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技術 恣意的四重極伝送窓生成のためのシステムおよび方法

出願人 ディーエイチテクノロジーズデベロップメントプライベートリミテッド
発明者 ヘイガー,ジェイムズロンドリー,フランクブルームフィールド,ニックジー.
出願日 2014年10月7日 (5年4ヶ月経過) 出願番号 2016-523199
公開日 2016年12月22日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-540194
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード わたり線 RFパラメータ 同一質量 動的記憶 滞留期間 窓サイズ 選択窓 分離デバイス
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重要な関連分野

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図面 (12)

課題・解決手段

ステムおよび方法が、逐次窓化取得実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するために提供される。少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、プロセッサを使用して、質量の関数であるイオン伝達関数が、選択される。サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタは、プロセッサを使用して、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令される。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

概要

背景

タンデム質量分析または質量分析/質量分析(MS/MS)は、定質的および定量的情報の両方を提供することができる方法である。タンデム質量分析では、前駆体イオンは、第1の質量分析器によって選択または伝送され、断片化され、断片または生成イオンは、第2の質量分析器によって、または第1の分析器の第2の走査において、分析される。生成イオンスペクトルが、着目分子識別するために使用されることができる。1つ以上の生成イオンの強度が、サンプル中に存在する化合物の量を定量化するために使用されることができる。

選択反応監視(SRM)は、周知のタンデム質量分析技法であり、そこでは、単一の前駆体イオンが、伝送され、断片化され、生成イオンが第2の分析器に渡され、第2の分析器は、選択された断片質量範囲を分析する。選択された前駆体イオンが断片化し、選択された断片質量範囲内の生成イオンを生成すると、応答が生成される。生成イオンの応答は、例えば、定量化のために使用されることができる。

SRM等のタンデム質量分析技法の感度および特定性は、第1の質量分析器によって選択される前駆体質量範囲、または前駆体質量伝送窓の幅によって影響される。広い前駆体質量範囲は、より多くのイオンを伝送し、増加した感度をもたらす。しかしながら、広い前駆体質量範囲はまた、異なる質量の前駆体イオンが通過することを可能にし得る。他の質量の前駆体イオンが、選択された前駆体と同一質量において生成イオンを生成する場合、イオン干渉が生じ得る。結果、特定性が低下する。

いくつかの質量分析計では、第2の質量分析器は、高分解能および高速で動作させられ、異なる生成イオンが、より容易に区別されることを可能にすることができる。これは、大幅に、広い前駆体質量範囲を使用することによって損失された特定性の回復を可能にする。その結果、これらの質量分析計は、広い前駆体質量範囲を使用して感度を最大化しながら、同時に、特定性を回復することを実行可能にする。

高分解能および高速質量分析計のこの特性を利用して開発されたタンデム質量分析技法の1つは、逐次窓取得(SWATH)である。SWATHは、隣接または重複する前駆体質量範囲の複数回の生成イオン走査を使用して、ある時間間隔内で質量範囲が走査されることを可能にする。第1の質量分析器は、断片化のための各前駆体質量範囲を選択する。次いで、各前駆体質量範囲の断片化から生成される生成イオンを検出するために、高分解能の第2の質量分析器が使用される。SWATHは、前駆体イオン走査の感度が、従来の特定性における損失を伴わずに、増加させられることを可能にする。

全質量分析計が、その標準的構成においてSWATH技法を行うことが可能なわけではない。例えば、いくつかの質量分析計の第1の質量分析器は、広い前駆体質量窓内において、前駆体イオンを均一に伝送しない。これは、質量範囲を隣接または重複する前駆体質量窓に分割することを困難にする。さらに、選択窓の形状を調整することが有用である場合があり得、すなわち、イオン伝送が質量に関して均一ではない窓を意図的に構築することが有用である場合があり得る。

概要

ステムおよび方法が、逐次窓化取得実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するために提供される。少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、プロセッサを使用して、質量の関数であるイオン伝達関数が、選択される。サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタは、プロセッサを使用して、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令される。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

