(57)【要約】本教示は、サンプルの分析における後続のイオン断片化のためのイオンの選択のための方法およびシステムを対象とする。高品質の同定可能なＭＳ／ＭＳスペクトルの数を最大限にしようとして、さらなる分析のために前駆体イオンの最も強いサブセットを選択するのではなく、いくつかの設定では、さらなる処理のために前駆体イオンを分析ならびに同定するためのシステムおよび方法は、前駆体イオンが無作為／確率的に選択される発見アプローチから利益を得ることができる。
2017534052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルを分析する方法であって、
（ａ）複合イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うステップであって、前駆体イオンスペクトルは、複数のピークを呈し、そのそれぞれは、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、ステップと、
（ｂ）さらなる処理のために、第１の複数の複合イオンに対応する前記調査スキャンの第１のピークを選択するステップと、
（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、前記第１のピークに対応する前記第１の複数の複合イオンに質量分析を行うステップと、
（ｄ）さらなる処理のために、第２の複数の複合イオンに対応する前記調査スキャンの第２のピークを選択するステップと、
（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、前記第２のピークに対応する前記第２の複数の複合イオンに質量分析を行うステップと、
を含み、前記調査スキャンの前記第１および前記第２のピークのうちの少なくとも１つは、無作為に選択される、方法。
【請求項２】
前記第２のピークを選択するステップは、前記調査スキャンにおける前記第１のピークおよび前記第２のピークの相対強度に基づいていない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらなる処理のために、複数の複合イオンに対応するＮ個のピークを選択するよう、ステップ（ｄ）−（ｅ）をＮ回繰り返すステップと、Ｎ個の生成イオンスペクトルを獲得するように前記選択された複合イオンに質量分析を行うステップとをさらに含み、前記Ｎ個のピークは、無作為に選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無作為選択は、前記第２のピークに対する前記第１のピークの相対強度に基づいていない、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２の複合イオンは、前記複合イオンスペクトルの複数の候補ピークから確率的に選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記候補ピークは、前記複合イオンスペクトル内の閾値強度に基づいて、前記複合イオンスペクトルから同定される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記候補ピークは、選択された荷電状態に基づいて、前記複合イオンスペクトルから同定される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記候補ピークは、除外窓の外側にあることに基づいて、前記複合イオンスペクトルから同定される、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記候補ピークは、包含リストの中で同定される、１つまたはそれを上回る着目種に対応する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記包含リストは、着目ｍ／ｚ範囲を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記包含リストは、１つまたはそれを上回る選択されたＭＲＭ遷移を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記包含リスト上のｍ／ｚ比に対応する前記候補ピークは、前記包含リストに欠如しているｍ／ｚ比に対応する候補ピークに対して、より高い優先順位を割り当てられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
さらなる処理のために、前記調査スキャンの前記第１および第２のピークに対応する複合イオンを選択するステップは、
着目ペプチドの包含リストを提供するステップであって、前記包含リストは、着目ペプチド毎に、（１）前記ペプチドの予測滞留時間、（２）前記ペプチドが属する少なくとも１つの着目タンパク質、および（３）前記ペプチドの配列のうちの少なくとも１つを備える、ステップと、
前記調査スキャンの前記ピークに対応する前記複合イオンの質量を前記包含リストの中の前記ペプチドの質量と比較するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の生成イオンスペクトルの１つまたはそれを上回るピークに対応する生成イオンに質量分析を行うステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
（ｃ）（１）さらなる処理のために、第１の複数の生成イオンに対応する前記第１の生成イオンスペクトルの第１のピークを選択するステップと、
（ｃ）（２）第１の第２世代イオン積スペクトルを獲得するよう、前記第１の生成イオンスペクトルの前記第１のピークに対応する前記第１の複数の生成イオンに質量分析を行うステップと、
（ｃ）（３）さらなる処理のために、第２の複数の生成イオンに対応する前記第１の生成イオンスペクトルの第２のピークを選択するステップと、その後、
（ｃ）（４）第２の第２世代イオン積スペクトルを獲得するよう、前記第１の生成イオンスペクトルの前記第２のピークに対応する前記第２の複数の生成イオンに質量分析を行うステップと、
をさらに含み、前記調査スキャンの前記第１および前記第２のピークのうちの少なくとも１つは、無作為に選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
コンピュータコントローラを有する質量分析計に、請求項１に記載の方法を行わせるように構成される、コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
質量分析計と、
前記質量分析計に接続される、コントローラであって、前記コントローラは、請求項１に記載の方法を実行するように構成されるプロセッサを含む、コントローラと、
