(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶するためのシステムであって、前記システムは、
サンプル分子をイオン化し、イオンのビームを生成するイオン源と、
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含む質量分析器であって、前記質量分析器は、前記イオンのビームを分析する、質量分析器と、
前記質量分析器と通信しているプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
（ａ）前記質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令することと、
（ｂ）前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｃ）前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルを生成することであって、前記スペクトルは、前記スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む、ことと、
（ｄ）前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｅ）前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｆ）ステップ（ａ）を再び実行することと
を行う、システム。
【請求項２】
前記質量分析器は、ＴＤＣ検出器サブシステムをさらに備え、前記プロセッサは、前記ＴＤＣ検出器サブシステムを読み取ることによってステップ（ｂ）を実施する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記質量分析器は、四重極を備えている、請求項１および２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４】
前記質量分析器は、イオントラップを備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記質量分析器は、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器を備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記スペクトルの各イオンに対して、前記プロセッサは、Ｎが閾値レベルだけ前記総カウント数を超過する場合、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記スペクトルのイオンの平均振幅応答が、前記イオンと、同じ質量であるが異なる電荷を伴う別のイオンとを区別するために、または前記イオンと、同じ質量を伴うが異なる化合物のクラスからの別のイオンとを区別するために使用される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法であって、前記方法は、
（ａ）プロセッサを使用して、質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令することであって、前記質量分析器は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含み、サンプル分子をイオン化するイオン源によって生成されるイオンのビームを分析する、ことと、
（ｂ）前記プロセッサを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｃ）前記プロセッサを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルを生成することであって、前記スペクトルは、前記スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む、ことと、
（ｄ）前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｅ）前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｆ）前記プロセッサを使用して、ステップ（ａ）を再び実行することと
を含む、方法。
【請求項９】
ステップ（ｂ）は、前記プロセッサを使用して、ＴＤＣ検出器サブシステムを読み取ることによって実施される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記質量分析器は、四重極を備えている、請求項８および９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記質量分析器は、イオントラップを備えている、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記質量分析器は、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器を備えている、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することは、Ｎが閾値レベルだけ前記総カウント数を超過する場合、実施される、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記スペクトルのイオンの平均振幅応答が、前記イオンと、同じ質量であるが異なる電荷を伴う別のイオンとを区別するために、または前記イオンと、同じ質量を伴うが異なる化合物のクラスからの別のイオンとを区別するために使用される、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
プログラムが記録された記録媒体であって、前記プログラムは、命令を有し、前記命令は、プロセッサ上で実行されることにより、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法を実施し、前記方法は、
（ａ）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備え、前記個別のソフトウェアモジュールは、制御モジュールと、分析モジュールとを備えている、ことと、
（ｂ）前記制御モジュールを使用して、質量分析器に、イオンのビームの一連のＮ個の抽出を実施し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令することであって、前記質量分析器は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含み、サンプル分子をイオン化するイオン源によって生成されるイオンのビームを分析する、ことと、
