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1、10申请公布号CN104237364A43申请公布日20141224CN104237364A21申请号201410250870422申请日201406061310174620130607GBG01N27/62200601H01J49/0020060171申请人塞莫费雪科学不来梅有限公司地址德国不来梅72发明人H普法弗TJ斯特拉顿74专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人沙永生54发明名称同位素模式识别57摘要确定样品内的元素或元素组合的丰度度量，该元素或元素组合具有至少一个同位素变体。鉴别该元素或元素组合的一个同位素质谱模式，该同位素质谱模式表明每个同位素变体的预期丰度和预期质。
2、荷比差。这些是相对于一种主同位素的对应丰度和质荷比进行鉴别的。该同位素质谱模式与来自该样品的分子质量分析进行比较来鉴别峰组，这些峰组各自匹配该同位素质谱模式。作为来自已鉴别的峰组中每一个的一个或多个峰的强度测量值的函数来确定该元素或元素组合的丰度度量。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书14页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书14页附图4页10申请公布号CN104237364ACN104237364A1/2页21一种用于确定样品内的元素或元素组合的丰度度量的方法，该元素或元素组合具有至少一个同位素变体，该方法包括鉴别该元素或元素组合的同位素。
3、质谱模式，该同位素质谱模式表明一个或多个同位素变体中每一个的预期丰度和预期质荷比差，该预期丰度和预期质荷比差是相对于该元素或元素组合的一个主同位素的相应丰度和质荷比进行鉴别的；将该同位素质谱模式与来自该样品的分子质量分析的质谱数据进行比较，该质谱数据包括多个峰，每个峰表明一个相应的质荷比的强度测量值，其中该比较鉴别出各自匹配该同位素质谱图的多个峰组；并且作为来自这些已鉴别的多个峰组中每一个的一个或多个峰的强度测量值的函数来确定该元素或元素组合的丰度度量。2根据权利要求1所述的方法，进一步包括进行该样品的分子质量分析，以便提供该质谱数据。3如权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包括基于该已鉴。
4、别的同位素质谱模式，确定该质谱数据的最小分辨率；并且控制一个质量分析器来进行分子质量分析并且从而提供该质谱数据以实现至少该已确定的最小分辨率。4如以上任何一项利要求所述的方法，进一步包括重复该比较和确定多个样品中的每一个的步骤，以便提供该元素或元素组合的多个丰度度量，每个丰度度量是来自该多个样品中的对应样品的。5如权利要求4所述的方法，其中，该多个样品是由色谱法、和成像电离之一产生的。6如权利要求4或权利要求5所述的方法，其中，该多个样品是在一个不同时间范围、和一个不同空间位置范围中之一或两者处产生的。7如以上任一项权利要求所述的方法，其中，该比较步骤包括鉴别该质谱数据中的峰之一作为一个主峰；。
5、并且对于来自该同位素质谱模式的每个同位素变体，鉴别具有与来自该同位素质谱模式的对应同位素变体的预期丰度和预期的质荷比差一致的相对于该主峰的强度和与该主峰的质荷比差的质谱数据的一个对应的变体峰；并且其中该主峰和这些对应的变体峰中的每一个限定了来自多个峰组的一个峰组。8如权利要求7所述的方法，其中，当该变体峰的相对强度和该同位素变体的预期丰度是相等的或相差不大于一个预定偏差时，相对于该主峰的该变体峰的强度被鉴别为对应于该同位素变体的预期丰度。9如权利要求8所述的方法，其中，该预定偏差是通过提供该质谱数据的质量分析器内的信号变化测量来确立的。10如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，当该变体峰的。
6、质荷比差和该同位素变体的预期质荷比差是相等的或相差不大于一个预定公差时，与该主峰的质荷比差被鉴别为对应于该同位素变体的预期质荷比差。11如权利要求10所述的方法，其中，该预定公差是该主峰的质荷比和一个恒定公差值的函数。12如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，该比较步骤进一步包括权利要求书CN104237364A2/2页3确定该峰组的信噪比；并且通过将对于该峰组确定的信噪比与该对应的同位素变体的预期丰度相组合，确立来自该同位素质谱模式的每个同位素变体的预期信噪比；并且其中该鉴别该质谱数据的一个对应的变体峰的步骤取决于与为至少一个阀值的变体峰一致的同位素变体的预期信噪比。13如权利要求7至。
