JP6585087B2 - 質量スペクトルライブラリを正確な質量スペクトルライブラリに転換する方法 - Google Patents

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６２／００６，８０５号（２０１４年６月２日出願）の利益を主張し、上記出願の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。

正確な質量分析／質量分析（ＭＳ／ＭＳ）スペクトルライブラリ照合は、未知のスクリーニングワークフローの効率を向上させる大きな可能性を有する。しかしながら、大規模で正確な質量スペクトルレポジトリは、現在、名目上の質量レポジトリまたは正確でない質量レポジトリほど広範な化学的空間に及んでいない。正確な質量スペクトルレポジトリの構築は、時間がかかり（例えば、計測時間、化学物質の利用可能性等）、必ずしも実行可能ではないこともある。

正確な質量スペクトルライブラリの品質を改善するために、ある研究が正確な質量データの自動再較正に対して行われてきた。さらに、（いかなるＭＳデータもない）化合物構造のみから理論的ＭＳｎスペクトルを自動的に生成するためのツールも、近年開発されている。しかしながら、これらのツールは、断片を過大評価する傾向がある。

生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するためのシステムが開示される。本システムは、プロセッサを含む。プロセッサは、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信し、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信し、化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。プロセッサはさらに、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択し、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法が開示される。タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルは、プロセッサを使用して受信される。少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造は、プロセッサを使用して受信される。１つ以上の元素組成は、プロセッサを使用して、化学構造に基づいて、少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てられる。１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成は、プロセッサを使用して、少なくとも１つのピークに対して選択される。少なくとも１つのピークの質量は、プロセッサを使用して、選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換され、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

そのコンテンツが、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施するよう、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む、非一過性の有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む、コンピュータプログラム製品が開示される。

方法は、システムを提供することを含み、システムは、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを備え、個別のソフトウェアモジュールは、入力モジュールと、分析モジュールとを備えている。入力モジュールは、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信する。入力モジュールは、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信する。分析モジュールは、化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。分析モジュールは、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択する。分析モジュールは、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

本出願者の教示のこれらおよび他の特徴が、本明細書に記載される。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するためのシステムであって、前記システムは、プロセッサを備え、
前記プロセッサは、
タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
前記少なくとも１つのピークに対して、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと
を行う、システム。
（項目２）
前記プロセッサは、
前記化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションすることであって、前記化学構造の１つ以上の断片化は、前記化学構造の１つ以上の部分構造を生成する、ことと、
前記少なくとも１つのピークの前記質量の質量許容誤差内の質量を有する前記１つ以上の部分構造の元素組成を前記少なくとも１つのピークに割り当てることと
によって、１つ以上の元素組成を割り当てる、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記プロセッサは、
前記１つ以上の割り当てられた元素組成を採点することと、
最高得点を伴う少なくとも１つの元素組成を選択することと
によって、少なくとも１つの元素組成を選択する、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記１つ以上の割り当てられた元素組成は、断片化規則に基づいて採点され、前記断片化規則は、
断片イオンの前記元素組成が既知の前駆体イオンの組成と一致するという規則、損失がそれらの前駆体と一致するという規則、より高次の化学結合はより低次の結合より破壊し難いという規則、および、炭素（Ｃ）と、ヘテロ原子、すなわち、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、および硫黄（Ｓ）との間の化学結合はＣ−Ｃ結合より破壊し易いという規則のうちの１つ以上のものを備えている、項目３に記載のシステム。
（項目５）
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つのピークの前記質量の質量許容誤差内の質量を有する、前記化学構造の元素から１つ以上の元素組成を計算することと、
前記１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つのピークに割り当てることと
によって、１つ以上の元素組成を割り当てる、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記プロセッサは、
前記１つ以上の割り当てられた元素組成を採点することと、
最高得点を伴う少なくとも１つの元素組成を選択することと
によって、少なくとも１つの元素組成を選択する、項目５に記載のシステム。
（項目７）
前記１つ以上の割り当てられた元素組成は、少なくとも１つの元素組成と前記少なくとも１つのピークの前記質量との間の質量差に基づいて採点される、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記プロセッサは、
前記１つ以上の割り当てられた元素組成を採点することと、
前記化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションすることであって、前記化学構造の１つ以上の断片化は、前記化学構造の１つ以上の部分構造を生成する、ことと、
前記少なくとも１つのピークの前記質量の質量許容誤差内の質量を有する前記１つ以上の部分構造を前記少なくとも１つのピークに割り当てることと、
前記１つ以上の部分構造を採点することと、
割り当てられた部分構造の得点と、前記割り当てられた部分構造の対応する元素組成の得点とを組み合わせることと、
最高複合得点を有する、割り当てられた部分構造の対応する元素組成を選択することと
によって、少なくとも１つの元素組成を選択する、項目５に記載のシステム。
（項目９）
前記１つ以上の割り当てられた元素組成は、少なくとも１つの元素組成と前記少なくとも１つのピークの前記質量との間の質量差に基づいて採点され、前記１つ以上の部分構造は、断片化規則に基づいて採点される、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
前記プロセッサは、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する少なくとも１つのデータ収集条件をさらに受信し、前記断片化規則は、前記少なくとも１つのデータ収集条件を使用する規則を備えている、項目４に記載のシステム。
（項目１１）
前記少なくとも１つのデータ収集条件は、極性、第１の四重極Ｑ１分解能、前駆体質量対電荷比（ｍ／ｚ）、ｍ／ｚ誤差分布、標的生成イオンスペクトルＱ１幅、および衝突エネルギーのうちの１つ以上のものを備えている、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記プロセッサは、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する少なくとも１つのデータ収集条件をさらに受信し、前記断片化規則は、前記少なくとも１つのデータ収集条件を使用する規則を備えている、項目９に記載のシステム。
（項目１３）
前記プロセッサが前記少なくとも１つのピークの前記質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の前記質量に転換した後、前記プロセッサは、前記少なくとも１つのピークの１つ以上の同位体ピークをより高い質量精度を伴う前記生成イオン質量スペクトルにさらに追加する、項目１に記載のシステム。
（項目１４）
生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法であって、
プロセッサを使用して、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
前記プロセッサを使用して、前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つのピークに対して、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと
を含む、方法。
（項目１５）
非一過性の有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を備えているコンピュータプログラム製品であって、前記記憶媒体のコンテンツは、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含み、前記命令は、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施するためのものであり、前記方法は、
システムを提供することであって、前記システムは、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを含み、前記個別のソフトウェアモジュールは、入力モジュールと、分析モジュールとを備えている、ことと、
前記入力モジュールを使用して、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
前記入力モジュールを使用して、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
前記分析モジュールを使用して、前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
前記分析モジュールを使用して、前記少なくとも１つのピークに対して、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
前記分析モジュールを使用して、前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと
を含む、コンピュータプログラム製品。