目的

タンデム質量分析または質量分析/質量分析(MS/MS)は、定質的および定量的情報の両方を提供する

効果

実績

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請求項1

次窓化取得実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形する方法であって、プロセッサを使用して、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、質量の関数であるイオン伝達関数を選択することと、前記プロセッサを使用して、サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタに2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令することであって、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数によって表される形状を有している、こととを含む、方法。

請求項2

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の一定の率を定義する、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項3

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の非一定の率を定義する、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項4

前記形状は、三角形を含む、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項5

前記四重極質量フィルタに2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令することであって、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数によって表される形状を有している、ことは、前記四重極質量フィルタに、1つ以上の四重極パラメータを経時的に変動させるように命令することを含み、前記1つ以上の四重極パラメータは、前記2つ以上の伝送窓の幅、質量中心、または持続時間に影響を与える、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項6

前記2つ以上の伝送窓の質量中心に影響を与える四重極パラメータは、無線周波数(RF)パラメータを含み、前記2つ以上の伝送窓の幅に影響を与える四重極パラメータは、直流(DC)パラメータに対する前記RFパラメータ比率を含む、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項7

前記2つ以上の伝送窓の各伝送窓の幅は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲の幅より小さい、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項8

前記1つ以上の伝送窓は、前記質量範囲の一部が、他より高い頻度で伝送されるように重複させられる、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項9

前記2つ以上の伝送窓の各伝送窓の幅は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲の幅より小さく、前記2つ以上の伝送窓のうちの任意の2つの伝送窓間の重複は、前記任意の2つの伝送窓のうちのいずれかの伝送窓の幅未満である、前記方法請求項の任意の組み合わせの方法。

請求項10

タンデム質量分析実験のための前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するためのシステムであって、サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタと、前記四重極質量フィルタと通信するプロセッサとを備え、前記プロセッサは、取得の間、少なくとも1つの前駆体質量範囲と質量の関数であるイオン伝達関数とを選択することと、前記四重極質量フィルタに、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令することであって、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数の形状を有している、こととを行う、システム。

請求項11

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の一定の率を定義する、前記システム請求項の任意の組み合わせのシステム。

請求項12

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の非一定の率を定義する、前記システム請求項の任意の組み合わせのシステム。

請求項13

前記プロセッサは、前記四重極質量フィルタに、前記2つ以上の伝送窓の幅、質量中心、または持続時間に経時的に影響を与える1つ以上の四重極パラメータを変動させるように命令することによって、前記四重極質量フィルタに、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令し、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数の形状を有している、前記システム請求項の任意の組み合わせのシステム。

請求項14

前記2つ以上の伝送窓の質量中心に影響を与える四重極パラメータは、無線周波数(RF)パラメータを含み、前記2つ以上の伝送窓の幅に影響を与える四重極パラメータは、直流(DC)パラメータに対する前記RFパラメータの比率を含む、前記システム請求項の任意の組み合わせのシステム。

請求項15

一過性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、そのコンテンツは、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、逐次窓化取得実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形する方法を実施し、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備え、前記個別のソフトウェアモジュールは、選択モジュールおよび制御モジュールを備えている、ことと、前記選択モジュールを使用して、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、質量の関数であるイオン伝達関数を選択することと、前記制御モジュールを使用して、サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタに2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令することであって、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数によって表される形状を有している、こととを含む、コンピュータプログラム製品。

請求項16

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の一定の率を定義する、前記コンピュータ媒体製品請求項に記載の任意の組み合わせのコンピュータ媒体製品。

請求項17

前記イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の非一定の率を定義する、前記コンピュータ媒体製品請求項に記載の任意の組み合わせのコンピュータ媒体製品。

請求項18

前記四重極質量フィルタに2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令することであって、前記2つ以上の伝送窓は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成し、前記有効伝送窓は、前記イオン伝達関数によって表される形状を有している、ことは、前記四重極質量フィルタに、前記2つ以上の伝送窓の幅、質量中心、または持続時間に経時的に影響を与える1つ以上の四重極パラメータを変動させるように命令することを含む、前記コンピュータ媒体製品請求項に記載の任意の組み合わせのコンピュータ媒体製品。

