたは非重水素化前駆体イオンと相関させる、および/または、
(ii)重水素化フラグメントイオンおよび/または非重水素化フラグメントイオンを、LC溶出時間および/またはイオン移動度ドリフト時間に基づいて、対応する重水素化親イオンもしくは重水素化前駆体イオンおよび/または非重水素化親イオンもしくは非重水素化前駆体イオンと相関させることを目的として配置および適用されるのが好ましい。
第1デバイス中でイオンを分離し、
第1デバイスの下流に配置された第2デバイス中で前記イオンに対し気相イオンニュートラル反応を実施し、
イオンを質量分析する質量分析法であって、
同方法においてさらに、
第1の操作モードと第2の操作モードとの間で第2デバイスを自動的に何度も切り替えることを特徴とする質量分析法であって、第1の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が第2デバイス内で反応させられ、第2の操作モードにおいて、反応する親イオンまたは前駆体イオンが実質的に希少かゼロになる質量分析法が提供される。
第1デバイス中でイオンを分離し、
第1デバイスの下流に配置された第2デバイス中で前記イオンに対し気相イオンニュートラル反応を実施し、
イオンを質量分析する質量分析法であって、
同方法においてさらに、
第1の操作モードと第2の操作モードとの間で質量分析計を自動的に何度も切り替えることを特徴とする質量分析法であって、第1の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が第2デバイス内で反応させられ、第2の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンが第2デバイスを迂回させられる質量分析法が提供される。
気相イオンニュートラル反応デバイスと、
気相イオンニュートラル反応デバイスを制御するための制御システムとを備えた質量分析計であり、
第1の操作モードにおいてイオンが気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に長い平均残留時間T1を持つよう配置され、第2の操作モードにおいてイオンが気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に短いかまたはゼロの残留時間T2を持つよう配置されるように、気相イオンニュートラル反応デバイス内でイオンの残留時間を自動的に何度も変化させることを目的として、制御システムが配置および適用される質量分析計が提供される。
気相イオンニュートラル反応デバイス中で気相イオンニュートラル反応をイオンに対し実施することを含む質量分析法であり、
方法においてさらに、
第1の操作モードにおいてイオンが気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に長い平均残留時間T1を持つよう配置され、第2の操作モードにおいてイオンが気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に短いかまたはゼロの平均残留時間T2を持つよう配置されるように、気相イオンニュートラル反応内でのイオンの残留時間を自動的に何度も変化させる質量分析法が提供される。
質量分析計は、タンパク質、ペプチド、オリゴヌクレオチド、ホスホペプチド、高分子およびフラグメントまたは質量分析計内で生じたこれらの生成物の混合物の同定、特徴付けならびに相対的および絶対的な定量化を含む多くの用途に用いることができる。現在これらの結果を作成する上で限界因子となっているものの1つが、質量分析計から生成された生データの分析、特に、複雑な質量スペクトル中に存在する種の分離(isolation)および質量測定である。
質量分析計から生成される生データの分析目的で現在採用されている方法には、最大エントロピーデコンボリューションおよび極性逆転(通常は線型フィルタによる)に基づく様々な代数学的技術が含まれる。
事前(T)=標的Tの事前確率
これはベイズの用語では「事前(the prior)」として知られている。
尤度(T)=確率(実際のデータD所定の提案標的T)
これは、ベイズの入力のもう半分である(あとの半分は事前)。
(Z=10およびZ=11および…Z=20)の事前
=(Z=10の事前)×(Z=11の事前)×…×(Z=20の事前)
しかしながらその後、質量が低い全信号強度で出現する可能性は非常に低くなる。なぜなら、その合計を小さくしようとすれば、11の強度のそれぞれを小さくする必要があるからである。このことは通常は予想されない。すなわち、現実のスペクトルは通常は多くの弱い信号を有するが、事前ではこのことは、非常に可能性が低いからである。よって、入れ子サンプリングは極端にゆっくりと進行し、実際には様々な誤答のどこかでフリーズする。
(Z=10およびZ=11および…Z=20所定のI)の事前=定数
他の実施態様では、荷電状態信号は荷電により相関および/または加重され得る。このような種類の2段階事前により、アルゴリズムが不適切にフリーズすることはなくなる。
親:同位体♯1:同位体♯2:…
標準的な配置では、擬似データは試行用親質量から、この質量依存同位体分布でのコンボリューションによって生成され、拡張して荷電状態をカバーするようになり、最終的には計器のピーク形状により渦巻状になる(convolve)。
(親、同位体♯1、同位体♯2、…)の事前
この分布は平均付近でピークを迎える必要があるが、またその一方で適切な柔軟性も有する。
事前(M)=フラット
もしこれが存在する唯一の質量であれば、この尤度が以下のような同時分布を生じる。
同時(M)=事前(M)×尤度(M)
これは、最も単純な(単親)デコンボリューションを表す。
同時(M)=密度(M)×(事前(M)×尤度/密度(M))
事前から始めて尤度を適用する代わりに、新しい密度で始めて改良型尤度を適用することもできる。
改良(M)=事前(M)×尤度(M)/密度(M)
もし、その密度が尤度から構造を除去して、それをさほど鮮鋭でも厄介でもない(less sharp and spiky)ものに修正すれば、計算の負荷が低減されるであろう。
