用于在质谱法中进行电荷状态分配的系统和方法技术方案

一种用于在质谱法中分配电荷状态的方法包括接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号。检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息。基于检测器响应信号，为根据离子到达事件生成的质谱的质荷比(m/z)箱生成检测器响应轮廓。基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组。基于m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。分配给一个或多个特征。分配给一个或多个特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在质谱法中进行电荷状态分配的系统和方法
[0001]相关案例的交叉引用
[0002]本申请于2021年8月6日作为PCT国际专利申请提交，并要求于2020年8月6日提交的美国专利申请序列号63/062,231的优先权权益，该美国专利申请的全部内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]作为一般概述，质谱法(MS)是一种基于对从化学化合物形成的离子的质荷比(m/z)值的分析来检测和定量那些化合物的分析技术。MS涉及将来自样品的所关注的一种或多种化合物电离从而产生前体离子，以及对前体离子进行质量分析。串联质谱法或质谱法/质谱法(MS/MS)涉及将来自样品的所关注的一种或多种化合物电离，选择一种或多种化合物的一种或多种前体离子，将一种或多种前体离子碎裂成产物离子，以及对产物离子进行质量分析。
[0004]MS和MS/MS都可以提供定性和定量信息。测得的前体或产物离子谱可用于识别所关注分子。前体离子和产物离子的强度也可用于对样品中存在的化合物的量进行定量。
[0005]质谱技术通常利用检测到的离子的质荷比(m/z)生成质谱数据。然而，对检测到的离子的实际电荷或质量的了解通常无法直接测量。因此，在某些情况下，可能会出现检测到的离子的某种重叠。例如，具有一质量的带单电荷的离子可能在质谱中看起来与具有双倍的该质量的带双电荷的离子具有相同的质荷比。这个问题通常可以称为峰重叠问题。
[0006]例如，在自上而下的质谱法(MS)蛋白质分析中，质谱中质量或质荷比(m/z)峰的重叠是个重大问题。在这种类型的分析中，会产生非常宽范围的不同片段或产物离子，包括长度为1
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200个氨基酸并具有1
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50种不同电荷状态的产物离子。产物离子峰在单个谱中彼此严重重叠。此外，重叠可能非常广泛，使得即使是具有最高质量分辨率的质谱仪(傅里叶变换离子回旋加速器共振(FT
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ICR)或轨道阱)也无法对此类重叠峰解卷积。因此，在自上而下的蛋白质分析中经常丢失大的产物离子，从而限制了大蛋白质的序列覆盖。公开于2020年8月6日的国际公开WO2020/157720('720公开)和公开于2019年10月17日的国际公开WO2019/197983均提供了对自上而下MS蛋白质分析和相关联的挑战的额外讨论。