当業者は、後述の図面が、例証目的にすぎないことを理解するであろう。図面は、本教示の範囲をいかようにも制限することを意図するものではない。
図１は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステムを図示するブロック図である。 図２は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するための例示的システムの概略図である。 図３は、種々の実施形態による、等重断片を示す断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図４は、種々の実施形態による、カスケード式中性損失を示す断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図５は、種々の実施形態による、２つの異なるタイプの破壊した結合に起因する断片を示す、断片化評価ツールの２つの重ね合わされた表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図６は、種々の実施形態による、ベンラファクシンの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図７は、種々の実施形態による、同様に１３２．０５７０の質量を有するベンラファクシンの別の断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図８は、種々の実施形態による、１９３の名目上の質量を有し、かつ最高得点を有する７−アミノクロナゼパムの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図９は、種々の実施形態による、図８の最高得点断片と類似する構造を有するジアゼパムの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図１０は、種々の実施形態による、同様に１９３の質量を有するテマゼパムの２つの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの２つの重ね合わせられた表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャである。 図１１は、種々の実施形態による、スペクトルに各注釈付き自動断片の理論的同位体パターンを注入することによって、スペクトルがどのようにして正確な非特異的断片化スペクトルに転換されるかを示す、例示的な一連の質量スペクトルプロットである。 図１２は、種々の実施形態による、エピネフリンの例示的な名目上のまたは低精度生成イオン質量スペクトルである。 図１３は、種々の実施形態による、エピネフリンの例示的な転換された正確な生成イオン質量スペクトルである。 図１４は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を示す、フローチャートである。 図１５は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施する、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを含む、システムの概略図である。

本教示の１つ以上の実施形態を詳細に説明する前に、当業者は、本教示が、その用途において、以下の発明を行うための形態に記載される、または図面に図示される、構造、構成要素の配列、および段階化の配列の詳細に制限されないことを理解するであろう。本明細書で使用される表現および専門用語は、説明の目的のためであって、制限として見なされるべきではないことも理解されたい。

（コンピュータ実装システム）
図１は、本教示の実施形態が実装され得るコンピュータシステム１００を図示するブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を通信するためのバス１０２または他の通信機構と、情報を処理するためにバス１０２と結合されたプロセッサ１０４とを含む。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するために、バス１０２に結合されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶デバイスであり得るメモリ１０６も含む。メモリ１０６は、プロセッサ１０４によって実行される命令の実行の間、一時的変数または他の中間情報を記憶するためにも使用され得る。コンピュータシステム１００は、プロセッサ１０４のための静的情報および命令を記憶するために、バス１０２に結合された読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１０８または他の静的記憶デバイスをさらに含む。磁気ディスクまたは光ディスク等の記憶デバイス１１０は、情報および命令を記憶するために提供され、バス１０２に結合される。

コンピュータシステム１００は、情報をコンピュータユーザに表示するために、バス１０２を介して、ブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ１１２に結合され得る。英数字および他のキーを含む入力デバイス１１４は、情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信するために、バス１０２に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ１０４に通信し、ディスプレイ１１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御１１６である。この入力デバイスは、典型的には、デバイスが平面上の位置を指定することを可能にする２つの軸、すなわち、第１の軸（すなわち、ｘ）および第２の軸（すなわち、ｙ）における２自由度を有する。

コンピュータシステム１００は、本教示を実施することができる。本教示のある実装によると、結果は、メモリ１０６内に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ１０４が実行することに応答して、コンピュータシステム１００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス１１０等の別のコンピュータ読み取り可能な媒体から、メモリ１０６内に読み込まれ得る。メモリ１０６内に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１０４に、本明細書に説明されるプロセスを行わせる。代替として、有線回路が、本教示を実装するためのソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用され得る。したがって、本教示の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の特定の組み合わせに制限されない。

種々の実施形態では、コンピュータシステム１００は、ネットワークシステムを形成するために、ネットワークを横断して、コンピュータシステム１００のような１つ以上の他のコンピュータシステムに接続されることができる。ネットワークは、インターネット等のプライベートネットワークまたはパブリックネットワークを含むことができる。ネットワークシステムでは、１つ以上のコンピュータシステムは、データを記憶し、それを他のコンピュータシステムに提供することができる。データを記憶かつ提供する、１つ以上のコンピュータシステムは、クラウドコンピューティングシナリオにおいて、サーバまたはクラウドと称されることができる。１つ以上のコンピュータシステムは、例えば、１つ以上のウェブサーバを含むことができる。サーバまたはクラウドに、およびそれからデータを送信および受信する他のコンピュータシステムは、例えば、クライアントまたはクラウドデバイスと称されることができる。

用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、本明細書で使用される場合、実行のために、命令をプロセッサ１０４に提供することに関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含むが、それらに制限されない多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、記憶デバイス１１０等の光学または磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メモリ１０６等の動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を備えている配線を含む、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。

コンピュータ読み取り可能な媒体またはコンピュータプログラム製品の一般的形態として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、任意の他の光学媒体、サムドライブ、メモリカード、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、もしくはコンピュータが読み取ることができる、任意の他の有形媒体が挙げられる。

コンピュータ読み取り可能な媒体の種々の形態は、実行のために、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ１０４に搬送することに関わり得る。例えば、命令は、最初は、遠隔コンピュータの磁気ディスク上で搬送され得る。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリ内にロードし、モデムを使用して、電話回線を介して、命令を送信することができる。コンピュータシステム１００にローカルのモデムは、データを電話回線上で受信し、赤外線送信機を使用して、データを赤外線信号に転換することができる。バス１０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されるデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２は、データをメモリ１０６に搬送し、そこから、プロセッサ１０４は、命令を読み出し、実行する。メモリ１０６によって受信された命令は、随意に、プロセッサ１０４による実行の前後に、記憶デバイス１１０上に記憶され得る。

種々の実施形態によると、方法を実施するためにプロセッサによって実行されるように構成される命令は、コンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶される。コンピュータ読み取り可能な媒体は、デジタル情報を記憶するデバイスであることができる。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、ソフトウェアを記憶するために、当技術分野において周知のように、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体は、実行されるように構成される命令を実行するために好適なプロセッサによってアクセスされる。