を備える、質量分析システム。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記システムのユーザによって供給されるデータに応答して、包含リストを提供するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラは、さらなる処理のために、前記包含リストの中で同定されるｍ／ｚ比を表す候補ピークに対応する、複合イオンを選択するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラは、部分的に、前記包含リスト上にあることに基づいて、前記候補ピークをランク付けするように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１４年１０月３０日に出願された米国仮出願第６２／０７２９３０号からの優先権の利益を主張するものであり、該仮出願の全体の内容は、参照により本明細書中に援用される。
【０００２】
本教示は、概して、質量分析の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
その組成を判定するための物質の分析は、毒物学、法医学、および環境試験、ならびに食品および薬剤研究を含む、多くの用途のために必要であり得る。多くの場合、分析されるサンプルは、多数の異なる着目被分析物の存在について分析される。そのようなサンプルは、例えば、試験対象から採取される体液の形態であってもよく、その流体は、多くの場合、着目薬物代謝産物ならびに試験対象からの無関係な内因性イオンの両方を含む。複合物質から多数の着目被分析物の存在または非存在を正しく判定することは、困難で時間がかかり得る。
【０００４】
質量分析計が、多くの場合、その組成を見出すようにサンプルの質量スペクトルを生成するために使用される。例えば、液体クロマトグラフ等のクロマトグラフ機器が、ある時間周期にわたってサンプルから質量分析計の中へイオンを溶出するために頻繁に使用され、再帰ＭＳ技法が、溶出されたサンプルの部分内に含有される種々の被分析物の構造を同定するために利用されることができる。
【０００５】
ＭＳ／ＭＳ能力を伴う殆どの器具では、質量スペクトルを生成し、前駆体イオンを選択し、生成イオンのＭＳ／ＭＳスペクトルを生成するプロセスは、自動モードで行われることができる。タンデム質量分析における現在の自動プロトコルは、概して、さらなる処理のために、サンプル内の候補を同定するようにサンプルの単一のＭＳ（例えば、調査スキャン）を行い、観察される全ての種の間で、ＭＳ／ＭＳによる分析のために前駆体イオンのサブセットを選択する。これは、通常、サンプルをイオン化し、異なる質量のイオンを分離し、調査スキャンにおいてイオン束の強度を測定することにより、それらの相対存在量を記録することによって、達成される。例えば、飛行時間質量分析計を用いると、イオンは、所定の飛行経路を移動するようにパルスにされる。次いで、イオンは、後に、検出器によって記録される。イオンが検出器に到達するために要する時間量、すなわち、「飛行時間」は、イオンの質量対電荷比ｍ／ｚを計算するために使用されてもよい。ＭＳ／ＭＳスペクトルを生成するように、衝突セル（または他の手段）においてＣＩＤ（衝突誘起解離）を介して選択された前駆体イオンを断片化することによって、付加的情報が得られることができる。
【０００６】
さらなる処理のために前駆体イオンを選択する際に、現在の自動プロトコルは、概して、高品質の同定可能なＭＳ／ＭＳスペクトルの数を最大限にするよう、調査スキャンにおいてそれらの検出された強度によって判定されるような、溶出したサンプル内の最も豊富な前駆体イオンに焦点を合わせる。すなわち、さらなる処理のために選択される前駆体イオンおよびＭＳ／ＭＳ中に使用されるパラメータは両方とも、概して、種々の前駆体イオン（およびそれらの構成物質）の構造を同定することができる可能性を最大限にするように選択される。一例として、調査スキャンを介して検出される、最も強い２０個の前駆体イオンが、それらの強度に基づいてランク付けされ、１つまたはそれを上回る下流生成イオン段階において、最も強いものから最も弱いものまで連続的に処理される。本収集モードの実施例は、情報非依存収集（ＩＤＡ）または情報依存収集（ＤＤＡ）を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本教示は、サンプルの分析における後続のイオン断片化のためのイオンの選択を提供する。上記のように、ＭＳ／ＭＳにおける現在の自動プロトコルは、概して、サンプルの単一調査スキャンを行い、観察される全ての種の間で、高品質の同定可能なＭＳ／ＭＳスペクトルの数を最大限にしようとして、さらなる分析のために複合イオン（前駆体イオンと称されることもある）のサブセットを選択する。しかしながら、本出願者は、サンプル中の最も豊富な種（または最も容易にイオン化された種）に偏っている、そのようなアプローチが、ひいては、これらの自動技法の対象範囲または感度において可能な範囲を縮小し得ることを判定している。例えば、ペプチドが良好にイオン化する、豊富なタンパク質は、ＭＳによって高い強度を示す、いくつかの前駆体イオンを生成し得るが、これらの種の分析は、代わりに、同時溶出されたサンプル内の異なる見落とされた被分析物に属する、より低い強度のイオンを点検することに専念し得る、計器時間を消費するであろう。本出願者は、いくつかの設定では、さらなる処理のために前駆体イオンを分析ならびに同定するためのシステムおよび方法が、代替的発見アプローチから利益を得ることができると認識している。
【０００８】
したがって、現在のプロトコルは、調査スキャンにおいて検出されるような前駆体イオンの相対強度に焦点を合わせるが、本教示の種々の側面による、方法およびシステムは、さらなる処理のためにイオンを選択する際に、最も豊富なイオンに向かった従来の偏向を除去する。本教示の種々の側面によると、（ａ）複合イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うステップであって、前駆体イオンスペクトルは、それぞれ、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、複数のピークを呈する、ステップと、（ｂ）さらなる処理のために、第１の複数の複合イオンに対応する調査スキャンの第１のピークを選択するステップと、（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する該第１の複数の複合イオンに質量分析を行うステップと、（ｄ）さらなる処理のために、第２の複数の複合イオンに対応する調査スキャンの第２のピークを選択するステップと、（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する該第２の複数の複合イオンに質量分析を行うステップとを含み、調査スキャンの第１および第２のピークのうちの少なくとも１つは、無作為に選択される、サンプルを分析する方法が提供される。
