JP5393449B2 - 質量スペクトルデータの解析 - Google Patents
質量スペクトルデータの解析 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5393449B2 JP5393449B2 JP2009512334A JP2009512334A JP5393449B2 JP 5393449 B2 JP5393449 B2 JP 5393449B2 JP 2009512334 A JP2009512334 A JP 2009512334A JP 2009512334 A JP2009512334 A JP 2009512334A JP 5393449 B2 JP5393449 B2 JP 5393449B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- ions
- ion
- fragment
- fragments
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/0027—Methods for using particle spectrometers
- H01J49/0036—Step by step routines describing the handling of the data generated during a measurement
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16C—COMPUTATIONAL CHEMISTRY; CHEMOINFORMATICS; COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE
- G16C20/00—Chemoinformatics, i.e. ICT specially adapted for the handling of physicochemical or structural data of chemical particles, elements, compounds or mixtures
- G16C20/20—Identification of molecular entities, parts thereof or of chemical compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
下記の文書の全ての内容は、その全文が本明細書に参照により組み込まれる。
米国特許第6,983,213号;2004年4月28日に出願された国際特許出願PCT/US2004/013096;2005年10月28日に出願された米国特許出願番号11/261,440;2005年10月28日に出願された国際特許出願PCT/US2005/039186;及び2006年4月11日に出願された国際特許出願PCT/US2006/013723。
1426-1436(1995))。この方法は、蛋白質の消化、蛋白質の消化から生じるペプチド混合物のLC分離、得られたペプチドのMS/MS解析、及び蛋白質同定のためのデータベース探索を含む2,3のプロセスを含む。LC/MS/MSを用いて効果的に蛋白質を同定するための鍵は、データベース探索中に信頼できるマッチングを可能とするため、できるだけ多くの高品質MS/MSスペクトルを生成させることである。これは、四重極又はイオントラップ機器におけるデータ依存型走査技術によって達せられる。この技術を用いて、質量分析計が、フル走査MSスペクトルにおける最も豊富なイオン(類)の強度とシグナル/ノイズ比をチェックし、そして最も豊富なイオンの強度とシグナル/ノイズ比が事前に設定した又は事前に定められた閾値を超えるときに、MS/MS実験を実行する。MS/MS実験のために3個より多くのイオンを選択すると、現にLCから質量分析計に溶出している他の適正なペプチドを、ことによると見逃す結果となるため、通常、配列情報を最大化し、所要時間を最小化するために、生成イオンの走査に対して3つの最も豊富なイオンが選ばれる。
−米国特許第5,300,771号及び第6,118,120号に記載されているようなESIを用いた複数荷電デコンボリューションを通した天然の蛋白質の同定。
−例えば、米国特許第5,538,897号に記載されているSequestアルゴリズムを用いたMS/MSデータによる蛋白質又はペプチドデータベースの探索。
−例えば、A. L. Yergey, J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2002, 13, 784によって述べられているような、蛋白質又はペプチドデータベースを必要としない、蛋白質又はペプチドのアミノ酸配列を決定するためのMS/MSデータを用いた新しい蛋白質又はペプチド配列決定。
r=Kc+e 式1
ここで、rは、試料について測定されたプロファイルモードの質量スペクトルデータの、n、m/z値でデジタル化された、(n×1)マトリックス;cは、試料中のpイオン又はフラグメントの濃度を表す、回帰係数の(p×1)マトリックス;Kは、全て同じn、m/z点でrとして採取された、p成分に対するプロファイルモードの質量スペクトル応答で構成された(n×p)マトリックス;そしてeは、ランダムノイズ及びこのモデルからのいずれかの系統偏差から生じるフィッティング残余の(n×1)マトリックスである。
c=K+r 式2
ここで、K+はKの逆数の形であり、それは例えば、最小二重の解として以下の形をとり得る。
K+=(KTK)-1KT
この解はJohn Neter et al., Applied Linear Regression, 2nd Ed., Irwin, 1989, p.206によって述べられており、その全ての開示は本明細書に参照により組み込まれる。
t*=ci/si 式3
ここで、siは、濃度推定値ciにおける特定のピーク成分iについての標準偏差推定値であり、全ては、米国特許6,983,213号及び2004年10月20日に出願された国際特許出願PCT/US2004/034618において概略記載されているアプローチを使用する。
p[t(df)>t*] 式4
つまり、このイオン又はフラグメントに対する偽の正の確率である。式4において、t(df)は、ある自由度dfでの濃度推定値のt分布である。典型的には、式3におけるt−統計が高いほど、p−値がより小さくなり、このイオン又はフラグメントが存在する可能性が高くなる。これらのt−分布、p−値及び自由度dfは全てJohn Neter et al.,
Applied Linear Regression, 2nd Ed., Irwin, 1989, p.8, p.12及びp.7によって述べられており、その全ての開示は本明細書に参照により組み込まれる。
p=p1.p2…pJ 式5
ここで、Jは同じ出発イオンから観察されるイオン又はフラグメントの総数である。あるいは、ある出発イオンの存在についての確率は、1−pとして計算できる。
a.そのしっかりした数学的及び統計的な根拠故に、この方法は、現在の質量スペクトル処理及び蛋白質/ペプチドライブラリー探索における多くのその場しのぎの操作や非線形操作を排除するため、プロテオミクスへの一般的なMS解析の応用に対して、理論的に優雅なプロセスをもたらす。
b.この解析は、この単一のMS測定自体から誘導される全ての確率測度を用いる、ある関心対象のイオンに伴う複数のイオン又はフラグメントの単一の従来のMS測定に基づいて遂行できる。
c.このアプローチは、自動的に内臓されているノイズフィルタリング及びスペクトル平準化を用いて、複雑な、間違い易いそしてその場しのぎの質量スペクトルピーク検出プロセス全てをバイパスする。
d.データベース、又はセントロイド処理誤差を有しない実際の測定された質量スペクトルプロファイルからの全ての既知のそして有意性のある同位体を用いて作業することによって、解析又は探索において全ての同位体パターンが自動的に含まれた完全なデータ統合が保存される。