本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。これは、包括的でもなく、本教示を開示される精密な形態に制限するものでもない。修正および変形例が、前述の教示に照らして可能であるか、または本教示の実践から取得され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独において実装され得る。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向両方のプログラミングシステムによって実装され得る。

（質量を転換するためのシステムおよび方法）
タンデム質量分析または質量分析／質量分析（ＭＳ／ＭＳ）は、実験的に得られた生成イオンスペクトルを、既知の化合物の真正標準サンプルから得られる基準生成イオンスペクトルと照合することによって、未知の化合物を識別するために使用される。測定された質量は、標準サンプルの前駆体イオンを断片化することによって生成される生成イオンの元素組成および構造を反映する。典型的には、生成イオンスペクトルが同位体ピークに対する情報を含まないように、前駆体イオンのモノアイソトピック形態のみが選択される。基準生成イオンスペクトルの集合は、ライブラリとして既知であり、生成イオンスペクトルのライブラリの質量および強度は、多くの場合、データベースに記憶される。

照合は、異なるスペクトルにおけるピークの質量および強度を比較することによって行われる。質量測定に関連付けられる誤差が常にあるので、質量比較は、２つの質量が同一であるかどうかを決定するために許容誤差窓を使用する。しかしながら、許容誤差窓が大きい場合、異なるが類似する質量を伴うイオンが同じであると誤って推測され得る可能性がある。したがって、照合プロセスの制度は、実験および基準スペクトルの両方における質量の測定精度に依存する。

多くのライブラリが、三連四重極機器等の約０．１質量単位（ａｍｕまたはダルトン、Ｄａ）の質量測定精度を伴うタンデム質量分析計を使用して、生成されており、実験スペクトルが、同様の機器において得られている。

近年、はるかに高い精度、例えば、０．０１または０．００１ａｍｕが可能である機器を使用して、質量スペクトルを測定することがますます一般的になっている。これらの質量分析計からの実験スペクトルは、より低い精度のデバイス上で得られるライブラリスペクトルと照合されることができるが、ライブラリも高精度スペクトルも含む場合、スペクトル比較の性能が大いに改善される。通常、高精度ライブラリを生成することは、異なる高精度機器を使用して、標準サンプルが再分析されることを要求するが、これは、時間がかかり、例えば、標準がもはや利用可能でなければ、実行可能ではない場合がある。

種々の実施形態では、システムおよび方法は、既存のライブラリの精度を向上させるために使用され、すなわち、基準スペクトルの強度比を保持しながら、名目上のまたは低精度の質量値を、高精度の等価のもの、もしくは計算された正確な質量と置換するために使用される。

これは、断片イオンの構造が決定されることが可能な場合に達成されることができる。何故なら、これは、正確な質量が計算され、基準ライブラリ内の低精度値を置換するために使用されることができる元素組成を提供するからである。構造を観察された断片イオンに割り当てることによって、手動でスペクトルに注釈を付けることが可能であるが、これは、時間がかかり、広範な知識および経験を要求する。

種々の実施形態では、アルゴリズムが、既知の化合物の化学構造のコンピュータ読み取り可能な表現に基づいて、インシリコで断片の全ての潜在的元素組成を生成するが、そのようなアルゴリズムは、多くの場合、過剰に多くの断片を予測する。化学構造のコンピュータ読み取り可能な表現は、例えば、ＭＯＬファイルであるか、またはＳＭＩＬＥＳ表記で表されることができる。さらに、ライブラリスペクトルが低い精度を有するので、２つ以上の予測された断片は、基準データの許容誤差内で観察された断片に一致する質量を有することが一般的である。

種々の実施形態では、アルゴリズムはさらに、断片化規則に基づいて、予測された断片を採点する。断片化規則は、断片イオンの元素組成が（既知の）前駆体イオンの組成と一致しなければならないという規則、（多くの場合、割り当てることがより容易である）損失もそれらの前駆体と一致しなければならないという規則、炭素（Ｃ）と、ヘテロ原子（窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、および硫黄（Ｓ）等）との間の化学結合が、Ｃ−Ｃ結合より破壊し易いという規則、環は線形構造より破壊し難い（特に環も芳香族である場合）という規則等の規則を含むことができるが、それらに限定されない。加えて、共通骨格構造の誘導体である薬剤等の化合物族がある場合、一族の１つの構成要素における断片に割り当てられる構造は、一族の第２の構成要素における同一質量を伴う断片と同一である可能性が高い。

これらの得点に基づいて、各生成イオンスペクトルの各生成イオンが、その生成イオンの最も可能性の高い構造で注釈を付けられ、その構造の元素組成が決定され、その元素組成の計算された正確な質量が、基準ライブラリ質量を更新するために使用される。

さらに、断片が、分解されることができない２つ以上の可能な構造を有する場合、両方とも記憶されることができる。換言すると、インシリコでの断片化および断片化規則を適用することが、生成イオンの２つ以上の可能な正確な質量をもたらす場合、基準ライブラリは、生成イオンの２つ以上の質量値を記憶するように作製されることができる。

種々の実施形態では、後続のスペクトル照合アルゴリズムは、実験質量に最も近い質量を選択するように修正される。例えば、基準ライブラリは、化合物の生成イオンスペクトルのピークに対して、９９．９と１００．１との質量を受信し、記憶し得る。これらの値は、上記で説明されるインシリコでの断片化および断片化規則を通して見出される。次いで、９９．９１の実験値が後に見出された場合、照合アルゴリズムは、実験質量に最も近い正確な質量を使用し、いかなる代替の正確な質量値も無視する。この場合、実験質量に最も近い正確な質量は、９９．９である。種々の実施形態では、照合アルゴリズムを修正するよりもむしろ、代替の正確な質量値が基準ライブラリから除去される。

種々の実施形態では、生成イオンの元素組成から、予期される同位体パターン（質量および強度）が計算されることができ、これらの付加的ピークは、同位体が含まれるように広い前駆体イオンウィンドウを意図的に使用する技法との使用のために意図されたライブラリに追加されることができる。広い前駆体イオンウィンドウを意図的に使用するそのような技法は、データ独立取得（ＤＩＡ）および連続ウィンドウ取得（ＳＷＡＴＨ）を含むが、それらに限定されない。