【０００９】
本教示の種々の側面によると、（ａ）前駆体イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うステップであって、前駆体イオンスペクトルは、それぞれ、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、複数のピークを呈する、ステップと、（ｂ）さらなる処理のために、調査スキャンの第１のピークに対応する前駆体イオンを選択するステップと、（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する前駆体イオンに質量分析を行うステップと、（ｄ）さらなる処理のために、調査スキャンの第２のピークに対応する前駆体イオンを選択するステップと、その後、（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する該前駆体イオンに質量分析を行うステップとを含み、調査スキャンの第２のピークは、調査スキャンにおける第１のピークに対して、より高い強度を呈することができる、サンプルを分析する方法が提供される。いくつかの側面では、本方法はさらに、さらなる処理のために、後にＮ個のピークに対応する前駆体イオンを選択するよう、ステップ（ｄ）−（ｅ）をＮ回繰り返すステップと、Ｎ個の生成イオンスペクトルを獲得するように該選択された前駆体イオンに質量分析を行うステップとを含むことができ、Ｎ個のピークに対応する前駆体イオンの選択は、調査スキャンにおけるピークの相対強度に基づいていない。いくつかの側面では、例えば、第１および第２の前駆体イオンは、前駆体イオンスペクトルの複数の候補ピークから、確率的または無作為に選択されることができる。
【００１０】
候補ピークが、複数の様式で同定されることができ、１つまたはそれを上回るフィルタが、これらの候補ピークを同定するように適用されることができる。例えば、いくつかの側面では、候補ピークは、前駆体イオンスペクトル内の閾値強度に基づいて、前駆体イオンスペクトルから同定されることができる。代替として、または加えて、候補ピークは、（例えば、荷電状態≧２を呈する前駆体イオンを同定するように）選択された荷電状態に基づいて、前駆体イオンスペクトルから同定されることができる。同様に、候補ピークは、除外窓の外側にあることに基づいて、および／または包含リストの中で同定される、１つまたはそれを上回る着目種への対応に基づいて、前駆体イオンスペクトルから同定されることができる。例えば、包含リストは、着目ｍ／ｚ範囲もしくは１つまたはそれを上回る選択された多重反応監視（ＭＲＭ）遷移を備える、ユーザ定義リストであり得る。さらなる処理のためのイオンの選択は、確率的に行われることができるが、選択はまた、所望の候補の演繹的知識の経験的データに基づいて加重されることもできる。例えば、さらなる処理のためにイオンを選択する際に、本方法は、包含リストに欠如しているｍ／ｚ比に対応する、調査スキャンにおいて同定される候補ピークに対して、より高い加重または優先順位を、（例えば、包含リストの中で列挙されるような）選択されたｍ／ｚ比に対応するピークに割り当てることができる。
【００１１】
本教示の種々の側面によると、さらなる処理のために、調査スキャンの第１および第２のピークに対応する前駆体イオンを選択するステップはさらに、着目ペプチドの包含リストを提供するステップであって、該包含リストは、着目ペプチド毎に、ペプチドの予測滞留時間、ペプチドが属する少なくとも１つの着目タンパク質、およびペプチドの配列のうちの少なくとも１つを備える、ステップを含むことができる。調査スキャンのピークに対応する前駆体イオンの質量は、より高い優先順位または加重をその選択に割り当てるよう、包含リストの中のペプチドの質量と比較されることができる。
【００１２】
種々の側面では、本明細書に説明される方法はまた、（例えば、ＭＳｎ技法の生成イオン分析において）イオンの下流処理に適用されることもできる。例えば、本方法はさらに、第１の生成イオンスペクトルの１つまたはそれを上回るピークに対応する生成イオンに質量分析を行うステップを含むことができる。いくつかの側面では、本方法は、（ｃ）（１）さらなる処理のために、第１の複数の生成イオンに対応する第１の生成イオンスペクトルの第１のピークを選択するステップと、（ｃ）（２）第１の第２世代イオン積スペクトルを獲得するよう、第１の生成イオンスペクトルの第１のピークに対応する第１の複数の生成イオンに質量分析を行うステップと、（ｃ）（３）さらなる処理のために、第２の複数の生成イオンに対応する第１の生成イオンスペクトルの第２のピークを選択するステップと、その後、（ｃ）（４）第２の第２世代イオン積スペクトルを獲得するよう、第１の生成イオンスペクトルの第２のピークに対応する第２の複数の生成イオンに質量分析を行うステップとを含むことができ、調査スキャンの第１および第２のピークのうちの少なくとも１つは、無作為に選択される。
【００１３】
本教示の種々の側面によると、コンピュータコントローラを有する質量分析計に、本明細書に説明される方法を行わせるように構成される、コンピュータ可読媒体も提供されることができる。
【００１４】
本教示の種々の側面によると、質量分析計と、その動作を制御するために質量分析計に動作可能に結合されるコントローラとを備える、質量分析システムが提供される。一例として、コントローラは、（ａ）前駆体イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うことであって、前駆体イオンスペクトルは、複数のピークを呈し、そのそれぞれは、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、ことと、（ｂ）さらなる処理のために、調査スキャンの第１のピークに対応する前駆体イオンを選択することと、（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する前駆体イオンに質量分析を行うことと、（ｄ）さらなる処理のために、調査スキャンの第２のピークに対応する前駆体イオンを選択することと、その後、（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する該前駆体イオンに質量分析を行うこととを行うよう、質量分析計を制御するように構成されるプロセッサを含むことができ、調査スキャンの第２のピークは、調査スキャンにおける第１のピークに対して、より高い強度を呈する。