（ｃ）前記分析モジュールを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｄ）前記分析モジュールを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルを生成することであって、前記スペクトルは、前記スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む、ことと、
（ｅ）前記分析モジュールを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｆ）前記分析モジュールを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｇ）前記制御モジュールを使用して、ステップ（ａ）を再び実行することと
を含む、記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６１／８６３，９４０号（２０１３年８月９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。
【０００２】
質量スペクトルが記録されるとき、多くの場合、スペクトル内に含まれる情報は、イオン種を識別するためには不十分である。不十分な情報の場合の一実施例は、イオンが帯びている電荷数の知識の不足である。電荷の知識がないと、正確な質量数決定は困難になり得る。スペクトル内のピークが、化合物のあるクラス（例えば、脂質）に属しているか、または化合物の別のクラス（例えば、ペプチド）に属しているかを決定しようとすると、別の問題が起こり得る。調査下のサンプルについての補足情報を収集することに対して、特にこの情報を収集するコストがそれほど高くない場合、ほぼ必ず利益が存在し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
システムが、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶するために開示される。アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含む質量分析器が、サンプル分子をイオン化するイオン源によって生成されるイオンのビームを分析する。プロセッサが、質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令する。Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、プロセッサは、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントする。結果として、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントが、生成される。プロセッサは、Ｎ個のサブスペクトルのＡＤＣ振幅およびカウントを合計する。
【０００４】
スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。スペクトルの各イオンに対して、プロセッサは、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する。スペクトルの各イオンに対して、プロセッサは、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶する。最後に、プロセッサは、質量分析器に、別のＮ個のサブスペクトルを生成するサンプルの、別の一連のＮ個の抽出を実施するように命令し、全プロセスが、再び開始される。
【０００５】
方法が、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶するために開示される。ＡＤＣ検出器サブシステムを含む質量分析器が、プロセッサを使用して、イオンビームのＮ個の抽出を分析するように命令される。Ｎ個のサブスペクトルが、生成される。Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅が、プロセッサを使用して、１つのイオンとしてカウントされる。各サブスペクトルの各イオンに対して、１のカウントが、生成される。Ｎ個のサブスペクトルのＡＤＣ振幅およびカウントは、プロセッサを使用して合計される。
【０００６】
スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。スペクトルの各イオンに対して、推定イオンカウントが、プロセッサを使用して、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から計算される。スペクトルの各イオンに対して、平均振幅応答が、プロセッサを使用して、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって計算され、記憶される。最後に、質量分析器は、プロセッサを使用して、サンプルの別の一連のＮ個の抽出を実施するように再び命令される。
【０００７】
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み、そのコンテンツは、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法を実施するように、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、コンピュータプログラム製品が、開示される。種々の実施形態では、本方法は、システムを提供することを含み、本システムは、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、制御モジュールと、分析モジュールとを備えている。
【０００８】
制御モジュールは、ＡＤＣ検出器サブシステムを含む質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析するように命令する。Ｎ個のサブスペクトルが、生成される。Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、分析モジュールは、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントする。各サブスペクトルの各イオンに対して、１のカウントが、生成される。分析モジュールは、Ｎ個のサブスペクトルのＡＤＣ振幅およびカウントを合計する。
【０００９】
スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。スペクトルの各イオンに対して、分析モジュールは、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する。スペクトルの各イオンに対して、分析モジュールは、分析モジュールを使用して、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶する。最後に、制御モジュールは、質量分析器に、別のＮ個のサブスペクトルを生成するサンプルの、別の一連のＮ個の抽出を実施するように命令し、全プロセスが、再び開始される。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶するためのシステムであって、
サンプル分子をイオン化し、イオンのビームを生成するイオン源と、
アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含む質量分析器であって、前記質量分析器は、前記イオンのビームを分析する、質量分析器と、
前記質量分析器と通信しているプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、
（ａ）前記質量分析器に、前記イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令することと、
（ｂ）前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｃ）前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む前記スペクトルを生成することと、
（ｄ）前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｅ）前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｆ）ステップ（ａ）を再び実行することと
を行う、システム。
（項目２）
前記質量分析器は、ＴＤＣ検出器サブシステムをさらに備え、前記プロセッサは、前記ＴＤＣ検出器サブシステムを読み取ることによってステップ（ｂ）を実施する、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目３）
前記質量分析器は、四重極を備えている、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目４）
前記質量分析器は、イオントラップを備えている、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目５）
前記質量分析器は、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器を備えている、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目６）
前記スペクトルの各イオンに対して、前記プロセッサは、Ｎが閾値レベルだけ前記総カウント数を超過する場合、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目７）
前記スペクトルのイオンの平均振幅応答が、前記イオンと、同じ質量であるが異なる電荷を伴う別のイオンとを区別するために、または前記イオンと、同じ質量を伴うが異なる化合物のクラスからの別のイオンとを区別するために使用される、前記システム項目に記載の任意の組み合わせのシステム。
（項目８）
データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法であって、
（ａ）プロセッサを使用して、質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令することであって、前記質量分析器は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含み、サンプル分子をイオン化するイオン源によって生成されるイオンのビームを分析する、ことと、
（ｂ）前記プロセッサを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｃ）前記プロセッサを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む前記スペクトルを生成することと、
（ｄ）前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｅ）前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｆ）前記プロセッサを使用して、ステップ（ａ）を再び実行することと
を含む、方法。
（項目９）
ステップ（ｂ）は、前記プロセッサを使用して、ＴＤＣ検出器サブシステムを読み取ることによって実施される、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（項目１０）
前記質量分析器は、四重極を備えている、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（項目１１）
前記質量分析器は、イオントラップを備えている、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（項目１２）
前記質量分析器は、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器を備えている、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（項目１３）
前記プロセッサを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することは、Ｎが閾値レベルだけ前記総カウント数を超過する場合、実施される、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（項目１４）
前記スペクトルのイオンの平均振幅応答が、前記イオンと、同じ質量であるが異なる電荷を伴う別のイオンとを区別するために、または前記イオンと、同じ質量を伴うが異なる化合物のクラスからの別のイオンとを区別するために使用される、前記方法項目に記載の任意の組み合わせの方法。
（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、前記プロセッサは、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法を実施し、前記方法は、
（ａ）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備え、前記個別のソフトウェアモジュールは、制御モジュールと、分析モジュールとを備えている、ことと、