7、12中任一项所述的方法，其中，该确定该丰度度量的步骤进一步包括将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量值组合。14如权利要求13所述的方法，其中，该组合步骤包括将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量进行求和。15如权利要求13所述的方法，其中，该比较步骤包括确定每个已鉴别的峰组的权重，该权重表明在与该已鉴别的峰组一致的化合物的一个分子中存在多少该元素或元素组合；并且将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量乘以对于该对应的峰组确定的权重；并且将与这些权重相乘后的这些强度测量值求和。16如权利要求13到15中任何一项所。
8、述的方法，进一步包括确定每个已鉴别的峰组的权重，该权重表明在与该已鉴别的峰组一致的化合物的一个分子中存在多少该元素或元素组合；将对于该多个峰组中的每一个确定的权重乘以该元素或元素组合的标称质量；并且基于该峰组的多个峰的质荷比和与该峰组的标称质量相乘后的权重，确立该峰组的置信水平；并且确定对于其确立的置信水平低于一个阀值的任何峰组；其中，该组合步骤不将对于其确立的置信水平被确定为低于该阀值的那些峰组的任何强度测量值进行组合。17一个计算机程序，被配置为当由一个处理器操作时进行以上任何一项权利要求所述的方法。18一个质谱系统，包括一个质量分析器，被配置为提供样品的质谱数据；以及一个处理器，被配置为。
9、使用由该质量分析器提供的质谱数据来进行如权利要求1至16中任一项所述的方法。权利要求书CN104237364A1/14页4同位素模式识别技术领域0001本发明涉及一种用于确定样品内的元素或元素组合的丰度度量的方法，该元素或元素组合具有至少一个同位素变体。背景技术0002质谱法可以用于多种多样的样品中的化合物的定性和定量鉴别，包括代谢组学、蛋白质组学、杀虫剂分析、天然物质鉴别、药物和可比较的领域。液相色谱质谱法LC/MS特别用于此类分析中。0003在此领域中，同位素模式的识别经常被认为是有用的。基于所检测的同位素指纹质谱中的模式的质谱仪控制也是已知的。这样的实例示于DREXLER，DM等人，使用。
10、台式离子阱质谱仪通过智能化实时液相串联质谱法的同位素标记的杀虫剂和代谢物的自动化鉴别AUTOMATEDIDENTICATIONOFISOTOPICALLYLABELEDPESTICIDESANDMETABOLITESBYINTELLIGENTREALTIMELIQUIDCHROMATOGRAPHYTANDEMMASSSPECTROMETRYUSINGABENCHTOPIONTRAPMASSSPECTROMETER，质谱快讯RAPIDCOMMUNMASSSPECTROM，1998，12，15011507；CHERNUSHEVICH，IV等人，四极飞行时间质谱法的介绍ANINTRODUCTIONT。
11、OQUADRUPOLETIMEOFFLIGHTMASSSPECTROMETRY，质谱杂志JMASSSPECTROM，2001，36，849865；LOCKC等人，通过自动化液相色谱/正交MALDIQQTOF的ICAT标记的蛋白质分析ICATLABELEDPROTEINANALYSISVIAAUTOMATEDLIQUIDCHROMATOGRAPHY/ORTHOGONALMALDIQQTOF，第49届ASMS质谱和相关主题会议录PROCEEDINGSOFTHE49THASMSCONFERENCEONMASSSPECTROMETRYANDALLIEDTOPICS，5月2731日，2001年；和US7。
12、,189,964。0004这些技术经常依赖于来自组分如氯或溴的强同位素信号，其中来自重同位素的对整个同位素模式的贡献是显著的对于氯30并且对于溴80。在无高分辨率的情况下，难以分离出谱中的精细结构。在此精细结构可以被定义为将同位素模式A1、A2、A3等的标称部分的成员分离成它们的组分部分的能力，这些组成部分是由组成所观察的种类的特定原子贡献的。碳、氢、氮、氧、硫、氯、溴和其他原子的同位素上的小质量差以及它们的丰度天然的或人工的是这种精细同位素结构的来源。0005高分辨率质谱法通常用于污染物的定量。这可以使用例如双聚焦扇区质谱法来进行。该高分辨率可以在来自具有相同标称质量的不同来源的峰之间进行区。