【００１５】
いくつかの側面では、コントローラは、システムのユーザによって供給されるデータに応答して、包含リストを提供するように構成されることができる。一例として、コントローラは、さらなる処理のために、包含リストの中で同定されるｍ／ｚ比を表す候補ピークに対応する、前駆体イオンを選択するように構成されることができる。さらなる処理のために選択される前駆体イオンは、確率的に行われることができるが、コントローラは、部分的に、包含リスト上にあることに基づいて、候補ピークに優先順位または加重を割り当てるように構成されることができる。
【００１６】
本教示の種々の側面によると、（ａ）複合イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うステップであって、複合イオンスペクトルは、それぞれ、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、複数のピークを呈する、ステップと、（ｂ）さらなる処理のために、第１の複数の複合イオンに対応する調査スキャンの第１のピークを選択するステップと、（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する該第１の複数の複合イオンに質量分析を行うステップと、（ｄ）さらなる処理のために、第２の複数の複合イオンに対応する調査スキャンの第２のピークを選択するステップと、（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する該第２の複数の複合イオンに質量分析を行うステップとを含み、第２のピークを選択するステップは、調査スキャンにおける第１のピークおよび第２のピークの相対強度に基づいていない、サンプルを分析する方法が提供される。
【００１７】
本教示の種々の側面によると、（ａ）複合イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うステップであって、複合イオンスペクトルは、複数のピークを呈し、そのそれぞれは、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、ステップと、（ｂ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する第１の複数の複合イオンに質量分析を行うステップと、その後、（ｃ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する第２の複数の複合イオンに質量分析を行うステップとを含み、調査スキャンの第２のピークは、調査スキャンにおける第１のピークに対して、より高い強度を呈することができる、サンプルを分析する方法が提供される。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明の前述および他の目的ならびに利点は、添付図面を参照して、以下のさらなる説明からより完全に理解されるであろう。当業者は、以下に説明される図面が例証目的のためにすぎないことを理解するであろう。図面は、本出願者の教示の範囲をいかようにも限定することを意図していない。
【００２０】
【図１】図１は、概略図において、本出願者の教示の種々の実施形態の側面による、例示的サンプル分析システムを図示する。
【図２】図２は、本出願者の教示の種々の実施形態の側面による、さらなる処理のための前駆体イオンの選択のための例示的方法を概略的に描写する。
【図３】図３は、従来のＩＤＡおよび図２を参照して説明されるような例示的方法に従って操作された調査スキャンにおいて検出された前駆体イオンの数を実証する、例示的データを描写する。
【図４】図４は、従来のＩＤＳおよび図２を参照して説明されるような例示的方法に従って、図３の調査スキャンから選択された複数の前駆体イオンから得られた生成イオンスペクトルの質を示す、例示的データを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
明確にするために、そうすることが便宜的または適切であるときはいつでも、ある具体的詳細を省略しながら、以下の議論が本出願者の教示の実施形態の種々の側面を詳説するであろうことが理解されるであろう。例えば、代替実施形態における同様または類似の特徴の議論は、若干短縮され得る。周知の着想または概念はまた、簡潔にするために、さらに詳細に議論されなくてもよい。当業者は、本出願者の教示のいくつかの実施形態が、実施形態の徹底的な理解を提供するためだけに本明細書に記載される、具体的に説明される詳細のうちの特定のものを全ての実装で必要としなくてもよいことを認識するであろう。同様に、説明される実施形態は、本開示の範囲から逸脱することなく、共通一般知識による変更または変動の影響を受けやすくあり得ることが明白であろう。実施形態の以下の詳細な説明は、いかなる様式でも本出願者の教示の範囲を限定すると見なされないものである。
【００２２】
さらなる処理のために調査スキャンからイオンを選択するための方法およびシステムが、本明細書で提供される。ＭＳ／ＭＳにおける現在の自動プロトコルが、概して、高品質の同定可能なＭＳ／ＭＳスペクトルの数を最大限にする、高強度前駆体イオンのサブセットを調査スキャンから選択し、調査スキャンにおけるそれらの検出された強度に基づいて、これらの前駆体イオンを（例えば、選択された数の最も強い前駆体イオンについて、最も強いものから最も弱いものまで）連続的に処理する一方で、本教示の種々の側面による方法およびシステムは、最も強いイオンに向かった偏向を除去し、それによって、これらの自動技法の対象範囲または感度において可能な範囲を増大させる。例えば、ＩＤＡまたはＤＤＡのための従来の技法が、最高強度を有する前駆体イオンを優先させる一方で、本明細書に説明される方法およびシステムは、前駆体イオンのより確率的または無作為な選択を使用することによって、分析の増大した幅を可能にする。いくつかの側面では、そのような選択は、同時溶出されたサンプル内のこれらの見落とされた被分析物が、代替として、または加えて、下流処理において分析されるように、調査スキャンにおいてより低い強度を呈する前駆体イオンの分析を可能にし得る。
【００２３】