請求項19

前記2つ以上の伝送窓の各伝送窓の幅は、前記少なくとも1つの前駆体質量範囲の幅より小さい、前記コンピュータ媒体製品請求項に記載の任意の組み合わせのコンピュータ媒体製品。

請求項20

前記1つ以上の伝送窓は、前記質量範囲の一部が、他より高い頻度で伝送されるように重複させられる、前記コンピュータ媒体製品請求項に記載の任意の組み合わせのコンピュータ媒体製品。

技術分野

0001

(関連出願の引用
本願は、米国仮特許出願第61/891,573号(2013年10月16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。

背景技術

0002

タンデム質量分析または質量分析/質量分析(MS/MS)は、定質的および定量的情報の両方を提供することができる方法である。タンデム質量分析では、前駆体イオンは、第1の質量分析器によって選択または伝送され、断片化され、断片または生成イオンは、第2の質量分析器によって、または第1の分析器の第2の走査において、分析される。生成イオンスペクトルが、着目分子識別するために使用されることができる。1つ以上の生成イオンの強度が、サンプル中に存在する化合物の量を定量化するために使用されることができる。

0003

選択反応監視(SRM)は、周知のタンデム質量分析技法であり、そこでは、単一の前駆体イオンが、伝送され、断片化され、生成イオンが第2の分析器に渡され、第2の分析器は、選択された断片質量範囲を分析する。選択された前駆体イオンが断片化し、選択された断片質量範囲内の生成イオンを生成すると、応答が生成される。生成イオンの応答は、例えば、定量化のために使用されることができる。

0004

SRM等のタンデム質量分析技法の感度および特定性は、第1の質量分析器によって選択される前駆体質量範囲、または前駆体質量伝送窓の幅によって影響される。広い前駆体質量範囲は、より多くのイオンを伝送し、増加した感度をもたらす。しかしながら、広い前駆体質量範囲はまた、異なる質量の前駆体イオンが通過することを可能にし得る。他の質量の前駆体イオンが、選択された前駆体と同一質量において生成イオンを生成する場合、イオン干渉が生じ得る。結果、特定性が低下する。

0005

いくつかの質量分析計では、第2の質量分析器は、高分解能および高速で動作させられ、異なる生成イオンが、より容易に区別されることを可能にすることができる。これは、大幅に、広い前駆体質量範囲を使用することによって損失された特定性の回復を可能にする。その結果、これらの質量分析計は、広い前駆体質量範囲を使用して感度を最大化しながら、同時に、特定性を回復することを実行可能にする。

0006

高分解能および高速質量分析計のこの特性を利用して開発されたタンデム質量分析技法の1つは、逐次窓取得(SWATH)である。SWATHは、隣接または重複する前駆体質量範囲の複数回の生成イオン走査を使用して、ある時間間隔内で質量範囲が走査されることを可能にする。第1の質量分析器は、断片化のための各前駆体質量範囲を選択する。次いで、各前駆体質量範囲の断片化から生成される生成イオンを検出するために、高分解能の第2の質量分析器が使用される。SWATHは、前駆体イオン走査の感度が、従来の特定性における損失を伴わずに、増加させられることを可能にする。

0007

全質量分析計が、その標準的構成においてSWATH技法を行うことが可能なわけではない。例えば、いくつかの質量分析計の第1の質量分析器は、広い前駆体質量窓内において、前駆体イオンを均一に伝送しない。これは、質量範囲を隣接または重複する前駆体質量窓に分割することを困難にする。さらに、選択窓の形状を調整することが有用である場合があり得、すなわち、イオン伝送が質量に関して均一ではない窓を意図的に構築することが有用である場合があり得る。

課題を解決するための手段

0008

逐次窓化取得(SWATH)実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形する方法が、開示される。少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、プロセッサを使用して、質量の関数であるイオン伝達関数が、選択される。サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタは、プロセッサを使用して、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令される。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