13、别。这样的一个实例在与本发明具有共有所有权的WO2010/025834中示出。0006更近期的发展已经开始使用高分辨率质谱法来克服识别同位素模式中的困难。EP2128791讨论了同位素模式与模拟的同位素模式的比较，为了指引元素成分的分析。STOLL，N等人，用于减少分配到来自电喷射离子化傅里叶变换离子回旋共振质谱法的高分辨率质谱数据的元素成分的同位素模式评价ISOTOPEPATTERNEVALUATIONFORTHEREDUCTIONOFELEMENTALCOMPOSITIONSASSIGNEDTOHIGHRESOLUTIONMASSSPECTRALDATAFROMELECTROSPRAYIO。
14、NIZATIONFOURIERTRANSFORMIONCYCLOTRONRESONANCEMASS说明书CN104237364A2/14页5SPECTROMETRY，美国质谱学会杂志JAMSOCMASSSPECTROM，2006，17，第1692页第1699页讨论了同位素精细结构用于元素成分候选物清单的删减的用途特别参见图4和第1696页，第2栏。而且，定量同位素精细结构分析在同位素比率分析中也是已知的，尽管主要目标是避免干扰。这在EP1770779中示出，特别对于地质应用。0007为了检测代谢物，经常使用一种所谓的质量亏损分析或KENDRICK质量分析。这种方法的不同方面在US8,237,1。
15、06、US8,063,357、US7,634,364和US7,381,568中进行了讨论。本质上，通过鉴别具有某一类精确质量亏损的离子，预期了解具体已知物质的代谢衍生物。这些方法直接使用单一精确质量用于一种物质类别的成员的鉴别。0008所有这些方法但特别地同位素指纹方法和用于通过质量亏损过滤的方法集中于鉴别一种化合物、分子或碎片的完整元素成分。虽然该质量亏损方法可以鉴别一种单一官能团的存在，但这仍受限于单独分子的分析。考虑整个质谱的分析是显著更困难的。发明内容0009在此背景下，本发明提供一种用于确定样品内的元素或元素组合的丰度度量的方法，该元素或元素组合具有至少一个同位素变体。该方法包括鉴别。
16、该元素或元素组合的同位素质谱模式，该同位素质谱模式表明一个或多个同位素变体中每一个的预期丰度和预期质荷比差，该预期丰度和预期质荷比差是相对于该元素或元素组合的一个主同位素的相应丰度和质荷比进行鉴别的；将该同位素质谱模式与来自该样品的分子质量分析的质谱数据进行比较，该质谱数据包括多个峰，每个峰表明一个相应的质荷比的强度测量值，其中该比较鉴别各自匹配该同位素质谱图的多个峰组；并且确定该元素或元素组合的丰度度量作为来自这些已鉴别的多个峰组中每一个的一个或多个峰的强度测量值的函数。0010因此，本发明可以提供一种用于鉴别在大数据集中的某一物质种类的成员的通用、有效和可靠的方法。检测一个复杂质谱数据流中。
17、的组分可以通过应用一种同位素搜索来至少部分地实现，该同位素搜索利用从非常高分辨率测量可获得的精细同位素模式。可以实现高例如，在质量400处的50000、70000或100000的分辨能力RP、或超高分辨率例如，在质量400处的150000、200000、240000RP和精确质量例如，3PPM，具有外部校准测量。然后精细同位素模式识别可以是一种证实和帮助小分子鉴别的强大工具。主同位素典型地是最丰富的，但不一定必然是这样的。在一些情况下，它可能是具有最低质量的同位素。代替实现一个真的分子指纹，本发明分析该精细结构以鉴别为某一元素的特征的峰组。它可以消除与常规技术中尝试将峰分组在一起相关联的微妙性。
18、和困难。0011所希望的分辨率可能取决于有待研究的元素或元素组合如一个官能团，例如处于固定量值的几种元素，或特征对，例如13C15N或类似的和该样品中存在的其他可能干扰性的元素。该特定模式可以是对整个所观察到的模式做出贡献的一种或多种元素的结果。另外地或可替代地，该特定模式可以是天然丰度或人工诱导丰度的结果例如，通过化合物的稳定或放射标记。在本发明的一个变体中，该比较步骤可以鉴别与该同位素质谱模式匹配的一个单一峰组；并且确定该元素或元素组合的丰度度量的步骤可以作为来自该已鉴别的峰组的一个或多个峰的强度测量值的函数来进行。说明书CN104237364A3/14页60012本发明可以应用于多种多样。