ここで図１を参照すると、本教示の種々の側面による例示的サンプル分析システム１００が、概略図で描写されている。描写されるサンプル分析システム１００は、サンプル入口システム１１０と、サンプルから前駆体イオンを生成するためのイオン源１２０と、第１の質量分析器（Ｑ１）１３０と、衝突セル（Ｑ２）１４０と、第２の質量分析器（Ｑ３）１５０と、検出器（１６０）とを備える。図１に示されるように、サンプル分析システム１００はまた、その動作を制御するためにサンプル分析システム１００の種々の構成要素に動作可能に接続されることができる、コントローラ１７０を含むこともできる。本明細書で別様に説明されるように、サンプル分析システム１００は、行われる特定のタイプの質量分析実験に応じて、種々の動作モードにおいてコントローラ１７０の制御下で操作されることができる。例えば、サンプル分析システム１００は、当技術分野で公知であり、本教示に従って修正されるように、前駆体イオンスペクトルを獲得するように質量分析モード（「ＭＳモード」）で、または生成イオンスペクトルを獲得するようにタンデム質量分析モード（「ＭＳ／ＭＳモード」）で動作することができる。一例として、コントローラ１７０は、イオン源１２０によって生成され、（例えば、サンプル入口システム１１０として動作するＬＣからの溶出時間で）検出器１６０によって検出される、全ての前駆体イオンの調査スキャンを生成するように、システム１００を最初に操作するように構成されることができる。検出されたイオンデータは、メモリに記憶され、選択された前駆体イオンの第１世代生成イオンスペクトルを生成するよう、例えば、衝突セル１４０および／または第２の質量分析器１５０内で、さらなる処理のために調査スキャンにおいて同定される前駆体イオンをリアルタイムで選択するように、コントローラ１７０と関連付けられるコンピュータまたはコンピュータソフトウェアによって分析されることができる。
【００２４】
サンプル入口システム１１０およびそれに結合されたイオン源１２０は、当技術分野で公知であり、または今後開発され、本教示に従って修正される、任意の好適なサンプル入口システムおよびイオン源であり得ることが、当業者によって理解されるであろう。例えば、サンプル入口システム１１０は、液体クロマトグラフィ（ＬＣ）カラムを使用してサンプル調製／サンプル処理を行い、および／または（例えば、１つまたはそれを上回るポンプ、導管、弁等を介して）イオン源１２０に送達されるサンプルを含有するためのリザーバとしての機能を果たすことができる。理解されるであろうように、例えば、サンプル中の他の物質から溶媒中に溶解させられた種を分離し、イオン化および／またはＭＳ分析のためにそのような種を放出もしくは排出するために、液体クロマトグラフィが使用されてもよい。ＬＣ相中に行われる化学相互作用のための異なるタイミングの結果として、（着目イオンまたは被分析物を含む）反応生成物が、経時的に放出されることができ、具体的被分析物の放出時間は、ＬＣカラム内の期待化学相互作用に基づいて推定されることができる。
【００２５】
概して、イオン源１２０は、さらなる処理のために下流質量分析器によって受容されることができ、生成イオンを生じるように断片化されることができる、前駆体イオンを生成するように構成される。また、本教示を踏まえて、イオン源１２０は、当技術分野で公知であり、または今後開発され、本教示に従って修正される、任意のイオン源１２０であり得ることが理解されるであろう。非限定的実施例として、入口システム１１０およびイオン源１２０は、溶液中に溶解させられたサンプル被分析物からイオンを生成する能力を伴うエレクトロスプレー源を備えることができる。サンプル入口システム１１０およびイオン源１２０の他の例示的配列は、大気圧化学イオン化（ＡＰＣＩ）、大気圧光イオン化（ＡＰＰＩ）、リアルタイム直接分析（ＤＡＲＴ）、脱離エレクトロスプレー（ＤＥＳＩ）、大気圧マトリクス支援レーザ脱離イオン化（ＡＰ  ＭＡＬＤＩ）、マルチモードイオン化源、もしくは複数の入口システムおよび／または源を伴う構成を含む。
【００２６】
入口システム１１０およびイオン源１２０は、別個の要素として描写されているが、入口システム１１０およびイオン源１２０は、統合され得ることが理解されるであろう。いくつかの側面では、好ましいサンプル入口システム１１０およびイオン源１２０は、本教示によるサンプル分析システム１００によって再帰質量分析を可能にするように、サンプルからイオンを生成するものであり得る。示されていないが、集束レンズ、多極イオンガイド、リングガイド、イオン質量フィルタ（例えば、四重極質量フィルタ）、イオン移動度フィルタ（例えば、微分移動度分光計）、もしくはイオントラッピングデバイス等の１つまたはそれを上回るイオン透過ガイドおよび／またはイオン光学要素が、加えて、イオン源１２０と第１の質量分析器（Ｑ１）１３０との間に配置され得ることを理解されたい。
【００２７】
質量分析器（例えば、質量分析器１３０、１５０および衝突セル１４０）の数およびタイプは、本教示に従って変動し得る。しかしながら、図１の例示的システム１００では、システム１００は、一対の質量分析器１３０、１５０と、その間に位置付けられる衝突セル１４０とを含む。２つの質量分析器１３０、１５０が図１に図示されているが、サンプル分析システム１００は、他の実装のためのより多いまたは少ない質量分析器を備え得ることが理解されるであろう。例えば、サンプル分析システム１００は、時間的タンデム様式で実装され得、その場合、サンプル分析システムは、単一の質量分析器を備え得ることが考慮される。サンプル分析システム１００の特定の動作モードに応じて、第１の質量分析器１３０は、質量対電荷比に基づいてイオンを選択するように、または全てもしくは実質的に全てのイオンを透過させるように操作されることができる。
【００２８】
例示的な描写されるサンプル分析システム１００では、衝突セル１４０は、そこから透過させられるイオンを受容するように、第１の質量分析器１３０に対して下流に位置付けられる。サンプル分析システム１００の特定の動作モードに応じて、衝突セル１４０は、イオンの断片化を誘発して生成イオンを生成するように、または全てもしくは実質的に全てのイオンを透過させるように操作されることができる。第２の質量分析器１５０は、衝突セル１４０に対して下流に位置付けられ、そこから透過させられるイオン（例えば、前駆または生成イオン）を受容するように構成される。いくつかの側面では、第２の質量分析器は、質量対電荷比に基づいてイオンを分離するように操作されることができる。本教示を踏まえて、第１および第２の質量分析器１３０、１５０は、非限定的実施例として、四重極質量分析器、飛行時間質量分析器、イオントラップ質量分析器、および同等物を含む、種々の構成を有し得ることを理解されたい。衝突セル１４０は、同様に、ＣＩＤに基づいてイオンの断片化を誘発するために不活性ガスを使用する等、種々の構成を有することができる。
【００２９】