擬似データ=(線形マトリックス)・(標的質量)
線形マトリックスを実データに対し逆に(その転置(transpose)として)印加すると、以下のような候補物質を生じる。
密度=(線形マトリックスの転置)・(実データ)
この密度は、真の標的の二重にぼやけたバージョン(doubly-blurred version)、すなわち、計器内で多数の荷電状態によって一旦ぼやけさせ、転置により再度ぼやけさせたものである。それでも、解析の計算タスクは、フラットな事前を用いて白紙の状態から開始するよりもはるかに少なくて済むことが多い。そのようなプログラムは、より一層迅速かつ正確に実行される。
Claims (24)
- イオン分離用の第1デバイスと、
気相イオンニュートラル反応を実施するために前記第1デバイスの下流に配置された第2デバイスと、
前記第2デバイスを制御するための制御システムと、
質量分析器とを備えた質量分析計であって、
前記制御システムが、前記第2デバイスを、第1の操作モードと第2の操作モードとの間で自動的に何度も切り替えるために配置および適用され、前記第1の操作モードにおいて親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記第2デバイス内で反応させられ、前記第2の操作モードにおいて、反応させられる親イオンまたは前駆体イオンが実質的に希少かゼロになることを特徴とする質量分析計。 - イオン分離用の第1デバイスと、
気相イオンニュートラル反応を実施するために前記第1デバイスの下流に配置された第2デバイスと、
前記第2デバイスを制御するための制御システムと、
質量分析器とを備えた質量分析計であって、
前記制御システムが、前記質量分析計を、第1の操作モードと第2の操作モードとの間で自動的に何度も切り替えるために配置および適用され、前記第1の操作モードにおいて親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記第2デバイス内で反応させられ、前記第2の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンが前記第2デバイスを迂回させられることを特徴とする質量分析計。 - 前記第2デバイスが気相水素−重水素交換を実施するために配置および適用される、請求項1または2に記載の質量分析計。
- 前記第1の操作モードにおいて、前記親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記第2デバイス内で重水素化され、前記第2の操作モードにおいて、重水素化される親イオンまたは前駆体イオンが実質的に希少かゼロになる、請求項3に記載の質量分析計。
- 前記第2デバイスに試薬ガスまたは蒸気を供給するためのデバイスをさらに備え、前記試薬ガスまたは蒸気が(i)重水素化アンモニアまたはND3、(ii)重水素化メタノールまたはCD3OD、(iii)重水素化水またはD2O、および(iv)重水素化硫化水素またはD2Sからなる群から選択される、請求項3または4に記載の質量分析計。
- 前記第2デバイスがオゾン分解を実施するために配置および適用される、請求項1または2に記載の質量分析計。
- 前記制御システムが、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10秒毎に、前記第2デバイスまたは前記質量分析計のいずれかを、前記第1と第2の操作モードの間で切り替えるために配置および適用される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
- 前記第1デバイスが液体クロマトグラフィーまたはキャピラリー電気泳動デバイスを備える、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
- 前記第2デバイスが、
(i)複数の電極を備え、各電極がアパーチャを備えるかまたはイオンガイド領域を形成することにより使用時にイオンがそこを通って送られるイオントンネルまたはイオンファンネルデバイスと、
(ii)多極ロッドセットデバイス、または
(iii)平面上に配置された複数の平面電極であって、イオンが概ね前記デバイスを通って送られる平面電極からなる群から選択される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。 - 前記第2デバイスが複数の電極を備え、1つまたは複数の過渡DC電圧または過渡DC波形が前記電極に印加される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
- 前記第1の操作モードにおいて、前記制御システムが、前記第2デバイス内での親イオンまたは前駆体イオンの平均残留時間がT1となるよう前記1つまたは複数の過渡DC電圧または過渡DC波形が前記電極に印加される振幅および/または速度を設定するために配置および適用され、
前記第2の操作モードにおいて、前記制御システムが、前記第2デバイス内での親イオンまたは前駆体イオンの平均残留時間がT2となるよう前記1つまたは複数の過渡DC電圧または過渡DC波形が前記電極に印加される振幅および/または速度を設定するために配置および適用され、
T2<T1である、請求項10に記載の質量分析計。 - 前記制御システムが、
(i)前記第1の操作モードにおいて前記第2デバイス中で反応させられ、前記第2デバイスから出射する親イオンまたは前駆体イオンが前記質量分析器により質量分析されて第1質量スペクトルまたは第1質量スペクトルデータを形成するようにし、
(ii)前記第2の操作モードにおいて前記第2デバイス中で反応させられずに前記第2デバイスから出射する親イオンまたは前駆体イオンが前記質量分析器により質量分析されて第2質量スペクトルまたは第2質量スペクトルデータを形成するようにし、