図２は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するための例示的システム２００の概略図である。システム２００は、プロセッサ２２０を含む。プロセッサ２２０は、生成イオンスペクトル２１１と、生成イオンスペクトル２１１に対応する既知の化合物の化学構造２１２とを受信する。生成イオンスペクトル２１１は、例えば、低精度質量値を有する既存のライブラリからである。

化学構造２１２も、既存のライブラリから得られることができる。典型的には、当業者は、既存のライブラリを、スペクトルおよび（通常は）化学構造を含む単一のデータベースと考える。しかしながら、化学構造２１２はまた、それが記憶されるあるコンピュータディレクトリから、または化合物識別子（名前等）に応答して構造が得られる、化学構造の検索可能データベースから得られることもできる。

生成イオンスペクトル２１１および化学構造２１２に加えて、アルゴリズム２００は、既存のライブラリから入力として補足情報２１３を受信することもできる。補足情報２１３は、極性、Ｑ１分解能、前駆体ｍ／ｚ、ｍ／ｚ誤差分布、標的生成イオンスペクトルＱ１幅、および衝突エネルギー等のデータ収集条件を含むことができるが、それらに限定されない。

プロセッサ２２０は、１つ以上の元素組成を質量ピークに割り当て、質量ピークに対して少なくとも１つの元素組成を選択することによって、生成イオンスペクトル２１１の質量ピークを、より精密または正確な質量ピークに転換する。プロセッサ２２０は、少なくとも２つの異なる方法で、この転換を行うことができる。

まず第１に、プロセッサ２２０は、化学構造２１１のインシリコでの断片化を行い、各シミュレーションされた断片の元素組成の質量を生成イオンスペクトル２１１の各質量ピークと比較することができる。質量が、生成イオンスペクトル２１１の質量ピークの質量の質量許容誤差内である断片の元素組成は、質量ピークに割り当てられる。割り当てられた元素組成はまた、得点を与えられることもできる。得点は、例えば、破壊した結合の数、（断片化に使用されるＣＥを踏まえて）破壊した結合のタイプ、内部結合のタイプ、カスケード式断片化の証拠、水素移動、再配列、および類似構造の化合物からの生成イオンスペクトルにおける断片の証拠を考慮する断片化規則に基づき得る。

次いで、少なくとも１つの割り当てられた元素組成が、例えば、最高得点に基づいて、生成イオンスペクトル２１１の質量ピークに対して選択される。次いで、質量ピークの質量は、選択された元素組成のより高い精度または正確な質量に転換される。生成イオンスペクトル２１１の全ての質量ピークを転換した後、プロセッサ２２０は、より高い精度の生成イオンスペクトル２３０を出力する。

プロセッサ２２０はまた、第１に、化学構造２１２内の元素の数およびタイプに基づいて、生成イオンスペクトル２１１における各質量ピークに対して全ての可能な元素組成を計算することによって、生成イオンスペクトル２１１の質量を転換することもできる。結果として、プロセッサ２２０は、１つ以上の元素組成を生成イオンスペクトル２１１の質量ピークに割り当てる。これらの割り当てられた元素組成はまた、得点を与えられることもできる。得点は、例えば、質量またはｍ／ｚの誤差に基づく組成得点である。種々の実施形態では、生成イオンスペクトル２１１のいくつかの質量ピークは、Ｑ１幅に基づいて同位体ピークであると決定されることができ、適切な元素組成を与えられることができる。

しかしながら、質量のみに基づいて、各質量ピークに対して元素組成を割り当てることは、いくつかのピークに過剰に多くの元素組成をもたらし、１つの元素組成の選択を困難にし得る。結果として、種々の実施形態では、プロセッサ２２０は、加えて、上記で説明されるように、化学構造２１１のインシリコでの断片化を行う。しかしながら、この場合、断片を質量ピークと比較する代わりに、断片は、各質量ピークにすでに割り当てられている元素組成と比較される。上記で説明されるように、断片はまた、断片化規則に基づいて断片化得点を与えられることもできる。したがって、元素組成を選択するために、組成得点および断片得点は、組み合わせられ、各割り当てられた元素組成に対する全体的得点を提供する。

上記で説明される他の転換方法のように、次いで、少なくとも１つの割り当てられた元素組成が、例えば、最高得点に基づいて、生成イオンスペクトル２１１の質量ピークに対して選択される。次いで、質量ピークの質量は、選択された元素組成のより高い精度または正確な質量に転換され、生成イオンスペクトル２１１の全ての質量ピークを転換した後、プロセッサ２２０は、より高い精度の生成イオンスペクトル２３０を出力する。

生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法は、内部および公開スペクトルレポジトリのアクセス可能性および品質を改善することができ、内部および公開スペクトルレポジトリは、スクリーニングおよび識別ワークフロー等の小分子定性的作業で使用される。それらは、正確な質量データとの既存の質量スペクトルライブラリの適合性制限を埋めるための容易なオプションを提供することができる。それらはまた、単位Ｑ１分解能で収集されるスペクトルレポジトリと非特異的前駆体イオン選択で収集されるデータとの間の相違に対処することもできる。

周知のプロテオミクス技法も、断片予測の方法を使用する。このプロテオミクス技法では、一組のタンパク質が、ペプチドを形成するようにインシリコで酵素消化され、それらの断片は、予測され、理論的スペクトルのデータベースに記憶される。実験生成イオンスペクトルは、どのペプチドがサンプル中に存在するかを決定するために、このデータベースと比較される。ペプチド断片化が、単純であり、十分に理解されているので、断片質量予測は非常に正確であるが、特定の断片が生じるであろうという保証がなく、断片強度は予測されることができない。対照的に、小分子の断片化から生成される断片は、予測することが困難であり、強度比は、照合アルゴリズムの重要な部分であり、したがって、真正生成イオンスペクトルのライブラリの質量を更新することが有利である。さらに対照的に、理論的ペプチドスペクトルは、以前に記憶された実験スペクトルの質量精度を増加させるために使用されていない。

近年、実験的に合成または観察された真正ペプチドの基準スペクトルのライブラリを構築すること、したがって、観察された断片の強度比を決定することにいくらかの関心が存在している。これらのスペクトルが低い精度で生成される場合、本明細書に説明される技法はまた、プロテオミクスデータの測定された質量の精度を向上させるために使用されることもできる。

結果として、種々の実施形態では、名目上のまたは正確でない質量生成イオンスペクトルライブラリは、コンピュータを使用して、未知の正確な質量スペクトルがそのようなライブラリと比較された場合に最小公分母が正確な質量値であるように、正確な質量生成イオンスペクトルライブラリに自動的に転換される。そのような転換は、インシリコと称されることができ、インシリコは、転換がコンピュータまたはプロセッサにおいて、もしくはそれによって行われることを意味する。