図１に示されるように、サンプル分析システム１００はまた、そこからイオンを受容するように第２の質量分析器１５０に対して下流に位置付けられる、検出器１６０を備えることもできる。種々の側面では、検出器１６０は、スペクトルの１つまたはそれを上回るセットを獲得するよう、前駆もしくは生成イオンの存在量を検出するように操作されることができる。例えば、一例示的動作モードでは、検出器１６０は、前駆体イオンスペクトルを獲得するよう前駆体イオンの存在量、または代替として、生成イオンスペクトルを獲得するよう生成イオンの存在量を検出するように構成されることができる。検出器１６０は、公知であるか、または今後開発され、本教示に従って修正されるかどうかにかかわらず、本明細書に説明される方法およびシステムとともに使用するために好適な任意の検出器を含む、種々の構成を有し得ることが理解されるであろう。非限定的実施例として、検出器は、電子増倍管、シンチレーションカウンタ、および同等物であり得る。
【００３０】
上記のように、例示的サンプル分析システム１００はまた、その動作を制御するためにサンプル分析システム１００の種々の構成要素に動作可能に接続される、コントローラ１７０も含む。具体的には、コントローラ１７０は、本教示に従って行われる特定のタイプの質量分析実験に応じて、特定の動作モードで動作するようにサンプル分析システム１００に指図することができる。また、特定の動作モードを規定することと併せて、コントローラ１７０は、サンプル入口システム１１０、イオン源１２０、第１および第２の質量分析器１３０、１５０、衝突セル１４０、および検出器１６０を操作するためのパラメータ等のサンプル分析システム１００の種々のパラメータを規定する、または能動的に変更することができる。本教示の種々の側面では、コントローラ１７０は、全て非限定的実施例として、イオン化設定、質量対電荷比の範囲、スペクトル収集速度、信号対雑音比、質量分解能、断片化設定、検出器利得を規定することができる。当業者によって理解されるであろうように、コントローラ１７０は、任意の便宜的な有線または無線伝送チャネルを使用して、サンプル分析システム１００に接続されることができる。
【００３１】
本教示の種々の側面では、コントローラ１７０は、獲得されたスペクトルのリアルタイム分析を行うように、およびリアルタイム分析の結果に基づいて特定の動作モードで動作するようサンプル分析システム１００に指図するように、リアルタイムエンジンとして動作することができる。一例として、コントローラ１７０は、リアルタイム分析の結果に基づいて、行われる質量分析実験のタイプを規定する、または能動的に変更することによって、自動質量分光分析を可能にすることができる。具体的には、リアルタイム分析の結果は、付加的分析を開始または精緻化するため、もしくは付加的質量分析データの収集を開始または精緻化するための根拠であり得る。そのような様式で、サンプル分析システム１００は、前駆体イオンスペクトルの選択されたピークに対応する前駆体イオンから生成イオンスペクトルを生成するよう、前駆体イオンが（例えば、「ＭＳ／ＭＳモード」で）さらなる処理のために選択され得る、前駆体イオンスペクトルを獲得するように、質量分析モード（「ＭＳモード」）で動作することができる。一例として、コントローラ１７０は、サンプルの特定の溶出部分の前駆体イオンスペクトルを獲得するように、システム１００を最初に操作するよう構成されることができる。次いで、検出されたイオンデータは、メモリに記憶され、選択された前駆体イオンの第１世代生成イオンスペクトルを生成するよう、さらなる処理のため、例えば、衝突セル１４０内の断片化および／または第２の質量分析器１５０内の質量分析のために、前駆体イオンのうちの１つまたはそれを上回るものが選択され得る、（例えば、規定ｍ／ｚを有する）具体的前駆体イオンに対応する候補ピークを同定するために前駆体イオンスペクトルのリアルタイム分析を行うように、コントローラ１７０と関連付けられるコンピュータもしくはコンピュータソフトウェアによって分析されることができる。具体的には、コントローラ１７０は、選択されたピークの生成イオンスペクトルのセットを獲得するように質量分析計に指図することができる。リアルタイムで前駆体イオンスペクトルの分析を行うことによって、生成イオンスペクトルは、前駆体イオンスペクトルが獲得されたサンプルの同一溶出部分から獲得されることができ、したがって、本教示による、その溶出部分の分析を可能にする。
【００３２】
コントローラ１７０は、任意の便宜的な有線または無線伝送チャネルを使用して、サンプル分析システムの構成要素に接続され得ることが理解されるであろう。また、コントローラ１７０は、コンピュータコード、配線回路、またはコンピュータコードおよび配線回路の組み合わせを使用する等の種々の方法で実装されることができる。例えば、コントローラ１７０は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ウェブアプライアンス、携帯情報端末製品、または同等物等のコンピュータデバイスを備え得る、もしくはそれと併せて動作し得ることが考慮される。また、いくつかの側面では、コントローラ１７０は、ユーザが種々の処理オプションを規定することを可能にするように、ユーザインターフェースを提供することができる。
【００３３】
一側面では、図１のコントローラ１７０は、本明細書に説明されるような（例えば、図２を参照して以下で説明されるような）コンピュータ実装動作のセットを行うためのコンピュータコードまたは実行可能命令を備える、コンピュータ可読媒体を有する、コンピュータ記憶装置製品を備えることができる。コンピュータ可読媒体の実施例は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、および磁気テープ等の磁気媒体、コンパクトディスク読取専用メモリ（「ＣＤ−ＲＯＭ」）およびホログラフィックデバイス等の光学媒体、フロプティカルディスク等の磁気光学媒体、ならびに特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、プログラマブル論理デバイス（「ＰＬＤ」）、および読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）ならびにランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）デバイス等のコンピュータコードを記憶して実行するように特別に構成されるハードウェアデバイスを備える。コンピュータコードの実施例は、コンパイラによって生成されるもの等の機械コード、およびインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高次コードを備えるファイルを備える。例えば、本発明の実施形態は、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋、または別のプログラミング言語を使用して、実装されることができる。また、本発明の実施形態は、伝送チャネルを介した搬送波または他の伝搬媒体で具現化されるデータ信号により、遠隔コンピュータから要求コンピュータに転送され得る、コンピュータプログラム製品としてダウンロードされることができる。したがって、本明細書で使用されるように、搬送波は、コンピュータ可読媒体と見なされることができる。本発明の別の実施形態は、コンピュータコードの代わりに、またはそれと組み合わせて、配線回路で実装されることができる。