19、的样品中的化合物的定向和非定向的定性鉴别，包括代谢组学、蛋白质组学、杀虫剂分析、天然物质鉴别、药物和可比较的领域。0013就精细结构而言，现有方法一直倾向于避免除了主同位素之外的任何事物的分析。高分辨率质量分析可以改进能够被鉴别的精细结构的水平。高分辨率可以参考M/Z中的小数点之后的有效数字的数量例如，至少4来理解。典型地，70000的分辨能力是所希望的，200000的分辨能力是优选的例如，对于A1位置上分开的15N和13C并且250000RP全部在M/Z400处是更优选的这可以是足以完全分辨具有质量50DA至600DA的大多数小分子中的同位素精细结构。然而，任选地考虑至少以下各项中之一的分辨。
20、能力在M/Z400处30000、50000、70000、100000、150000、200000、250000、和300000。合适的质量分析器可以包括双聚焦扇区分析器、FTICR分析器、轨道俘获分析器、以及包括多反射TOF的飞行时间TOF分析器。0014优选地，该方法进一步包括进行该样品的分子质量分析，以便提供质谱数据。任选地，该方法可以包括基于该已鉴别的同位素质谱模式，确定该质谱数据的最小分辨率。优选地，该方法进一步包括控制一个质量分析器来进行分子质量分析并且从而提供该质谱数据以实现至少该已确定的最小分辨率。在具体实施例中，这可以包括进行分子质量分析的步骤，执行该步骤以实现至少该已确定的最。
21、小分辨率。以此方式，在进行该样品的分子质量分析之前，可以确立可能取决于有待研究的元素或元素组合和该样品中存在的其他可能干扰性的元素的所希望的分辨率。然后，该样品的分子质量分析可以根据已确定的最小分辨率来进行。0015有利地，该方法进一步包括重复该比较和确定多个样品中的每一个的步骤，以便提供该元素或元素组合的多个丰度度量，每个丰度度量是来自该多个样品中的一个对应样品的。在优选的实施例中，该多个样品是由色谱法例如，气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法或超临界流体色谱法、和成像电离例如，使用MALDI或SIMS之一产生的。有益地，该多个样品是在一个不同时间范围、和一个不同空间位置的范围其可以包括二维和。
22、三维位置，例如具有深度特征中之一或两者处产生的。在大多数此类情况下，该多个样品将在一个不同时间的范围处产生，即使它们涉及一个不同空间位置的范围。0016本发明对鉴别包括某一元素或元素组合的质量色谱图或其中分析多个样品的类似技术中的所有物质可以是特别有用的。现有技术集中于整个分子并且受限于该分子或MS/MS碎片的完整元素成分的分析。这种新技术避免了为了跨过同一样品中存在的多个分子鉴别元素或元素组合而知道该完整元素成分的需要。0017具体地，确定丰度度量可以帮助回答两个问题查找包含某一指定精细同位素模式的色谱操作中的所有组分，该精细同位素模式可以包括例如S、N、CL、O等多个原子的存在或来自所述实。
23、例原子如1CL和2S的某一组合的指定精细模式的存在；并且从所测量的同位素模式和该精细结构，可以应用相反的方式，使得概述的相同的公差和计算可以用于确定多少此类原子S、N、CL、O等被包含在任何组分中。0018本发明优选使用一种同位素指纹技术将该同位素质谱模式与质谱数据进行比较。这种技术可以按多种方式来实施。在一些实施例中，该比较步骤包括鉴别该质谱数据中的峰之一作为一个主峰。该主峰典型地是最丰富的，但不一定必然是这样的。在一些情况下，它可能是具有最低质量的峰。优选地，这个步骤进一步包括对于来自该同位素质谱说明书CN104237364A4/14页7模式的每个同位素变体，鉴别具有与来自该同位素质谱模式。
24、的对应同位素变体的预期丰度和预期的质荷比差一致的、相对于该主峰的强度和与该主峰的质荷比差的质谱数据的一个对应变体峰。然后，该主峰和这些对应变体峰中的每一个可以定义来自该多个峰组的一个峰组。因此，该峰组可以被认为与该同位素质谱模式指纹匹配。0019应注意到，现有同位素模式搜索已经总体上受限于产生自高度丰富的种类如35CL/37CL和79BR/81BR的粗模式，对于小分子应用这些种类是足够强的以抵抗来自硫、碳、氧、氮等的更低丰度重同位素对强度的贡献。本发明利用非常高分辨率精确质量数据的能力来分开该同位素模式的贡献者并且单独观察它们。本发明提供一种搜索先前不可获得的非常特定的元素成分的手段。现在讨论。