種々の実施形態では、少なくとも３つの情報が転換で使用される。第１の情報は、化合物構造自体である。第２の情報は、データ収集条件（極性、Ｑ１分解能、および衝突エネルギー等）を含む、既存のスペクトルレポジトリ内のデータである。第３の情報は、親化合物構造のための１つ以上の実験に合わせたインシリコでの断片化規則である。例えば、スペクトルレポジトリ内のｍ／ｚ値は、正確な質量機器を使用してそれらを同一のイオン化およびＣＩＤ条件下で収集されたであろう正確な質量対応物に転換するように（相対的断片強度を保ちながら）調節される。

種々の実施形態では、質量スペクトルを正確な質量スペクトルに失敗なく転換するために、利用可能である場合、スペクトルレポジトリ内の補足情報が活用される。これは、支持情報（ｍ／ｚ誤差、得点、環および二重結合（ＲＤＢ）、水素移動、または破壊した結合のタイプ等）とともに、推定スペクトル断片および中性損失（ｎｅｕｔｒａｌ ｌｏｓｓ）注釈を記憶することによって行われることができる。

種々の実施形態では、等重（ｉｓｏｂａｒｉｃ）であるか、または低精度データもしくはライブラリスペクトルの精度内で同一の質量を有する予測断片を分解するために、断片の可能性の得点が、可能性が低いエントリを除外するために使用される。（ｍ／ｚ誤差、奇数／偶数電子、断片を生じる破壊した結合の数およびタイプ、水素移動に基づく）既存の断片採点は、少なくとも４つの異なる方法で拡張される。

（ｉ）等重断片を採点し、フィルタにかけるためにカスケード式断片からの証拠を使用する（すなわち、断片の存在は、先行断片に関する共通中性損失の差異を通して説明され得る）。

図３は、種々の実施形態による、等重断片を示す断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ３００である。スクリーンキャプチャ３００は、ブスピロンの２つの高得点等重予測断片３１０および３２０を示す。スクリーンキャプチャ３００はまた、ブスピロンの生成イオンスペクトル３４０、断片３１０の部分構造３５０が強調表示されたブスピロンに対する化学構造、および断片３２０の部分構造３６０が強調表示されたブスピロンに対する化学構造も示す。断片３１０および３２０の正確な質量は、０．００２ａｍｕ以内の２２２．１４７６の測定された質量に対応する。

図４は、種々の実施形態による、カスケード式中性損失を示す断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ４００である。スクリーンキャプチャ４００は、断片の存在が共通中性損失の差異を通して説明され得ることを示す。換言すると、潜在的なカスケード式中性損失からの情報、および断片得点へのそれらの寄与を追跡することによって、可能性の低い等重断片割り当ては、除外されることができる。

例えば、スクリーンキャプチャ４００は、生成イオンスペクトル４４０、および図３の部分構造３５０が強調表示されたブスピロンに対する化学構造を示す。中性損失４１０は、生成イオンスペクトル４４０におけるピーク４６０からピーク４７０まで５４．０４４７Ｄａの損失を有する。図３の部分構造３５０が中性損失４１０を含むことができるので、図３の断片３１０は、図の断片３２０よりも可能性が高い。したがって、図３および４は、中性損失情報を使用して、どのようにして等重断片が採点され、フィルタにかけられることができるかを示す。

（ｉｉ）等重断片を採点し、フィルタにかけるために、断片安定性を使用する（断片を生じる、ある破壊した結合のタイプは、他のものほどエネルギーを要求しない）。

図５は、種々の実施形態による、２つの異なるタイプの破壊した結合に起因する断片を示す、断片化評価ツールの２つの重ね合わされた表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ５００である。表示ウィンドウ５１０および表示ウィンドウ５２０は両方とも、それぞれ、ビソプロロール５１１および５２１の化学構造を表示する。しかしながら、表示ウィンドウ５１０は、３つのＣ−ヘテロ原子結合が破壊されることに起因するビソプロロール５１５の断片の化学構造を示す。対照的に、表示ウィンドウ５２０は、２つの芳香族結合が破壊されることに起因するビソプロロール５２５の断片の化学構造を示す。構造５１５と比較して、より少ない結合が構造５２５を生成するために破壊される必要があるが、構造５２５は、実際には可能性が低い。これは、芳香環結合がＣ−ヘテロ原子結合よりもはるかに安定しているからである。

図６は、種々の実施形態による、ベンラファクシンの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ６００である。スクリーンキャプチャ６００は、１３２．０５７０の質量を有するベンラファクシン６１０の断片の化学構造を示す。スクリーンキャプチャ６００はまた、ベンラファクシンの生成イオンスペクトル６４０および化学構造６５０を示す。

図７は、種々の実施形態による、同様に１３２．０５７０の質量を有するベンラファクシンの別の断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ７００である。スクリーンキャプチャ７００は、１３２．０５７０の質量を有する、ベンラファクシンの断片７２０の化学構造を示す。

図６の断片構造６１０および図７の７２０は、ベンラファクシンの等重断片である。Ｃ−Ｃ結合よりもＣ−Ｎ結合を破壊することがはるかに容易であるので、より安定しており、図６の構造６１０は、したがって、可能性がより高い。換言すると、図７の構造７２０は、破壊されていないＣ−Ｎ結合を含むことに対するペナルティを含み、したがって、可能性が低い。

（ｉｉｉ）等重断片を採点してフィルタにかけるために、ＣＩＤ条件に基づく断片化規則（芳香族結合の破壊は低いＣＥにおいて可能性が低い等）を使用する。図５−７も参照されたい。

（ｉｖ）可能である場合、等重断片を採点してフィルタにかけるために、スペクトルレポジトリ内の所与の部分構造に対する研究および検索される化学的空間からの断片証拠と、対応する実験データおよびそれらの割り当てとを使用する。

ゼパム化合物の化学的空間は、例えば、７−アミノクロナゼパム、ジアゼパム、およびテマゼパムを含む。ゼパム化合物の全ては、１９３Ｄａにおいて断片を有する。１９３Ｄａにおける断片を決定するために、１９３Ｄａにおける、または約１９３Ｄａの７−アミノクロナゼパム、ジアゼパム、およびテマゼパムの断片が比較される。