（ｂ）前記制御モジュールを使用して、イオンのビームの一連のＮ個の抽出を実施し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように質量分析器に命令することであって、前記質量分析器は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含み、サンプル分子をイオン化するイオン源によって生成されるイオンのビームを分析する、ことと、
（ｃ）前記分析モジュールを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、前記ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントし、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントを生成することと、
（ｄ）前記分析モジュールを使用して、前記Ｎ個のサブスペクトルの前記ＡＤＣ振幅およびカウントを合計し、スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含む前記スペクトルを生成することと、
（ｅ）前記分析モジュールを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの前記総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算することと、
（ｆ）前記分析モジュールを使用して、前記スペクトルの各イオンに対して、前記推定イオンカウントによって前記合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶することと、
（ｇ）前記制御モジュールを使用して、ステップ（ａ）を再び実行することと
を含む、コンピュータプログラム製品。
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
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限定することを意図するものではない。
【００１２】
【図１】図１は、種々の実施形態による、コンピュータシステムを図示するブロック図である。
【００１３】
【図２】図２は、種々の実施形態による、ＴＯＦチューブに進入するイオンを示す、飛行時間（ＴＯＦ）質量分光測定システムの例示的図である。
【００１４】
【図３】図３は、種々の実施形態による、一連のＮ個の抽出に対する図２のプロセッサによって受信されるサブスペクトルのプロットである。
【００１５】
【図４】図４は、種々の実施形態による、図３のＮ個のサブスペクトルの合計から、図２のプロセッサによって生成されるアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）スペクトルのプロットである。
【００１６】
【図５】図５は、種々の実施形態による、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法を示す、例示的流れ図である。
【００１７】
【図６】図６は、種々の実施形態による、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶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。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、その適用において、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、およびステップの配列の詳細に限定されないことを理解するであろう。また、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を理解されたい。
【００１９】
（コンピュータ実装システム）
図１は、種々の実施形態による、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。
【００２０】
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、デバイスが平面において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）において、２自由度を有する。
【００２１】
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具体的組み合わせに限定されない。
【００２２】
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に提供する際に関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、限定ではないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、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。
【００２３】
コンピュータ読み取り可能な媒体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、あるい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。
【００２４】
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変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。
【００２５】
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。
【００２６】
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限定するものでもない。修正および変形例が、前述の教示に照らして可能である、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。
【００２７】
（平均イオン応答を記録するためのシステムおよび方法）
前述のように、質量スペクトルが記録されるとき、多くの場合、スペクトル内に含まれる情報は、イオン種を識別するためには不十分である。調査下のサンプルについての補足情報を収集することに対して、特に、この情報の収集のコストが、それほど高くない場合、ほぼ必ず利益が存在し得る。
【００２８】