0009

逐次窓化取得(SWATH)実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するためのシステムが、開示される。本システムは、四重極質量フィルタと、プロセッサとを含む。

0010

四重極質量フィルタは、サンプルからイオンを伝送する。プロセッサは、少なくとも1つの前駆体質量範囲および質量の関数であるイオン伝達関数を選択する。プロセッサは、四重極質量フィルタに、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令する。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数の形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成する。

0011

一過性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、そのコンテンツは、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形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。

0012

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、選択モジュールおよび制御モジュールを備えている。少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、選択モジュールは、質量の関数であるイオン伝達関数を選択する。

0013

制御モジュールは、四重極質量フィルタに、サンプルからイオンを伝送し、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令する。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

0014

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

0015

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、逐次窓化取得(SWATH)前駆体質量範囲を伝送するために使用される理想的伝送窓の例示的プロットである。
図3は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲を伝送するために使用される非理想的伝送窓の例示的プロットである。
図4は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲を伝送するために使用される有効伝送窓を成形するために経時的に使用される3つの非理想的伝送窓の例示的プロットである。
図5は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲にわたり経時的にシフトされ、SWATH前駆体質量範囲に対する非均一な有効伝送窓を生成する均一な伝送窓の例示的プロットである。
図6は、種々の実施形態による、SWATH実験において静的20Da伝送窓を使用して生成されたポリプロピレングリコール(PPG溶液に対する20Da範囲の前駆体質量スペクトルの例示的プロットである。
図7は、種々の実施形態による、SWATH実験において20Da質量窓にわたり線形に段階化される複数の動的10Da伝送窓を使用して生成されたPPG溶液に対する20Da範囲の前駆体質量スペクトルの例示的プロットである。
図8は、種々の実施形態による、図6のPPG質量スペクトルの質量強度によって除算される、図7のPPG質量スペクトルの質量強度の例示的プロットである。
図9は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するためのシステムを示す、概略図である。
図10は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形する方法を示す例示的フロー図である。
図11は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形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。

実施例

0016

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制限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り、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。

0017

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。

0018

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。

0019

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つ以上の連続をプロセッサ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連続の実行は、プロセッサ104に、本明細書に説明されるプロセスを実施させる。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制限されない。

0020

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。

0021

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。

0022

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つ以上の連続をプロセッサ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に対して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による実行の前後のいずれかにおいて、記憶デバイス110上に記憶され得る。

0023

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。

0024

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、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。

0025

(伝送窓を成形するためのシステムおよび方法)
前述のように、逐次窓化取得(SWATH)は、質量範囲が、隣接または重複する前駆体質量範囲の複数回の生成イオン走査を使用して、ある時間間隔内に走査されることを可能にする、タンデム質量分析技法である。第1の質量分析器は、断片化のために、各前駆体質量範囲を選択する。次いで、高分解能の第2の質量分析器が、各前駆体質量範囲の断片化から生成される生成イオンを検出するために使用される。SWATHは、前駆体イオン走査の感度が、従来の特定性における損失を伴わずに、増加させられることを可能にする。

0026

しかしながら、残念ながら、全質量分析計が、その現在の構成において、SWATH技法を行うことが可能なわけではない。例えば、いくつかの質量分析計の第1の質量分析器は、ある前駆体質量範囲内において、前駆体イオンを均一に伝送するために使用され得る伝送窓を発生させない。これは、質量範囲を隣接または重複する前駆体質量範囲に分割することを困難にする。

0027

図2は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲を伝送するために使用される理想的伝送窓の例示的プロット200である。理想的伝送窓210は、M1〜M2の質量を有する前駆体イオンを伝送し、設定された質量、すなわち、質量中心215を有する。SWATH窓サイズは、M2−M1である。これらの前駆体イオンは、理想的伝送窓210が鋭い垂直縁220および230を有するため、均一に伝送される。言い換えると、理想的伝送窓210による前駆体イオンの伝送率は、質量がM1からM2に増加する場合、均一または一定である。しかしながら、残念ながら、多くの質量分析計は、縁220および230と同程度に鋭い縁を伴う伝送窓を生成することができない。加えて、いくつかの質量分析計の縁の正確な形状は、把握されないこともある。