【００３４】
ここで図２を参照すると、図１のサンプル分析システム１００によって行われることができる、サンプル（例えば、生物学的サンプル）を処理するための例示的方法２００が、概略的に描写されている。具体的には、図２は、後続のイオン断片化のためにイオンを選択するための例示的プロセスを図示する。例示的方法は、イオンクロマトグラムがＬＣを通したサンプル実行中に生成される、ステップ２０１から始まる。２８分における差し込み図は、例えば、観察されたイオン強度の急速な増加を描写する（本溶出時間は、無作為に選択され得る、または特定の着目被分析物のために経験的に判定され得ることが理解されるであろう）。本溶出時間において、コントローラ１７０は、ステップ２０２で概略的に描写されるように、ＬＣ溶離液中に存在する全ての前駆体イオンの調査スキャンを獲得するようにサンプル分析システム１００を操作することができる。一例として、高分解能ＴＯＦ  ＭＳスペクトルが獲得されることができる。後に、ステップ２０３では、コントローラ１７０は、本教示に従って、調査スキャンから特定の候補ピークに対応する前駆体イオンを選択するように構成されることができる。例えば、図２で概略的に描写されるように、コントローラ１７０は、最初に、前駆体イオンスペクトル内の星形によって同定される候補ピークを選択してもよい。上記のように、現在の自動ＩＤＡまたはＤＤＡプロトコルが、概して、高品質の同定可能なＭＳ／ＭＳスペクトルの数を最大限にしようとして、調査スキャンにおける最も強いピークに対応する前駆体イオンを選択するであろう一方で、本教示の種々の側面は、コントローラ１７０が、ステップ２０２で概略的に描写される調査スキャンにおいて同定される候補ピークのうちのいずれかを確率的に（例えば、無作為に）選択できることを提供する。
【００３５】
本教示によると、次いで、選択されたピークのｍ／ｚに対応する前駆体イオンは、生成イオンへの断片化（例えば、ＣＩＤ）のために、第１の質量分析器（Ｑ１）１３０から衝突セル（Ｑ２）に透過させられ得、次いで、生成イオンは、ステップ２０３の星形によって示されるように、生成イオンスペクトルを示すデータを生成し得る、検出器１６０に透過させられる前に、質量フィルタ処理のために第２の質量分析器（Ｑ３）１５０の中へ透過させられ得ることが、当業者によって理解されるであろう。後に、コントローラ１７０は、ステップ２０２の調査スキャンで描写される候補ピークのうちのもう１つを選択するように構成されることができる。例えば、図２の例示的方法では、丸によって表される、比較的低いｍ／ｚの高強度ピークは、ステップ２０３において生成イオンスペクトルを生成するよう、確率的に選択されて下流に透過させられることができる。方法２００は、選択された前駆体イオンの相対強度には関係なく、調査スキャンのピークに対応する前駆体イオンの選択を（すなわち、星形、丸、三角形、菱形、ハート形の順序で）繰り返すコントローラ１７０を伴って、継続することができる（例えば、調査スキャンにおける丸のピークのより高い強度にもかかわらず、丸に対応する候補ピークに先立って、生成イオンスキャンにおける星形に対応する候補ピークが選択されて処理される）。
【００３６】
すなわち、調査スキャンにおいて最も強いイオンから最も弱いイオンの順序で前駆体イオンを分析するのではなく、コントローラ１７０は、相互に対するそれらの相対強度に関係なく、候補ピークが分析されるように、サンプル分析システム１００を操作することができる。従来のＩＤＡまたはＤＤＡに対して、そのようなアプローチは、サンプルの自動処理において最も強い種に向かった偏向を除去し、したがって、いくつかの側面では、さらなる処理を受ける前駆体イオンの範囲を増大させる。例えば、所与の溶出時間における豊富なタンパク質が、調査スキャンにおいて高強度ピークを表示する、いくつかの前駆体イオンを生成し得る一方で、これらの種の分析は、代わりに、同時溶出されたサンプル内の異なる見落とされた被分析物に属する、より低い強度のイオンを点検することに専念し得る、計器時間を消費し得る。
【００３７】
候補ピークは、種々の様式で本教示に従って同定され得、これらの候補ピークを同定するように、１つまたはそれを上回るフィルタが適用されることが理解されるであろう。例えば、いくつかの側面では、候補ピークは、前駆体イオンスペクトル内のピークの閾値強度に基づいて、前駆体イオンスペクトルから同定されることができる。例えば、選択されたピークに対応する前駆体イオンは、直前または後にさらなる処理のために選択される前駆体イオンに対する調査スキャンにおけるピークの相対強度には関係なく、選択されてもよいが、候補ピークは、いくつかの側面では、ある閾値レベルの強度（または信号対雑音比）に達しなければならない。
【００３８】
代替として、または加えて、候補ピークは、選択された荷電状態を呈する前駆体イオンに基づいて、前駆体イオンスペクトルから同定されることができる。例えば、コントローラ１７０は、例えば、デフォルトまたはユーザによる入力によって設定され得る、選択された荷電状態を呈する前駆体イオンに対応するこれらのピークを、選択のための候補として同定するように構成されることができる。そのような様式で、プロテオミクスおよび／または生物学的活性を有する、これらの被分析物となる傾向がある、多重荷電種に対応する候補ピークが、優先的に選択されることができる。いくつかの側面によると、選択されたピークに対応する前駆体イオンの選択は、加えて、または代替として、包含リスト上のイオンの優先的加重を提供するよう加重されることができる。例えば、包含リストは、着目ｍ／ｚ範囲もしくは１つまたはそれを上回る選択されたＭＲＭ遷移を備える、ユーザ定義リストであり得る。さらなる処理のためのイオンの選択は、確率的に行われることができるが、選択はまた、所望の候補の演繹的知識の経験的データに基づいて加重されることもできる。例えば、さらなる処理のためにイオンを選択する際に、本方法は、包含リストに欠如しているｍ／ｚ比に対応する、調査スキャンにおいて同定される候補ピークに対して、より高い加重または優先順位を、（例えば、包含リストの中で列挙されるような）選択されたｍ／ｚ比に対応するピークに割り当てることができる。本教示の種々の側面によると、包含リストは、着目ペプチド毎に、ペプチドの予測滞留時間、ペプチドが属する少なくとも１つの着目タンパク質、およびペプチドの配列のうちの少なくとも１つを含むことができる。したがって、調査スキャンのピークに対応する前駆体イオンの質量は、より高い優先順位または加重をその選択に割り当てるよう、包含リストの中のペプチドの質量と比較されることができる。