e.本発明における時間アプローチでの一つのイオン又はフラグメントは、変化するイオン又はフラグメントの量の問題を回避するのみならず、次いで、関心対象の出発イオンに対する全体的確率測度に組合せることができる個々の確率測度をもたらす。
f.その場しのぎのスコア化の替りに、試料中のその存在又は非存在を検定するために、そして、蛋白質/ペプチド同定又はデータベース探索を含む化合物の同定のための可能性のある候補をランク付けするのに使用するために、t−統計又はp−値のような統計的に厳密な信頼性レベルが、所与のイオンについて確立できる。
Claims (15)
- 少なくとも2つのイオン又はフラグメントが存在するときにイオンを解析する方法であって、
単一の試料において少なくとも一つの候補イオン又はフラグメントについての同位体パターンを取得すること;
該同位体パターンを含むピーク成分マトリックスを構築すること;
測定された質量スペクトル応答を取得すること;
測定されたプロファイルモードの質量スペクトル応答とピーク成分マトリックスの間での回帰を実行すること;
上記候補イオン又はフラグメントについての確率測度を報告すること;
可能性のある整合イオン又はフラグメントとしての確率測度に基づいて少なくとも一つの候補イオン又はフラグメントを選択すること;
少なくとも二つの上記整合イオン又はフラグメントの上記確率測度を統合してイオンについての全体的確率測度とすること;
の工程を含む、上記方法。 - 同位体パターンが、天然の又は同位体標識されたバージョンのイオン又はフラグメントを含む、少なくとも二つのイオン又はフラグメントの線形の組合せである請求項1記載の方法。
- 測定された質量スペクトル応答が、所望のピーク形状関数を持つよう較正されている請求項1記載の方法。
- 所望のピーク形状関数が、推定されたピーク形状関数、測定された及び計算されたものの一つとしての実際のピーク形状関数、及びピーク形状を含む質量スペクトル較正からの標的ピーク形状関数の一つである請求項3記載の方法。
- 同位体パターンが、同位体分布及び、測定された質量スペクトル応答からのと同じ所望のピーク形状関数の畳込みを通して理論的に計算される請求項1記載の方法。
- 同位体分布が、少なくとも一つの元素組成から理論的に計算されるか、又は測定された質量中心MSデータもしくは質量中心MSライブラリーから採られる請求項5記載の方法。
- 確率測度がp−値である請求項1記載の方法。
- 全体的確率測度が、イオン内の全ての整合フラグメントについての個々のp−値の積である請求項1記載の方法。
- 候補イオン又はフラグメントが、可能性のある蛋白質又はペプチド、又はDNAもしくは他のポリマーのセグメントを含む既知イオンのリスト又はデータベースの一つに基づいて生成する請求項1記載の方法。
- 全体的確率測度が、既知イオンのリスト及びデータベースの一つから採られた候補イオンをランク付けするために使用される請求項1記載の方法。
- 考慮すべき第一候補イオン又はフラグメントが、可能性のある候補内の探索の結果である請求項1記載の方法。
- 全体的確率測度が、イオンの存在、非存在及び尤度の一つを評価するために使用される請求項1記載の方法。
- 全体的確率測度が、可能性のあるイオンのリストをランク付けするために使用される請求項1記載の方法。
- 請求項1〜13の何れか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるための、コンピュータ読み取り可能なコードをその上に有する、コンピュータ読み取り可能な媒体。
- 質量分析計によって生成されたデータのデータ解析機能を実行するためのコンピュータを伴う質量分析計であって、このコンピュータが請求項1〜13の何れか1項に記載の方法を実行する質量分析計。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US80913506P | 2006-05-26 | 2006-05-26 | |
US60/809,135 | 2006-05-26 | ||
US11/754,305 US7781729B2 (en) | 2006-05-26 | 2007-05-27 | Analyzing mass spectral data |
US11/754,305 | 2007-05-27 | ||
PCT/US2007/069832 WO2007140355A2 (en) | 2006-05-26 | 2007-05-28 | Analyzing mass spectral data |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009539068A JP2009539068A (ja) | 2009-11-12 |
JP2009539068A5 JP2009539068A5 (ja) | 2010-07-15 |
JP5393449B2 true JP5393449B2 (ja) | 2014-01-22 |
Family
ID=38779399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009512334A Active JP5393449B2 (ja) | 2006-05-26 | 2007-05-28 | 質量スペクトルデータの解析 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7781729B2 (ja) |
EP (1) | EP2032238A4 (ja) |
JP (1) | JP5393449B2 (ja) |
CA (1) | CA2653400A1 (ja) |
WO (1) | WO2007140355A2 (ja) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7501621B2 (en) * | 2006-07-12 | 2009-03-10 | Leco Corporation | Data acquisition system for a spectrometer using an adaptive threshold |
US8735806B2 (en) * | 2006-11-15 | 2014-05-27 | Shimadzu Corporation | Mass-analyzing method and mass spectrometer |
US7977626B2 (en) * | 2007-06-01 | 2011-07-12 | Agilent Technologies, Inc. | Time of flight mass spectrometry method and apparatus |
US8803080B2 (en) * | 2007-06-02 | 2014-08-12 | Cerno Bioscience Llc | Self calibration approach for mass spectrometry |
US9128054B2 (en) | 2008-05-09 | 2015-09-08 | Nuctech Company Limited | Detection method for an ion migration spectrum and an ion migration spectrometer using the same method |
CN101576531A (zh) * | 2008-05-09 | 2009-11-11 | 同方威视技术股份有限公司 | 离子迁移谱检测方法及使用该方法的离子迁移谱仪 |
WO2010129187A1 (en) | 2009-05-08 | 2010-11-11 | Thermo Finnigan Llc | Methods and systems for matching productions to precursor ions |
US10497466B2 (en) * | 2010-05-14 | 2019-12-03 | Dh Technologies Development Pte. Ltd. | Systems and methods for calculating protein confidence values |