0028

図3は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲を伝送するために使用される非理想的伝送窓の例示的プロット300である。非理想的伝送窓310もまた、M1〜M2の質量を有する前駆体イオンを伝送するために使用され、設定された質量315を有する。SWATH窓サイズは、M2−M1である。しかしながら、非理想的伝送窓310は、図2に示される理想的伝送窓210のように、鋭い縁220および230を有していない。例えば、図3の縁320および330は、質量によって変動する。言い換えると、非理想的伝送窓310による前駆体イオンの伝送率は、質量が縁320および330において変化する場合、非均一または非一定である。加えて、質量によるこの変動は、把握されないこともある、または予測可能ではない場合がある。いくつかの四重極は、例えば、分解能が増加させられると、非理想的伝送窓310のように、より三角形である伝送窓を生成する。

0029

図3の非理想的伝送窓310のような伝送窓は、SWATH法に対していくつかの問題をもたらす。各SWATH窓全体にわたり、均一前駆体イオン伝送を提供するために、これらの伝送窓の幅は、増加させられなければならず、これはまた、SWATH前駆体質量範囲間の重複を増加させる。これは、増加したデューティサイクルおよび第2の質量分析器内のさらに多くの特定性を回復するための増加した必要性をもたらし得る。

0030

種々の実施形態では、2つ以上の伝送窓が、SWATH法の前駆体質量範囲の前駆体イオンを伝送するために使用される有効伝送窓を成形するために経時的に使用される。2つ以上の伝送窓は、例えば、図2に示される理想的伝送窓のような有効伝送窓を成形するために使用される。2つ以上の伝送窓の各々の幅、設定された質量または質量中心、および持続時間は、変動することも、一定に保持されることもできる。

0031

図4は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲を伝送するために使用される有効伝送窓を成形するために経時的に使用される3つの非理想的伝送窓の例示的プロット400である。プロット400は、非理想的伝送窓410、310、および440を含む。非理想的伝送窓410、310、および440は、それぞれ、設定された質量415、315、および445を有する。非理想的伝送窓410および440は、例えば、非理想的伝送窓310の縁320および330を鋭くするために使用される。非理想的伝送窓440は、異なる時間において異なる設定された質量に移動させられる非理想的伝送窓410であることができるか、または、例えば、異なる伝送窓であることができる。非理想的伝送窓410、310、および440は、3つの異なる時間において使用され、図2の理想的伝送窓210により近い有効伝送窓を累積的に生成する。

0032

図4は、2つ以上の非均一な伝送窓を経時的に使用して、均一な有効伝送窓を生成する方法を描写する。概して、SWATH前駆体質量範囲にわたり前駆体イオンを均一に伝送する伝送窓または有効伝送窓が、所望される。しかしながら、非均一な伝送窓または非均一な有効伝送窓もまた、非均一性が明確に把握されている場合、望ましくあり得る。

0033

種々の実施形態では、2つ以上の伝送窓が、SWATH法の前駆体質量範囲の前駆体イオンを伝送するために使用される非均一な有効伝送窓を成形するために経時的に使用される。2つ以上の伝送窓は、例えば、SWATH前駆体質量範囲より狭い窓である。2つ以上の伝送窓は、例えば、幅、設定された質量、および/または持続時間が変動する伝送窓であることができる。代替として、2つ以上の伝送窓は、SWATH前駆体質量範囲にわたり段階化される、1つの均一な伝送窓であることができる。

0034

非均一な有効伝送窓の形状は、質量によって変動する任意の恣意的形状であることができる。非均一な有効伝送窓の形状は、限定ではないが、三角形、逆三角形曲線、またはノッチを伴う三角形もしくは曲線を含むことができる。しかしながら、ますます複雑となる形状は、システムの全体的スループットを低下させる可能性が高いことに留意されたい。