技术实现思路

[0007]在一方面，本技术涉及一种用于在质谱法中分配电荷状态的方法，该方法包括：接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比(m/z)箱(bin)生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；以及基于m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。在示例中，该方法还包括基于m/z箱的组生成简化质谱，其中m/z箱的组被指示在该简化质谱中。在另一个示例中，该方法还包括基于所分配的电荷状态计算对应于所述离子到达事件的质量。在又一个示例中，对m/z箱的分组进一步基于附加的分离域数据。
在又一示例中，所述附加的分离域数据包括以下中的至少一种：保留时间、漂移时间、或离子迁移率的补偿电压。
[0008]在上述方面的另一个示例中，使用主成分分析(PCA)、k
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均值聚类算法、或主成分变量分组(PCVG)算法执行对m/z箱的分组。在示例中，该方法还包括生成所述离子到达事件的表示，所述表示具有m/z维度、检测器响应维度、和离子计数或概率维度。在另一个示例中，所述表示是热图。在又一示例中，对m/z箱的分组至少部分地通过将模式识别算法应用于所述表示来执行。
[0009]在另一方面，本技术涉及一种用于在质谱法中分配电荷状态的系统，该系统包括：检测器，被配置为针对每个离子到达事件生成检测器响应信号；处理器；以及存储指令的存储器，所述指令被配置为在由所述处理器执行时使所述系统执行一组操作，所述一组操作包括：从所述检测器接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由所述检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比(m/z)箱生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；以及基于m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。在示例中，操作还包括基于m/z箱的组生成简化质谱，其中m/z箱的组被指示在该简化质谱中。在另一个示例中，对m/z箱的分组进一步基于附加的分离域数据。在又一示例中，所述附加的分离域数据包括以下中的至少一种：保留时间、漂移时间、或离子迁移率的补偿电压。在又一示例中，使用主成分分析(PCA)、k
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均值聚类算法、或主成分变量分组(PCVG)算法执行对m/z箱的分组。
[0010]在上述方面的另一个示例中，该系统还包括生成所述离子到达事件的表示，所述表示具有m/z维度、检测器响应维度、和离子计数或概率维度。在示例中，该系统还包括生成组的置信度分数，并且其中分配电荷状态进一步基于所述置信度分数中的至少一个置信度分数。
[0011]在另一方面，本技术涉及一种用于在质谱法中分配电荷状态的方法，该方法包括：接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比(m/z)箱生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；识别表示单离子到达事件的m/z箱；以及基于被识别为具有单离子到达事件的m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。在示例中，该方法还包括生成组的置信度分数，并且其中分配电荷状态进一步基于所述置信度分数中的至少一个。在另一个示例中，对m/z箱的分组进一步基于附加的分离域数据进行，所述附加的分离域数据包括以下中的至少一种：保留时间、漂移时间、或离子迁移率的补偿电压。在又一个示例中，识别表示单离子到达事件的m/z箱基于在m/z箱中观察到的检测事件的频率。
[0012]在另一方面，本技术涉及一种用于在质谱法中分析数据的方法，该方法包括：接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，生成至少由根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比(m/z)箱和检测器响应轮廓组成的数据表示；以及利用所述数据表示进行化合物识别和种类识别中的至少一项。在示例中，化合物识别
包括化合物定量。在另一个示例中，化合物识别包括将电荷分配给检测到的至少一组离子。在又一示例中，分配电荷至少部分地基于所述检测器响应轮廓。在又一示例中，该方法还包括简化所述数据表示。
[0013]在上述方面的另一个示例中，简化的数据表示包括至少一阶或更高阶的张量数据。在示例中，简化所述数据表示包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在质谱法中分配电荷状态的方法，所述方法包括：接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比m/z箱生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；以及基于m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于m/z箱的组生成简化质谱，其中，m/z箱的组被指示在所述简化质谱中。3.根据权利要求1
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2中任一项所述的方法，还包括基于所分配的电荷状态计算对应于所述离子到达事件的质量。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中，对m/z箱的分组进一步基于附加的分离域数据。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述附加的分离域数据包括以下中的至少一种：保留时间、漂移时间、或离子迁移率的补偿电压。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中，使用主成分分析PCA、k
‑
均值聚类算法、或主成分变量分组PCVG算法执行对m/z箱的分组。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的方法，还包括生成所述离子到达事件的表示，所述表示具有m/z维度、检测器响应维度、和离子计数或概率维度。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述表示是热图。9.根据权利要求7
‑
8中任一项所述的方法，其中，对m/z箱的分组至少部分地通过将模式识别算法应用于所述表示来执行。10.一种用于在质谱法中分配电荷状态的系统，所述系统包括：检测器，被配置为针对每个离子到达事件生成检测器响应信号；处理器；以及存储指令的存储器，所述指令被配置为在由所述处理器执行时使所述系统执行一组操作，所述一组操作包括：从所述检测器接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由所述检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比m/z箱生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；以及基于m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述操作还包括基于m/z箱的组生成简化质谱，其中，m/z箱的组被指示在所述简化质谱中。12.根据权利要求10
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11中任一项所述的系统，其中，对m/z箱的分组进一步基于附加的分离域数据。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述附加的分离域数据包括以下中的至少一种：保留时间、漂移时间、或离子迁移率的补偿电压。
14.根据权利要求10
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13中任一项所述的系统，其中，使用主成分分析PCA、k
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均值聚类算法、或主成分变量分组PCVG算法执行对m/z箱的分组。15.根据权利要求10
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14中任一项所述的系统，还包括生成所述离子到达事件的表示，所述表示具有m/z维度、检测器响应维度、和离子计数或概率维度。16.根据权利要求10
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14中任一项所述的系统，还包括生成组的置信度分数，并且其中，分配电荷状态进一步基于所述置信度分数中的至少一个置信度分数。17.一种用于在质谱法中分配电荷状态的方法，所述方法包括：接收对应于多个离子到达事件的检测器响应信号，所述检测器响应信号包括与由检测器针对每个离子到达事件生成的单独离子响应相关的信息；基于所述检测器响应信号，为根据所述离子到达事件生成的质谱的质荷比m/z箱生成检测器响应轮廓；基于m/z箱的检测器响应轮廓的相似性，将m/z箱分组成多个组；识别表示单离子到达事件的m/z箱；以及基于被识别为具有单离子到达事件的m/z箱的组，将电荷状态分配给一个或多个特征。18.根据权利要求17所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：DH科技发展私人贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：