図８は、種々の実施形態による、１９３の名目上の質量を有し、かつ最高得点を有する７−アミノクロナゼパムの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ８００である。スクリーンキャプチャ８００は、１９３Ｄａのｍ／ｚを有する、７−アミノクロナゼパムの最高得点断片８１０（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）を示す。スクリーンキャプチャ８００はまた、７−アミノクロナゼパムの生成イオンスペクトル８２０、７−アミノクロナゼパムの化学構造８３０、および７−アミノクロナゼパムの断片部分構造８４０も示す。

図９は、種々の実施形態による、図８の最高得点断片と類似する構造を有するジアゼパムの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ９００である。スクリーンキャプチャ９００は、１９３Ｄａのｍ／ｚを有するジアゼパムに対する断片９１０（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）を示す。スクリーンキャプチャ９００は、ジアゼパム対する生成イオンスペクトル９２０、ジアゼパムの化学構造９３０、およびジアゼパムの断片９１０対する断片部分構造９４０を示す。スクリーンキャプチャ９００はまた、断片９１０（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）より高い得点を有する、断片９５０（Ｃ_１４Ｈ_１１Ｎ）も示す。

図１０は、種々の実施形態による、同様に１９３の名目上の質量を有するテマゼパムの２つの断片の化学構造を示す、断片化評価ツールの２つの重ね合わせられた表示ウィンドウからの情報の例示的スクリーンキャプチャ１０００である。表示ウィンドウ１０１０は、テマゼパムの断片１０１１（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）の化学構造を示す。表示ウィンドウ１０２０は、テマゼパムの異なる断片１０２１（Ｃ_１０Ｈ_１３Ｎ_２Ｏ_２）の化学構造を示す。

図８−１０は、７−アミノクロナゼパム、ジアゼパム、およびテマゼパムの化学構造が互に非常に類似することを示す。加えて、３つ全ての化合物のスペクトルは、ｍ／ｚ１９３．０８において断片を有する。一貫性のために、それは、この断片の構造が、４つ全てにおいて、同一であるか、または少なくとも非常に類似すべきであるという意味を成す。図８を見ると、７−アミノクロナゼパムの全体的な最高得点断片は、断片８１０（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）である。したがって、それがこの分子に対する正しい割り当てであると仮定される場合、図８のジアゼパムに対する正しい割り当ては、たとえ断片９５０（Ｃ_１４Ｈ_１１Ｎ）がより高い得点を有しても、類似するもの、すなわち、断片９１０（Ｃ_１３Ｈ_９Ｎ_２）であるべきである。

図１０は、正しい断片の選択をより明確に示す。断片１０２１は、その化学構造が、それぞれ、推定される正しい断片である図８、９の化学構造８４０、９４０にあまり類似していないので、おそらく正しくない。例えば、図１０の断片１０２１は、図８、９の化学構造８４０、９４０が有するベンゼン環を構造の「底部」に有していない。しかしながら、図１０の断片１０１１は、図８および９の化学構造８４０および９４０に類似し、したがって、正しい可能性が高い。

種々の実施形態では、１つの一意の断片または組成も所与の断片に割り当てられることができない（すなわち、２つの可能性が類似得点を有する）とき、断片は、複数の可能性で注釈を付けられることができる。

種々の実施形態では、断片は、元素組成および任意の潜在的部分構造片で注釈を付けられる。高得点を伴うが、部分構造を伴わない元素組成は、保持され、再配列等の予想外の断片化を可能にする。

種々の実施形態では、正しい元素組成がＭＳ／ＭＳまたは生成イオンスペクトルにおけるピークに割り当てられると、各注釈付き断片に対して理論的同位体パターンをスペクトルに注入することによって、およそ単位Ｑ１分解能で収集されるスペクトルが、正確な非特異的断片化スペクトルに転換される。

図１１は、種々の実施形態による、各注釈付き自動断片に対する理論的同位体パターンをスペクトルに注入することによって、スペクトルがどのようにして正確な非特異的断片化スペクトルに転換されるかを示す、例示的な一連の質量スペクトルプロット１１００である。プロット１１１０は、正確な実験非特異的断片化方法から生成される、例示的な非特異的断片化スペクトルの一部を示す。非特異的断片化方法が使用されたため、断片または生成イオンは、完全同位体パターンを有する。これは、狭い前駆体イオンウィンドウまたは狭いＱ１ウィンドウが使用された場合、当てはまらないであろう。プロット１１２０内の化合物は、特有の同位体パターンを有する臭素原子を有する。パターンは、２Ｄａだけ分離されたほぼ等しい強度の２つの同位体を含む。２つの同位体は、ピーク１１１１および１１１２として図１１に示されている。狭い前駆体ウィンドウで取得される典型的な生成イオンスペクトルは、これらの同位体のうちの１つのみを示すであろう。

プロット１１２０は、例示的ライブラリスペクトルの一部を示す。スペクトルは、既知の化合物の断片の３８３の低精度質量を示す。プロット１１２０のスペクトルは、狭い前駆体イオンウィンドウで取得された。結果として、プロット１１２０のスペクトルは、既知の化合物に対する１つだけの同位体ピーク１１２１を示す。

種々の実施形態では、正確な質量ライブラリスペクトルへの名目上のまたは低精度の質量ライブラリスペクトルの転換中、理論的またはプロセッサ生成同位体質量が、高精度質量ライブラリスペクトルに戻して追加される。

プロット１１３０は、例示的な転換された正確な質量ライブラリスペクトルの一部を示す。プロット１１２０および１１３０を比較することは、プロット１１２０内の質量ライブラリスペクトルの質量ピーク１１２１が、プロット１１３０内の正確な質量ライブラリスペクトルにおける正確な質量ピーク１１３１に転換されたことを示す。加えて、理論的同位体質量ピーク１１３２が、プロット１１３０内の高精度質量ライブラリスペクトルに追加された。

次いで、プロット１１３０内の正確な質量ライブラリスペクトルは、例えば、既知の化合物がプロット１１１０に示されるもの等の任意の非特異的断片化スペクトル内にあるかどうかを決定するために使用されることができる。例えば、プロット１１１０の非特異的断片化スペクトルは、プロット１１３０内の高精度質量ライブラリスペクトルに対して検索される。

（生成イオン質量スペクトルを転換するためのシステム）
種々の実施形態は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するためのシステムを含む。本システムは、取得後にタンデム質量分析データを処理するように構成される、プロセッサを含む。プロセッサは、コンピュータ、マイクロプロセッサ、図１のコンピュータシステム、図２のプロセッサ、またはデータを処理し、データを送受信することが可能な任意のデバイスであり得るが、それらに限定されない。

