[發明專利]MS/MS數據處理

有效

• 申請號: 200980117616.4
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN102017058A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: M·M·薩維斯基;R·佐巴瑞夫
• 申請（專利權）人: 塞莫費雪科學(不來梅)有限公司
• 主分類號: H01J49/00
• 分類號: H01J49/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

發明領域

本發明總體上涉及質譜領域，并且更確切地涉及一種從前體離子種類的碎片來識別這些前體離子種類的方法(MS/MS數據處理)。

發明背景

由于存在具有非常相似的質荷比的許多不同的分子，分子的質譜分析是復雜的。已經研發了多種裂解技術通過測量它們的特征性碎片的質核比來幫助識別不同的母分子。將感興趣的分子的離子連同具有非常相似的質荷比的其他分子離子通過一個質量選擇性離子光學裝置根據質荷比進行選擇。這些離子被稱作母離子或前體離子。然后使用一種或多種方法將這些母離子裂解，并且對碎片離子進行質量分析，從而提供一個所謂的MS/MS質譜。具有不同結構的分子典型地裂解形成不同的碎片離子，并且通過研究那些碎片離子的質荷比可以識別這些母分子。當碎片質譜同樣包含干擾時，或者當要求比MS/MS中存在的信息更多的信息量時，可以使用更多級的裂解，生成MS^n質譜。已經研發了多個蛋白質序列庫，并且使用為此目的開發的算法對這些庫進行搜索來使碎片離子譜與可能的母分子相匹配。

在有機質譜法中，這是一種強有力的并且使用廣泛的方法。然而，它具有某些缺點，這涉及要求多于一個質量選擇步驟。這個要求增加了用于執行該方法所要求的儀器的復雜度，并且增加了分析的時間。

除了使用離子裂解技術來使得母分子離子能夠被識別之外，可以使用一個高質量分辨率的質譜儀來在具有非常相似的質荷比的分子離子之間進行區分。然而，通常此類高質量分辨率的質譜儀與它們的低分辨率的對應物相比是更昂貴的并且經常是慢的多的(由于更長的測量時間)。

如果碎片離子質譜具有高的分辨率以及高的質量準確度，能夠以更高級別的置信度進行碎片離子和可能的母分子之間的匹配。因此，為了最有效地識別大分子離子，分析者們通常使用一種高分辨率的質譜與裂解方法的組合。然而，將這兩種方法組合導致了甚至更長的分析時間。

諸如以上概述的那些方法被常規地用于包含蛋白質的樣本。典型地，將蛋白質進行消化從而產生多肽，并且將這些多肽電離并且引入質譜儀中。

將目標蛋白質或混合物(例如細胞裂解產物)進行預處理。預處理可以包括過濾或清洗。然后用適當的裂解試劑將它消化掉。最常使用的是胰蛋白酶，但是也使用其他的，如胰凝乳蛋白酶、溴化氰、亞碘酰苯甲酸鹽。在消化并可能清洗之后，將混合物放入質譜儀中，通常在色譜分離之后。色譜分離通常限制了可供串聯的質譜過程使用的時間。每個峰的色譜時間范圍是從30秒到小于1秒，其中的趨勢是時間更快。

首先取得一個完整的質譜，從而生成一個所謂的前體離子譜。在該前體離子譜中對于每個離子種類可以獲得多個碎片離子譜(數據獨立的MS/MS)。可替代地，經常使用的一種方法是“依賴數據”的MS/MS。在這種方法中，獲得一個完整的譜，并且然后選出一個或多個最強的峰，這通常是自動進行的并且逐個地進行MS/MS裂解。將這些前體和碎片圖譜存儲起來。對此不同的增強包括：用于避免重復測量強離子對前體建立臨時性黑名單；用于避免收集眾所周知的肽類或溶劑組分的MS/MS數據對前體建立永久性黑名單；對所感興趣的質量建立白名單，以便在甚至不滿足最苛刻的標準時允許進行裂解。然而，對于這種依賴數據依賴的MS/MS方法存在兩個問題。首先，對同一個樣本的不同次的處理可能產生非常不同的結果，這是因為(例如)即使是前體離子譜中的峰高度的小的變化也可能導致自動地做出的不同的決定，從而導致選擇不同的前體離子種類用于裂解。其次，在許多情況下，由于之前的色譜過程，在可供使用的時間窗口內可能沒有足夠的時間來裂解所有感興趣的離子。

在圖1的流程圖中作為一個實例示出了其中選擇兩個前體離子用于MS/MS的現有技術的依賴數據過程。

測量之后，或者有時在測量過程中，對所獲得的數據進行評估。對此許多種方法是已知的，如(1)“從頭測序法”，在該方法中，從圖譜中直接推斷出氨基酸序列；(2)“序列標記法”，在該方法中，僅有部分氨基酸序列從譜中直接推斷出來，并且這些小段(“多個標簽”)被用于數據庫搜索例行程序中；(3)僅使用碎片離子譜來進行直接的數據庫搜索。