0035

図5は、種々の実施形態による、SWATH前駆体質量範囲にわたり経時的にシフトされ、SWATH前駆体質量範囲に対する非均一な有効伝送窓を生成する均一な伝送窓の例示的プロット500である。均一な伝送窓510は、例えば、SWATH前駆体質量範囲M2−M1の半分の幅を有する。質量520に頂点を有する三角の形有効伝送窓(図示せず)が、SWATH前駆体質量範囲M2−M1にわたり均一な伝送窓510を段階化することによって、生成される。例えば、均一な伝送窓510は、設定された質量515から設定された質量516に、次いで、設定された質量516から設定された質量517に経時的に段階化される。均一な伝送窓510は、縁530が、例えば、質量M2に到達するまで、SWATH前駆体質量範囲M2−M1にわたり段階化される。その結果、質量520近傍の前駆体イオンは、ほぼ常時、伝送されている一方、質量M1および質量M2近傍のイオンは、ほとんど伝送されない。質量M1〜質量520のイオンは、三角の形有効伝送窓の片側の傾きに従って伝送され、質量520〜質量M2のイオンは、三角の形有効伝送窓の別の側の傾きに従って伝送される。

0036

均一な伝送窓510は、理想的またはほぼ理想的伝送窓として、プロット500に示される。理想的またはほぼ理想的伝送窓の鋭い縁を有することは、重要であるが、必要ではない。しかしながら、必要なものは、非均一な有効伝送窓を成形するための2つ以上の伝送窓の既知の領域の使用である。

0037

(実験結果)
図5に示されるものと同様の方法に従って、動的伝送窓の設定された質量が、四重極を使用して、100ms SWATH滞留期間の間、線形に傾斜された。静的(矩形)SWATH窓は、20Da幅であり、幅10Daの動的伝送窓が、SWATH滞留期間の間、10Da範囲にわたって線形に傾斜された。SWATH窓は、20Da幅であったが、有効充填時間は、中央で最大であり、低および高質量境界において、ゼロまで線形に降下された。

0038

図6は、種々の実施形態による、SWATH実験において静的20Da伝送窓を使用して生成された、ポリプロピレングリコール(PPG)溶液に対する20Da範囲の前駆体質量スペクトル610の例示的プロット600である。317〜337DaのSWATH前駆体質量範囲に対する前駆体イオンは、SWATH前駆体質量範囲と本質的に、同一幅である単一静的伝送窓を使用して伝送された。言い換えると、前駆体質量スペクトル610は、図2に示される伝送窓に類似する伝送窓を使用して生成された。317〜337DaのPPG質量スペクトル610の質量強度は、比較的に均一であることはない。

0039

図7は、種々の実施形態による、SWATH実験において20Da質量窓にわたり線形に段階化される複数の動的10Da伝送窓を使用して生成された、PPG溶液に対する20Da範囲の前駆体質量スペクトル710の例示的プロット700である。カスタムサイクルが、20Da SWATH前駆体質量範囲にわたって、複数の期間にわたり、複数の設定された質量に伴って、単一10Da均一な伝送窓を傾斜させるために使用された。言い換えると、前駆体質量スペクトル710は、図5に示される方法と同様に、SWATH前駆体質量範囲にわたり経時的に移動させられる単一均一な伝送窓を使用して生成された。317〜337DaのPPG質量スペクトル710の質量強度は、図6に示されるPPG質量スペクトル610の質量強度とは対照的に、三角形形状を有する。

0040

図8は、種々の実施形態による、図6のPPG質量スペクトル610の質量強度によって除算される、図7のPPG質量スペクトル710の質量強度の例示的プロット800である。プロット800は、20Da質量窓にわたり線形に段階化される複数の動的10Da伝送窓を使用することによって作成される有効伝送窓の三角形形状を確認する。本質的に、質量次元における三角形伝達関数が、SWATH前駆体質量範囲にわたり線形に段階化される複数の伝送窓を使用して作成された。

0041

(伝送窓を成形するためのシステム)
図9は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形するためのシステム900を示す、概略図である。システム900は、四重極質量フィルタ910と、プロセッサ920とを含む。