25、实施例中用于确定匹配一致性的方法的具体细节。0020在实施例中，当该变体峰的相对强度和该同位素变体的预期丰度是相等的或相差不大于预定偏差时，相对于该主峰的该变体峰的强度被鉴别为对应于该同位素变体的预期丰度。优选地，该预定偏差是通过提供该质谱数据的质量分析器内的信号变化测量来确立的。离子信号的测量可以从扫描至扫描而变化，作为产生自来源如来自该来源的离子流和检测器响应的质谱仪内的信号变化测量的结果。所测量的单独信号的强度中的这种变化可能通过使所测量的强度移动远离由该谱模式预期的强度而影响指纹匹配。该预定偏差是一个允许在每个所观察的强度周围的小变化窗口的公差值。0021另外地或可替代地，当该变体峰的。
26、质荷比差和该同位素变体的预期质荷比差是相等的或相差不大于一个预定公差时，与该主峰的质荷比差被鉴别为对应于该同位素变体的预期质荷比差。该预定公差其可以以百万分率，PPM为单位来测量可以允许所测量的质量上的小变化。优选地，该预定公差是该主峰的质荷比和一个恒定公差值、更优选地该预定质量和该恒定公差值的乘积的函数。其他因素任选地也对该预定公差做出贡献。0022在一些实施例中，该比较步骤进一步包括确定该峰组的信噪比。然后，该比较步骤可以进一步包括通过将对于该峰组确定的信噪比与该对应的同位素变体的预期丰度相组合，而确立来自该同位素质谱模式的每个同位素变体的预期信噪比。在这种情况下，该鉴别该质谱数据的一个对。
27、应变体峰的步骤可能取决于与作为至少一个阀值的变体峰一致的同位素变体的预期信噪比。任选地，该阀值是1。忽略具有低信噪比的峰组避免误差，使得已确定的丰度度量可以被考虑最低水平。0023有益地，该确定丰度度量的步骤包括将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量值组合。这可以允许该已确定的测量反映跨过该质谱所鉴定的所有峰组。在优选的实施例中，该组合步骤包括将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量值进行求和。0024任选地，该组合步骤包括确定每个已鉴别的峰组的权重，该权重表明与该已鉴别的峰组一致的化合物的一个分子中存在多少该元素或元素组合。可以确定存在于。
28、该化合物中的元素或元素组合的数量并且相应地这可以用作该已鉴别的峰组的一个或多个峰的权重。一个峰组可以任选地具有多于一个的权重，每个权重特定于该峰组的一个对应峰。0025在此类情况中，该组合步骤可以进一步包括将来自该多个已鉴别的峰组的每个峰组的变体峰中的一个或多个的强度测量值乘以对于该对应的峰组确定的权重。优选地，该组合步骤进一步包括将与这些权重相乘后的这些强度测量值求和。说明书CN104237364A5/14页80026另外地或可替代地，该方法进一步包括将对于该多个峰组中的每一个确定的权重乘以该元素或元素组合的标称质量。然后，该方法可以进一步包括基于该峰组的多个峰的质荷比以及与该峰组的标称质量。
29、相乘后的权重，确立该峰组的置信水平。有利地，该方法进一步包括确定对于其确立的置信水平低于一个阀值的任何峰组。然后，该组合步骤可能不将对于其确立的置信水平被确定为低于该阀值的那些峰组的任何强度测量值进行组合。这可以允许丢弃明显存在误差的已鉴别峰组对于其峰的质荷比小于对于与该峰一致的预计存在于分子中的元素或元素组合确定的标称质量的那些。0027在一些实施例中，该质谱数据可以使用串联质谱法或使用MSN来产生，其可以来自所有离子碎裂或可以响应于在采集该质谱数据过程中的一种具体元素的先前检测来被触发。任选地，该方法可以进一步包括鉴别一种元素成分、结构或两者。0028在实施例中，该方法可以进一步包括将该已。
30、确定的丰度度量与以下各项中的一项或多项进行比较一个对照样品的已确定的丰度度量、和一个样品时间序列的其他元素的已确定的丰度度量。一个样品时间序列可以是在给予药物之后在不同时间从同一个体或组中收集的样品。0029在一个另外的方面中，提供了一个计算机程序，被配置为当由一个处理器操作时进行如在此所述的方法。这可以使用任何形式的控制逻辑、数字逻辑、可编程逻辑和其他处理技术来实施。该计算机程序可以用于例如分析现有的质谱数据。另外地或可替代地，质谱仪的控制或仅其一部分是通过使用该计算机程序可行的。0030在另一方面，本发明提供一个质谱系统，该质谱系统包括一个质量分析器，被配置为提供样品的质谱数据；以及一个处。
31、理器，被配置为使用由该质量分析器提供的质谱数据来进行如在此所述的方法。将进一步理解的是还可以提供被配置为进行在此所述的方法步骤中任一项的装置或结构特征。0031此外，还提供了来自一个方面内或多个方面之间的任何具体特征的组合，即使未被明确披露。附图说明0032本发明可以用不同的方式来实现，现在将仅通过示例并且参照附图来描述所述方式之一，在附图中0033图1示出了一个示例性已知系统的示意图，使用该系统可以实施本发明的一个实施例；0034图2展示了用于控制根据本发明的一个实施例的用户界面的一个实例；0035图3展示了图2的用户界面的另一个实例；0036图4展示了用于控制根据本发明的一个实施例的用户界。