種々の実施形態では、平均イオン応答が、調査下のサンプルについての補足情報を提供するために、記録されたスペクトル内の各イオンピークに対して測定される。イオン応答についてのこの補足情報は、分化機構として使用される。四重極質量分光測定またはイオントラップ質量分光測定の場合、イオンは、一般的に、個々のイオンの流れとして検出される。一実施形態では、各イオン応答パルスの振幅が、高速デジタイザを用いて記録され得る。平均応答は、個々のイオンパルスからの測定に基づいて計算され得る。代替実施形態では、多くのイオンパルスからの平均振幅は、検出器によって生成された総電荷を積分し、それを記録されたイオンパルスの数によって除算することによって、記録され得る。両方の実施形態では、質量／電荷（ｍ／ｚ）比率の各データポイントに対して、平均パルス振幅が、質量および強度の対と一緒に記憶され得る。
【００２９】
飛行時間（ＴＯＦ）質量分析器／検出器の場合、平均イオン応答を記録することは、より複雑化であり得る。より低いイオン電流において、個々のイオンイベントが、カウントされ得る。各イオンイベントに対して、パルスの強度が、測定および記録され得る。したがって、平均イオン応答は、ｍ／ｚ時間比率上の各データポイントに対して測定され得る。イオン束が増加すると、複数のイオンが、同じ時間にまたはほとんど同じ時間に（検出器の応答時間内に）到達し得る。さらに、データ取得システムは、各ｍ／ｚデータポイントに対して、それらのイベントを記録し、平均パルス応答の推定値を導出し得る。
【００３０】
液体クロマトグラフィ結合質量分光測定（ＬＣＭＳ）用途では、この情報はさらに、質量スペクトル内の個々のピーク（またはデータポイント）に対して液体クロマトグラフィ（ＬＣ）プロファイルに従うことによってさらに強化され得る。飛行時間質量分光測定（ＴＯＦ−ＭＳ）では、所与のイオンに対する平均応答のＬＣプロファイルは、所与のイオンのＬＣピーク中に同時に到達するイオンの数の推定を提供し得る。検出器飽和がイオン応答の測定をゆがめる場合、適切な補正アルゴリズムが適用され、それを非飽和状況に補正することによってイオン強度記録を復元し得る。ｍ／ｚ比率上の所与のポイントにおける平均イオン応答が、質量スペクトル内の所与のピークのイオンに対して平均イオン応答を再計算するために使用され得る。したがって、ピーク発見ルーチンを行った後、ユーザは、質量、強度、および平均応答のトリプレットを提供される。ピーク発見および雑音フィルタリングも、あるウィンドウ内に適合するための平均応答の要件に基づいて、有効にされ得る。
【００３１】
図２は、種々の実施形態による、ＴＯＦチューブ２３０に進入するイオン２１０を示す、飛行時間（ＴＯＦ）質量分光測定システム２００の例示的図である。ＴＯＦ質量分光測定システム２００は、ＴＯＦ質量分析器２２５と、プロセッサ２８０とを含む。ＴＯＦ質量分析器２２５は、ＴＯＦチューブ２３０と、スキマー２４０と、抽出デバイス２５０と、イオン検出器２６０と、ＡＤＣ検出器サブシステム２７０とを含む。スキマー２４０は、ＴＯＦチューブ２３０に進入するイオンの数を制御する。イオン２１０は、イオン源（図示せず）からＴＯＦチューブ２３０に移動する。例えば、ＴＯＦチューブ２３０に進入するイオンの数は、スキマー２４０を脈動させること（ｐｕｌｓｉｎｇ）によって制御され得る。
【００３２】
抽出デバイス２５０は、一定エネルギーを、スキマー２４０を通してＴＯＦチューブ２３０に進入したイオンに加える。例えば、抽出デバイス２５０は、この一定エネルギーを、固定周波数において固定電圧を印加することによって与え、一連の抽出パルスを生成する。各イオンは、同じエネルギーを抽出デバイス２５０から受け取るので、各イオンの速度は、その質量に依存する。運動エネルギーに対する方程式に従って、速度は、質量の平方根の逆数に比例する。結果として、より軽いイオンは、ＴＯＦチューブ２３０を通って、より重いイオンよりもはるかに速く飛行する。イオン２２０は、単一抽出において一定エネルギーを与えられるが、異なる速度においてＴＯＦチューブ２３０を通って飛行する。
【００３３】
ＴＯＦチューブ２３０内のイオンを分離し、イオン検出器２６０においてそれらを検出するために、抽出パルス間に時間が必要とされる。最も重いイオンが検出され得るように、十分な時間が、抽出パルス間にもたらされる。
【００３４】
イオン検出器２６０は、抽出中にそれにヒットする全イオンに対する電気的検出パルスを生成する。これらの検出パルスは、ＡＤＣ検出器サブシステム２７０に通され、ＡＤＣ検出器サブシステム２７０は、検出されるパルスの振幅を、デジタル的に記録する。ＴＤＣ検出器サブシステムでは、例えば、ＡＤＣ検出器サブシステム２７０が、ＴＤＣに結合されるコンスタントフラクションディスクリミネータ（ＣＦＤ）に取って代わられる。ＣＦＤは、閾値を超過するパルスのみを伝送することによって雑音を除去し、ＴＤＣは、電気的検出パルスが発生する時間値を記録する。
【００３５】
プロセッサ２８０は、各抽出中にＡＤＣ検出器サブシステム２７０によって記録されたパルスを受信する。各抽出は、着目化合物からの数個のイオンのみを含み得るため、各抽出に対する応答は、サブスペクトルとして考えられ得る。より有用な結果を生成するために、プロセッサ２８０は、完全なスペクトルを生成するために、いくつかの抽出からの時間値のサブスペクトルを合計し得る。
【００３６】
図３は、種々の実施形態による、一連のＮ回の抽出に関する図２のプロセッサ２８０によって受信されるサブスペクトル３００のプロットである。ｉ〜Ｎの抽出に対するサブスペクトルは、検出される各イオンに対する時間値を含む。各サブスペクトルにおける各イオンの水平位置は、抽出パルスに対して、そのイオンが検出されるためにかかる時間を表す。例えば、図３における抽出ｉのイオン３２０は、図２におけるイオン２２０に対応する。
【００３７】
図３のサブスペクトル３００に示されるように、ＡＤＣは、実質的に同じ時間において検出器にヒットするイオンの数に依存している振幅応答を生成する。例えば、抽出Ｎにおける２つのイオン３３０は、抽出ｉにおける単一イオン３４０によって生成される、振幅応答３４５よりも大きな振幅応答３３５を生成する。言い換えると、ＡＤＣが生成する応答は、実質的に同じ時間において検出器にヒットするイオンの数に比例する。
【００３８】
ＴＤＣは、一方、実質的に同じ時間において検出器にヒットするイオンの数に比例する信号を記録しない。代わりに、ＴＤＣは、特定の質量の少なくとも１つのイオンが検出器に影響を与える場合に限り、記録する。
【００３９】
しかしながら、ＴＤＣ情報は、ＡＤＣ情報から決定され得る。例えば、図３のサブスペクトル３００において、図２のプロセッサ２８０等のプロセッサは、抽出Ｎに対して、２つのイオン３３０の衝突を、単一イオンのヒットとしてカウントし得る。言い換えると、全抽出に対して、ＡＤＣ応答に加えて、単一のヒットが、所与の質量に対する任意の振幅応答に対して記録される。これは、ＴＤＣ応答と等価な応答を生成する。イオンの数に対するＡＤＣ応答の比率が、次いで、ＡＤＣ応答と、等価ＴＤＣ応答との両方から決定される。
【００４０】