(iii)前記第1質量スペクトルまたは第1の質量スペクトルデータを前記第2質量スペクトルまたは前記第2質量スペクトルデータと比較するという目的で配置および適用される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。 - 前記第2デバイスの下流に配置されたフラグメンテーションデバイスをさらに備え、前記フラグメンテーションデバイスが、前記第1の操作モードおよび/または前記第2の操作モードにおいて、前記第2デバイスから出射するイオンを断片化するために配置および適用される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。
- 前記フラグメンテーションデバイスが、電子移動解離(「ETD」)フラグメンテーションデバイス、電子捕獲解離(「ECD」)フラグメンテーションデバイス、または衝突誘発解離(「CID」)フラグメンテーションデバイスを備える、請求項13に記載の質量分析計。
- 前記制御システムが、
(i)前記フラグメンテーションデバイスから出射する重水素化フラグメントイオンが前記質量分析器により質量分析されて第3質量スペクトルまたは第3質量スペクトルデータを形成するようにし、
(ii)前記フラグメンテーションデバイスから出射する非重水素化フラグメントイオンが前記質量分析器により質量分析されて第4質量スペクトルまたは第4質量スペクトルデータを形成するようにし、
(iii)前記第3質量スペクトルまたは前記第3質量スペクトルデータを前記第4質量スペクトルまたは前記第4質量スペクトルデータと比較することを目的として配置および適用される、請求項13または14に記載の質量分析計。 - 前記制御システムが、
(i)重水素化親イオンまたは重水素化前駆体イオンを、LC溶出時間および/またはイオン移動度ドリフト時間に基づいて、対応する非重水素化親イオンまたは非重水素化前駆体イオンと相関させる、および/または、
(ii)重水素化フラグメントイオンおよび/または非重水素化フラグメントイオンを、LC溶出時間および/またはイオン移動度ドリフト時間に基づいて、対応する重水素化親イオンもしくは重水素化前駆体イオンおよび/または非重水素化親イオンもしくは非重水素化前駆体イオンと相関させることを目的として配置および適用される、先行する請求項のいずれかに記載の質量分析計。 - 第1デバイス中でイオンを分離し、
前記第1デバイスの下流に配置された第2デバイス中で前記イオンに対し気相イオンニュートラル反応を実施し、
前記イオンを質量分析する質量分析法であって、
前記方法においてさらに、
第1の操作モードと第2の操作モードとの間で前記第2デバイスを自動的に何度も切り替えることを特徴とする質量分析法であって、前記第1の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記第2デバイス内で反応させられ、前記第2の操作モードにおいて、反応する親イオンまたは前駆体イオンが実質的に希少かゼロになることを特徴とする質量分析法。 - 第1デバイス中でイオンを分離し、
前記第1デバイスの下流に配置された第2デバイスで前記イオンに対し気相イオンニュートラル反応を実施し、
前記イオンを質量分析する質量分析法であって、
前記方法においてさらに、
第1の操作モードと第2の操作モードとの間で前記質量分析計を自動的に何度も切り替えることを特徴とする質量分析法であって、前記第1の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンの少なくとも一部が前記第2デバイス内で反応させられ、前記第2の操作モードにおいて、親イオンまたは前駆体イオンが前記第2デバイスを迂回させられることを特徴とする質量分析法。 - 前記第1の操作モードと前記第2の操作モードとの間を、少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10秒毎に切り替えることをさらに含む、請求項17または18に記載の方法。
- 気相イオンニュートラル反応デバイスと、
前記気相イオンニュートラル反応デバイスを制御するための制御システムとを備えた質量分析計であり、
第1の操作モードにおいてイオンが前記気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に長い平均残留時間T1を持つよう配置され、前記第2の操作モードにおいてイオンが前記気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に短いかまたはゼロの残留時間T2を持つよう配置されるように、前記気相イオンニュートラル反応デバイス内でイオンの残留時間を自動的に何度も変化させることを目的として、前記制御システムが配置および適用されることを特徴とする質量分析計。 - 前記気相イオンニュートラル反応デバイスが水素−重水素交換デバイスを備える、請求項20に記載の質量分析計。
- 前記第1の操作モードにおいて前記イオンが重水素化され、前記第2の操作モードにおいて前記イオンが非重水素化されたままである、請求項21に記載の質量分析計。
- 前記制御システムが、前記第1の操作モードと前記第2の操作モードとの間を少なくとも0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10秒毎に切り替えるために配置および適用される、請求項20、21、または22に記載の質量分析計。
- 気相イオンニュートラル反応デバイス中で気相イオンニュートラル反応をイオンに対し実施することを含む質量分析法であり、
前記方法においてさらに、
第1の操作モードにおいてイオンが前記気相イオンニュートラル反応デバイス内で相対的に長い平均残留時間T1を持つよう配置され、前記第2の操作モードにおいてイオンが前記気相イオンニュートラル反応内で相対的に短いかまたはゼロの平均残留時間T2を持つよう配置されるように、前記気相イオンニュートラル反応デバイス内でのイオンの残留時間を自動的に何度も変化させることを特徴とする質量分析法。
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