プロセッサは、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信する。タンデム質量分析計は、例えば、低精度タンデム質量分析計である。プロセッサは、例えば、低精度スペクトルライブラリから少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信する。

図１２は、種々の実施形態による、エピネフリンの例示的な名目上のまたは低精度の生成イオン質量スペクトル１２００である。生成イオン質量スペクトル１２００は、それぞれ、９１および１２０Ｄａの質量を有する、ピーク１２１０および１２２０を含む。

少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに加えて、プロセッサは、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信する。種々の実施形態では、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造はまた、スペクトルライブラリから受信される。他の実施形態では、化学構造は、別のライブラリまたはデータベースから受信され得る。

プロセッサは、化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を、少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。プロセッサは、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択する。最終的に、プロセッサは、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

図１３は、種々の実施形態による、エピネフリンの例示的な転換された正確な生成イオン質量スペクトル１３００である。転換された正確な生成イオン質量スペクトル１３００は、それぞれ、９１．０３６９および１２０．１２５２Ｄａの正確な質量を有する、ピーク１３１０および１３２０を含む。

上記で説明されるように、プロセッサは、種々の方法で元素組成を割り当て、選択することができる。種々の実施形態では、プロセッサは、化学構造の１つ以上の部分構造を生成する、化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションし、少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する、１つ以上の部分構造の元素組成を少なくとも１つのピークに割り当てることによって、１つ以上の元素組成を、少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。次いで、プロセッサは、例えば、１つ以上の割り当てられた元素組成を採点し、最高得点を伴う少なくとも１つの元素組成を選択することによって、少なくとも１つの元素組成を選択する。採点は、断片化規則に基づき得る。

代替実施形態では、プロセッサは、少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する化学構造の元素から、１つ以上の元素組成を計算し、１つ以上の元素組成を少なくとも１つのピークに割り当てることによって、１つ以上の元素組成を、少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。少なくとも１つの元素組成は、いくつかの方法で選択されることができる。

種々の実施形態では、プロセッサは、１つ以上の割り当てられた元素組成を採点し、最高得点を伴う少なくとも１つの元素組成を選択することによって、少なくとも１つの元素組成を選択する。１つ以上の割り当てられた元素組成は、例えば、少なくとも１つの元素組成と少なくとも１つのピークの質量との間の質量差に基づいて採点される。

種々の実施形態では、プロセッサは、２つの得点に基づいて、少なくとも１つの元素組成を選択する。上記のように、プロセッサは、１つ以上の割り当てられた元素組成を採点することによって、少なくとも１つの元素組成を選択する。加えて、プロセッサは、化学構造の１つ以上の部分構造を生成する、化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションし、少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する、１つ以上の部分構造を、少なくとも１つのピークに割り当て、１つ以上の部分構造を採点する。プロセッサは、最終的に、割り当てられた部分構造およびそれらの対応する元素組成の得点を組み合わせ、最高複合得点を有する、割り当てられた部分構造の対応する元素組成を選択する。

種々の実施形態では、１つ以上の割り当てられた元素組成は、少なくとも１つの元素組成と少なくとも１つのピークの質量との間の質量差に基づいて採点され、１つ以上の部分構造は、断片化規則に基づいて採点される。

種々の実施形態では、プロセッサはさらに、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する、少なくとも１つのデータ収集条件を受信する。収集条件は、例えば、採点中、断片化規則によって使用される。収集条件は、極性、第１の四重極Ｑ１分解能、前駆体質量対電荷比（ｍ／ｚ）、ｍ／ｚ誤差分布、標的生成イオンスペクトルＱ１幅、および衝突エネルギーのうちの１つ以上のものを含むことができるが、それらに限定されない。

種々の実施形態では、プロセッサが少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換した後、プロセッサはさらに、少なくとも１つのピークの１つ以上の同位体ピークを、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに追加する。

種々の代替実施形態では、プロセッサは、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換することなく、少なくとも１つのピークの１つ以上の同位体ピークを、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに追加する。換言すると、プロセッサは、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信する。プロセッサは、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信する。プロセッサは、化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。プロセッサは、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択する。しかしながら、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換する代わりに、プロセッサは、少なくとも１つのピークの１つ以上の同位体ピークを、生成イオン質量スペクトルに追加し、非特異的前駆体イオン選択方法との使用のために好適な生成イオン質量スペクトルを生成する。

種々の実施形態では、質量許容誤差は、タンデム質量分析計によって測定される、より低い精度質量の既知の誤差範囲である。

（生成イオン質量スペクトルを転換する方法）
図１４は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法１４００を示す、フローチャートである。

方法１４００のステップ１４１０では、プロセッサを使用して、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルが受信される。

ステップ１４２０では、プロセッサを使用して、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造が受信される。

ステップ１４３０では、プロセッサを使用して、１つ以上の元素組成が、化学構造に基づいて、少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てられる。

ステップ１４４０では、プロセッサを使用して、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成が選択される。

ステップ１４５０では、プロセッサを使用して、少なくとも１つのピークの質量が選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換されることにより、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

（生成イオン質量スペクトルを転換するためのコンピュータプログラム製品）
種々の実施形態では、コンピュータプログラム製品は、そのコンテンツが、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施するよう、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含む、有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。本方法は、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを含むシステムによって実施される。

図１５は、種々の実施形態による、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施する、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを含む、システム１５００の概略図である。システム１５００は、入力モジュール１５１０と、分析モジュール１５２０とを含む。

入力モジュール１５１０は、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信する。入力モジュール１５１０は、少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信する。

分析モジュール１５２０は、化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てる。分析モジュール１５２０は、分析モジュールを使用して、少なくとも１つのピークに対して、１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択する。最終的に、分析モジュール１５２０は、分析モジュールを使用して、少なくとも１つのピークの質量を選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成する。

当業者は、質量分析データに関して本明細書で使用される用語「質量」の使用が、用語「質量対電荷比（ｍ／ｚ）」と交換可能であることを理解することができる。

本教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本教示が、そのような実施形態に制限されることを意図するものではない。対照的に、本教示は、当業者によって理解されるように、種々の代替、修正、および均等物を包含する。