32、面的一个第二实例；0037图5描绘了产生于根据本发明的一个实施例的第一组实例；0038图6描绘了产生于根据本发明的一个实施例的第二组实例；并且0039图7描绘了产生于根据本发明的一个实施例的第三组实例。具体实施方式0040在提供用于操作本发明的一个实施例的一个具体实际实例之前，对本发明的一个说明书CN104237364A6/14页9实施例首先概括地进行了描述。本发明使用一个质谱仪，该质谱仪典型地包括一个离子源、一个质量分析器、一个检测器、和一个处理系统。该处理计算机系统接收检测器的输出并且使用其来产生质谱。该处理系统一般还控制该质谱仪。本发明涉及用于提供质谱的质谱数据的处理和产生。0041实施。
33、例概述0042在该方法开始之前，由使用者或一个在该计算机系统上操作的调用软件包来定义一个分析目标。这是关于某一元素或元素组合的存在和量值的信息收集。该元素可以是例如硫或氯。0043在一个第一步骤中，确定该单一元素或组合的同位素特征信号SIGNATURE。为了简明性，本披露的剩余部分将集中于其中选择一种单一元素的情况，但这明显可以被扩展以覆盖一个元素组合。确定该目标元素的同位素的精细质量间隔。此外，这些同位素比率被确定以供随后使用。这些可以基于存储的查阅表来确定，计算或另外确立。0044在一个第二步骤中，搜索该质谱数据中的以该已确定的精确质量差隔开的峰。例如，这些是一个所谓的单同位素峰一个主峰，。
34、有时还被称为M或A0，和一个MX或AX峰其中X是一个数字的某一精确质量部分，在一个标称质量处即X大于M，但应该精确地与在该第一步骤中确定的质谱间隔匹配。该精确质量差其对于带单电荷离子约是一个整数，并且对于带双电荷离子是一个整数或一个整数的一半是元素相关的。对于硫，例如，这可以是M2或A2峰。0045该单同位素峰一般是该化合物的同位素簇内具有最低质量的峰。这个峰可以仅包含该化合物中的所有元素的最轻同位素，并且因此在那个标称质量处预期没有属于同一化合物的另外的峰。0046鉴别在M1和M2位置处的峰一般不是与对于该单同位素峰那么容易的。一种典型的有机化合物由存在的氢、碳、氧和氮支配，取决于大致按数字。
35、出现顺序的化合物类别可以具有在M1处并且通常甚至在M2处和更高顺序峰处的若干不同同位素成分。甚至一种极简单的物质如甲烷CH4可以已经具有在M1处的两个信号，一个表示13C1H4M/Z170341并且一个表示12C2H11H3M/Z170370。0047因此，优选还确定对于相同质量处的一种平均化合物而言在无来自其他质量的干扰的情况下观察该第二峰所需的质谱分辨率。这个分辨率可能取决于所考虑的质量和元素池，以及该目标元素。任选地，在数据采集之前或在数据采集过程中确定该分辨率，使得所希望的分析可以从所记录的数据中是可行的。典型地，确定一个最小分辨能力，并且操作该谱仪以提供跨过感兴趣的质量范围的至少此类。
36、最小分辨能力。这可以避免提前精确知道一个分辨能力和精确控制该谱仪在那个分辨能力下运行的需要。在一个第三步骤中，从所发现的峰对中确定一个广义的丰度量值。该计算的量值不一定是相对于某一单一丰度，而是相对于某一元素或元素的组合组。在最简单的情况下，此类质量量值通过仅仅添加与来自一个谱的距离指标匹配的所有峰来创建。这可以对于多个谱扩展，每个谱产生一个质量量值。该多个谱可以使用色谱法的输出或成像质谱法的结果数据组来产生。然后，这些单独的质量量值可以各自形成一条迹线的一个点。形成该迹线的质谱量值可以选自所有谱或选自选定的谱例如，仅用某一设定获得的谱，如某一质量范围、某一碎裂方法或能量、某一极性等等。这条迹。
37、线可以对时间进行作图对于色谱法实例，以提供一条元素或元素说明书CN104237364A7/14页10组合迹线，如一条硫迹线。0048该实施例的一些任选的、另外的部分可以包括以下各项00491用于提取数据的至少两个峰的同位素比率被评估以A确定存在于该化合物中的元素数量和相应地使该数据加权例如，用权重，W，等于元素数量；和/或B对该数据进行一致性检查。使用该硫实例，在找到具有A0峰的强度的9的A2峰之后，数据评估软件可以确定W2的权重并且在将该峰对的强度乘以2然后添加至来自同一谱中的其他峰的强度。另外地或可替代地，当发现具有A0峰的强度的120的A2峰时，确定在一个具有质量A0的分子中具有那么多硫。