CZ2010380A3 (cs) * | 2010-05-17 | 2011-11-02 | Univerzita Palackého v Olomouci | Mössbaueruv spektrometr |
US8805074B2 (en) * | 2010-09-27 | 2014-08-12 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Methods and systems for automatic extraction and retrieval of auxiliary document content |
EP2447980B1 (en) * | 2010-11-02 | 2019-05-22 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) GmbH | Method of generating a mass spectrum having improved resolving power |
US20120108448A1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Agilent Technologies, Inc. | System and method for curating mass spectral libraries |
US8935101B2 (en) | 2010-12-16 | 2015-01-13 | Thermo Finnigan Llc | Method and apparatus for correlating precursor and product ions in all-ions fragmentation experiments |
US11094399B2 (en) * | 2011-01-11 | 2021-08-17 | Shimadzu Corporation | Method, system and program for analyzing mass spectrometoric data |
JP5941073B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2016-06-29 | レコ コーポレイションLeco Corporation | クロマトグラフィーシステムでのデータを処理するためのシステム及び方法 |
GB2495899B (en) * | 2011-07-04 | 2018-05-16 | Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh | Identification of samples using a multi pass or multi reflection time of flight mass spectrometer |
US9329122B2 (en) | 2011-08-15 | 2016-05-03 | Schlumberger Technology Corporation | Diffuse reflectance infrared fourier transform spectroscopy for characterization of earth materials |
US8723108B1 (en) | 2012-10-19 | 2014-05-13 | Agilent Technologies, Inc. | Transient level data acquisition and peak correction for time-of-flight mass spectrometry |
WO2014107573A1 (en) * | 2013-01-04 | 2014-07-10 | The Regents Of The University Of California | Method for the determination of biomolecule turnover rates |
EP3123495B1 (en) * | 2014-03-28 | 2019-11-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High mass accuracy filtering for improved spectral matching of high-resolution gas chromatography-mass spectrometry data against unit-resolution reference databases |
WO2016145331A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Thermo Finnigan Llc | Methods for data-dependent mass spectrometry of mixed biomolecular analytes |
WO2017152160A1 (en) * | 2016-03-04 | 2017-09-08 | Leco Corporation | User defined scaled mass defect plot with filtering and labeling |
US10615015B2 (en) * | 2017-02-23 | 2020-04-07 | Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh | Method for identification of the elemental composition of species of molecules |
JP6994921B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2022-01-14 | 日本電子株式会社 | 質量分析データ処理装置および質量分析データ処理方法 |
US11404259B2 (en) * | 2018-02-19 | 2022-08-02 | Cerno Bioscience Llc | Reliable and automatic mass spectral analysis |
WO2019232520A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | Cerno Bioscience Llc | Mass spectral analysis of large molecules |
GB2585258B (en) | 2019-01-30 | 2022-10-19 | Bruker Daltonics Gmbh & Co Kg | Mass spectrometric method for determining the presence or absence of a chemical element in an analyte |
GB201907792D0 (en) * | 2019-05-31 | 2019-07-17 | Thermo Fisher Scient Bremen Gmbh | Deconvolution of mass spectromerty data |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5130538A (en) * | 1989-05-19 | 1992-07-14 | John B. Fenn | Method of producing multiply charged ions and for determining molecular weights of molecules by use of the multiply charged ions of molecules |