図４は、種々の実施形態による、図３のＮ個のサブスペクトルの合計から、図２のプロセッサ２８０によって生成されるＡＤＣスペクトル４００のプロットである。前述のように、種々の実施形態では、平均イオン振幅応答は、スペクトル内の各イオンピークに対して記録される。スペクトル４００は、４つの異なるイオンピーク４１０、４２０、４３０、および４４０を含む。イオンピーク４４０は、例えば、Ｎ個の抽出にわたって検出器にヒットする特定のイオンに対して記録される振幅の合計を表す。この特定のイオンに対する平均振幅応答を決定するために、イオンピーク４４０の振幅が、検出器にヒットするそれらの特定のイオンの数によって除算される必要がある。
【００４１】
検出器にヒットするそれらの特定のイオンの数を決定することは、どの時点においても、検出器にヒットする２つ以上のイオンの可能性によって複雑である。例えば、図３に示されるように、イオンピーク４４０の振幅を構成する振幅のうちの１つは、振幅３３５である。振幅３３５は、抽出Ｎにおいて同じ時間に検出器にヒットする２つのイオン３３０の結果である。
【００４２】
種々の実施形態では、スペクトル内の各ピークを生成した特定のイオンの数またはカウントは、Ｎ個の抽出に対する等価ＴＤＣイオンカウントＫのポアソン分布から計算される。検出器にヒットするイオンが存在しない、ある閾値レベルを超える抽出の数が存在する限り、ポアソン分布は、ピークに対するイオンカウントを推定するために使用され得る。例えば、抽出の１０％が特定のイオンに対する振幅を測定しない限り、ポアソン分布は、その特定のイオンに対するイオンカウントを計算するために使用され得る。
【００４３】
結果として、イオンピーク４４０によって表されるイオンに対する平均振幅応答は、Ｎ個の抽出にわたって記録された等価ＴＤＣイオンカウントＫのポアソン分布から計算されるイオンカウントによって、イオンピーク４４０の振幅を除算することによって見出される。イオンカウントに関するこの平均振幅応答または振幅の比率は、異なる電荷を伴う化合物および異なるクラスの化合物に対して変動する。結果として、平均振幅応答は、全ピークに対して計算および記憶され、質量および強度に加えて、ピークを区別するために使用され得る。
【００４４】
前述および図２−４に説明される実施例は、ＴＯＦ質量分析器を対象とするが、本明細書に説明される方法はまた、限定ではないが、四重極およびイオンストラップを含む、他のタイプの質量分析器にも適用される。本質的に、強度に依存してカウントされ、振幅を有し得る、アナログパルスの流れを生成する任意の質量分析器が、平均振幅応答を記録するために使用され得る。
【００４５】
種々の実施形態では、質量分析器は、質量および強度に加えて、スペクトル内の各イオンピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する。これらの３つの値は、データ取得中にリアルタイムで計算および記憶される。例えば、スペクトルのピークの記憶される平均振幅応答は、次いで、取得後分析において使用され得る
【００４６】
（平均振幅応答を計算し、記憶するためのシステム）
図２に再び目を向けると、システム２００は、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶するための例示的質量分光測定システムである。前述のように、システム２００は、質量分析器２２５と、プロセッサ２８０とを含む。質量分析器２２５は、飛行時間質量分析器として図２に示される。しかしながら、質量分析器２２５は、強度に依存してカウントされ、振幅を有し得る、アナログパルスの流れを生成する任意の質量分析器であり得る。例えば、質量分析器２２５はまた、四重極またはイオンストラップでもあり得る。
【００４７】
質量分析器２２５は、システム２００における１つ以上の質量分光測定構成要素（図示せず）と結合され得る。１つ以上の質量分光測定構成要素は、限定ではないが、例えば、四重極を含み得る。質量分析器２２５はまた、１つ以上の追加の質量分析器とも結合され得る。
【００４８】
質量分光測定システム２００はまた、１つ以上の分離デバイス（図示せず）も含み得る。分離デバイスは、限定ではないが、液体クロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ、キャピラリー電気泳動、またはイオン移動度を含む、分離技法を実施し得る。質量分析器２２５は、空間または時間において、別個の質量分光測定段階またはステップを含み得る。
【００４９】
プロセッサ２８０は、限定ではないが、質量分析器２２５に、およびそれから制御信号およびデータを送信および受信し、データを処理することが可能なコンピュータ、マイクロプロセッサ、または任意のデバイスであり得る。プロセッサ２８０は、例えば、図１に示されるコンピュータシステム等のコンピュータシステムである。プロセッサ２８０は、質量分析器２２５と通信する。
【００５０】
質量分析器２２５は、ＡＤＣ検出器サブシステム２７０を含む。例えば、質量分析器２２５は、イオン２１０のビームを分析する。例えば、イオンのビームは、サンプル分子をイオン化するイオン源（図示せず）によって生成される。
【００５１】
プロセッサ２８０は、質量分析器２２５に、イオンビームのＮ個の抽出を分析し、Ｎ個のサブスペクトルを生成するように命令する。Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、プロセッサ２８０は、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントする。結果として、各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントが、生成される。プロセッサ２８０は、Ｎ個のサブスペクトルの振幅およびカウントを合計する。スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。総カウント数は、例えば、ＴＤＣ等価カウントである。スペクトルの各イオンに対して、プロセッサ２８０は、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する。スペクトルの各イオンに対して、プロセッサ２８０は、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶する。最後に、プロセッサ２８０は、質量分析器２２５に、別のＮ個のサブスペクトルを生成するサンプルの、別の一連のＮ個の抽出を実施するように命令し、全プロセスが、再び開始される。
【００５２】
種々の実施形態では、質量分析器２２５はさらに、ＴＤＣ検出器サブシステムを含む。結果として、Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、プロセッサ２８０は、ＴＤＣ検出器サブシステムを読み取ることによって、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントする。
【００５３】