0042

四重極質量フィルタ910は、2つ以上の質量分析を実施する、1つ以上の物理的質量分析器を含むことができる。四重極質量フィルタ910はまた、分離デバイス(図示せず)を含むことができる。分離デバイスは、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が、限定ではないが、分離技法を実施することができる。

0043

プロセッサ920は、限定ではないが、コンピュータ、マイクロプロセッサ、または四重極質量フィルタ910から制御信号およびデータを送受信し、データを処理することが可能な任意のデバイスであることができる。プロセッサ920は、四重極質量フィルタ910と通信する。

0044

四重極質量フィルタ910は、サンプルからイオンを伝送する。取得の間、プロセッサ920は、少なくとも1つの前駆体質量範囲と質量の関数であるイオン伝達関数とを選択し、四重極質量フィルタに、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令し、2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数の形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成する。

0045

種々の実施形態では、イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の一定の率を定義する。

0046

種々の実施形態では、イオン伝達関数は、質量の関数として、前駆体イオン伝送の非一定の率を定義する。

0047

種々の実施形態では、プロセッサ920は、四重極質量フィルタ910に、1つ以上の四重極パラメータを経時的に変動させ、2つ以上の伝送窓の幅、質量中心、または持続時間に影響を与えるように命令することによって、四重極質量フィルタに、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令し、2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数の形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成する。

0048

種々の実施形態では、2つ以上の伝送窓の質量中心に影響を与える四重極パラメータは、無線周波数(RF)パラメータを含み、2つ以上の伝送窓の幅に影響を与える四重極パラメータは、直流(DC)パラメータに対するRFパラメータ比率を含む。

0049

種々の実施形態では、2つ以上の伝送窓の各伝送窓の幅は、少なくとも1つの前駆体質量範囲の幅より小さい。

0050

種々の実施形態では、1つ以上の伝送窓は、質量範囲の一部が、他より高い頻度で伝送されるように重複させられる。

0051

種々の実施形態では、2つ以上の伝送窓の各伝送窓の幅は、少なくとも1つの前駆体質量範囲の幅より小さく、2つ以上の伝送窓のうちの任意の2つの伝送窓間の重複は、任意の2つの伝送窓のうちのいずれかの伝送窓の幅未満である。

0052

種々の実施形態では、重複は、2つの伝送窓の各々のわずかな部分である。例えば、2つ以上の伝送窓の各伝送窓は、少なくとも1つの前駆体質量範囲の2分の1であり、2つ以上の伝送窓のうちの任意の2つの伝送窓間の重複は、任意の2つの伝送窓のうちの任意の伝送窓の幅の10%未満である。

0053

(伝送窓を成形する方法)
図10は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形する方法1000を示す例示的流れ図である。

0054

方法1000のステップ1010では、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、プロセッサを使用して、質量の関数であるイオン伝達関数が、選択される。

0055

ステップ1020では、サンプルからイオンを伝送する四重極質量フィルタは、プロセッサを使用して、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令される。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

0056

(伝送窓を成形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、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、逐次窓化取得実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形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実施される。

0057

図11は、種々の実施形態による、SWATH実験の前駆体質量範囲に対する前駆体イオンを選択するために使用される有効伝送窓を成形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1100の概略図である。システム1100は、選択モジュール1110と、制御モジュール1120とを含む。

0058

少なくとも1つの前駆体質量範囲に対して、選択モジュール1110は、質量の関数であるイオン伝達関数を選択する。

0059

制御モジュール1120は、四重極質量フィルタに、サンプルからイオンを伝送し、2つ以上の伝送窓を経時的に生成するように命令する。2つ以上の伝送窓は、イオン伝達関数によって表される形状を伴う、少なくとも1つの前駆体質量範囲に対する有効伝送窓を累積的に作成するように生成される。

0060

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。

0061

さらに、種々の実施形態の説明において、本明細書は、ステップの特定の連続として、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連続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、ステップの他の連続も可能であり得る。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制限されるべきではなく、当業者は、連続が、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。

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