US5300771A (en) * | 1992-06-02 | 1994-04-05 | Analytica Of Branford | Method for determining the molecular weights of polyatomic molecules by mass analysis of their multiply charged ions |
US6017693A (en) * | 1994-03-14 | 2000-01-25 | University Of Washington | Identification of nucleotides, amino acids, or carbohydrates by mass spectrometry |
CA2521034A1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-10-21 | Merck & Co., Inc. | Mass spectrometry data analysis techniques |
EP1623351B1 (en) * | 2003-04-28 | 2012-04-18 | Cerno Bioscience LLC | Computational method and system for mass spectral analysis |
US6983213B2 (en) * | 2003-10-20 | 2006-01-03 | Cerno Bioscience Llc | Methods for operating mass spectrometry (MS) instrument systems |
US7199363B2 (en) * | 2003-10-14 | 2007-04-03 | Micromass Uk Limited | Mass spectrometer |
JP5227026B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2013-07-03 | セルノ・バイオサイエンス・エルエルシー | 定性的なおよび定量的な質量スペクトル分析 |
US7297940B2 (en) * | 2005-05-03 | 2007-11-20 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method, apparatus, and program product for classifying ionized molecular fragments |
US7904253B2 (en) * | 2006-07-29 | 2011-03-08 | Cerno Bioscience Llc | Determination of chemical composition and isotope distribution with mass spectrometry |
US8803080B2 (en) * | 2007-06-02 | 2014-08-12 | Cerno Bioscience Llc | Self calibration approach for mass spectrometry |
-
2007
- 2007-05-27 US US11/754,305 patent/US7781729B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-05-28 WO PCT/US2007/069832 patent/WO2007140355A2/en active Application Filing
- 2007-05-28 EP EP07811952A patent/EP2032238A4/en not_active Withdrawn
- 2007-05-28 JP JP2009512334A patent/JP5393449B2/ja active Active
- 2007-05-28 CA CA002653400A patent/CA2653400A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2653400A1 (en) | 2007-12-06 |
US7781729B2 (en) | 2010-08-24 |
US20080001079A1 (en) | 2008-01-03 |
JP2009539068A (ja) | 2009-11-12 |
WO2007140355A2 (en) | 2007-12-06 |
EP2032238A2 (en) | 2009-03-11 |
WO2007140355A3 (en) | 2008-09-04 |
EP2032238A4 (en) | 2012-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5393449B2 (ja) | 質量スペクトルデータの解析 | |
JP4686450B2 (ja) | 質量スペクトル分析の計算方法およびシステム | |
EP1827657B1 (en) | Qualitative and quantitative mass spectral analysis | |
CN107077592B (zh) | 高分辨率气相色谱-质谱数据与单位分辨率参考数据库的改进谱图匹配的高质量精确度滤波 | |
CN106055895B (zh) | 产物离子谱的数据独立获取及参考谱库匹配 | |
JP7377805B2 (ja) | 確実で自動の質量スペクトル分析 | |
US7451052B2 (en) | Application of comprehensive calibration to mass spectral peak analysis and molecular screening | |
US7904253B2 (en) | Determination of chemical composition and isotope distribution with mass spectrometry | |
JP5704917B2 (ja) | 質量分析のための自己較正アプローチ | |
US7197402B2 (en) | Determination of molecular structures using tandem mass spectrometry | |
JP4857000B2 (ja) | 質量分析システム | |
US20090210167A1 (en) | Computational methods and systems for multidimensional analysis | |
JP4686451B2 (ja) | 多次元分析の計算方法およびシステム | |
Bielow et al. | Bioinformatics for qualitative and quantitative proteomics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100528 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20121107 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20121114 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130207 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130917 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131015 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5393449 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |