一种样品未知成分的液质联用非靶向分析方法技术

本发明专利技术涉及一种检测样品中未知成分的方法，所述方法通过非靶向信息的采集，将样品溶液中所有成分的信息进行采集，之后对所采集到的信息进行数据处理分析，从而确认样品中有哪些化合物，并进一步确定其含量。所述样品溶液中所有成分的采集是通过液质联用仪使用多梯度洗脱后采集到所有成分的信息。度洗脱后采集到所有成分的信息。

【技术实现步骤摘要】
一种样品未知成分的液质联用非靶向分析方法


[0001]本申请涉及用于样品分析和检测的技术，尤其涉及样品中未知成分分析和检测的技术。

技术介绍

[0002]溶液样品是化学化工、医药、生物等诸多行业最常见的样品形式，其中很多样品的组成成分复杂，含有大量未知成分。并且这些未知成分往往可能具有特殊的性质或功能。对于一种组成未知的样品，准确快速地解析出其中的分子组成信息，具有重要的应用价值。
[0003]液质联用仪(LCMS)是液相色谱与质谱联用的分析仪器。液质联用仪的主要分析目标是有机化合物。LCMS利用液相色谱作为前端的进样和分离手段，依靠色谱柱的分离能力，将样品中各有机组分进行分离。各组份被分离后在流动相的带动下，依次进入质谱的离子源，被气化和离子化为分散的带电粒子(母离子)。带电粒子再进入质谱的质量分析器，根据质荷比的不同被质谱进行质量分辨(确定质荷比)并检测各个质荷比粒子量的多少。
[0004]液相色谱(LC)作为质谱前端提供进样和化合物的分离。色谱的分离原理众多，它是依靠化合物在色谱柱固定相和流动相间的分配能力的不同，把一个混合物体系中的各种化合物分离开。与质谱联用时经常采用的色谱柱为反相柱和Hilic柱。
[0005]质谱做为LCMS的检测与输出端，有多种质量分析的方式，如四极杆质谱、飞行时间质谱、离子阱质谱、轨道阱质谱等。这些质量分析器进行质量分辨的原理各不相同。现代分析仪器中，常把上述不同质量分辨手段串联到一起使用，组成串联质谱仪。串联质谱仪比传统的单质量分析器质谱具有更广泛的应用空间，除了可以识别母离子(也称一级离子)的质荷比，也可以挑选母离子将其打碎。然后，质谱再通过质量分辨和检测，获得母离子的碎片离子(也称子离子或二级离子)信息，因此，母离子对应的二级离子质谱图就成为质谱定性分析的关键证据。
[0006]LCMS在采集样品信息和进行数据处理分析时，有两种常见的策略：靶向分析和非靶向分析。靶向策略的目标是检测样品中是否含有研究者关注的目标化合物。这里的目标数目，可以是样品中的一个化合物，也可以是几百乃至上千个化合物。进行靶向分析时，需要在检测方法中，根据靶向目标化合物的信息设置对应的一级和二级离子的信息，形成靶向检测方法，再进行样品检测。对靶向分析中的某一个目标化合物而言，根据检测的目标化合物的精确分子量、带何种电荷、产生碎片例子时的碰撞能量，碎片离子的质荷比，与信息库中的相应信息比较，从而确定目标化合物的性质和含量。
[0007]靶向分析要求分析检测人员必须明确样品中可能存在的，需要定性、定量分析的各分子成分信息。而对于存在于样品中，却不包括在靶向目标中的未知成分，则在靶向分析中不可能被关注和发现。
[0008]非靶向分析的策略是利用高分辨串联质谱，采集样品中所有能检测到的离子的所有一级和二级质谱信息。通过数据处理，对采集到的信息进行数据的定性和定量分析，从而发现样品中有哪些化合物，并确定其含量。这种采集和分析策略，一般采用数据非依赖型采
集(DIA)模式的数据。显而易见，DIA数据一般非常庞大，单个样本的DIA数据一般在几百到几千Mb大小。此外，在DIA数据中，建立母离子和子离子的归属关系，即二级谱图的去卷积，非常困难。
[0009]如何在这样巨大的数据中准确发现不包括在靶向目标中的未知成分的信息，建立一套完善的非靶向DIA数据采集和数据挖掘方法，用于未知溶液样品组成的解析，是目前国际难题。目前日本理化研究所，美国Scripps研究所，丹麦科学院分别独立开发了依据信号峰峰型和重现性进行未知分子组分识别的分析方法，公布了MS—DIAL，XCMS，mzMine等一系列数据挖掘方法。其中，MS
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DIAL可以同时解析分子的分子量信息和分子结构信息，XCMS和mzMine只能解析分子量信息，不能进行二级谱图分析。同时，这些已经公布的方法只对峰型良好的分子信息解析有效，不能解析峰型对称性差或者样品中浓度很低的分子信息。进一步来说，这些方法对色谱信息的利用度还存在局限，一般只利用提取离子色谱峰的保留时间和峰对称度信息。而化合物的色谱保留行为，作为一种对化合物进行区分和鉴别的有效手段，在目前的质谱非靶向数据处理方法中均未被涉及。
[0010]本专利技术利用高分辨串联质谱，根据化合物色谱保留行为的特点，采集样品中所有能检测到的离子的一级和二级质谱信息，再对采集到的信息进行数据的定性和定量分析，从而对样品中的所有成分，尤其包括峰型对称性差或浓度低的成分进行定性和定量确认。

技术实现思路

[0011]本专利技术首先提供一种检测样品中未知成分的方法，所述方法通过多液相梯度非靶向信息的采集，对样品溶液中所有成分的信息进行采集，之后对所采集到的样本中的多液相梯度非靶向质谱数据信息进行数据处理分析，从而确认样品中有哪些化合物，并进一步确定其含量。
[0012]本专利技术的非靶向信息是通过液质联用仪(LCMS)对溶液样品的成分信息进行采集。所述信息采集包括如下步骤：
[0013]1、将样品进行前处理，注入液质联用仪(LCMS)，
[0014]2、利用不同浓度洗脱液，进行多梯度洗脱，
[0015]3、质谱仪进行多次扫描，获得同一样品的一级母离子和二级子离子的信息，及其保留时间和保留行为信息，
[0016]4、通过一级或二级离子的兴趣区域(Region Of Interest,ROI)确定样品中化合物的数量，
[0017]5、对比一级母离子和二级子离子的离子提取离子色谱峰保留时间和保留行为、一级母离子和二级子离子提取离子色谱峰型匹配度，确认一级母离子和二级子离子的归属关系，从而得到这个一级母离子的二级子离子谱图，
[0018]6、对每个一级离子的二级离子谱图进行自动谱库匹配，从而实现样品中所有成分的确认。
[0019]进一步，多梯度洗脱是指6
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15次的洗脱，优选是7
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10次的洗脱。进一步，为了获得样本中所有成分的信息，优选采用多种液质联用检测模式进行信息采集，如选择反相色谱柱正离子模式、反相色谱柱负离子模式、Hilic色谱柱正离子模式、Hilic色谱柱负离子模式的两种或多种组合。
[0020]更进一步，质谱采集工作利用DIA采集模式，以采集母离子质量范围内的所有母离子色谱保留行为信息和所有存在的母离子产生的所有碎片离子色谱保留行为信息。
[0021]其次，本专利技术提供一种用于进行样品未知成分分析的系统，该系统包括：液质联用仪和数据处理单元，所述液质联用仪用于样品成分信息的采集，数据处理单元用于对采集的信息进行数据处理，从而获得样品中成分的定性和定量信息。样品成分信息的采集优选包括对所有成分的一级母离子信息的采集和二级子离子信息的采集。
[0022]采用本专利技术的样品分析系统检测样品中未知成分的方法，通过潜在化合物峰的色谱保留规律进行有效信息的筛选，过滤背景噪声干扰，能有效识别峰型质量差或在溶液中浓度低的真实分子信息。
附图说明
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测样品中未知成分的方法，所述方法通过多液相洗脱梯度配合质谱非靶向信息的采集，将样品溶液中所有成分的信息进行采集，之后对所采集到的信息利用化合物多液相梯度的色谱保留行为进行数据处理分析，从而确认样品中有哪些化合物，并进一步确定其含量，所述溶液中所有成分的采集是通过液质联用仪使用多梯度洗脱后采集到所有成分的信息。2.如权利要求1所述的检测样品中未知成分的方法，所述液质联用仪包括串联质谱仪，通过质量分辨原理不同的质量分析器的串联，可获得溶液样品中各成分的母离子信息即一级母离子信息，同时也可以获得母离子的碎片离子的信息即二级子离子的信息。3.如权利要求1或2所述的检测样品中未知成分的方法，所述液质联用仪的检测模式选择反相色谱柱正离子模式、反相色谱柱负离子模式、Hilic色谱柱正离子模式、Hilic色谱柱负离子模式的两种或多种组合。4.如权利要求1
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3任一项所述的检测样品中未知成分的方法，所述检测方法进一步包括如下步骤：(1)、将样品进行前处理，注入液质联用仪(LCMS)，(2)、配置不同浓度洗脱液，进行多梯度洗脱，(3)、质谱仪进行多次扫描，获得一级母离子和二级子离子的质荷比、强度、保留行为和保留时间信息，(4)、通过检索一级或二级离子的兴趣区域(roi)确定样品中化合物的存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方芳，肖娟，孙辉，
申请(专利权)人：北京格竹生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：