【００３９】
加えて、または代替として、いったん候補ピークが選択されると、コントローラ１７０が、例えば、デフォルトまたはユーザによる入力によって設定され得る、規定時間量にわたるその同一ピークに対応する前駆体イオンを選択しないように、コントローラ１７０は、除外窓を適用するように構成されることができる。
【００４０】
さらなる処理のためのイオンの選択への確率的方法の適用が、前駆体イオンの選択を参照して上記で説明されるが、本教示を踏まえて、本明細書に説明される方法およびシステムはまた、（例えば、ＭＳｎ技法の生成イオン分析において）イオンの下流処理にも適用され得ることが理解されるであろう。例えば、本明細書に説明される方法に従って、または従来のＩＤＡもしくはＤＤＡを使用して生成される、生成イオンスペクトルを用いると、さらなる処理のための生成イオンの選択は、第１世代生成イオンスペクトルのピークに対応するイオンの相対強度に関係なく、第２の世代イオン積スペクトルを生成するよう、確率的に行われることができる。
【００４１】
本教示の種々の側面によると、コンピュータコントローラを有する質量分析計に、本明細書に説明される方法を行わせるように構成される、コンピュータ可読媒体も提供されることができる。
【００４２】
本教示の種々の側面によると、質量分析計と、その動作を制御するために質量分析計に動作可能に結合されるコントローラとを備える、質量分析システムが提供される。一例として、コントローラは、（ａ）前駆体イオンスペクトルを獲得するように、サンプルからのイオンに質量分析調査スキャンを行うことであって、前駆体イオンスペクトルは、複数のピークを呈し、そのそれぞれは、指示ｍ／ｚ比を有する複数のイオンに対応する、ことと、（ｂ）さらなる処理のために、調査スキャンの第１のピークに対応する前駆体イオンを選択することと、（ｃ）第１の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第１のピークに対応する前駆体イオンに質量分析を行うことと、（ｄ）さらなる処理のために、調査スキャンの第２のピークに対応する前駆体イオンを選択うことと、その後、（ｅ）第２の生成イオンスペクトルを獲得するよう、第２のピークに対応する該前駆体イオンに質量分析を行うこととを行うよう、質量分析計を制御するように構成されるプロセッサを含むことができ、調査スキャンの第２のピークは、調査スキャンにおける第１のピークに対して、より高い強度を呈する。
【００４３】
いくつかの側面では、コントローラは、システムのユーザによって供給されるデータに応答して、包含リストを提供するように構成されることができる。一例として、コントローラは、さらなる処理のために、包含リストの中で同定されるｍ／ｚ比を表す候補ピークに対応する、前駆体イオンを選択するように構成されることができる。さらなる処理のために選択される前駆体イオンは、確率的に判定されることができるが、コントローラは、部分的に、包含リスト上にあることに基づいて、候補ピークに優先順位または加重を割り当てるように構成されることができる。
【００４４】
本出願者の教示の側面は、本出願者の教示の範囲をいかようにも限定すると解釈されるべきではない、以下の実施例を踏まえて、さらに理解され得る。加えて、各実施例からの教示は、本発明の範囲から逸脱することなく、組み合わせられることができる。
【実施例】
【００４５】
ここで図３を参照すると、いくつかの強度点において、従来のＩＤＡ（左のカラム）および本教示による例示的方法（右のカラム）による、サンプルの並行実行で操作された調査スキャンにおいて検出された前駆体イオンの数を描写する、例示的データが提示される。第１に、本プロットは、調査スキャンにおいて検出されるような各強度ビン内の前駆体イオンの数が実質的に同一であり、これは、図４で描写される結果を分析する際に重要であり得ることを実証する。第２に、本プロットは、加えて、複合サンプル（すなわち、Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐ．からの標準大腸菌）中の有意数の検出された前駆体イオンが、比較的弱い信号である、１０００ｃｐｓを下回る強度を呈したことを実証する。本データを踏まえて、さらなる処理のためにイオンを選択する際に、最も強い前駆体イオンのみに合わせた従来の焦点は、多数の比較的弱い強度の前駆体イオンが見落とされることにつながり得ることが理解されるであろう。また、概して、（例えば、低強度イオンを除外するように）従来のＩＤＡにおいて適用される除外フィルタにより、従来のＩＤＡは、潜在的に、感度の損失および／または前駆候補の質量範囲の縮小をもたらし得る。
【００４６】
本例示的実験では、調査スキャンにつき最大２０個の候補が選択され、前駆体質量および電荷に基づく推定値の周囲で＋／−５ｅＶだけ拡散した衝突エネルギーを伴ってＭＳ／ＭＳモードで実行された、両方のデータセットが獲得された。ＭＳ／ＭＳスペクトルは、５０ミリ秒の累積時間で獲得された。
【００４７】
ここで図４を参照すると、本プロットは、従来のＩＤＡ（左のカラム）および本教示による例示的方法（右のカラム）による、サンプルの並行実行において、ある強度／雑音比を上回るピークの割合に基づいて判定されるような、品質（ｘ軸）を呈する生成スペクトルの相対周波数（ｙ軸）を示す。これは、異なるＭＳ／ＭＳ事象のための異なるＭＳ／ＭＳ品質係数の周波数を示す。品質は、（信号＞雑音以上）／全信号の量として定義される。
【００４８】
要するに、データは、本教示による方法が、使いやすさ（例えば、フィルタを設定する必要がない）を提供し、従来のＩＤＡに対する選択された前駆体イオンの可能な質量範囲を増大させながら、同数のペプチドを同定できることを実証する。
【００４９】
当業者は、日常的にすぎない実験を使用して、本明細書に説明される実施形態および実践の多くの均等物を把握し、または確認することができるであろう。したがって、本発明は、本明細書に開示される実施形態に限定されるものではないが、法の下で許容される限り広義に解釈されるものである、以下の請求項から理解されるものであることが理解されるであろう。
【００５０】
本明細書で使用される節の見出しは、編成目的のためにすぎず、限定的と解釈されるものではない。本出願者の教示は、種々の実施形態と併せて説明されるが、本出願者の教示がそのような実施形態に限定されることは意図されない。対照的に、本出願者の教示は、当業者によって理解されるであろうように、種々の代替案、修正、および均等物を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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