38、原子比如，20个的概率，P。在这种情况下，例如，对于所有低于640的质量而言P0，并且为了构造该硫迹线，一个具有低于此值的质量的峰可以被认为是错误的并且被忽视。00502当大于两个峰可以用于评估例如，对于硫M099939和M199580时，该第二峰或第二和另外的峰可以用于一致性检查和修正。00513除了或替代于显示所发现的所有元素或元素组合强度的总和，该显示可以用潜在信息来注释。例如，一个色谱图或图像可以具有用例如贡献该峰的强度的谱中的质量数量、该峰中的元素如硫原子数量、含有贡献该峰的质谱信号的同位素模式的最可能的元素成分参见例如EP2128791、与潜在质谱或多个质谱的联接、该迹线中的最大值。
39、的插入时间、共洗脱物质等等来注释的峰即，局部最大值。该显示可以是交互性的，要求使用者例如将鼠标指针悬浮于该数据上或标记一个区域。00524一起属于发现使用该元素指标的这一对的质谱峰可以被提取，例如使用EP2322922中所描述的方法00535其他任选的活动可以包括该提取元素或元素组合迹线的平滑化，异常值的去除；和“标准迹线”的自动创建如S、BR、CL。0054应该注意到以下点。通过依赖这些精确质量对，隐含的是，属于一种物质的所有同位素的完整收集。任何洗脱时间或基于一种可能模式的试探法是仅仅任选的。例如，对于13C32S13C34S对，相同的逻辑适用如对于原始12C32S12C34S对。两者将被。
40、提取，其条件是它们具有足够的信噪水平。0055存在两种方法来解决元素丰度。在一个第一方法中，化合物中的一个元素的两次出现与一个单一出现分开进行处理。例如，将包括一个单一硫原子XS1的化合物的模式与包括两个硫原子XS2的化合物的模式分开进行搜索。类似地，对于包括三个硫原子XS3等等的化合物进行一个分开的搜索。这种方法可以用于拾取具有特定特征的某一元素的所有情形。例如，它可以用于找到含有确切地一个14C或确切地三个13C的化合物。将该数据通过M/Z差有效地直接进行过滤以匹配最初感兴趣的元素的规定的同位素比率。在一个第二方法中，一个初始过滤步骤是以一种更宽泛的方式按质量计的。那么，然后确定每个分子中。
41、的感兴趣的元素或元素组合的数量。这可以是更灵活的，但可能增加复杂性。0056因此，该实施例允许使用高分辨率中可获得的精细同位素模式和高质量准确数据来进行更高级的同位素搜索，使用组合的多个信号用于同时的同位素模式搜索，以及搜索天然丰度和人工诱导稳定的或放射标记模式两者的能力。而且，该传统的同位素模式方法被一种精细结构方法替代，该精细结构方法特别考虑了在一个第一峰与一个第二峰之间的某些精确质量差，使用高分辨率通过它们的同位素间隔来直接搜索元素。由高说明书CN104237364A108/14页11分辨率产生的专一性去除了来自其他同重素的干扰。0057现有的同位素指纹技术典型地使用质量和强度，但需要模。
42、拟并且比较一个完整的同位素模式来实现匹配。实际上，绝对质量一直典型地与相对质量相对地使用。然而，使用相对质量差可以是有利的。例如，具有在14N与15N之间的差异的距离处的另一个峰的一个主同位素A0的峰可以清楚地表示该化合物中氮的存在。然后，因此在A1位置的信号的强度一个具有的标称质量大于A0峰的峰可以提供关于氮丰度的定量信息。例如，当在A0与A115N之间的强度比不同于一个列表中的比时，这可以表明富集或耗乏或大于一个氮原子存在。0058具体实例概述0059参见图1，示出了一个示例性已知系统的示意图，使用该系统可以实施本发明的一个实施例。示例性已知系统1包括一个质谱仪20，该质谱仪具有一个上游色。
43、谱仪10和一个用于评估累积数据的连接的计算机系统70。0060质谱仪20具有传统设计，包括一个入口系统30、一个离子源40如一个电喷射电离源、一个质量分析器50如一个双聚焦扇区分析器、FTICR、轨道俘获分析器或包括多反射TOF的飞行时间TOF分析器、和一个检测器60其可以具有一个入口狭缝。入口系统30的上游是一个用于色谱分离的装置10，例如一个气相色谱仪GC或一个液相色谱仪LC。产生自检测器60的信号通过计算机系统70来处理和调节。计算机系统70还控制质谱仪20的操作。0061工作实例0062参考图1所述的系统可以用于按以下方式检测样品中的硫原子的存在。0063该第一步骤如以上所定义的如下进。