さらに、種々の実施形態の説明において、本明細書は、段階化の特定のシーケンスとして、方法および／またはプロセスを提示し得る。しかしながら、方法またはプロセスが本明細書に記載される段階化の特定の順序に依拠しない程度において、方法またはプロセスは、説明される段階化の特定のシーケンスに制限されるべきではない。当業者が理解するであろうように、段階化の他のシーケンスも可能であり得る。したがって、本明細書に記載される段階化の特定の順序は、請求項に関する制限として解釈されるべきではない。加えて、方法および／またはプロセスを対象とする請求項は、その段階化の実施を書かれた順序に制限されるべきではなく、当業者は、シーケンスが、変動され得、依然として、種々の実施形態の精神および範囲内にあることを容易に理解することができる。

Claims (8)

1. 生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換するためのシステムであって、前記システムは、プロセッサを備え、
   前記プロセッサは、
   タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
   前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
   前記化学構造の元素から少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する１つ以上の元素組成を計算すること、および前記１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つのピークに割り当てることによって、前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
   前記１つ以上の割り当てられた元素組成を採点することと、
   前記化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションして、前記化学構造の複数の部分構造を生成することと、
   前記複数の部分構造を前記少なくとも１つのピークと比較する代わりに、前記複数の部分構造を前記１つ以上の割り当てられた元素組成と比較して１つ以上の一致する部分構造を見出すことと、
   前記１つ以上の一致する部分構造を、それらの対応する割り当てられた元素組成に割り当てることと、
   前記１つ以上の一致する部分構造を採点することと、
   前記１つ以上の割り当てられた元素組成の得点、およびそれらの対応する１つ以上の一致する部分構造の得点を組み合わせて、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のそれぞれについて全体的得点を生成することと、
   最高の全体的得点を有する前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
   前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと、
   を行う、システム。
2. 前記１つ以上の一致する部分構造は、断片化規則に基づいて採点され、前記断片化規則は、
   断片イオンの前記元素組成が既知の前駆体イオンの組成と一致するという規則、損失がそれらの前駆体と一致するという規則、環は線形構造より破壊し難いという規則、および、炭素（Ｃ）と、ヘテロ原子、すなわち、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、および硫黄（Ｓ）との間の化学結合はＣ−Ｃ結合より破壊し易いという規則のうちの１つ以上のものを備えている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記１つ以上の割り当てられた元素組成は、少なくとも１つの元素組成と前記少なくとも１つのピークの前記質量との間の質量差に基づいて採点される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記プロセッサは、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する少なくとも１つのデータ収集条件をさらに受信し、前記断片化規則は、前記少なくとも１つのデータ収集条件を使用する規則を備えている、請求項２に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つのデータ収集条件は、極性、第１の四重極Ｑ１分解能、前駆体質量対電荷比（ｍ／ｚ）、ｍ／ｚ誤差分布、標的生成イオンスペクトルＱ１幅、および衝突エネルギーのうちの１つ以上のものを備えている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記プロセッサが前記少なくとも１つのピークの前記質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の前記質量に転換した後、前記プロセッサは、前記少なくとも１つのピークの１つ以上の同位体ピークをより高い質量精度を伴う前記生成イオン質量スペクトルにさらに追加する、請求項１に記載のシステム。
7. 生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法であって、
   プロセッサを使用して、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
   前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
   前記プロセッサを使用して、前記化学構造の元素から少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する１つ以上の元素組成を計算すること、および前記１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つのピークに割り当てることによって、前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
   前記プロセッサを使用して、前記化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションして、前記化学構造の複数の部分構造を生成することと、
   前記プロセッサを使用して、前記複数の部分構造を前記少なくとも１つのピークと比較する代わりに、前記複数の部分構造を前記１つ以上の割り当てられた元素組成と比較して１つ以上の一致する部分構造を見出すことと、
   前記プロセッサを使用して、前記１つ以上の一致する部分構造を、それらの対応する割り当てられた元素組成に割り当てることと、
   前記プロセッサを使用して、前記１つ以上の一致する部分構造を採点することと、
   前記プロセッサを使用して、前記１つ以上の割り当てられた元素組成の得点、およびそれらの対応する１つ以上の一致する部分構造の得点を組み合わせて、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のそれぞれについて全体的得点を生成することと、
   前記プロセッサを使用して、最高の全体的得点を有する前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
   前記プロセッサを使用して、前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと
   を含む、方法。
8. 非一過性の有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を備えているコンピュータプログラム製品であって、前記記憶媒体のコンテンツは、プロセッサ上で実行される命令を伴うプログラムを含み、前記命令は、生成イオン質量スペクトルをより高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルに転換する方法を実施するためのものであり、前記方法は、
   システムを提供することであって、前記システムは、１つ以上の個別のソフトウェアモジュールを含み、前記個別のソフトウェアモジュールは、入力モジュールと、分析モジュールとを備えている、ことと、
   前記入力モジュールを使用して、タンデム質量分析計によって生成される少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルを受信することと、
   前記入力モジュールを使用して、前記少なくとも１つの生成イオン質量スペクトルに対応する化合物の化学構造を受信することと、
   前記分析モジュールを使用して、前記化学構造の元素から少なくとも１つのピークの質量の質量許容誤差内の質量を有する１つ以上の元素組成を計算すること、および前記１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つのピークに割り当てることによって、前記化学構造に基づいて、１つ以上の元素組成を前記少なくとも１つの生成イオンスペクトルにおける少なくとも１つのピークに割り当てることと、
   前記分析モジュールを使用して、前記化学構造の１つ以上の断片化をシミュレーションして、前記化学構造の複数の部分構造を生成することと、
   前記分析モジュールを使用して、前記複数の部分構造を前記少なくとも１つのピークと比較する代わりに、前記複数の部分構造を前記１つ以上の割り当てられた元素組成と比較して１つ以上の一致する部分構造を見出すことと、
   前記分析モジュールを使用して、前記１つ以上の一致する部分構造を、それらの対応する割り当てられた元素組成に割り当てることと、
   前記分析モジュールを使用して、前記１つ以上の一致する部分構造を採点することと、
   前記分析モジュールを使用して、前記１つ以上の割り当てられた元素組成の得点、およびそれらの対応する１つ以上の一致する部分構造の得点を組み合わせて、前記１つ以上の割り当てられた元素組成のそれぞれについて全体的得点を生成することと、
   前記分析モジュールを使用して、最高の全体的得点を有する前記１つ以上の割り当てられた元素組成のうちの少なくとも１つの元素組成を選択することと、
   前記分析モジュールを使用して、前記少なくとも１つのピークの質量を前記選択された少なくとも１つの元素組成の質量に転換し、より高い質量精度を伴う生成イオン質量スペクトルを生成することと
   を含む、コンピュータプログラム製品。