種々の実施形態では、プロセッサ２８０は、Ｎが閾値レベルだけ総カウント数を超過する場合、Ｎ個のサブスペクトルに対する総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する。Ｎが閾値レベルだけ総カウント数を超過しない場合、ポアソン分布の結果は、信頼性がない。言い換えると、閾値レベルは、ポアソン分布が信頼性のある結果を提供することを保証するために使用される。ポアソン統計が信頼性のある総イオンカウントを提供するために、ポアソン分布は、着目イオンを含まない抽出の最小数を有する必要がある。例えば、着目イオンを含まない抽出のこの最小数は、閾値レベルである。
【００５４】
種々の実施形態では、スペクトルの各イオンに対して、スペクトルのイオンの平均振幅応答が、イオンと、同じ質量であるが異なる電荷を伴う別のイオンとを区別するために使用される。種々の代替実施形態では、スペクトルのイオンの平均振幅応答が、イオンと、同じ質量を伴うが異なる化合物のクラスからの別のイオンとを区別するために使用される。
【００５５】
（平均振幅応答を計算し、記憶する方法）
図５は、種々の実施形態による、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法５００を示す、例示的流れ図である。
【００５６】
方法５００のステップ５１０において、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含む質量分析器が、プロセッサを使用して、イオンビームのＮ個の抽出を分析するように命令される。Ｎ個のサブスペクトルが、生成される。
【００５７】
ステップ５２０において、Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅が、プロセッサを使用して、１つのイオンとしてカウントされる。各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントが、生成される。
【００５８】
ステップ５３０において、Ｎ個のサブスペクトルのＡＤＣ振幅およびカウントが、プロセッサを使用して合計される。スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。
【００５９】
ステップ５４０において、スペクトルの各イオンに対して、推定イオンカウントが、プロセッサを使用して、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から計算される。
【００６０】
ステップ５５０において、スペクトルの各イオンに対して、平均振幅応答が、プロセッサを使用して、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって計算され、記憶される。
【００６１】
ステップ５１０が、データ取得を継続するために、プロセッサを使用して再び実行される。
【００６２】
（平均振幅応答を計算し、記憶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が、有形コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み、そのコンテンツは、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶する方法を実施するように、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。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、システムによって行われる。
【００６３】
図６は、種々の実施形態による、データ取得中に質量スペクトルの各ピークに対する平均振幅応答を計算し、記憶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６００の概略図である。システム６００は、制御モジュール６１０と、分析モジュール６２０とを含む。
【００６４】
制御モジュール６１０は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）検出器サブシステムを含む質量分析器に、イオンビームのＮ個の抽出を分析するように命令する。Ｎ個のサブスペクトルが、生成される。Ｎ個のサブスペクトルの各サブスペクトルに対して、分析モジュール６２０は、ＡＤＣ検出器サブシステムからの非ゼロ振幅を１つのイオンとしてカウントする。各サブスペクトルの各イオンに対して１のカウントが、生成される。分析モジュール６２０は、Ｎ個のサブスペクトルのＡＤＣ振幅およびカウントを合計する。スペクトルの各イオンに対する合計されたＡＤＣ振幅および総カウント数を含むスペクトルが、生成される。スペクトルの各イオンに対して、分析モジュール６２０は、Ｎ個のサブスペクトルに対する各イオンの総カウント数のポアソン分布から、推定イオンカウントを計算する。スペクトルの各イオンに対して、分析モジュール６２０は、分析モジュールを使用して、推定イオンカウントによって合計された振幅を除算することによって、平均振幅応答を計算し、記憶する。最後に、制御モジュール６１０は、質量分析器に、別のＮ個のサブスペクトルを生成するサンプルの、別の一連のＮ個の抽出を実施するように命令し、全プロセスが、再び開始される。
【００６５】
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限定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。
【００６６】
さらに、種々の実施形態の説明において、本明細書は、ステップ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ステップ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、説明されるステップの特定のシーケンスに限定されるべきではない。当業者が理解するであろうように、ステップ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ステップの特定の順序は、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、そのステップの実施を書かれた順序に限定されるべきではなく、当業者は、シーケンスが、変動させられ得、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。
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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