44、行。0064步骤11定义两个算法参数一个作为百分比的强度公差TOLI，其是在一个包的预期的与测量的强度之间的最大差；和一个以PPM为单位的质量公差TOLM，其是在预期的与测量的质量之间的最大质量偏差。0065步骤12计算所考虑的元素或元素组合在此S1的理论同位素模式在无限分辨率下。在无限分辨率下的模式还被称为模式谱。对于S1，这个模式谱呈现如下该相对丰度是参考该单同位素峰。0066表10067M/Z相对丰度3197152100032970910803396732452359665300200680069步骤13计算在最丰富的质量与感兴趣的模式包之间的质量差。感兴趣的包是说明书CN1042373。
45、64A119/14页12在这些质谱如以上所述的中足够强05以上并且与干扰性同重离子很好地分开的那些。这些质量差和相对强度被存储在一个预期包的表中以供随后使用。现在这个表看来如下。0070表20071M/Z相对丰度010000999390801995804520072步骤14任选地，现在将该表按以下方式来进行修改。所有的包峰以递减的强度顺序被存储并且然后提供有从0至N的指数。这个步骤可以允许同位素模式的一致处理，其中具有最低质量的包不是基峰如在BR2中。那么，现在这个表看来如下。0073表30074指数M/Z相对丰度001000119958045220999390800075计算该同位素精细结构。
46、质量色谱图如上所定义的的第二和第三步骤然后按以下方式来进行。0076对于在X的保留时间RT处的感兴趣的每个扫描其对于前体谱可以是MS1或对于产品谱是MSN，确定一个具有RTX和丰度Y的色谱图点。丰度Y是使用以下算法计算的。00771设Y0。00782在以升序M/Z扫描中的所有包质量M，强度I，噪声N进行迭代并且对于每个包进行以下各项007921计算质量公差，TOLM/1E6TOLM008022计算这个包的所测量的S/N信噪比，S/N测量008123如下计算该表中的所有包的预期S/N值0082S/N指数S/N测量RELINT指数/100，0083其中RELINT是相对丰度。例如，一个具有强度I1。
47、2345和噪声N200的包产生如61725的S/N测量。现在这个表看来如下。0084表40085说明书CN104237364A1210/14页13指数M/Z相对丰度S/N指数001000617311995804522792099939080049008624如果S/N1低于10，不再进一步进行这个包。在步骤21处继续下一个包。008725对于该表中具有S/N指数10的所有行，进行以下各项。丰度Y是增加的，如果其中该质量公差窗口和该强度公差窗口两者内存在一个所测量的包，即，具有在MM/Z指数TOL与MM/Z指数TOL之间的M/Z，和具有在IIRELINT指数ISV与IIRELINTINDEXIS。
48、V之间的强度J，其中ISV是自离子统计得出的强度变化。如果这些条件都被满足，那么通过增加强度J至Y来增加丰度，这样使得0088YYJ。008926在步骤21处继续下一个包，重复步骤21至25，直到已经分析了感兴趣的扫描中的所有M/Z包。以此方式，当该信噪比高于阀值10时，丰度Y增加多个强度J，其中在感兴趣的扫描中的包与该质量和强度公差内的感兴趣的模式包相匹配。那么丰度Y是该样品内的感兴趣的元素或元素组合的一个已确定的丰度度量。应指出，每当重复这些步骤时，表4中的S/N指数被对下一个包的计算覆盖0090离子信号的测量将跨过一个色谱峰从扫描至扫描变化。这个变化是对产生自来源如来自该来源的离子通量、。
49、检测器响应和离子计数统计的质谱仪内的信号变化测量的结果。所测量的单独信号的强度中的这种变化通过使所测量的信号移动远离通过RELINT相对丰度预期的信号而影响这个算法。公差值ISV允许在每个所观察的强度周围的小公差窗口，按几乎相同的方式，质量公差以百万分率，PPM为单位测量的允许所测量的质量上的小变化。0091实际上，对于指数大于0的M/Z和相对丰度RELINT的值可以作为用户参数来提供。这可以允许更复杂的模式搜索或在所测量的整个精细同位素模式的仅选定部分上的模式搜索。作为一个实例，对于其中有待检测的所希望的模式是组合的A0以及34SA2和2乘以13CA2的精细结构信号的小分子的输入参数可以被定义由用户如下。0092表50093指数M/Z相对丰度00100119958045222006711000094然而，用户输入一般不是必要的。如果足够的信号是可获得的测量相对M/Z距离的仪器的质量精确度，如与绝对质量精确度相对的，绝对质量精确度对良好的质量校准说明书CN104237364A1311/14页14的依赖强得多，则替代地使用用户输入。因此，该算法仅要求足够分辨率的数据和相对小的质量差测量的精确度。因此，它对抗质量校准的漂移是稳。